NL1019670C2

NL1019670C2 - Device for performing a physical and / or chemical process, such as a heat exchanger.

Info

Publication number: NL1019670C2
Application number: NL1019670A
Authority: NL
Inventors: Dick Gerrit Klaren
Original assignee: Klarex Beheer B V
Priority date: 2001-12-27
Filing date: 2001-12-27
Publication date: 2003-07-01
Also published as: WO2003056266A1; AU2002359092A1

Description

Titel: Inrichting voor het uitvoeren van een fysisch en/of chemisch proces, zoals een warmtewisselaarTitle: Device for carrying out a physical and / or chemical process, such as a heat exchanger

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het uitvoeren van een fysisch en/of chemisch proces, zoals een warmtewisselaar, omvattende een met opwaarts gerichte buizen uitgerust reservoir, welke buizen aan een onder- en bovenzijde zijn opgenomen in pijpplaten en in 5 open verbinding staan met een bovenkast en een onderkast, waarbij in de onderkast tenminste één verdeelplaat is aangebracht voor het ondersteunen van een uit granulair materiaal bestaand wervelbed, dat door middel van een via de onderkast toegevoerd en door de buizen stromend, te behandelen of te verwarmen medium in een quasi-stationaire, gefluïdiseerde toestand 10 kan worden gehouden, en waarbij de bovenkast is voorzien van een eerste afvoer voor het met een deelstroom aan medium afvoeren van in de bovenkast uit het medium afgescheiden granulair materiaal naar een buiten het reservoir geplaatste valpijp voor het naar de onderkast terugvoeren van uit het medium afgescheiden granulair materiaal, en waarbij de bovenkast 15 voorts is voorzien van een tweede afvoer voor het afvoeren van een hoofdstroom aan medium waaruit het granulaire materiaal is afgescheiden.The invention relates to a device for carrying out a physical and / or chemical process, such as a heat exchanger, comprising a reservoir equipped with upwardly directed pipes, which pipes are accommodated on an upper and lower side in pipe plates and are in open connection with a top cupboard and a bottom cupboard, wherein at least one distribution plate is arranged in the bottom cupboard for supporting a fluid bed consisting of granular material, which is supplied by means of a medium to be treated or heated through the bottom cupboard and flowing through the tubes in a quasi-stationary, fluidized state 10, and wherein the top box is provided with a first outlet for discharging, with a partial flow of medium, granular material separated from the medium in the top box to a downcomer located outside the reservoir for transfer to the bottom cabinet returning granular material separated from the medium, and wherein the b oven cabinet 15 is further provided with a second outlet for discharging a main stream of medium from which the granular material has been separated.

Een dergelijke inrichting is beschreven in de niet-voorgepubliceerde internationale octrooiaanvragen PCT/NL00/00677 en PCT/NL00/00678. In deze inrichtingen wordt in de bovenkast een scheiding van wervelbeddeeltjes 20 en vloeiend medium gerealiseerd. Alle wervelbed-deeltjes en een deelstroom aan vloeiend medium worden met behulp van de eerste afvoer vanuit het onderste deel van de bovenkast naar de externe valpijp afgevoerd. De resterende stroom aan vloeiend medium zonder wervelbeddeeltjes wordt aan de bovenzijde van de bovenkast afgevoerd. In beide gevallen wordt in de 25 bovenkast een relatief dicht en stabiel gefluïdiseerd bed opgebouwd dat zich over een bepaalde hoogte in de uitlaatkast uitstrekt. Door de opbouw van een dergelijk relatief dicht en stabiel gefluïdiseerd bed wordt bereikt dat er tijdens 1 01 8ts ' 2 gebruik geen wervelbeddeeltjes met de hoofdstroom aan medium uit de bovenkast worden afgevoerd.Such a device is described in the non-prepublished international patent applications PCT / NL00 / 00677 and PCT / NL00 / 00678. In these devices, a separation of fluidized bed particles 20 and flowing medium is realized in the upper cupboard. All fluidised bed particles and a partial flow of flowing medium are discharged from the lower part of the upper casing to the external downcomer with the aid of the first discharge. The remaining flow of flowing medium without fluidized bed particles is discharged at the top of the wall cabinet. In both cases a relatively dense and stable fluidized bed is built up in the upper cupboard, which bed extends over a certain height in the outlet cupboard. The construction of such a relatively dense and stable fluidized bed ensures that no fluidized bed particles are discharged with the main stream of medium from the upper cupboard during use.

Bij de in PCT/NL00/00677 beschreven inrichting wordt dit stabiele en relatief dicht gefluïdiseerd bed in de bovenkast gerealiseerd door een deel 5 van het vloeiend medium via geperforeerde pijpverlengingen af te voeren, waardoor een kleinere volumestroom aan vloeiend medium de bovenkast vanuit de pijpen instroomt.In the device described in PCT / NL00 / 00677, this stable and relatively densely fluidized bed is realized in the upper cupboard by discharging part 5 of the fluid medium via perforated pipe extensions, whereby a smaller volume flow of fluid medium flows into the cupboard from the pipes .

Bij de in PCT/NL00/00678 beschreven inrichting wordt het granulaire materiaal onder invloed van de zwaartekracht uit het medium 10 afgescheiden en wordt beschreven dat in de bovenkast stroomsnelheids-verlagende middelen kunnen worden op genomen om de vorming van een stabiel en relatief dicht gefluïdiseerd bed in de bovenkast te ondersteunen. De stroomsnelheidsverlagende middelen kunnen uitgevoerd zijn als een expansieruimte, maar ook als een stromingsweerstand, zoals een wervelbed 15 of een van doorstroomopeningen voorziene verdeelplaat in de uitlaatkast.In the device described in PCT / NL00 / 00678, the granular material is separated from the medium 10 under the influence of gravity and it is described that flow-speed-reducing means can be accommodated in the upper cupboard to form a stable and relatively densely fluidized bed support in the wall cabinet. The flow-speed-reducing means can be designed as an expansion space, but also as a flow resistance, such as a fluidized bed 15 or a distribution plate provided with through-flow openings in the outlet box.

