NL8203994A

NL8203994A - Warmtewisselaar met glazen buizen.

Info

Publication number: NL8203994A
Application number: NL8203994A
Authority: NL
Original assignee: Langbein & Engelbrecht
Priority date: 1981-10-27
Filing date: 1982-10-15
Publication date: 1983-05-16
Also published as: DE3142485A1; FR2515329A1; NL184239B; ES275553U; DE3142485C2; FR2515329B1; GB2108258B; GB2108258A; ES275553Y; NL184239C; IT8249351A0; IT1148428B; US4513814A; BE894813A

Description

/ . \ N.O. 31.440 -1-

Warmtewisselaar met glazen buizen

De uitvinding heeft betrekking op een warmtewisselaar met glazen buizen, in het bijzonder voor de koeling van war-me rookgassen met aggressieve bestanddelen, weIke een aantal glazen buizen omvat, die evenwijdig op afstand van elkaar en 5 van de uit zeer goed tegen corrosie bestendige metalen platen bestaande zijwanden zijn opgesteld en die met de einden daarvan in pijpenbodems uit platen e\enasns zeer goed tegen corrosie bestendige metalen platen, gelagerd zijn, waarbij het rookgas door de glazen buizen stroomt en een te verwarmen 10 schoon gas dwars op de glazen buizen stroomt.

Warmtewisselaars met glazen buizen met pijpenplaten en zijwanden van zeer goed tegen corrosie bestendige staalsoor-ten, zoals bijvoorbeeld chroomnikkel-staalsoorten, met een zeer hoog percentage nikkel, vinden bij voorkeur daar toe-15 passing waar rookgassen met zeer aggressieve bestanddelen ge-koeld moeten worden waarvan de chemische samenstelling meestal niet precies van tevoren te bepalen is. Een belang-rijk toepassingsgebied zijn vuilverbrandingsinstallaties.

Ook bij het opruimen van afval uit de automobielindustrie wor-20 den de$ gebruikt. In beide gevallen is door het voortdurend wisselende mengsel van de te verbranden materialen ook de chemische samenstelling van de zich ontwikkelende warme rookgassen niet bekend.

Dergelijke warmtewisselaars met glazen buizen worden 25 door de glazen buizen met het warme rookgas gevoed, dat daar-op aansluitend over een wasinrichting met nageschakelde drup-pelafscheider geleid wordt en dan in de vorm van het gekoelde schone gas dwars aan de glazen buizen tussen de zijwanden en de pijpenplaten toegevoerd wordt. Het daardoor in de warm-30 tewisselaar weer opgewarmde schone gas wordt vervolgens in de schoorsteen geleid.

Gebleken is nu dat ondanks alle voorzorgsmaatregelen met betrekking tot de geleiding van het gas en het voor de pijpenplaten alsmede voor de zijwanden gebruikte materiaal, 35 verhoudingsgewijs na een korte bedrijfstijd de zijwanden van de warmtewisselaar toch corroderen. Dit wordt veroorzaakt doordat de temperatuur in de omgeving van de zijwanden onder het dauwpunt komt, omdat de zijwanden uitsluitend met het in 8203994 -2- vergelijking tot het rookgas aanzienlijk koelere schone gas in aanraking komen. Dientengevolge komen aggressieve be-standdelen in het gas hier volledig tot werking.

Het is het doel van de uitvinding een warmtewisselaar 5 met glazen buizen van de hierboven genoemde soort te ver-schaffen, waarbij ook gedurende langere bedrijfstijd corro-sieschade aan de wanden vermeden wordt.

Dit doel wordt bereikt doordat langs de zijwanden in de richting van de glazen buizen lopende doorstroomkanalen 10 voor het geleiden van het rookgas verschaft zijn.

De zich langs de zijwanden in de richting van de glazen buizen uitstrekkende doorstroomkanalen worden thans even-eens met het warme rookgas gevoed. Daartoe wordt een deel van het door de glasbuizen stromende rookgas eerst afgetakt 15 en door de doorstroomkanalen geleid. Op deze wijze kan het temperatuursniveau bij de zijwanden zo hoog gehouden worden, dat op geen enkele plaats lagere temperaturen dan het dauw-punt optreden en kan schade door corrosie op werkzame wijze belet worden. Door de gedachte volgens de uitvinding om het 20 temperatuursniveau bij de zijwanden door het warme rookgas zelf te waarborgen, wordt derhalve een warmtewisselaar met schijnbaar daar 6en geheel raee uitmakende verwarraing van de zijwand zonder van buiten komende energie verschaft.

