NL8302622A

NL8302622A - Inrichting voor het bedrijven van fysische en/of chemische processen, in het bijzonder een warmtewisselaar van het continue type.

Info

Publication number: NL8302622A
Application number: NL8302622A
Authority: NL
Original assignee: Esmil Bv
Priority date: 1983-07-22
Filing date: 1983-07-22
Publication date: 1985-02-18
Also published as: IN161954B; NO163650C; EP0228144A1; EP0228143A2; US4615382A; NO163650B; EP0132873A3; ES8707604A1; EP0228143A3; ES556983A0; KR850001415A; DK162123B; DK351584A; NO842970L; EP0132873B1; KR910002109B1; AU3049284A; CA1251198C; EP0228144B1; FI842924A

Description

- 1 - « Ί

Inrichting voor het bedrijven van fysische en/of chemische processen, in het bijzonder een warmtewisselaar van het continue type.

Aanvrager noemt als uitvinder: Dick Gerrit Klaren.

5 De uitvinding heeft betrekking op een inrich ting voor het bedrijven van fysische en/of chemische processen, in het bijzonder een warmtewisselaar van het continue type, omvattende een bundel parallelle vertikale stijgpijpen, een bovenkast, een onderkast, een bovenpijpplaat en een 10 onderpijpplaat voor het in open verbinding brengen van de pijpenbundel met respektievelijk de bovenkast en de onderkast, een korrelmassa die door een tijdens bedrijf in opwaartse richting door de onderkast, de stijgpijpen en de bovenkast stromend fluidum in tenminste de stijgpijpen 15 gefluidiseerd kan worden gehouden, een verdeelplaat voor de korrelmassa in de onderkast, en tenminste één valpijp met uitmonding onder de verdeelplaat voor het terugleiden van een overstroom van korrels over de bovenpijpplaat uit de bovenkast naar de onderkast, waarbij de stijgpijpen elk 20 zijn uitgevoerd met een inlooppijpstuk dat in de onderkast reikt vanaf de onderpijpplaat tot een niveau boven de verdeelplaat waardoorheen de valpijp of valpijpen steekt, respektievelijk steken, en waarbij in de onderkast een orgaan is aangebracht dat verhindert dat de korrels bij stilstand 25 de inlaat in de onderkast voor het fluidum bereiken.

Een dergelijke inrichting is bekend uit een artikel van de hand van D. G. Klaren in Fouling Prevention Research Digest, Vol. 5, No. 1, pp. III-XVII (maart 1983).

De bekende warmtewisselaar die door de aanwezigheid van 30 het gefluidiseerde bed een groot rendement heeft als gevolg van het breken van de fluidumfilm langs de binnenkant van de stijgpijpen, is vooral van belang als uit het fluidum op de binnenkant van de stijgpijpen een laag materiaal kan worden afgezet die de warmteoverdracht door de wand van 35 8302622 * » - 2 - de stijgpijpen belemmert. Door de schurende werking van de korrels komt in de bekende inrichting een dergelijke belemmerende laag niet tot stand. De bekende inrichting leent zich daarom bij uitstek voor toepassing in bijvoorbeeld 5 de voedingsmiddelenindustrie.

Aan de andere kant zijn met de aanwezigheid van de korrelmassa ook bezwaren verbonden. Zo is het een bezwaar van de bekende inrichting dat nimmer volledige zekerheid bestaat dat de omlaaggerichte stroming van de 10 korrelmassa alleen in de daarvoor bedoelde valpijp of val- pijpen zal plaatsvinden. Voor een juist ontwerp en voor het garanderen van een gelijkmatige verdeling van zowel het fluidum als de korrelmassa over alle stijgpijpen is het van het grootste belang dat slechts die pijpen als val-15 pijpen fungeren die daarvoor ook zijn bedoeld. De situatie waarbij één of meer stijgpijpen toch gaan fungeren als een valpijp, kan zich met name voordoen tijdens het onzorgvuldig opstarten van de warmtewisselaar. Het is dan mogelijk dat de gefluidiseerde korrels in een aantal stijgpijpen 20 eerder het boveneind daarvan bereiken dan in andere stijg pijpen met als gevolg dat de uit eerstgenoemde pijpen afkomstige korrels via de bovenkast in naastliggende stijgpijpen stromen die nog niet geheel zijn gevuld met gefluidiseerde korrels. Het gevolg hiervan is een verstoring van 25 het drukevenwicht tussen de pijpen onderling, met als ge volg hiervan een neerwaartse stroming van fluidum en korrels in een of meer pijpen die aanvankelijk niet waren bedoeld voor een dergelijke neerwaartse stroming.

De uitvinding heft dit eerste bezwaar op 30 doordat in de uiteinden van de stijgpijpen die in de boven kast uitmonden, een vernauwing is aangebracht.

In deze vernauwing ontstaat een zodanige vergroting van de snelheid van het fluidum dat het onmogelijk is dat korrels vanuit de bovenkast in een stijgpijp 35 kunnen terugvallen. Bij een goede dimensionering van de 8302622 - 3 -

* V

vernauwing zal zelfs een aanvankelijk bij het opstarten van de warmtewisselaar zeer ongelijkmatige verdeling van de korrelmassa over de stijgpijpen geen aanleiding geven tot het als valpijp funktioneren van een of meer stijgpijpen.

5 Een voordelige constructie van de inrichting is gekenmerkt door een bovenpijpplaat met openingen voor de stijgpijpen die een kleinere doorsnede hebben dan de stijgpijpen zelf.

De korrelmassa circuleert in opwaartse rich-10 ting door de stijgpijpen en in neerwaartse richting door de valpijp, . waarbij in het bijzonder tijdens bedrijf i ook in de onderkast korrels in wervelende beweging zijn die blijkbaar oorzaak zijn van zeer ernstige slijtage van de mantel van de warmtewisselaar, en in het bijzonder van 15 het materiaal nabij de overgang van het bodemdeksel naar de cilinderwand die van de mantel deel uitmaken.