Afhankelijk van de viscositeit van het vloeiend medium, de stroomsnelheid van het medium en de afmetingen en het soort granulaire materiaal kan met één of meer van de hierboven beschreven maatregelen een stabiel en relatief dicht gefluïdiseerd bed in de bovenkast worden 20 gerealiseerd.Depending on the viscosity of the flowing medium, the flow rate of the medium and the dimensions and the type of granular material, a stable and relatively densely fluidized bed can be realized in the wall cabinet with one or more of the measures described above.

Nadelig aan het realiseren van een stabiel en relatief dicht gefluïdiseerd bed in de bovenkast is dat een dergelijk bed zich slechts over een bepaalde hoogte van de bovenkast uitstrekt, en dat daarboven gelegen delen van de bovenkast niet in contact komen met de deeltjes van het 25 granulaire materiaal. Hierdoor ontbreekt in het boven het bed gelegen deel van de bovenkast de schurende werking van de deeltjes en bestaat de kans op het ontstaan van afzettingen in het bovenste deel van de bovenkast. Dergelijke afzettingen kunnen aangroeien tot aanzienlijke afmetingen en kunnen bovendien tijdens bedrijf afbreken en terugvallen in het wervelbed 30 in de bovenkast en derhalve een goede fluïdisatie van het wervelbed in de 1019670 3 bovenkast belemmeren. Ook bestaat de mogelijkheid dat relatief grote delen afgebroken materiaal met de wervelbeddeeltjes naar de externe valpijp worden afgevoerd en daar verstoppingen veroorzaken.A disadvantage of realizing a stable and relatively densely fluidized bed in the top cupboard is that such a bed only extends over a certain height of the top cupboard, and that parts of the top cupboard lying above it do not come into contact with the particles of the granular material. As a result, the part of the upper cupboard located above the bed lacks the abrasive action of the particles and there is a risk of deposits forming in the upper part of the upper cupboard. Such deposits can grow to considerable dimensions and, moreover, can break off and fall back into the fluidized bed 30 in the upper cupboard during operation and thus impede a good fluidization of the fluidized bed in the upper cupboard. There is also the possibility that relatively large parts of degraded material with the fluidized bed particles are discharged to the external downcomer and cause blockages there.

Een verder nadeel van de in het bovenstaande beschreven 5 maatregelen is dat, bijvoorbeeld door een plots toenemende volumestroom van het medium of een plots afnemende viscositeit van het medium, toch deeltjes granulair materiaal uit de bovenkast naar de tweede afvoer worden meegevoerd en stroomafwaarts in het proces problemen kunnen veroorzaken.A further disadvantage of the measures described above is that, for example due to a suddenly increasing volume flow of the medium or a suddenly decreasing viscosity of the medium, particles of granular material are nevertheless carried along from the upper cabinet to the second outlet and downstream in the process cause problems.

10 De uitvinding beoogt een inrichting van de in de aanhef genoemde soort, waarbij met behoud van de voordelen, genoemde nadelen kunnen worden vermeden. Daartoe is de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt doordat in de bovenkast tussen de eerste afvoer en de tweede af voer een zeef is op genomen voor het onder doorlating van het medium 15 blokkeren van de toegang van het granulaire materiaal tot de tweede afvoer en dat voorts in de bovenkast langs een naar de eerste afvoer gekeerd zeefoppervlak van de zeef stromingsgeleidingsmiddelen zijn aangebracht die met het zeefoppervlak een stromingskanaal vormen voor het tijdens gebruik langs het zeefoppervlak leiden van een stroom medium met granulair 20 materiaal.The object of the invention is to provide a device of the type mentioned in the preamble, wherein the disadvantages mentioned can be avoided while retaining the advantages. To that end, the device according to the invention is characterized in that a screen is accommodated in the upper cupboard between the first discharge and the second discharge for blocking the access of the granular material to the second discharge while allowing the medium 15 to pass through, the upper cupboard are arranged along a screen surface of the screen facing the first discharge, flow guide means which form a flow channel with the screen surface for guiding a flow of medium with granular material along the screen surface during use.

Hierdoor wordt bereikt dat het wervelbed in de bovenkast zo kan worden ingesteld dat een groter deel van de bovenkast, inclusief de zeef, onder invloed van de schurende werking van de deeltjes van afzettingen wordt ontdaan. In het bijzonder kan door toepassing van de zeef worden 25 bereikt dat de toegang van het granulaire materiaal tot de tweede afvoer wordt geblokkeerd. Om tegen te gaan dat door de zeef gefilterde deeltjes door het drukverschil over de zeef in de zeefgaten blijven zitten en de zeef verstopt raakt, worden voorts in de bovenkast langs het naar de eerste afvoer gekeerde zeefoppervlak stromingsgeleidingsmiddelen opgesteld zodat 30 een stromingskanaal wordt gevormd waarmee een stroom medium met : j C' 4 gramilair materiaal als een schurende stroom langs het zeefoppervlak wordt geleid om verstopping van het zeefoppervlak tegen te gaan. De stromingsgeleidingsmiddelen kunnen bijvoorbeeld zijn uitgevoerd als een geleidingsplaat of geleidingsbuis die zich althans gedeeltelijk langs het 5 zeefoppervlak uitstrekt.This achieves that the fluidized bed in the top box can be adjusted in such a way that a larger part of the top box, including the screen, is stripped of deposits under the influence of the abrasive action of the particles. In particular, by using the screen it can be achieved that the access of the granular material to the second outlet is blocked. In order to prevent particles filtered through the screen from remaining in the screen holes due to the pressure difference across the screen and the screen becoming clogged, flow guide means are arranged in the upper box along the screen surface facing the first outlet so that a flow channel is formed with which a flow channel is formed flow medium with: C 4 gramilar material as an abrasive flow is passed along the screen surface to prevent blockage of the screen surface. The flow guide means can for instance be designed as a guide plate or guide tube which extends at least partially along the screen surface.