Hoewel het denkbaar is langs de beide naar de omgeving 25 toe voor warmte geisoleerde zijwanden steeds meerdere doorstroomkanalen naast elkaar te verschaffen, voorziet een van voordeel zijnde uitvoeringsvorm van de uitvinding erin, dat doorstroomkanalen zich over de hele breedte van de zijwand uitstrekken. In dit geval kunnen deze eventueel slechts door 30 stabiliserende ingebouwde delen verdeeld zijn, waarvan de dwarsdoorsnede dan echter zo bemeten wordt, dat een merkbare stromingsweerstand niet aanwezig is.

Volgens een verder kenmerk van de uitvinding worden de doorstroomkanalen door tussenwanden van zeer goed tegen cor-35 rosie bestendige metalen platen van het schone gas geschei-den dat de glazen buizen dwars aan- en omstroomt. Dit kenmerk is in het bijzonder dan van voordeel, indien reeds ge-bruikte warmtewisselaars met glazen buizen later omgebouwd moeten worden. In dit geval behoeven bijvoorbeeld slechts 40 de buizenreeksen die direct aan de zijwanden grenzen verwij- 8203994 * -3- * derd te worden en de tussenwanden ingebracht te worden. Door de warme rookgassen blijven dan zowel de zijwanden alsook de tussenwanden op het noodzakelijke temperatuursniveau.

Tot slot is een van voordeel zijnd kenmerk van de uit-5 vinding dat de dwarsdoorsneden van de inlaten van de door-stroomkanalen te veranderen zijn. In het eenvoudigste geval kan dit door het verwijderen van de pijpenplaat waarin de glasbuizen aangebracht zijn in de omgeving van de stromings-kanalen geschieden. Evenwel kan door een geschikte uitvoering 10 van de toestroomopeningen ervoor zorg gedragen worden dat de oorspronkelijke verhouding van de hoeveelheid van het door de glazen buizen stromend rookgas, de daarop volgende koeling in aanmerking genomen, ten opzichte van de hoeveelheid van het schone gas dat de warmtewisselaar dwars toestroomt 15 gelijkgehouden wordt.

De uitvinding wordt hieronder aan de hand van een in de tekening afgebeeld uitvoeringsvoorbeeld nader verduide-lijkt. Daarbij tonen: fig. 1 een schematisch vooraanzicht van een ingebouwde 20 warmtewisselaar met glasbuizen en fig. 2 een schematisch bovenaanzicht van een warmtewisselaar met glasbuizen van fig. 1.

De in fig. 1 en 2 afgebeelde warmtewisselaar met glasbuizen 1 bestaat in hoofdzaak uit een bovenste pijpenplaat 2 25 en een onderste pijpenplaat 3, zich tussen de pijpenplaten 2, 3 uitstrekkende evenwijdig aan elkaar lopende en in de pijpenplaat 2, 3 aangebrachte glazen buizen 4 alsmede uit de verti-caal aangebrachte zijwanden 5 die de pijpenplaten 2, 3 zijdelings met elkaar verbinden. De zijwanden 5 zijn door 30 warmte-isolatie 6, bijvoorbeeld bestaande uit minerale wol, van de omgeving gescheiden.

Zowel de beide pijpenlaten 2, 3 alsook de beide zijwanden 5 bestaan uit een chroomnikkelstaal met een uiterst hoog nikkelpercentage.