Het tweede bezwaar wordt volgens de uitvinding opgeheven doordat een tweede verdeelplaat in de onderkast is aangebracht op een niveau onder de uitmonding daarin 20 van de valpijp.

In de aldus voorgestelde constructie kan anders dan in de bekende inrichting het orgaan dat verhindert dat de korrels bij stilstand de inlaat in de onderkast voor het fluïdum bereiken, niet dienen als sluitklep tegen 25 de onderrand van de valpijp. Onder alle omstandigheden zal dus in de valpijp een neerwaartse stroming van het fluidum.. optreden die in de voorgestelde constructie tot ca 25 % kan bedragen van de massastroom van het fluidum die aan de inlaat van de warmtewisselaar wordt toegevoerd. Als 30 gevolg hiervan valt het gemiddelde logaritmische temperatuur verschil in de stijgpijpen ongunstiger uit waardoor voor het bewerkstelligen van een bepaald rendement een groter verwarmd oppervlak moet worden geïnstalleerd.

Dit laatste kan tot op zekere hoogte worden 35 vermeden doordat volgens de uitvinding de verdeelplaat op 8302622 ♦ t - 4 - het niveau boven de uitmonding van de valpijp in de onder- . voorkeur, kast meervoudig uit te voeren; bij /zodat de openingen in de verschillende verdeelplaten in de meervoudige uitvoering niet op een vertikale lijn liggen.

5 Het blijkt dat de neerwaartse stroming van het fluïdum door de valpijp of valpijpen zodoende kan worden beperkt tot ongeveer 15 % van de massastroom door de inlaat van de warmtewisselaar.

Het ontbreken van bewegende delen in de 10 onderkast, dat wil zeggen van de uitvoering als klep van het orgaan dat verhindert dat de korrels bij stilstand de inlaat in de onderkast voor het fluïdum bereiken, en de. geringere slijtage van onderdelen van de onderkast wegen op tegen het nadeel van de circulatie van het fluidum door 15 de valpijp.

Ter stabilisatie van het gefluidiseerde bed in een stijgpijp is al voorgesteld in het inlooppijpstuk een zijdelingse boring aan te brengen op een niveau waar zich. tijdens bedrijf in de onderkast geen korrels bevinden 20 en dus alleen het fluidum aanwezig is. Bij zeer sterk ver vuilende fluida, bijvoorbeeld fluida die vast materiaal meevoeren, is de mogelijkheid aanwezig dat de zijdelingse opening verstopt waardoor het gefluidiseerde bed in de stijgpijp inzakt en tenslotte de stijgpijp onbedoeld als 25 valpijp gaat werken, hetgeen als bezwaarlijk moet worden aangemerkt.

Het laatstgenoemde bezwaar wordt in een werkwijze voor het bedrijven van een inrichting van de in de aanhef omschreven soort vermeden doordat aan de 30 bovenkant van de onderkast de druk van het fluidum tijdelijk wordt verlaagd.

De inrichting van de in de aanhef omschreven soort is daarbij volgens de uitvinding gekenmerkt doordat in het geval in de inlooppijpstukken zijdelingse boringen 35 zijn aangebracht.He bovenkant van de onderkast op een niveau 8302622 - 5 - 9 4 boven, de zijdelingse boringen is voorzien van een uitlaat met een afsluiter.

In het bijzonder is de inrichting volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de uitlaat aan de bovenkant 5 van de onderkast rechtstreeks verbinding heeft met een uitlaat van de bovenkast voor het fluïdum.

Met de aanwezigheid van een valpijp of van valpijpen is het bezwaar verbonden dat deze een verplaatsing van fluidum vanuit de bovenkast naar de onderkast met 10 zich brengt. Weliswaar zal de korrelmassa in de valpijp onder sommige omstandigheden stagneren en de valpijp dan als het ware verstoppen. Toch zal ook dan het voor de goede werking van de warmtewisselaar nagestreefde gemiddelde logaritmische temperatuurverschil tussen buiten-en binnen-15 kant van de stijgpijpen nadelig worden beïnvloed tenzij toevallig een werkpunt wordt gevonden waarbij dit niet het geval is. Een zodanig werkpunt zal echter ongewenste beperkingen opleggen aan andere bedrijfsparameters.

Om de genoemde nadelige beïnvloeding althans 20 te verkleinen is de inrichting van de in de aanhef omschre ven soort gekenmerkt door een kortsluitleiding tussen de inlaat voor het aan het proces deelnemende fluidum in de onderkast en een positie in de bovenkast in welke positie de kortsluitleiding uitmondt op de hoogte van de inlaat-25 opening van de valpijp. of valpijpen.

Aldus wordt door de kortsluitleiding die bij voorkeur is voorzien van een instelbare klep die de doortocht door de kortsluitleiding bepaalt, de kortsluiting wat temperatuur betreft tussen boven- en onderkast althans 30 gedeeltelijk opgeheven.

Een andere oplossing voor hetzelfde probleem wordt volgens de uitvinding verkregen doordat een smoor-orgaan is geplaatst voor de inlaatopening van de valpijp dat de doortocht door de valpijp van het fluidum bevoor-35 deelt boven die van de korrelmassa.

8302622 ί % - 6 -

Indien zo de hoeveelheid korrelmassa in de valpijp wordt beperkt zal voor de circulatie ook minder drijvende kracht beschikbaar zijn met als gevolg dat de circulatie van korrelmassa en fluidum door de valpijp zal 5 verminderen.

