NL9300915A

NL9300915A - Inrichting voor het bedrijven van een fysisch en/of chemisch proces, zoals een warmtewisselaar.

Info

Publication number: NL9300915A
Application number: NL9300915A
Authority: NL
Original assignee: Bronswerk Heat Transfer Bv
Priority date: 1993-05-27
Filing date: 1993-05-27
Publication date: 1994-12-16
Also published as: EP0626550B1; EP0626550A1; DE69404756T2; ES2110690T3; DE69404756D1

Description

Titel: Inrichting voor het bedrijven van een fysisch en/of chemisch proces, zoals een warmtewisselaar

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het bedrijven van een fysisch en/of chemisch proces, zoals een warmtewisselaar, omvattende een met opwaarts gerichte buizen uitgerust reservoir, welke buizen aan de boven- en onderzijde zijn opgenomen in pijpplaten en in open verbinding staan met een bovenkast en een onderkast, in welke onderkast tenminste een 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 c.q. te verwarmen of te koelen medium in een quasi-stationaire, gefluidiseerde toestand kan worden gehouden, welke inrichting verder is voorzien van middelen voor het van de bovenkast naar de onderkast terugvoeren van wervelbeddeeltjes.

Een dergelijke inrichting is bekend uit EP-B-0.065.333. Bij deze bekende inrichting bestaan de middelen voor het van de bovenkast naar de onderkast terugvoeren van wervelbeddeel-tjes uit binnen het reservoir van de inrichting aangebrachte valbuizen, via welke een deel van de wervelbeddeeltjes in circulatie kan worden gebracht en gehouden. Deze interne circulatie van wervelbeddeeltjes dient voor het reinigen van de binnenoppervlakken van de stijgbuizen, die bij het behandelen c.q. verwarmen of koelen van een sterk vervuild medium een sterke vervuiling kunnen ondergaan. De interne circulatie en wervelende werking van de vaste deeltjes zorgen daarbij voor het reinigen van de stijgbuizen.

Hoewel deze bekende inrichting in een groot aantal gevallen uitstekend voldoet is er een bezwaar aan te wijzen dat verbetering behoeft. Dit bezwaar is het volgende:

In het bovenstaande is reeds opgemerkt dat de bekende inrichting aan de pijpzijde in het algemeen met een zeer sterk vervuild medium te maken heeft. Dit betekent dat het medium zelf vaste delen kan bevatten van aanzienlijke afmetingen, dan wel de toevoerleidingen stroomopwaarts van de warmtewisselaar onderhevig kunnen zijn aan vervuiling door b.v. aankorsting, welke korsten door b.v. temperatuurveranderingen in het proces van de wanden van deze leidingen kunnen afbreken om vervolgens te worden meegevoerd naar de warmtewisselaar. Deze warmtewisselaar bevat in de onderkast tenminste een verdeelplaat voor de ondersteuning van het wervelbed, en hoewel de verdeelplaten zijn voorzien van ruime gaten in een bepaald patroon dan wel van redelijk goed doorlaatbare sproeikoppen, bestaat toch het gevaar dat de eerder genoemde verontreinigingen de verdeelplaten kunnen verstoppen, waardoor de goede werking van de warmtewisselaar wordt belemmerd.

De uitvinding beoogt een elegante oplossing te verschaffen van het hierboven omschreven probleem. Volgens de uitvinding wordt dit doel bereikt door de onderkast van de warmtewisselaar zodanig te wijzigen en tevens te voorzien van geschikte middelen dat de eerder genoemde verontreinigingen uit het stromend medium worden verwijderd voordat de verdeelplaten worden bereikt. Voorzieningen geïntegreerd met de onderkast moeten bewerkstelligen dat deze verontreinigingen uiteindelijk worden meegevoerd en afgevangen in een deelstroom, welke slechts een fractie bedraagt van de hoofdstroom naar de warmtewisselaar. Uit deze kleine deelstroom worden de verontreinigingen vervolgens regelmatig verwijderd. Het spreekt vanzelf dat een kleine deelstroom behandeld kan worden met constructieve middelen van geringe afmetingen. Dit kan van groot voordeel zijn indien het proces, waarvan de warmtewisselaar deel uitmaakt, zich afspeelt bij hoge drukken.