Bij voorkeur zijn de stromingsgeleidingsmiddelen en het zeefoppervlak convergerend ten opzichte van elkaar opgesteld, zodanig dat in stroomrichting van het stromingskanaal, de doortocht van de voor de stroom medium met granulaat afneemt. Hierdoor wordt bereikt dat, 10 ondanks dat een deel van het medium tijdens het langs het zeefoppervlak stromen door de zeef stroomt, toch een relatief hoge stroomsnelheid van de stroom medium met afgescheiden granulair materiaal langs het zeefoppervlak kan worden behouden en de abrasieve werking van het granulaire materiaal groot kan zijn.The flow guide means and the screen surface are preferably arranged convergingly with respect to each other, such that in the flow direction of the flow channel, the passage of the flow medium with granulate decreases. This achieves that, despite the fact that part of the medium flows through the screen while flowing along the screen surface, a relatively high flow rate of the medium with separated granular material along the screen surface can still be maintained and the abrasive action of the granular material can be large.

15 Door het zeefoppervlak en de stromingsgeleidingsmiddelen zodanig op te stellen dat het stromingskanaal zich althans gedeeltelijk neerwaarts uitstrekt, kan worden bereikt dat de stroom medium met granulair materiaal althans gedeeltelijk onder invloed van de zwaartekracht langs het zeefoppervlak kan worden geleid. Bij voorkeur strekt het stromingskanaal 20 zich daarbij in hoofdzaak neerwaarts uit.By arranging the screen surface and the flow guide means in such a way that the flow channel extends at least partially downwards, it can be achieved that the flow of medium with granular material can be guided at least partially along the screen surface under the influence of gravity. Preferably, the flow channel 20 then extends substantially downwards.

Op voordelig wijze kan voorts het stromingskanaal zijn voorzien van een reservoir voor granulair materiaal, bij voorkeur aan het einde van het stromingskanaal langs het filteroppervlak. Op elegante wijze kan het stromingskanaal worden verbonden met de eerste afvoer, zodat de stroom 25 medium met granulair materiaal, nadat deze het stromingskanaal langs het zeefoppervlak is geleid, een deelstroom aan medium met daarin uit het medium afgescheiden granulair materiaal naar de eerste afvoer kan worden afgevoerd.Furthermore, the flow channel can advantageously be provided with a reservoir for granular material, preferably at the end of the flow channel along the filter surface. The flow channel can be connected elegantly to the first drain, so that the flow of medium with granular material, after it has been led through the flow channel along the screen surface, can become a partial flow of medium with granular material separated from the medium therein to the first drain removed.

Bij voorkeur is daarbij voorzien in aangedreven transportmiddelen 30 voor het vanuit het stromingskanaal naar de eerste afvoer transporterenPreferably, driven transport means 30 are provided for transporting from the flow channel to the first discharge

1 o 1 06iO1 0 1 06 10

5 van granulair materiaal, zoals een in een verbindingsgoot tussen het stromingskanaal en de eerste afvoer aangebrachte transportschroef die door een buiten de bovenkast opgestelde motor via een door de bovenkast heen reikende as wordt aangedreven.5 of granular material, such as a transport screw arranged in a connecting gutter between the flow channel and the first outlet, which screw is driven by a motor arranged outside the upper box via a shaft extending through the upper box.

5 In een zeer voordelige uitvoeringsvorm van de uitvinding worden de stromingsgeleidingsmiddelen gevormd door wanden van een in de bovenkast opgenomen pot die zich onder insluiting van het stromingskanaal langs een in de pot opgenomen zeef uitstrekken. Een dergelijke pot kan bijvoorbeeld prismatisch, zoals een blok of cilinder, worden uitgevoerd en in 10 opwaartse richting in de bovenkast worden aangebracht, terwijl aan een onderzijde een reservoir voor het opvangen van granulair materiaal is aangebracht dat op het stromingskanaal aansluit en dat met de eerste afvoer is verbonden. De zeef kan daarbij bijvoorbeeld coaxiaal zijn opgesteld en bijvoorbeeld respectievelijk ids een afgeknotte piramide of kegel zijn 15 uitgevoerd met in neerwaartse richting toenemende doorsnede, zodat tussen de wanden van de pot en het filter een stromingskanaal wordt gevormd met een in stroomrichting van het stromingskanaal afnemende doortocht. Bij voorkeur is daarbij de zeef in opwaartse richting gezien tussen de eerste en de tweede afvoer in de bovenkast aangebracht en wordt deze bijvoorbeeld 20 door een scheidingsplaat gedragen, terwijl de pot als een opvangvat onder insluiting van een instroomopening voor het stromingskanaal onder de scheidingsplaat is opgesteld. Een voordeel van een dergelijke pot is dat deze achteraf in de bovenkast van een bestaande inrichting kan worden ingebouwd.In a very advantageous embodiment of the invention, the flow guiding means are formed by walls of a pot included in the upper cupboard which, while enclosing the flow channel, extend along a screen accommodated in the pot. Such a pot can, for example, be designed prismatically, such as a block or cylinder, and be placed in an upward direction in the upper cupboard, while at the bottom a reservoir for collecting granular material which is connected to the flow channel and which is connected to the first channel is arranged. drain is connected. The screen can herein be arranged, for example, coaxially and, for example, be designed in the form of a truncated pyramid or cone with a section increasing in downward direction, so that a flow channel is formed between the walls of the pot and the filter and a passage decreasing in the flow direction of the flow channel . The screen is preferably arranged in upward direction between the first and the second outlet in the upper cupboard and is for instance carried by a separating plate, while the pot is arranged as a receiving vessel with the inclusion of an inflow opening for the flow channel under the separating plate . An advantage of such a pot is that it can be retrofitted into the wall cabinet of an existing device.