Vervuiling kan zich ook voordoen aan de buitenwand van de stijgpijpen als gevolg van de aard van het tweede fluidum dat aan de warmteuitwisseling deelneemt. Dit bezwaar geldt een meer algemene klasse van warmtewis-10 selaars, namelijk van de soort waarin het tweede fluidum dat aan de warmteuitwisseling deelneemt, een vloeistof is die als een film naar beneden stroomt over de vertikale stijgpijpen in een inrichting voor het bedrijven van fysische en/of chemische processen, in het bijzonder een 15 warmtewisselaar van het continue type, omvattende een bundel parallelle vertikale stijgpijpen, een bovenkast, een onderkast, een bovenpijpplaat en een onderpijpplaat voor het in open verbinding brengen van de pijpenbundel met respektievelijk de bovenkast en de onderkast, alle 20 voor de doorstroming van een eerste fluidum, en een boven verdeelkast en een onderopvangkast voor de doorstroming van het tweede fluidum, waarbij de bovenverdeelkast rondom elke stijgpijp sluit op een spleet na die in de bodem van de bovenverdeelkast om de stijgpijp is gelaten, en de boven-25 kant van de onderopvangkast om elke stijgpijp is voorzien van opvangopeningen.

Een dergelijke inrichting is bekend uit het artikel van de hand van D. G. Klaren in Fouling Prevention Research. Digest, Vol. 5, no. 1, pp. III-XVII (maart 1983).

30 Indien de vloeistof die het tweede fluidum is., op grond van de optredende temperatuur en druk niet door een vaste mantelwand behoeft te worden omsloten, kunnen de pijpen van buitenaf gemakkelijk worden schoonge-houden, bijvoorbeeld door de pijpenbundel af te spuiten, 35 hetgeen eventueel kan plaatsvinden tijdens bedrijf. Bij 8302622 • « - 7 - een. zeer sterk vervuilende tweede warmtewisselende vloeistof moet echter het afspuiten zo veelvuldig plaatsvinden dat dit praktisch niet uitvoerbaar is. Ook indien de tweede vloeistof om redenen van druk en temperatuur door een vaste 5 wantelmand moet worden omsloten kan van deze werkwijze voor het schoonmaken van de pijpenbundel geen sprake zijn.

Volgens de uitvinding wordt op optimale wijze voorzien in het reinigen van de buitenzijde van de stijg-pijpen doordat aan de buitenzijde van alle pijpen een 10 schraapinrichting is aangebracht die is bevestigd in een ondersteuningsconstructie die met mechanische middelen kan worden aangedreven.

Voor een dergelijke schraapinrichting onbereikbaar zijn de spleten in de bodem van de bovenverdeel-15 kast die door vervuiling verstopt kunnen raken.

Om een dergelijke verstopping te voorkomen of althans uit te stellen is in de bovenverdeelkast boven de bodem tenminste een verdeelschaal aangebtacht met daarin openingen voor het verdelen van de vloeistof over de spleten 20 in de bodem.

Aldus kunnen de spleten in de bodem wijder worden uitgevoerd zonder dat de bovenverdeelkast veel hoger moet worden geconstrueerd.

De uitvinding in al zijn aspekten zal hierna 25 worden toegelicht met een beschrijving die verwijst naar een tekening. In de tekening toont fig. 1 een uitvoeringsvoorbeeld van een eerste aspekt van de uitvinding; fig. 2 en fig. 3 uitvoeringsvoorbeelden van 30 de uitvinding volgens een tweede aspekt; fig. 4 en fig. 5 uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding volgens een derde aspekt; fig. 6 een uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding volgens een vierde aspekt; 35 fig. 7 en fig. 8 een uitvoeringsvoorbeeld van 8302622 * t - 8 - de uitvinding volgens een vijfde aspekt; fig. 9 en fig. 10 een uitvoeringsvoorbeeld van de uitvinding volgens een zesde aspekt; en fig. 11 en fig. 12 een uitvoeringsvoorbeeld 5 van de uitvinding volgens een zevende aspekt.

Fig. 1 toont een uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting volgens het eerste aspekt van de uitvinding.

De -warmtewisselaar 10 heeft voor een eerste fluidum een inlaat 11 en een uitlaat 12 en voor een tweede fluidum een 10 inlaat 13 en een uitlaat 14. Binnen een mantel 15 sluit een onderkast 17 aan aan de inlaat 11 en een bovenkast 16 aan de uitlaat 12. Een bundel stijgpijpen 18 is aangebracht tussen een bovenpijpplaat 19 en een onderpijpplaat 20, waarbij nog een valpijp 21 in de bundel stijgpijpen is ge-15 plaatst. De stijgpijpen zijn voorzien van inlooppijpstukken 22 die vanuit de onderpijpplaat 20 naar beneden in de onderkast 17 reiken. In de inlooppijpstukken zijn zijdelingse boringen 23 aangebracht. In de onderkast 17 bevindt zich een verdeelplaat 24 beneden de inlaatopeningen van de 20 stijgpijpen en boven de uitlaatopening van de valpijp.

Verder is in de onderkast 17 een orgaan 25 aangebracht dat verhindert dat de inlaat 11 kan worden bereikt door korrels die zich bevinden in de onderkast, de stijgpijpen, de bovenkast en de valpijp. Het orgaan 25 is geplaatst op een veer-25 constructie 26 die bij stilstand het orgaan 25 tegen de uitlaatmonding van de valpijp drukt. De korrels kunnen in ieder geval in de stijgpijpen 18 in de toestand van een gefluidiseerd bed worden gebracht. Onderin de valpijp 21 zal een stagnerende korrelmassa 27 aanwezig zijn.

30 Volgens de uitvinding is de bovenpijpplaat 19 van de warmtewisselaar 10 uitgevoerd met smooropeningen 32 via welke de stijgpijpen 18 uitmonden in de bovenkast 16. Bijvoorbeeld zijn de openingen 32 aangebracht in een smoor-plaat 31 die na montage een geheel uitmaakt met de bovenpijp-35 plaat 19 en die voor de valpijp 21 geen belemmering vormt.