Een uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding wordt aan de hand van de tekening nader toegelicht.

Hierin toont: fig. 1 een onderkast voorzien van middelen voor de verwijdering van grote verontreinigingen uit het stromend medium vóór het bereiken van de verdeelplaten; en fig. 2 een variant op de uitvoering weergegeven in fig. 1.

In fig. 1 is met verwijzingscijfer 1 de omhulling weergegeven van de bekende inrichting met daarin de verdeelplaten 2, welke het wervelbed in de warmtewisselaar ondersteunen. Het stromend medium, waarin zich verontreinigingen in de vorm van vaste delen van aanzienlijke afmetingen kunnen bevinden, wordt aan de warmtewisselaar toegevoerd via de leidingen 3, 3A en 3B. De pomp 4 zorgt voor de benodigde opvoerhoogte en de toegevoerde hoeveelheid stromend medium wordt geregeld middels regelafsluiter 7. In een normale bedrijfssituatie zoals hierna wordt besproken is afsluiter 8 gesloten. Het stromend medium wordt via leiding 3B middels een tangentiale aansluiting 5 aan een verwijde onderpot 6 toegevoerd. Als gevolg van de rotatie van het stromend medium ten gevolge van de tangentiale aansluiting 5 worden de grotere vaste verontreinigingen uit het stromend medium geslingerd en verzameld in het laagste deel 9 van de onderpot 6. Het gereinigde stromend medium wordt in de onderpot 6 in opwaartse richting afgebogen naar de verdeelplaten 2, welke het wervelbed ondersteunen.

De verontreinigingen worden uit het laagste punt 9 van de onderpot 6 meegevoerd met een deelstroom, welke via de leiding 10 de volledig geopende afsluiter 11, het bezinkvat of filter 12, de regelafsluiter 13 en de leiding 14 aan de zuigzijde van pomp 4 wordt toegevoerd. In het bezinkvak of filter 12 heeft dan inmiddels de afscheiding van de vaste delen plaatsgevonden. Omdat de deelstroom vanaf het bezinkvat of filter 12 naar de zuigzijde van de pomp 4 gereinigd is van grove vaste delen, bevindt zich in leiding 14 de regelafsluiter 13 voor het instellen van de deelstroom. De deelstroom zal in de regel minder dan 10% van de hoofdstroom uitmaken. Daardoor kunnen de leidingen 10 en 14 van geringe diameter zijn en kunnen de afmetingen van het bezinkvat of filter 12 beperkt zijn, hetgeen vooral bij hoge systeemdrukken en/of het gebruik van kostbare materialen de investeringskosten beperkt. Door de geringe diameter van leiding 14 is het geen onoverkomelijk bezwaar wanneer de pomp 4 op aanzienlijke afstand van de warmtewisselaar 1 staat.

Het is vanzelfsprekend dat op gezette tijden het bezink-vat of filter 12 gereinigd dient te worden. Voor dit doel wordt dit vat of filter geïsoleerd van de opstelling door de afsluiters 11 en 13 te sluiten, waarna het vat of filter geopend kan worden en de vaste delen kunnen worden verwijderd. Het vat of filter kan continu (met uitzondering van de korte reinigingsperioden) in gebruik zijn maar ook intermitterend.

De mogelijkheid bestaat dat bij het opzuigen van de vaste delen middels leiding 10 vanuit de onderpot 6 verstopping van de inlaatopening van leiding 10 kan optreden. Dit kan worden verholpen door de stroming in leiding 10 gedurende korte tijd van richting te veranderen door afsluiter 11 te sluiten en afsluiter 8 te openen en regelafsluiter 7 iets verder te sluiten om zodoende een deelstroom van leiding 3A naar leiding 10 te doen stromen. De omgekeerde deelstroom zal de verstopping van de inlaat van leiding 10 ongedaan maken en bovendien de opgehoopte vaste delen in de onderpot 6 enigszins loswoelen, waardoor bij het opnieuw omkeren van de deelstroom naar de normale situatie (dat is bij geopende afsluiter 11 en gesloten afsluiter 8), de vaste delen gemakkelijker door de deelstroom worden meegenomen.