25 De zeef kan op elegante wijze worden gevormd door een van gaten voorziene plaat waarvan de gaten een diameter hebben die kleiner is dan de diameter van het granulaire materiaal van het wervelbed. Uiteraard kan de zeef ook op andere wijzen worden gevormd, bijvoorbeeld door gevlochten draad.The screen can be elegantly formed by a plate provided with holes, the holes of which have a diameter that is smaller than the diameter of the granular material of the fluidised bed. The screen can of course also be formed in other ways, for example by braided wire.

66

Om de reinigende werking van het granulaire materiaal te ondersteunen, kan voorts nog worden voorzien in een langs het zeefoppervlak verplaatsbaar opgestelde schraper voor het van het zeefoppervlak afschrapen van afzettingen. Verdere voordelige 5 uitvoeringsvormen van de uitvinding zijn weergegeven in de conclusies.In order to support the cleaning effect of the granular material, it is furthermore possible to provide a scraper arranged displaceably along the screen surface for scraping off deposits from the screen surface. Further advantageous embodiments of the invention are shown in the claims.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van een uitvoeringsvoorbeeld dat in een tekening is weergegeven. In de tekening toont:The invention will be further elucidated with reference to an exemplary embodiment which is represented in a drawing. In the drawing:

Figuur 1 een schematische doorsnede van een warmtewisselaar 10 volgens de uitvinding voorzien van een bovenkast, een opvangvat, een zeef met een gesplitste afvoer aan vloeiend medium voor het transport van het granulair materiaal naar de externe valpijp.Figure 1 shows a schematic cross-section of a heat exchanger 10 according to the invention, provided with a top box, a collecting vessel, a screen with a split discharge of flowing medium for transporting the granular material to the external downcomer.

Figuur 2A — 2C geeft een variant aan op de uitvoering van figuur 1 door de toepassing van een mechanisch aangedreven transportschroef in het 15 onderste deel van het opvangvat waardoor het afgescheiden en verzamelde granulair materiaal naar de externe valpijp wordt getransporteerd.Figures 2A - 2C show a variant of the embodiment of Figure 1 through the use of a mechanically driven transport screw in the lower part of the collecting vessel through which the separated and collected granular material is transported to the external downcomer.

Figuur 3A - 3C is een variant op de uitvoering van figuur 2 waarbij opnieuw gebruik wordt gemaakt van een transportschroef voor het transport van het afgescheiden en verzameld granulair materiaal naar de 20 externe valpijp.Figures 3A - 3C is a variant of the embodiment of Figure 2 in which use is again made of a transport screw for transporting the separated and collected granular material to the external downcomer.

De figuren zijn slechts schematische weergaven van voorkeursuitvoeringen van de uitvinding. In de figuren zijn gelijke of corresponderende onderdelen met dezelfde verwijzingscijfers aangegeven.The figures are merely schematic representations of preferred embodiments of the invention. In the figures, identical or corresponding parts are indicated with the same reference numerals.

De wijze van toevoeren van vloeiend medium aan de onderkast van 25 de inrichting en het via de valpijp terugvoeren van granulair materiaal is de vakman reeds bekend en kan op velerlei wijzen worden uitgevoerd, bijvoorbeeld zoals beschreven in de internationale octrooiaanvragen PCT/NLOO/00677 en PCT/NLOO/O0678.The method of supplying fluid medium to the lower cupboard of the device and returning granular material via the downcomer is already known to the skilled person and can be carried out in various ways, for example as described in the international patent applications PCT / NLOO / 00677 and PCT / NLOO / O0678.