8302622 # - * I · - 9 -

Het zal wel duidelijk zijn dat de smoorope-ningen 32 in de respektievelijke uitmondingen van de stijg-pijpen 18 werkzaam zijn om te verhinderen dat korrels in de stijgpijpen vallen vanaf de bovenpijpplaat onafhankelijk is 5 van de klepwerking van het orgaan 25.

Fig. 2 en fig. 3 tonen uitvoeringsvoorbeelden van de uitvinding volgens een tweede aspekt. De opzet van de inrichting in deze uitvoeringsvoorbeelden stemt in de meeste opzichten overeen met die als getoond in fig. 1. Om 10 te voorkomen dat het materiaal van de mantel, in het bij zonder nabij de overgang van het bodemdeksel 43 naar de cilinderwand 44 aan ernstige slijtage door de wervelende beweging van korrels die het materiaal van de gefluidiseerde bedden in de stijgpijpen vormen, optreedt, is een tweede 15 verdeelplaat 42 aangebracht in de onderkast 17 aangebracht op een niveau onder de uitmonding in de onderkast 17 van de valpijp 21. Het orgaan dat verhindert dat korrels bij stilstand de inlaat 11 in de onderkast 17 bereiken, is uitgevoerd als een eenvoudige klok 41 die vast is opgesteld 20 en het fluidum vanuit de doorgestoken inlaat 11 zijdelings in de onderkast 17 verspreidt.

Bij stilstand van de warmtewisselaar zal de korrelmassa zich hoofdzakelijk bevinden in de onderkast onder de eerste verdeelplaat 24. Bij het opstarten zal de fluidumr 25 stroom vanuit de inlaat 11 de gemakkelijkste weg zoeken.

Aanvankelijk zal het fluidum hoofdzakelijk door de valpijp 21 gaan maar doordat de korrelmassa als gevolg van de fluidumstroom in gefluidiseerde toestand wordt meegevoerd zal de stroom door de valpijp 21 geleidelijk aan meer weer-30 stand ondervinden waardoor ook door de stijgpijpen 18 het fluidum omhoog komt onder fluidisatie van de korrelmassa in de stijgpijpen. Verdere vergroting van de massastroom van het fluidum heeft tot gevolg dat de gefluidiseerde bedden in de stijgpijpen 18 sneller gaan stijgen dan het 35 gefluidiseerde bed in de valpijp 21. Dit heeft zijn oorzaak 8302622 -10-

• V

in de zijdelingse boringen 23 in de inlooppijpstukken 22 die een grotere poreusheid van het fluidiseerde bed in de stijg-pijpen bij vergelijking met de valpijp tot stand brengen.

De gefluidiseerde korrelmassa in de stijgpijpen zal het 5 eerst de bovenkast 16 bereiken en overstromen naar de valpijp 21 waarin vervolgens de korrelmassa en het fluïdum omlaag zullen gaan stromen. In de onderkast 17 vindt tussen de verdeelplaten 24 en 42 vermenging van de dalende stroom door de valpijp 21 en de opgaande stroom fluïdum vanuit de 10 inlaat 11 plaats en tenslotte ontstaat een evenwicht waar bij evenveel fluïdum via de uitlaat 12 de warmtewisselaar verlaat als binnenkomt door de inlaat 11 en de korrelmassa circuleert door de stijgpijpen 18 en de valpijp 21. In deze circulatie zijn de stijgpijpen 18 lichter- beladen met 15 korrels dan de valpijp 21. Om een nadelige invloed op het gemiddelde logaritmische temperatuurverschil die ontstaat door de stroom van het fluïdum door de valpijp, te onderdrukken zou de cirkulatie van het fluidum door de valpijp zo klein mogelijk moeten zijn. Vergroting . van het druk-20 verschil tussen de bovenkast en de onderkast draagt bij tot vermindering van de fluidumstroom door de valpijp. Deze vergroting wordt bereikt door de verdeelplaat op het niveau boven de uitmonding van de valpijp in de onderkast meer-.. · ...voorkeur voudxg uxt te voeren, brj zo dat de openxngen xn de ver-25 schillende verdeelplaten in de meervoudige uitvoering niet op een vertikale lijn liggen. Fig. 3 toont de meervoudige uitvoering 45, 46, 47 van de verdeelplaat in de onderkast 17 boven de uitmonding van de valpijp 21.

De figuren 4 en 5 geven een toelichting op 30 de werkwijze en uitvoering van de inrichting die voorzien in het schoonmaken van de zijdelingse boringen in de inlooppijpstukken van de stijgpijpen. Fig. 4 toont de warmtewisselaar 10 zoals die ook in fig. 1 is weergegeven in een toestand van normaal bedrijf waarbij de stijgpijpen 18 nor-35 maal funktioneren. Uit fig. 4 blijkt dat het bovenste deel 8302622 fc ________ -11- van de onderkast 17 door middel van een leiding 51 die is voorzien van een afsluiter 52, is aangesloten aan een af-voerleiding 53 die het stromende fluïdum vanuit de uitlaat 12 afvoert. Tijdens normaal bedrijf is de afsluiter 52 ge-5 sloten. In de onderkast 17 is de korrelmassa in gefluidi- seerde toestand aanwezig tot net onder de zijboringen 23 in de inlooppijpstukken 22. De gefluidiseerde korrelmassa is verder aanwezig in de stijgpijpen 18 en in de bovenkast 16. In de stijgpijpen 18 verplaatsen zich de korrelmassa 10 en het fluidum in opwaartse richting en in de valpijp 21 in neerwaartse richting. Bij verstopping van een zijboring in een inlooppijpstuk van een stijgpijp kan de opwaartse stroming in deze stijgpijp omslaan in een neerwaartse stroming. Om deze ongewenste situatie te vermijden moet vuil 15 dat zich afzet aan de buitenzijde van het inlooppijpstuk, kunnen worden verwijderd. Dit wordt bereikt door de afsluiter 52 gedeeltelijk te openen. Hierdoor zal een deel van het fluidum via de onderkast 17 en de gedeeltelijk geopende afsluiter 52 naar de afvoerleiding 53 stremen. De 20 gefluidiseerde korrelmassa in de stijgpijpen 18 zal in zakken tot bijvoorbeeld halverwege de hoogte van deze stijgpijpen en in de bovenkast 16 zal in het geheel geen korrelmassa meer aanwezig zijn. De valpijp 21 zal onder deze omstandigheden funktioneren als een gedeeltelijk gevulde 25 stijgpijp. In de onderkast 17 zal de hoeveelheid gefluidi seerde korrelmassa sterk toenemen hetgeen tot gevolg heeft dat deze korrelmassa zich uitstrekt tot voorbij de zijboringen 23, maar daarbij toch voldoende afstand houdt van de aansluiting van de leiding 51 op de onderkast opdat geen 30 korrelmassa wordt afgevoerd met het fluidum. Door de schuren de werking van de gefluidiseerde korrelmassa op de zijboringen van de inlooppijpstukken worden de verontreinigingen verwijderd en afgevoerd via de leiding 51.

