NO127262B - - Google Patents

Description

Varmeutveksler.

Foreliggende oppfinnelse angår en varmeutveksler for væsker og gasser, og mer spesielt en varmeutveksler for hurtig avkjoling av væsker og gasser.

Foreliggende varmeutveksler omfatter en anordning hvorved et varmt fluidum bringes i kontakt med kjblte overflater slik at det fåes en hurtig minskning.i det varme fluidums temperatur. Kjole-anordningen er egnet for avkjoling av væsker og gasser ved forhbyet trykk.

Foreliggende, varmeutveksler kan anvendes, for hurtig avkjoling

av varme gasser uten vesentlig trykkforandring.

Varmeutveksleren byr på spesielle- fordeler dersom den benyttes

i forbindelse med- en fremgangsmåte for fremstilling av olefiner ved

kracking av hydrocarbont.ilf br selsmaterialer /ed hoy temperatur og ved kort oppholdstid under anvendelse av en hoyt.emperaturvarmest.rålings-ovn med forholdsvis korte ledninger med liten diameter. Varmeutveksleren benyttes for "hurtig minskning av temperaturen til den ut-strømmende produktgass fra ovnen uten vesentlig trykkfall..-Avlopsgasstemperaturene fra krackingovnené er meget/ hoye, og ved disse hoye temperaturer fortsetter krackingreaksjonene med stor hastighet. For praktisk talt helt' å stoppe reaksjonene i avlopsgassen og for å minske produksjonen av uonskede biprodukter er det nodvendig hurtig å avkjole avlopsgassen etter at den har forlatt reaktoren" tii en temperatur ved hvilken reaksjonene i det' vesentlige opphorer. Flere anordninger er kjente for å avstedkomme dette, men de fleste anordninger har■en eller flere ulemper.' Vanlige avk jolingsanordninger , f.eks. en mantel-,og r ot varmeutveksler,. gir. et vesentlig trykkfall i avlopsgassen. Denne type varmeutveksler^ be-nytter en rekke ror og er utstyrt med et felles innlopsror. De varme gassers oppholdstid i dette felles ror ved de anvendte temperaturer er betydelig og gir dårligere produktkvalitet.

Ved avkjoling av hydrocarbonavlopsgasser med hoy temperatur

fra en krackingprosess for hydrocarboner for fremstilling av oie-finer må kjoleanordningens temperatur være tilstrekkelig lav til at gassene avkjoles i. onsket grad og tilstrekkelig hoy til at hoyt-kokende hydrocarbonbiprodukter kondenserer- på de kjolende overflater.

Apparatet ifolge oppfinnelsen er spesielt anvendelig i forbindelse med avkjoling av avlopsgassene fra en termisk krackingprosess for hydrocarboner. Ved termisk kracking av hydrocarboner kan hydro-carbontilforselsmaterialet oppvarmes til en hoy temperatur, holdes ved den hoye temperatur under en kort oppholdstid og selektivt omdannes til de onskede produkter. I det foreliggende apparat brå-kjoles de varme gassreaksjonsprodukter eller de avkjoles på' en slik måte at omdannelsen i det vesentlige er opphbrt etter den onskede oppholdstid.

Foreliggende varmeutveksler omfatter et sentralt kammer og et fbrste og annet ringformig kammer, idet det sentrale kammer har en innlbpsanordning ved sin ene ende og en anordning ved sin .annen ende - for å forbinde det sen trale.kammer med det fbrste ringformige kammer som har en avlbpsanordning ved den av sine ender som befinner seg motsatt den ende- som' står i forbindelse med det sentrale kammer-, og det annet ringformige kammer har en innlopsanordning ved sin ene ende og en utlopsanordning ved sin annen ende,- og varmeutveksleren er særpreget ved en ytre konvergerende veggseksjon nær det annet ringformige kammers innlopsanordning som omfatter en kjegle, idet den konvergerende vegg stort sett svarer til kjeglens form og kjeglen er anbragt nær innlbpsanordningen under dannelse av et inn-i lop med en gradvis okende tverrsnittsflate og som står i forbindelse med det annet ringformige kammer.