35 Zoals uit fig. 1 en 2 verder blijkt, zijn zich langs de zijwanden 5, en wel over de gehele breedte daarvan, uitstrekkende kanaalachtige delen 7 gevormd. De kanalen 7 lo-pen in de richting van de glazen buizen 4. Deze kanalen worden enerzijds door de zijwanden 5 van de warmtewisselaar 40 met glasbuizen 1 en anderzijds door de tussenwanden 8 van 8203994 -4-

Jt * chroomnikkelstaal met een uiterst hoog nikkelpercentage, be-grensd. De kopse zijden van de kanalen 7 worden door schuin aangebrachte metalen platen 9 van hetzelfde materiaal afge-sloten. De schuine stand dient voor een betere geleiding van 5 de stroom. In deze samenhang blijkt in het bijzonder uit fi- * guur 1, dat de glazen buizen 4 in de kanalen 7 verwijderd zijn. Het gaat dientengevolge om in verregaande mate van in-gebouwde delen ontdane kanalen 7. Voorzover ingebouwde de-len voor het ondersteunen van de tussenwanden 8 ten opzichte 10 van de zijwanden 5 noodzakelijk zijn, worden deze in de langs-richting van de glazen buizen 4 aangebracht en van een dwars-doorsnede voorzien welke de stroming in de kanalen 7 niet belemmert.

De werking van de in fig. 1 en 2 afgebeelde warmte-15 wisselaar met glazen buizen 1 is bijvoorbeeld als volgt:

Volgens fig. 1 stroomt het warme rookgas HR bijvoorbeeld van boven in een kanaal 11 naar de warmtewisselaar met glazen buizen 1 toe en treedt enerzijds in de verspringend aangebrachte glasbuizen 4 en anderzijds door de gaten 10 in 20 de bovenste pijpenplaat 2 (zie fig. 2) ook in de zijdelingse doorstroomkanalen 7 naar binnen. Het rookgas HR heeft bij het binnentreden in de glazen buizen 4 en in de doorstroomkanalen 7 bijvoorbeeld een temperatuur van 300°C.

Na het verlaten van de warmtewisselaar met glazen bui-25 zen 1 wordt het thans tot op een temperatuur van ongeveer 220°C afgekoelde rookgas HR via een afvoerkanaal 12 aan een niet verder afgebeelde wasinrichting met nageschakelde drup-pelafscheider (eveneens niet afgebeeld) toegevoerd, waar het tot ongeveer 70° afgekoeld wordt.

30 Dit afgekoelde schone gas RG wordt vervolgens, zoals in het bijzonder uit fig. 2 blijkt, middels een kanaal 13 aan de warmtewisselaar met glazen buizen 1 in horizontale richting toegevoerd, waarbij het gas tussen de bovenste en onderste pijpenplaat 2, 3 alsmede tussen de tussenwanden 8 35 de glazen buizen 4 om^stroomt en zo het rookgas HR in de glazen buizen 4 koelt. Hierbij wordt het schone gas RG weer tot op een temperatuur van 105 - 110°C verwarmd en wordt dan via een afvoerkanaal 14 in een niet verder afgebeelde schoor-steen geleid.

8203994

Claims

1. Warmtewisselaar met glazen buizen, in het bijzonder voor het koelen van warme rookgassen met aggressieve bestand-delen, welke een aantal glazen buizen omvat, die evenwijdig op afstand van elkaar en van de zijwanden zijn opgesteld, 5 welke zijwanden uit zeer goed tegen corrosie bestendige me-talen platen bestaan, en die met de einden daarvan in de pijpenbodems uit platen eveneens uit zeer goed tegen corrosie bestendige metalen platen gelagerd zijn, waarbij het rookgas door de glazen buizen stroomt en een te verwarmen schoon gas 10 dwars op de glazen buizen stroomt, met het k e n-m e r k, dat langs de zijwanden (5) in de richting van de glazen buizen (4) lopende doorstroomkanalen (7) voor de gelei-ding van het rookgas (HR) verschaft zijn.

2. Warmtewisselaar met glazen buizen volgens conclu-15 sie 1, met het kenmerk, dat de doorstroomka- nalen (7) zich over de gehele breedte (B) van de zijwanden (5) uitstrekken.

3. Warmtewisselaar met glazen buizen volgens conclu-sie 1 of 2, met het kenmerk, dat de door- 20 stroomkanalen (7) door tussenwanden (8) van zeer goed tegen corrosie bestendige metalen platen van het schone gas (RG) dat de glazen buizen (4) omstroomt, gescheiden zijn.

4. Warmtewisselaar met glazen buizen volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, 25 dat de dwarsdoorsneden van de inlaten (10) van de doorstroomkanalen (7) te veranderen zijn. 8203994