Fig. 5 geeft een indruk van de positie van de 35 gefluidiseerde korrelmassa in de inrichting bij gedeeltelijke 8302622 -12- opening van de afsluiter 52. Gebleken is dat de door het gedeeltelijk openen van de afsluiter 52 afwijkende bedrijfs-toestand waarbij de zijboringen worden gereinigd, slechts enkele tientallen seconden behoeft te worden gehandhaafd, 5 hetgeen in het algemeen niet als bezwaarlijk wordt ervaren.

De controle van de hoogte van de gefluidiseerde korrelmassa in de onderkast 17 tijdens het schoonmaken van de zijboringen van de inlooppijpstukken kan met een eenvoudige drukverschil-meting worden gerealiseerd. Bij opnieuw sluiten van de af-10 sluiter 52 zal de oorspronkelijke bedrijfstoestand zich herstellen.

Zoals gezegd is het een bezwaar van een inrichting van de in de aanhef omschreven soort dat soms de daarin optredende circulatie van het fluidum en de 15 korrelmassa het gemiddelde logaritmische temperatuurverschil over de warmtewisselaar in te sterke mate nadelig beïnvloedt. Vooral de circulatie van het fluidum is hiervan oorzaak.

Fig. 6 geeft een uitvoeringsvoorbeeld van een geschikte oplossing van het gestelde probleem die bestaat uit het 20 aanbrengen van een kortsluitleiding 61 tussen de inlaat 11 voor het aan het proces deelnemende fluidum: in>ide onderkast 17 en een positie 62 in de bovenkast 16 in welke positie 62 de kortsluitleiding 61 uitmondt Qp de hoogte van de inlaat-opening 63 van de valpijp 21.

25 De kortsluitleiding is voorzien van een instelbare klep 64.

Bij opstarten van de warmtewisselaar verdient het aanbeveling de afsluiter 64 in de kortsluitleiding 61 gesloten te houden. Zodra de installatie in stabiel bedrijf 30 is kan de afsluiter 64 geleidelijk aan volledig dan wel gedeeltelijk worden geopend al naar wenselijk wordt geacht voor het proces. In de onmiddellijlenabijheid van de inlaat-opening 63 van de valpijp 21 bevindt zich nu een stroom fluidum met een temperatuur die gelijk is aan de entree-35 temperatuur van het fluidum in de onderkast 17. Als gevolg 8302 622 -13- hiervan zal de gemiddelde temperatuur in de valpijp meer in de buurt liggen van de entreetemperatuur van het fluidum in de onderkast dan zonder aanwezigheid van de kortsluit-leiding, en wel met het genoemde gunstige gevolg. De kort-5 sluitleiding kan ook in het inwendige van de warmtewisselaar liggen.

Een andere oplossing voor het probleem dat met het uitvoeringsvoorbeeld volgens fig. 6 is opgelost, wordt volgens de uitvinding verkregen door een smoororgaan 10 te plaatsen voor de inlaatopening van de valpijp dat de door tocht door de valpijp van het fluidum bevoordeelt boven die van de korrelmassa. Fig. 7 en fig. 8 geven een uitvoerings-voorbeeld van deze andere oplossing. In fig. 7 is het smoororgaan 71 in de vorm van een pijp geplaatst in het 15 verlengde van de valpijp 21 op een afstand h van de inlaat opening 63 van de valpijp in de bovenkast 16. Het smoororgaan 71 kan in principe bestaan uit een rechte pijp waarvan het boveneinde voldoende ver in de bovenkast 16 steekt zodat tijdens alle voorkomende bedrijfscanstandigheden geen korrels 20 door de rechte pijp in de valpijp 21 kunnen vallen. Uit experimenten is gebleken dat de afstand h van invloed is op de mate van circulatie van de korrelmassa en het stromende fluidum door de valpijp. Voor een goede instellingsmogelijk-heid vétn deze circulatie moet de afstand h voldoen aan de 25 volgende voorwaarde: 0,1 x Dv < h < 2,0 x Dv waarin Dv de inwendige diameter is van de valpijp waarboven het smoororgaan is geplaatst.