Fig. 2 geeft een variant met gewijzigde onderpot. In plaats van een verwijde onderpot 6 met tangentiele toevoer 5 van de hoofdstroom, heeft de onderpot eenzelfde diameter als de onderkast van de warmtewisselaar, waarin de verdeelplaten 2 zijn gemonteerd en wordt de hoofdstroom centraal aan de onderpot 6 toegevoerd middels toevoer 5A. De scheiding van vaste delen is minder effectief, hetgeen wordt gecompenseerd door verdeelplaten toe te passen met iets ruimere openingen, eventueel in combinatie met een iets hogere onderpot 6. De constructieve voordelen van deze variant zijn echter groot, vooral bij ombouw van bestaande installaties.

In de hierboven besproken situatie is steeds van de veronderstelling uitgegaan dat de deelstroom de totale installatie niet verlaat. Dit is vooral van belang in het geval van een gevaarlijk dan wel schadelijk stromend medium. Er kunnen zich natuurlijk gevallen voordoen waar de deelstroom niet via leiding 14 aan de zuigzijde van de pomp 4 wordt toegevoerd, maar naar de omgeving wordt afgespuid, zonder dat er gevaar voor de omgeving bestaat.

Claims

1. Inrichting voor het bedrijven van een fysisch en/of chemisch proces, zoals een warmtewisselaar, omvattende een met opwaarts gerichte buizen uitgerust reservoir, welke buizen aan de boven- en onderzijde zijn opgenomen in pijpplaten en in open verbinding staan met een bovenkast en een onderkast, in welke onderkast tenminste een 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 c.q. te verwarmen of koelen medium in een quasi-stationaire, gefluidiseerde toestand kan worden gehouden, welke inrichting verder is voorzien van middelen voor het van de bovenkast naar de onderkast terugvoeren van wervelbeddeeltjes, met het kenmerk, dat de onderkast aan de onderzijde is uitgerust met een onderpot (6) met verdiepte bodem (9) voor het daarop verzamelen van verontreinigingen uit de, via een zijwaarts in de onderpot (6) stekende toevoerleiding (5, 5A) aangevoerde hoofdstroom, waarbij de verzamelde verontreinigingen uit de onderpot (6) verwijderbaar zijn door middel van een een deel van de hoofdstroom afvoerend leidingsysteem (10, 14) met daarop aangesloten bezinkreservoir of filter (12) van welk leidingsysteem het ene uiteinde (10) op afstand boven de verdiepte bodem (9) eindigt en het andere uiteinde (14) is verbonden met de hoofd-toevoerleiding (3) aan de zuigzijde van de hoofdstroomtoevoer-pomp (4).

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de onderpot (6) ten opzichte van de onderkast (5) is verwijd, waarbij de toevoerleiding voor de hoofdstroom tangentiaal in de onderpot (6) steekt.

3. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de onderpot (6) dezelfde diameter heeft als de onderkast (5), waarbij de toevoerleiding (5A) voor de hoofdstroom centraal in de onderpot (6) steekt, met benedenwaarts gerichte monding.

4. Inrichting volgens één der conclusies 1-3, met het kenmerk, dat tussen de hoofdstroomtoevoerleiding (3, 3A, 3B) en het een deel van de hoofdstroom afvoerend leidingsysteem (10, 14) een kortsluitleiding met afsluiter (8) is aangebracht voor het periodiek leiden van een deelstroom naar het uiteinde (10) van het leidingsysteem (10, 14) in een richting tegengesteld aan de gebruikelijke stromingsrichting voor het verhelpen van eventuele verstoppingen in dat uiteinde (10).