Foreliggende varmeutveksler kan generelt anvendes for avkjoling av varme produktstrommer, for varmegjenvinning og/eller for oppvarming av et fluidum. Den kan benyttes som bråkjolingsapparat for hurtig avkjoling av varme., gassformige produkter fra andre krackingprosesser. Bråkjblingsapparatet gir direkte avkjoling på overflater, er enkelt konstruert og lett å behandle. Det kan ha en hvilken som helst storrelse og er i alminnelighet konstruert for en spesiell anvendelse. Apparatet kan være horisontalt eller vertikalt anordnet. Avkjolingsenheten avkjoler hurtig varme væsker og gasser uten at fluidumets trykk forandres i vesentlig grad, dvs. at det avkjolede fluidums trykk ved utlopet av avkjolingsapparatet er i det vesentlige det. samme som innlopstrykket. Materialet- som skal avkjoles, kan stromme oppover eller nedover. Avkjolingsapparatet kan drives slik at kjolemidlets sirkuleringshastighet er selvregulerende og istand til å avpasse seg innen visse grenser i forhold til den tilforte varmemengde. Avkjolingsmidlets sirkulasjonshastighet kan også kontrolleres ved hjelp av egnede pumpeanordninger.

Ved en utforelsesform av foreliggende varmeutveksler består denne i det vesentlige.av tre konsentriske ror hvis vegger danner to ringformede kammere og et sentralt kammer. Avkjolingsfluidumet kan mates inn på toppen av apparatet,og stromme inn i det sentrale kammer. Dette står ved den motsatte ende av innlopsenden 1 forbindelse med det fbrste ringformede kammer. Kjblefluidumet kan strbmme nedover i det sentrale kammer og oppover i det fbrste ringformede kammer og strbmme ut. gjennom en åpning ved eller nær toppen av det

fbrste ringformede kammer. Det annet konsentriske rors yttervegg utgjor en avkjblende overflate. Det varme, gassformige. mater i ale

som skal avkjoles, kan komme inn ved varmeutvekslerens. bunn

gjennom en åpning i det tredje konsentriske ror og stromme oppover gjennom det andre ringformede kammer og avkjoles ved direkte kontakt med den avkjolende overflate. Det avkjolede materiale kan stromme ut av .varmeutveksleren gjennom et utlop anbragt nær det andre ringformede kammers topp.

Varmeutveksleren kan benytte enhver dnsket type kjolevæske. Kjolevæsken kan være en væske som ved oppvarmning helt eller delvis fordamper. De foretrukne kjolemedia er væsker. Egnede væsker er "Dowtherm", "Aroclors", etc. og vann.

Den foretrukne kjolevæske er vann. Ved foreliggende utforei-sesform benyttes varmeutveksleren for fremstilling av vanndamp med hoy temperatur Og trykk. Den gjenvundne varmeenergi ved avkjøl-ingen kan benyttes for kraftfremstilling eller oppvarmingsformål.

Foreliggende varmeutveksler er spesielt anvendelig for avkjoling av produktgasser i forbindelse med termisk kracking av petroleum-nafthafraksjoner.

Dersom en krackingprosess for hydrocarboner f.eks. skai utfores for fremstilling av ethylen, kan hydrocarbontilforselen for-tynnes med vanndamp i. et vektforhold av vanndamp til hydrocarbonti i-forsel av 0,1 til 2,0, fortrinnsvis 0,3 til l,0,og spesielt 0,<:->+ til 0,8.

Tilforselsmaterialets oppholdstid i krackingspiralens varms-<:>seksjon kan være 0,10 til 0,50 sek, fortrinnsvis 0,15 - 0,^0 sek, og spesielt 0,20 til 0,^0 sek. Ved de hoye temperaturer som anvendes, finner krackingreaksjonene sted meget hurtig. For å hindre fremstilling av store mengder uonskede biprodukter og for å hindre sterk ■■ avsetning av koks er de.t nodvendig hurtig å avkjole de utstrømmende. produktgasser fra varmesonen med en temperatur av 8l5 - 900°C til

en temperatur ved hvilken krackingreaksjonen i det vesentlige opphorer. Dette kan avstedkommes ved hurtig.senkning av temperaturen med 55 til 333°C i foreliggende varmeveksler, dvs. fra ca. 8l5 - 900°C til ca.. 537 -760°C. Avkjollngstrinnet utfores meget raskt i

.lopet av ca. 1-30 millisekunder, fortrinnsvis ca. 5-20 millisekunder, og spesielt i lopet av 5 15 millisekunder, etter at av-

lopsstrommen har forlatt ovnens strålevarmesone. Det hurtige av-kjblingstrinn er kritisk for hoytemperaturprosesser med kort oppholdstid for kracking av hydrocarboner ved fremstilling av olefiner.