Door aan het smoororgaan een enigszins andere nog 30 vorm te geven kan hetleen andere funktie vervullen. Bij het onzorgvuldig in bedrijf nemen van de warmtewisselaar kan, zoals eerder opgemerkt, de valpijp gaan werken als een stijg-pijp en daarbij zeer grote hoeveelheden van het fluidum en de korrelmassa vanuit de onderkast 17 naar de bovenkast 16 35 transporteren. Dit heeft tot gevolg dat de korrels door het 8302622 -14- smoororgaan in de vorm van een rechte pijp zeer hoog in de bovenkast worden geblazen en via de uitlaat 12 van het fluidum verloren gaan. Dit is een ongewenste situatie. Door nu de inwendige diameter van het smoororgaan in de vorm van 5 een pijp geschikt te kiezen en de pijp aan de bovenzijde vanuit het vertikale vlak naar het horizontale vlak om te buigen en vervolgens enigszins naar beneden en opnieuw over een hoek van ca 90° om te buigen, wordt bewerkstelligd dat korrels en fluidum die vanuit de valpijp 21 met grote snel-10 heid omhoog worden gebracht, in de aldus gebogen pijp worden opgevangen en verder geleid op zodanige wijze dat de korrels in de bovenkast blijven. Fig. 8 toont een bovenaanzicht in een doorsnede door de bovenkast en laat zien hoe de als smoororgaan dienende pijp moet worden gebogen. De inwendige 15 diameter van het smoororgaan in de vorm van een aldus ge bogen pijp moet groter zijn dan de inwendige diameter van de valpijp opdat geen korrels verloren gaan.

Een volgend aspekt van de uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het bedrijven van fysische 20 en/of chemische processen, in het bijzonder een warmtewisse laar van het continue type, omvattende een bundel parallelle vertikale stijgpijpen, een bovenkast, een onderkast, een bovenpijpplaat en een onderpijpplaat voor het in open verbinding brengen van de pijpenbundel met respektievelijk 25 de bovenkast en de onderkast, alle voor de doorstroming van een eerste fluidum, en een bovenverdeelkast en een onder-opvangkast voor de doorstroming van een tweede fluïdum, waarbij de bovenverdeelkast rondom elke stijgpijp sluit op een spleet na die in de bodem van de bovenverdeelkast om de 30 stijgpijp is gelaten, en de bovenkant van de onderopvang- kast open is.

Het tweede fluidum is in deze inrichting een vloeistof die als een film naar beneden stroomtover de vertikale stijgpijpen in tegenstroom met het eerste fluidum dat in de stijg-35 pijpen opstijgt. Teneinde een optimale reiniging van de buiten- 8302622 -15- kant van de stijgpijpen of andere pijpen in dezelfde bundel te bereiken is aan de buitenzijde van alle pijpen een schraapinrichting aangebracht die is bevestigd in een onder-steuningsconstructie die met mechanische middelen kan worden 5 aangedreven. Fig. 9 toont een uitvoeringsvoorbeeld van de schraapinrichting en wel in een aanzicht loodrecht op de pijpen. In een raam dat in hoofdzaak bestaat uit twee jukken 201, 202 en twee stangen 203, 204, zijn met behulp van afstandsstukken 205 strippen 206, 207 gemonteerd die sluitend 10 passen om de stijgpijpen 118. Het raam wordt verplaatst in de lengterichting van de stijgpijpen door middel van een spindel 208 die aangrijpt in een van schroefdraad voorzien gat 209 in het juk 201. Het juk 202 wordt geleid door een stang 210 die steekt door een gat 211 in het juk. In fig. 10 15 die een doorsnede van de in fig. 9 getoonde schraapin richting is langs de daarin aangegeven lijn X-X, verduidelijkt een en ander. Om de schraapinrichting in de warmtewisselaar te kunnen aanbrengen mogen de strippen niet breder vrijen/ zijn dan de vrije afstand tussen de/pijpen in de bundel.

20 In een inrichting van de laatstgenoemde soort kunnen in het bijzonder ook de spleten in de bodem van de bovenverdeelkast die de vloeistof uit de bovenverdeelkast toelaten tot de film om de stijgpijpen, verstopt raken.

Om het risico van verstopping van de spleten te beperken is 25 volgens de uitvinding in de bovenverdeelkast boven de bodem tenminste een verdeelschaal aangebracht met daarin apeningen voor het verdelen van de vloeistof over de spleten in de bodem. Fig. 11 laat een inrichting 100 van de bedoelde soort zien, voorzien van een bovenkast 116, een onderkast 117 en 30 een pijpenbundel 118 voor de doorstroming van het eerste fluïdum, en een bovenverdeélkast 101 en een onderopvangkast 102 voor de doorstroming van een tweede fluïdum, waarbij de bovenverdeelkast 101 rondom elke stijgpijp 118 sluit op een spleet 103 na die in de bodem 105 van de bovenverdeel-35 kast van de stijgpijp is gelaten, en de bovenkant 106 van 8302622 *. » -16- de onderopvangkast 102 open is.

In de bovenverdeelkast is een verdeelplaat 131 aangebracht met daarin openingen 130 die zijn gecentreerd tussen de stijgpijpen 118 die door de boven-5 verdeelkast steken. Door de aanwezigheid van de verdeelplaat 131 kunnen de spleten 103 breder worden uitgevoerd dan anders het geval is. Fig. 12 die een bovenaanzicht van een gedeelte van de plaat 131 toont, verduidelijkt de gecentreerde plaatsing van de openingen 130 tussen de stijgpijpen 118. Ter-10 wille van de duidelijkheid zijn de schaalverhoudingen niet overeenkomstig een werkelijke uitvoering.

Wat betreft de werking geldt dat de door de openingen 130 naar beneden stromende vloeistof uiteenspat op de bodem 105 en zo op de buitenwand van de stijgpijpen 15 terechtkomt en daarlangs in een film afloopt. De spleet 103 behoeft dan niet wezenlijk bij te dragen tot de vorming van de film. Om het uiteenspatten van de vloeistofstraal door een opening 130 te verzekeren dient een passende afstand tussen de verdeelplaat 131 en de bodem 105 te worden aange-20 houden.