In figuur 1 is een warmtewisselaar 70 weergegeven, bestaande uit 30 een reservoir 1, waarin een reeks opwaarts gerichte stijgbuizen 2 zijn 101ΟΡ7Π 7 aangebracht, die aan de onder- en bovenzijde zijn opgenomen in een onderste pijpplaat 71 en een bovenste pijpplaat 72. Beneden de onderste pijpplaat 71 bevindt zich een onderkast 7, waarin tenminste één verdeelplaat 8 is aangebracht voor het ondersteunen van een uit granulair 5 materiaal 73 bestaand wervelbed. De stijgbuizen 2 zijn aan de onderzijde voorzien van een inloopstuk 9 waarin openingen 10 zijn aangebracht. Boven of op korte afstand van de bovenste pijpplaat 72 is een smoorplaat 11 aangebracht voorzien van openingen 12 die in register liggen met de openingen van de stijgbuizen 2, maar een kleinere diameter hebben dan de 10 inwendige diameter van de stijgbuizen 2. Boven de smoorplaat 11 bevindt zich de bovenkast 13. Het granulair materiaal 73, hier ook wel aangeduid met de term wervelbeddeeltjes, wordt door het vloeiend medium hoog in de bovenkast 13 gebracht om zich vervolgens, net onder de top van de bovenkast 13, te verzamelen in een pot 14, hier ook opvangvat genoemd, die 15 zich in de bovenkast 13 bevindt en die aan de bovenzijde toegankelijk is voor het vloeiend medium en het granulair materiaal 73 terwijl de onderzijde van dit opvangvat 14 door middel van een eerste afvoer of leiding 21 in verbinding staat met de bovenzijde van de externe valpijp 22. In het opvangvat bevindt zich een als zeef 15 uitgevoerd filterelement, waarvan de 20 wand, ook wel het zeefoppervlak 16 genoemd, doorlaatbaar is voor de hoofdstroom aan vloeiend medium, met de daarin eventueel aanwezige kristallen en afgeschaapte verontreinigingen, maar door het granulair materiaal 73 niet gepasseerd kan worden. Wel oefent het langs de zeef 15 omlaagstromend granulair materiaal 73 een reinigende werking uit op het 25 zeefoppervlak 16 waardoor verstopping van de zeef 15 wordt voorkomen.Figure 1 shows a heat exchanger 70, consisting of a reservoir 1, in which a series of upwardly directed risers 2 are arranged 101ΟΡ7Π 7, which are accommodated at the top and bottom in a lower pipe plate 71 and an upper pipe plate 72. Below the lower pipe plate 71 is a lower cupboard 7, in which at least one distribution plate 8 is arranged for supporting a fluid bed consisting of granular material 73. The risers 2 are provided on the underside with a lead-in piece 9 in which openings 10 are provided. Above or a short distance from the upper pipe plate 72 is a throttle plate 11 provided with openings 12 which are in register with the openings of the risers 2, but have a smaller diameter than the internal diameter of the risers 2. Above the throttle plate 11 is the upper cupboard 13. The granular material 73, here also referred to as the fluidized bed particles, is brought high into the upper cupboard 13 by the flowing medium and then, just below the top of the upper cupboard 13, collects in a pot 14 , also referred to herein as a collecting vessel, which is located in the upper case 13 and which is accessible at the top for the flowing medium and the granular material 73, while the underside of this collecting vessel 14 is connected by means of a first discharge or conduit 21 to the upper side of the external fall pipe 22. In the receiving vessel there is a filter element designed as a screen 15, the wall of which, also referred to as the screen surface 16, is is permissible for the main flow of flowing medium, with any crystals present therein and scraped off impurities, but cannot be passed through the granular material 73. However, the granular material 73 flowing down along the screen 15 exerts a cleaning effect on the screen surface 16, whereby blockage of the screen 15 is prevented.

Om dit te bereiken zijn langs het naar een tweede afvoer of uitlaatleiding 19 gekeerd zeefoppervlak 16 stromingsgeleidingsmiddelen aangebracht die met het zeefoppervlak 16 een stromingskanaal 74 vormen voor het tijdens gebruik langs het zeefoppervlak 16 leiden van een stroom medium met 30 granulair materiaal 73. In deze uitvoeringsvorm zijn deze stromings- 1 ü i; L - '·' 8 geleidingsmiddelen uitgevoerd als de wanden van het opvangvat 14. Stroomafwaarts van de zeef 15 bevindt zich het reservoir 17 met daarin een opening 18, waarop de uitlaatleiding 19 voor de afvoer van vloeiend medium is aangesloten. Het granulair materiaal 73 dat het zeefoppervlak 16 van de 5 zeef 15 niet kan passeren en een deel van het vloeiend medium worden via een opening 20 in het opvangvat 14 en via een eerste afvoer of leiding 21 naar de bovenzijde van de externe valpijp 22 afgevoerd. In het bovenste deel van de externe valpijp 22 wordt het vloeiend medium en het granulair materiaal 73 van elkaar gescheiden doordat als gevolg van een juiste 10 dimensionering van het bovenste deel van de externe valpijp 22 een zodanig lage opwaartse snelheid van het vloeiend medium wordt bewerkstelligd dat het granulair materiaal 73 niet omhoog kan worden meegevoerd, maar zich verzamelt in het onderste deel van de externe valpijp 34 en vandaar weer aan de onderkast 7 wordt toegevoerd. Het splitsen van het afgevoerde 15 vloeiend medium in een hoofdstroom die de zeef 15 passeert en een deelstroom welke langs de zeef 15 en via de opening 20 en de leiding 21, in het bovenste deel van de externe valpijp 22 en in de leiding 23 stroomt, wordt veroorzaakt door een drukverschil over de zeef 15. De hoeveelheid vloeiend medium die afgesplitst is van de hoofdstroom aan vloeiend medium 20 kan geregeld worden met de afsluiter 24 in de leiding 23. In de leiding 23 kan ook nog een bezinkvaatje 25 worden geplaatst dat als afscheider dient voor eventueel meegevoerd granulair materiaal 73. Uiteindelijk voegt de afgesplitste deelstroom zich weer bij de hoofdstroom, hetgeen in het onderhavige geval plaatsvindt in het reservoir 17.To achieve this, flow guide means are arranged along the screen surface 16 facing a second discharge or outlet conduit 19, which flow channel 74 forms with the screen surface 16 for guiding a flow of medium with granular material 73 during use along the screen surface 16. In this embodiment are these currents 1 ü i; Conduit means designed as the walls of the collecting vessel 14. Downstream of the screen 15 is the reservoir 17 with an opening 18 therein, to which the outlet line 19 for the discharge of flowing medium is connected. The granular material 73 which cannot pass through the screen surface 16 of the screen 15 and part of the flowing medium is discharged via an opening 20 in the collecting vessel 14 and via a first discharge or line 21 to the top of the external downcomer 22. In the upper part of the external fall pipe 22, the flowing medium and the granular material 73 are separated from each other in that, as a result of a correct dimensioning of the upper part of the external fall pipe 22, such a low upward speed of the flowing medium is achieved that the granular material 73 cannot be carried upwards, but collects in the lower part of the external downcomer 34 and from there is supplied again to the bottom cabinet 7. Splitting the discharged flowing medium into a main stream that passes through the screen 15 and a partial stream that flows along the screen 15 and through the opening 20 and the pipe 21, into the upper part of the external downcomer 22 and into the pipe 23, is caused by a pressure difference across the screen 15. The amount of flowing medium that is split off from the main flow of flowing medium 20 can be controlled with the valve 24 in the pipe 23. A pipe vial 25 can also be placed in the pipe 23 The separator serves for any granular material 73 that may be carried along. Finally, the split-off partial flow joins the main flow again, which in the present case takes place in the reservoir 17.