Det har vist seg at dersom avkjblingstrinnet tar noe mer en ca. 30 millisekunder, kan vesentlige koksavsetninger 'oppstå i avkjblings-enhetens indre åpninger og i nedstromsutstyret.

Med den hoye temperatur og korte oppholdstid som anvendes ved kracking av hydrocarboner, er det.nbdvendig hurtig å avkjble ovns-avlopet tilstrekkelig under reaksjonstemperaturen.til at reaksjonen i det vesentlige opphorer. Dersom dette ikke.gjbres, vil reaksjonen fortsette etter at avlopet har forlatt reaksjonssonen, og dette kan resultere i et dårligere produkt, nedsettelse av ethylenutbyttet og en oket produksjon av flerkjernede aromatiske forbindelser og/eller ■ andre forbindelser med hoyt kokepunkt. Slike produkter har en til-bøyelighet til å forårsake avsetning av koks på nedstromsanordningens vegger. Ved en temperatur av 871°C er reaksjonshastighetene så

hoye at en så lav oppholdstid i en bråkjolingssone som 50 milii-sekunder vil ha som resultat at en vesentlig reaksjon finner sted.

Det er derfor viktig å bråkjole avlopet meget hurtig etter at det for-later ovnen til en temperatur ved hvilken i det vesentlige ingen uheldige reaksjoner finner sted, f.eks. ved under 593-760°C.

Foreliggende varmeutveksler omfatter en innretning hvor v

det varme ovnsavlop avkjoles i en ringformig passasje hvis ene ellar begge overflater fungerer som en varmeoverforingsoverflate. Dette avkjolingsapparat er spesielt velegnet for hurtig, å avkjble varm gass med en liten minskning., i det vesentlige ingen forandring, eller en liten bkning i trykket til det fluidum som avkjoles, samtidig som

det er istand til å danne hoytrykksvanndamp på bkonomisk måte.

Varmeutveksleren ifblge oppfinn-

elsen gir hurtig avkjuimg av varme væsker eller gasser ved direkte varmeutveksling på avkjblende overflater. Varmeutveksleren kan benyttes for avkjoling av væsker eller gasser og/eller for gjenvinning

av varme og dannelse av vanndamp. For.nærmere å k]argjbre de betingelser som benyttes i forbindelse med apparatet, vil dette nor-

mere forklares i.forbindelse med avkjoling av et varmt, gassformig hydrocarbonaylbp fra en krackingovn under anvendelse av hbytrykks-, vann som avkjblingsmiddel. Gassens innlbpstemper;-!tur til. bråkjbU ingsenheten kan være ca. 732 - 900°C, og gassen avkjoles hurtig tLI 38 - 3l5°C. De varme gasser tilfores bråkjolingsenheten med en has- .

tighet"av , 106 - 305 m/sek, fortrinnsvis 152 27k m/sek. Varme-stromningen ved avkjblingsapparatets innlop kan være så hoy som 217,0^0 kcal/m h, og avkjblingsapparatet kan ha en gjennomsnittlig varmestromning av ca. 106,520 kcal/m 2h. Ved anvendelse av enheten ved de trykk som er angitt nedenfor, sirkuleres ca. *+,5 6,8 kg vann for hver 1/2 kg vanndamp som fremstilles. Konstruksjon og drift av enheten kan utfores slik at det i det vesentlige ikke vil forekomme noe trykkfall mellom innlopet for den varme gass og utlopet for den bråkjblte gass. Trykkfallet til det fluidum som skal avkjoles, kan holdes på 0,2 kg/cm , og fortrinnsvis under 0,07 kg/cm-. Vannet innfores i enheten med et trykk av 70 - iho kg/cm og en temperatur av ca. 280 - 335°C, fortrinnsvis med et trykk av 105 - 127 kg/cm<2>

og en temperatur av ca. 313 - 327°C. Dersom det benyttes termosi-fongvirkning for å tilveiebringe sirkulering av avkjolingsmidlet, kan sirkuleringshastigheten være selvregulerende innenfor de kon-struksjonsbegrensninger som foreligger, og automatisk avpasses i overensstemmelse med de forandringer som ofte oppstår i forbindelse med den nbdvendig avkjoling.