Opgemerkt wordt dat waar in het bovenstaande sprake is van een verdeelplaat met daarin aangebrachte openingen, deze openingen kunnen zijn voorzien van zogenaamde tuyeres of sproeikoppen die een zijdelings gerichte uitstro-25 ming uit een opening bewerkstelligen.

Voor een stabiele werking van alle bovenbeschreven inrichtingen is het noodzakelijk dat het drukverval in de fluidumstroom over de verdeelplaat in de onderkast direkt onder de stijgpijpen meer dan een tiende van het druk-30 verval als gevolg van het totale gewicht van de korrelmassa bedraagt, zoals ook is gesteld in het bovenaangehaalde artikel en is toegelicht in de Nederlandse octrooiaanvrage 7703939.

35 8302522

Claims

2. Inrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt 25 door een bovenpijpplaat (19) met openingen (32) voor de stijgpijpen (18) die een kleinere doorsnede hebben dan de stijgpijpen zelf. 30 8302622 -18-
3. Inrichting voor het bedrijven van fysische en/of chemische processen, in het bijzonder een warmtewisselaar van het continue type, omvattende een bundel parallelle vertikale stijgpijpen, een bovenkast, een onder- 5 kast, een hovenpijpplaat en een onderpijpplaat voor het in open verbinding brengen van de pijpenbundel met respek-tievelijk de bovenkast en de onderkast, een korrelmassa die door een tijdens bedrijf in opwaartse richting door de onderkast, de stijgpijpen en de hovenkast stromend 10 fluïdum in tenminste de stijgpijpen gefluidiseerd kan worden gehouden, een verdeelplaat voor de korrelmassa in de onderkast, en tenminste een valpijp met uitmonding onder de verdeelplaat voor het terugleiden van een overstroom van korrels over de bovenpijpplaat uit de bovenkast naar de onderkast, 15 waarbij de stijgpijpen elk zijn uitgevoerd met een inloop- pijpstuk dat in de onderkast reikt vanaf de onderpijpplaat tot een niveau boven de verdeelplaat waardoorheen de valpijp of valpijpen steekt, respektievelijk steken, en waarbij in de onderkast een orgaan is aangebracht dat verhindert dat 20 de korrels bij stilstand de inlaat in de onderkast voor het fluidum bereiken, met het kenmerk, dat in de onderkast (17) een tweede verdeelplaat (42) is aangebracht op een niveau onder de uitmonding daarin van de valpijp (21).
4. Inrichting volgens conclusie 3, 25 met het kenmerk, dat de verdeelplaat (45, 46, 47) op het niveau boven de uitmonding van de valpijp (21) in de onder- . voorkeur/ kast (17) meervoudig is uitgevoerd, bij 'zo dat de openingen in de verschillende verdeelplaten (45, 46, 47) in de meervoudige uitvoering niet op een vertikale lijn liggen. 30 8302622 -19-
5. Werkwijze voor het bedrijven van een inrichting voor het bedrijven van fysische en/of chemische processen, in het bijzonder een warmtewisselaar van het continue type, omvattende een bundel parallelle vertikale 5 stijgpijpen, een bovenkast, een onderkast, een bovenpijp- plaat en een onderpijpplaat voor het in open verbinding brengen van de pijpenbundel met respektievelijk de bovenkast en de onderkast, een korrelmassa die door een tijdens bedrijf in opwaartse richting door de onderkast, de stijg-10 pijpen en de bovenkast stromend fluïdum in tenminste de stijgpijpen gefluidiseerd kan worden gehouden, een verdeel-plaat voor de korrelmassa in de onderkast, en tenminste een valpijp met uitmonding onder de verdeelplaat voor het terugleiden van een overstroom van korrels over de bovenpijpplaat 15 uit de bovenkast naar de onderkast, waarbij de stijgpijpen elk zijn uitgevoerd met een inlooppijpstuk dat in de onderkast reikt vanaf de onderpijpplaat tot een niveau boven de verdeelplaat waardoorheen de valpijp of valpijpen steekt, respektievelijk steken, en waarbij in de onderkast een 20 orgaan is aangebracht dat verhindert dat de korrels bij stilstand de inlaat in de onderkast voor het fluidum bereiken, met het kenmerk, dat aan de bovenkant van de onderkast de druk van het fluidum tijdelijk wordt verlaagd.
6. Inrichting voor het bedrijven van fysische 25 en/of chemische processen, in het bijzonder een warmtewisse laar van het continue type, omvattende een bundel parallelle vertikale stijgpijpen, een bovenkast, een onderkast, een bovenpijpplaat en een onderpijpplaat voor het in open verbinding brengen van de pijpenbundel met respektievelijk 30 de bovenkast en de onderkast, een korrelmassa die door een tijdens bedrijf in opwaartse richting door de onderkast, de stijgpijpen en de bovenkast stromend fluidum in tenminste de stijgpijpen gefluidiseerd kan worden gehouden, een verdeelplaat voor de korrelmassa in de onderkast, en tenminste 35 een valpijp met uitmonding onder de verdeelplaat voor het 8302622 -20- terugleiden van een overstroom van korrels over de bovenpijp-plaat uit de bovenkast naar de onderkast, waarbij de stijg-pijpen elk zijn uitgevoerd met een inlooppijpstuk dat in de onderkast reikt vanaf de onderpijpplaat tot een niveau 5 boven de verdeelplaat waardoorheen de valpijp of valpijpen steekt, respektievelijk steken , en waarbij in de onderkast een orgaan is aangebracht dat verhindert dat de korrels bij stilstand de inlaat in de onderkast voor het fluïdum bereiken, met het kenmerk, dat in het geval in de inloop-10 pijpstukken (22) zijdelingse boringen (23) zijn aangebracht de bovenkant van de onderkast (17) op een niveau boven de zijdelingse boringen (23) is voorzien van een uitlaat (51) met een afsluiter (52).