25 Verstopping van de zeef 15 wordt tegengegaan doordat deeltjes die mogelijk tegen de zeef 15 blijven “plakken”, als gevolg van een drukverschil _ over de zeef 15, door het schurende effect van de continue stroom_ achteropeenvolgende deeltjes van de zeef 15 worden geveegd en meegevoerd naar de bodem van het opvangvat 14. Eventueel kan het zeefoppervlak 16 30 extra gereinigd worden door middel van niet getoonde schrapers die via een 1 01 r o 9 overbrenging, een as en een buiten de bovenkast 13 op gestelde motor worden aangedreven.Blockage of the screen 15 is prevented by particles that may remain "sticking" to the screen 15, as a result of a pressure difference across the screen 15, due to the abrasive effect of the continuous flow of successive particles of the screen 15 being entrained and entrained. to the bottom of the collecting vessel 14. Optionally, the screen surface 16 can be additionally cleaned by means of scrapers (not shown) which are driven via a transmission, a shaft and a motor arranged outside the upper cabinet 13.

Afzettingen op de wanden van de bovenkast 13 kunnen worden vermeden door de reinigende werking van het granulair materiaal 73 op alle 5 wanden van de bovenkast 13 waardoor problemen die het gevolg zijn van het afbreken van dergelijke afzettingen en de hieruit eventueel voortvloeiende verstoppingsproblemen van de bovenzijde van de externe valpijp 22 worden voorkomen. Bij hoge snelheden van het vloeiend medium in de stijgbuizen 2, bijv. lm/s tot 3m/s, dan wel bij lagere snelheden van een 10 visceus vloeiend medium, worden grote afmeting van de granulaire deeltjes aanbevolen op grond van economische overwegingen met betrekking tot de diameter van de bovenzijde van de externe valpijp 22. Grote granulaire deeltjes kunnen gecombineerd worden met een zelfreinigende zeef 15 voorzien van relatief grote openingen welke als gevolg van de schurende 15 werking van het granulair materiaal 73 niet verstopt en tevens een perfecte scheiding bewerkstelligt van het vloeiend medium en het granulair materiaal 73. Voor het bewerkstelligen van deze goede scheiding behoeft geen verwijdde bovenkast 13 te worden toegepast, evenmin is een cycloon nodig, met als gevolg een veel compactere, lichtere en daardoor goedkopere 20 uitvoering van het bovenste deel van de warmtewisselaar 70.Deposits on the walls of the top cupboard 13 can be avoided by the cleaning action of the granular material 73 on all the walls of the top cupboard 13, so that problems resulting from the breakdown of such deposits and any blockage problems arising therefrom from the top of the top of the external fall pipe 22 is prevented. At high velocities of the fluid medium in the risers 2, eg 1 m / s to 3 m / s, or at lower velocities of a viscous fluid medium, large size of the granular particles is recommended due to economic considerations with regard to the diameter of the top of the external fall pipe 22. Large granular particles can be combined with a self-cleaning screen 15 provided with relatively large openings which, due to the abrasive action of the granular material 73, does not clog and also ensures a perfect separation of the flowing medium and the granular material 73. To achieve this good separation, no widened top case 13 needs to be used, nor is a cyclone required, resulting in a much more compact, lighter and therefore cheaper embodiment of the upper part of the heat exchanger. 70.

Het te behandelen c.q. te verwarmen medium kan aan de warmtewisselaar 70 op verschillende manieren worden toegevoerd afhankelijk van de snelheid van het vloeiend medium in de stijgbuizen 2 en de viscositeit van het vloeiend medium. De hieronder beschreven uitvoering 25 is bedoeld, maar niet beperkt, voor een warmtewisselaar 70 met relatief hoge snelheden in de stijgbuizen 2 dan wel een relatief hoge viscositeit van het vloeiend medium. Relatief hoge snelheden van het vloeiend medium in de stijgbuizen 2 dan wel een relatief hoge viscositeit van het vloeiend medium gaan vaak samen met relatief grote granulaire deeltjes, 30 bijvoorbeeld met een diameter van 4, 5 of 6 mm, hetgeen zich laat a r , C -*> 0 10 combineren met openingen in het zeefoppervlak 16 met een diameter van ca. 3, 4 of 5 mm. Met inachtname van het bovenstaande wordt het vloeiend medium aan de warmtewisselaar 70 toegevoerd via de leiding 30 welke zich splitst in een leiding 31 met toevoeren aan de onderkast 7 en een leiding 32 5 naar het verzamelreservoir 33 dat zich aan de onderzijde van de externe valpijp 34 bevindt. Een deel van de toevoer van vloeiend medium aan de onderkast 7 onder de verdeelplaten in deze kast vindt plaats via leiding 35, een ander deel wordt via een omloopleiding 36 eventueel verbonden met een ringleiding 37 voorzien van meerdere aansluitpunten 38 op de onderkast 7 10 aan de onderkast 7 boven het wervelbed toegevoerd, om op deze wijze een voldoende zwaar en gevuld gefluïdiseerd bed boven de verdeelplaten te realiseren waardoor ondanks de hoge volumestroom en hiermee gepaard gaande relatief hoge snelheden in de stijgbuizen 2 toch een goede verdeling van het granulair materiaal 73 en het vloeiend medium over alle stijgbuizen 15 2 gerealiseerd wordt. Het verzamelreservoir 32 is door middel van een verdeelplaat 39 voor het ondersteunen van het granulair materiaal 73 welke door de onderzijde van de externe valpijp 34 wordt toegevoerd, verdeeld in een bovensectie 41 en een ondersectie 40. De bovensectie 41 is via tenminste één leiding 42 aangesloten op de onderkast 7 van het reservoir 1 voor het 20 daaraan terugvoeren van het granulair materiaal 73 vanuit het verzamelreservoir 33. Indien wenselijk zijn de leidingen 30, 32, 36 en 42 voorzien van regelkleppen of afsluiters.The medium to be treated or heated can be supplied to the heat exchanger 70 in various ways depending on the speed of the flowing medium in the risers 2 and the viscosity of the flowing medium. The embodiment 25 described below is intended, but not limited, for a heat exchanger 70 with relatively high speeds in the risers 2 or a relatively high viscosity of the flowing medium. Relatively high velocities of the flowing medium in the risers 2 or a relatively high viscosity of the flowing medium often go together with relatively large granular particles, for example with a diameter of 4, 5 or 6 mm, which can be ar, C - *> 0 10 combine with openings in the screen surface 16 with a diameter of approx. 3, 4 or 5 mm. Taking into account the above, the fluid medium is supplied to the heat exchanger 70 via the conduit 30 which splits into a conduit 31 with supplies to the bottom case 7 and a conduit 32 to the collection reservoir 33 located on the underside of the external downcomer 34 is located. Part of the supply of flowing medium to the bottom cupboard 7 below the distribution plates in this cupboard takes place via line 35, another part is connected via a by-pass 36, optionally, to a ring line 37 provided with several connection points 38 on the bottom cupboard 7 to the bottom cabinet 7 is supplied above the fluidized bed, in this way to realize a sufficiently heavy and filled fluidized bed above the distribution plates so that despite the high volume flow and the associated relatively high speeds in the risers 2 a good distribution of the granular material 73 and the granular material 73 flowing medium over all risers 15 2. The collection reservoir 32 is divided by means of a distribution plate 39 for supporting the granular material 73 which is fed through the underside of the external downcomer 34 into an upper section 41 and a lower section 40. The upper section 41 is connected via at least one conduit 42 on the lower cabinet 7 of the reservoir 1 for returning thereto the granular material 73 from the collecting reservoir 33. If desired, the pipes 30, 32, 36 and 42 are provided with control valves or valves.