7. Inrichting volgens conclusie 6, 15 met het kenmerk, dat de uitlaat (51) aan de bovenkant van de onderkast (17) rechtstreeks verbinding heeft met een uitlaat (53) van de bovenkast (16) voor het fluïdum. 8302622 -21-
8. Inrichting voor het bedrijven van fysische en/of chemische processen, in het bijzonder een warmtewisselaar van het continue type, omvattende een bundel parallelle vertikale stijgpijpen, een bovenkast, een onderkast, een 5 bovenpijpplaat en een onderpijpplaat voor het in open ver binding brengen van de pijpenbundel met respektievelijk de bovenkast en de onderkast, een korrelmassa die door een tijdens bedrijf in opwaartse richting door de onderkast, de stijgpijpen en de bovenkast stromend fluïdum in tenminste 10 de stijgpijpen gefluidiseerd kan worden gehouden, een ver- deelplaat voor de korrelmassa in de onderkast, en tenminste een valpijp met uitmonding onder de verdeelplaat voor het terugleiden van een overstroom van korrels over de bovenpi jpplaat uit de bovenkast naar de onderkast, waarbij de 15 stijgpijpen elk zijn uitgevoerd met een inlooppijpstuk dat in de onderkast reikt vanaf de onderpijpplaat tpt een niveau boven de verdeelplaat waardoorheen de valpijp of valpijpen steekt, respektievelijk steken, en waarbij in de onderkast een orgaan is aangebracht dat verhindert dat 20 de korrels bij stilstand de inlaat in de onderkast voor het fluïdum bereiken, gekenmerkt door een kortsluitleiding (61) tussen de inlaat (11) voor het aan het proces deelnemende fluïdum in de onderkast (17) en een positie (62) in de bovenkast (16) in welke positie (62) de kortsluit-25 leiding (61) uitmondt op de hoogte van de inlaatopening (63) van de valpijp of valpijpen. 30 8302622 -22-
9. Inrichting voor het bedrijven van fysische en/of chemische processen, in het bijzonder een warmtewisselaar van het continue type, omvattende een bundel parallelle vertikale atijgpijpen, een bovenkast, een onderkast, een 5 bovenpijpplaat en een onderpijpplaat voor het in open ver binding brengen van de pijpenbundel met respektievelijk de bovenkast en de onderkast, een korrelmassa die door een tijdens bedrijf in opwaartse richting door de onderkast, de stijgpijpen en de bovenkast stromend fluïdum in tenminste 10 de stijgpijpen gefluidiseerd kan worden gehouden, een ver- deelplaat voor de korrelmassa in de onderkast, en tenminste een valpijp met uitmonding onder de verdeelplaat voor het terugleiden van een overstroom van korrels over de bovenpijpplaat uit de bovenkast naar de onderkast, waarbij de 15 stijgpijpen elk zijn uitgevoerd met een inlooppijpstuk dat in de onderkast reikt vanaf de onderpijpplaat tot een niveau boven de verdeelplaat waardoorheen de valpijp of valpijpen steekt, respektievelijk steken, en waarbij in de onderkast een orgaan is aangebracht dat verhindert dat 20 de korrels bij stilstand de inlaat in de onderkast voor het fluïdum bereiken, met het kenmerk, dat een smoororgaan (71) is geplaatst voor de inlaatopening (63) van de valpijp (21) dat de doortocht door de valpijp (21) van het fluïdum bevoordeelt boven die van de korrelmassa.
10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat het smoororgaan is uitgevoerd als een tweemaal met een in hoofdzaak rechte bocht uitgevoerde pijp met een inwendige diameter die groter is dan die van de valpijp, waarbij het pijpeind na de tweede bocht gedeelte-30 li-jk wijst in de richting van het pijpeinde voor de eerste bocht. 1 8302622 f . . -23-
11. Inrichting voor het bedrijven van fysische en/of chemische processen, in het bijzonder een warmtewisselaar van het continue type, omvattende een bundel parallelle vertikale stijgpijpen, een bovenkast, 5 een onderkast, een bovenpijpplaat en een onderpijpplaat voor het in open verbinding brengen van de pijpenbundel met respektievelijk de bovenkast en de onderkast, alle voor de doorstroming van een eerste fluidum, en een bovenverdeelkast en een onderopvangkast voor de doorstroming van het 10 tweede fluidum, waarbij de bovenverdeelkast rondom elke stijgpijp sluit op een spleet na die in de bodem van de bovenverdeelkast om de stijgpijp is gelaten, en de bovenkant van de onderopvangkast open is, met het kenmerk, dat aan de buitenzijde 15 van alle pijpen een schraapinrichting is aangebracht die is bevestigd in een ondersteuningsconstructie die met mechanische middelen kan worden aangedreven. 20 8302622 -24-
12. Inrichting voor het bedrijven van fysische en/of chemische processen, in het bijzonder een warmtewisselaar van het continue type, omvattende een bundel parallelle vertikale stijgpijpen, een bovenkast, een onderkast, een 5 bovenpijpplaat en een onderpijpplaat voor het in open ver binding brengen van de pijpenbundel met respektievelijk de bovenkast en de onderkast, alle voor de doorstroming van een eerste fluidum, en een bovenverdeelkast en een onder-opvangkast voor de doorstroming van het tweede fluidum, 10 waarbij de bovenverdeelkast rondom elke stijgpijp sluit op een spleet na die in de bodem van de bovenverdeelkast om de stijgpijp is gelaten, en de bovenkant van de onderopvang-kast open is, met het kenmerk, dat in de bovenverdeelkast (101) boven de 15 bodem (105) tenminste een verdeelschaal (131) is aangebracht met daarin openingen (130) voor het verdelen van de vloeistof over de spleten (103) in de bodem (105). 20 8302622