Figuur 2 geeft de uitvoering weer van de bovenkast 13, waarbij door middel van een mechanisch aangedreven transportschroef 50, welke 25 zich in een voor het vloeiend medium doorlaatbare halfcilindervormige goot 51 bevindt, het afgescheiden en verzameld granulair materiaal 73 vanuit _ _ het onderste deel van het opvangvat 14 via de buis 52 naar de bovenzijde van de externe valpijp 22 wordt getransporteerd. Hierbij fungeert de goot 51 als zeef 15. Het vloeiend medium passeert de doorlaatbare goot 51 en komt 30 vervolgens in een ruimte die van de bovenkast 13 afgesloten is maar wel i Π1 OR 7 t; ft ft 11 verbonden is met een opening waardoor het vloeiend medium uit de installatie kan worden afgevoerd. De schroef 50 is door middel van de aandrijfas 53 verbonden met de aandrijfmotor 54. Om de goot 51 voldoende gevuld te houden met verzameld granulair materiaal 73, waardoor met een 5 zo klein mogelijke schroefdiameter zoveel mogelijk granulair materiaal 73 kan worden verplaatst, is een verloopstuk 55 tussen opvangvat 14 en goot 51 soms gewenst. Indien een transportschroef 50 wordt toegepast is het niet altijd noodzakelijk om met het granulair materiaal 73 ook een deelstroom aan vloeiend medium naar de bovenzijde van de externe valpijp 22 te 10 transporteren, waardoor de leiding 23, de regelafsluiter 24 en het vaatje 25 kunnen vervallen. Vooral in het geval van een zeer visceus vloeiend medium kan het wenselijk zijn om de deelstroom aan vloeiend medium achterwege te laten aangezien dit het verlies van granulair materiaal 73 via leiding 23 uitsluit met als bijkomend voordeel een kleinere dwarsdoorsnede 15 van het bovenste deel van de externe valpijp 22. Soms is toch een deelstroom aan te bevelen, omdat zich in het onderste deel van het opvangvat 14 en goot 51 zowel granulair materiaal 73 als vaste deeltjes uit het proces, verontreinigingen en/of kristallen kunnen verzamelen. In het bovenste deel van de externe valpijp 22 wordt dan op grond van 20 dichtheidsverschil en afmeting een scheiding gemaakt tussen het granulair materiaal 73 en de eerdergenoemde vaste deeltjes, waarbij het granulair materiaal 73 dan uiteindelijk via de onderzijde van de valpijp 34 en de onderkast 7 gerecirculeerd worden, en waarbij de eerdergenoemde vaste deeltjes, uit het proces afkomstig, met de omhooggerichte deelstroom in de 25 bovenzijde van de valpijp 22 via de leiding 23 worden afgevoerd.Figure 2 shows the embodiment of the upper cabinet 13, wherein by means of a mechanically driven conveyor screw 50, which is located in a semi-cylindrical trough 51 permeable to the flowing medium, the separated and collected granular material 73 from the lower part of the collecting vessel 14 is transported via the tube 52 to the top of the external downcomer 22. In this case, the trough 51 functions as a screen 15. The flowing medium passes through the permeable trough 51 and then enters a space that is closed off from the top cabinet 13, but is still 1 OR 1 OR 7 t; ft ft 11 is connected to an opening through which the fluid can be drained from the installation. The screw 50 is connected by means of the drive shaft 53 to the drive motor 54. To keep the trough 51 sufficiently filled with collected granular material 73, whereby as much granular material 73 as possible can be displaced with a screw diameter as small as possible, an adapter is provided 55 between receiving vessel 14 and trough 51 is sometimes desired. If a conveyor screw 50 is used, it is not always necessary with granular material 73 to also transport a partial flow of flowing medium to the top of the external downcomer 22, as a result of which the line 23, the control valve 24 and the vessel 25 can be dispensed with. Especially in the case of a highly viscous flowing medium, it may be desirable to omit the partial flow of flowing medium since this precludes the loss of granular material 73 via line 23 with the additional advantage of a smaller cross-section 15 of the upper part of the external fall pipe 22. Sometimes a partial flow is nevertheless recommended, because in the lower part of the collecting vessel 14 and trough 51 both granular material 73 and solid particles from the process, contaminants and / or crystals can collect. In the upper part of the external fall pipe 22 a separation is then made between the granular material 73 and the aforementioned solid particles on the basis of the density difference and size, the granular material 73 then finally via the underside of the fall pipe 34 and the lower case 7 be recirculated, and wherein the aforementioned solid particles, originating from the process, are discharged with the upwardly directed partial flow in the upper side of the fall pipe 22 via the pipe 23.

Figuur 3 geeft een uitvoering weer van de toepassing van een __transportschroef 50 overeenkomstig de uitvoering van figuur 2, waarbij de_ hoofdstroom aan vloeiend medium niet aan de bovenzijde van de bovenkast 13 in verticale richting wordt afgevoerd, maar dwars op de bovenkast 13 inFigure 3 shows an embodiment of the use of a transport screw 50 according to the embodiment of Figure 2, wherein the main flow of flowing medium is not discharged in the vertical direction at the top of the top case 13, but transversely to the top case 13

1Ü195 VU1,201 VU

12 een zijwaartse richting. Deze uitvoering vereist over het algemeen minder bouwhoogte.12 a sideways direction. This version generally requires less overall height.

De uitvinding is niet beperkt tot de hier beschreven uitvoeringsvoorbeelden. Vele varianten zijn mogelijk binnen het bereik van 5 de uitvinding, zoals verwoord in de hiernavolgende conclusies.The invention is not limited to the exemplary embodiments described here. Many variants are possible within the scope of the invention, as set forth in the following claims.

i c ΐ r:......i c: r

Claims

Device for performing a physical and / or chemical process, such as a heat exchanger, comprising a reservoir equipped with upwardly directed tubes, which tubes are accommodated on a bottom and top side in pipe plates and are in open connection with a top box and 5 a bottom cupboard, wherein at least one distribution plate is arranged in the bottom cupboard for supporting a fluid bed consisting of granular material, which is supplied by a medium to be treated or heated through the bottom cupboard and flowing through the tubes in a quasi-stationary , can be kept in a fluidized state, and wherein the top box is provided with a first outlet for discharging with a partial flow of medium granular material separated from the medium in the top box to a downcomer placed outside the reservoir for returning back to the bottom box granular material separated from the medium, and wherein the upper cupboard is furthermore provided with e and a second outlet for discharging a main stream of medium from which the granular material has been separated, characterized in that a screen is accommodated in the upper cupboard between the first outlet and the second outlet for blocking the medium through passage of the medium access of the granular material to the second outlet and furthermore arranged in the upper cupboard along a screen surface of the screen facing the first outlet, flow guide means forming a flow channel with the screen surface for guiding a flow of medium along the screen surface with granular material.

2. Device as claimed in claim 1, wherein the flow guide means and the screen surface are arranged convergent with respect to each other, such that in the flow direction of the flow channel, the passage for the flow of medium with granular material decreases. 1 01 r '7

Device as claimed in claim 1 or 2, wherein the flow channel extends at least partially in a downward direction.

Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the flow channel is provided with a reservoir for granular material.

Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the flow channel is connected to the first outlet.

Device as claimed in claim 5, wherein powered transport means are provided for transporting granular material from the flow channel to the first outlet.

7. Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the flow-guiding means are formed by walls of a pot placed in the upper box which, while enclosing the flow channel, extend along a screen accommodated in the pot.

8. Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein the screen 15 comprises a plate provided with holes, the holes of which have a diameter which is smaller than the diameter of the granular material for the fluidised bed.

Device as claimed in any of the foregoing claims, wherein furthermore a scraper is displaceable along the screen surface. 20 µl 95 7 0