Ved avkjoling av hydrocarbonstrbmmer med hoy temperatur og som. inneholder en del forholdsvis hbytkokende bestanddeler, er det nbdvendig å holde avkjblingsoverflåtene på en temperatur som er hoy nok til at kondensering og avsetning av de hbytkokende bestanddeler på de avkjblende overflater hindres, men det er også nbdvendig å holde de avkjblende overflater tilstrekkelig kalde til at den nbdvendige hurtige avkjoling'av avlbpsstrommen oppnåes.

Oppfinnelsen, vil bli nærmere beskrevet under henvisning,til

tegningene. Av disse viser

Fig. 1 en ut f brelsesf orm av' foreliggende varmeutveksler sett fra siden, Fig. 2 et snitt av .varmeutveksleren' ; ifblge fig. 1 langs linjen B - B og viser et tverrsnitt1 av de konsentriske ror og kjblé-rbr, Fig. 3 en annen utfbrelsesform av varmeutveksleren sett fra siden. Fig. h et snitt av rvarmeutveksleren ifblge fig. 3"langs linjen C - C og viser de konsentriske ror og kjbleribber, og Fig. 5 skjematisk et prosesskjema for kracking av hydrocarboner under anvendelse av foreliggende varmeutveksler.

Ifblge fig. 1 kan varmeutveksleren omfatte tre vertikalt anbragte konsentriske sylindre eller ror , hvorav den ytre sylinder har en rekke rbr anbragt med samme avstand fra hverandre. Varme utstrømmende gasser fra f.eks. en krackingspiral innfores

i kjbleapparatet og avkjoles hurtig ved direkte varmeutveksling ved kontakt med to kjblende overflater.

Den nye varmeutveksler ifblge oppfinnelsen tilveiebringer en anordning for hurtig "avkjoling av avlopet fra krackingspiralen i tilstrekkelig grad til at reaksjonene i det vesentlige opphorer slik at gassen kan overfores til en vanlig varmegjenvinningsut-veksler med flere rbr. Apparatet er en varmeutveksler i hvilken vanndamp med hbyt trykk dannes. Bråkjblingsanordningens innlbps-ende er slik utformet at hastigheten til avlbpsstrommen fra ovnen gradvis senkes slik at hastighetsmengden eller den kinetiske energi omdannes til basisk trykk. Den trykkgjenvinning som fåes, kan delvis, fullstendig eller mer enn kompensere friksjonstrykk-tapet gjennom anordningen avhengig av apparatets spesielle dimensjo-ner og de betingelser under hvilke det arbeider. Hurtig avkjoling av gassen fåes ved å lede gassen gjennom en avkjblt, ringfcrmig passasje.

Det sentrale, konsentriske rbr 32 har ved sin ovre ende et innlbp 73- Ved sin ovre ende boyer det annet, konsentriske ror 3<*>+ innover rett under innlbpet 73 og ender mot det sentrale rors 32 vegg. Rorets 32 yttervegg og rorets 3^ innervegg danner et ringformig rom 33. Avstandsstykker *+8 holder roret 32 på jevn avstand fra rorets 3>h innervegg. Roret 3^ danner ved sin nedre ende et avrundet kammer som avsluttes i et avrundet endestykke 37. Det tredje konsentriske rbr 36 avsluttes rett under rorets 3^ topp. Over endepunktet for roret 36 er en ledning 7<*>+ i forbindelse med det ringformige rom 33 gjennom avlbpsåpningen 75. Rorets 36 innervegg og rorets 3^ yttervegg danner det andre ringformige kammer 35. Nær toppen av den ringformige passasje 35 er en avskjerm-ningsring ^6 anbragt som hindrer stillestående produktgasser fra å akkumulere i det ringformige kammers ovre ende. Nær det ringformige kammers 35 ovre ende er også anbragt en tilkoblingsan-ordning hk som står i forbindelse med den ringformige passasje 35 gjennom avlopsåpningen h$. Avskjermningsringen hc og avstands-stykkene h7 holder det konsentriske ror 3'-+ på plass midt i det ringformige kammer 35.

- Det konsentriske rors 36 yttervegg kan være forsynt med en rekke med samme avstand fra hverandre anbragte ror 61 som.er koblet sammen med og i nær kontakt med det.konsentriske rors 36 yttervegg. Disse ror er omtrent like lange som det konsentriske rors 36 yttervegg og strekker seg opp til ledningen M+. Ved hjelp av delene 60 og 62 boyer rorene 61 seg utover ved den ovre og nedre ende og står ved den ovre ende i forbindelse med ringledningen 50 og ved den nedre ende med ringledningen >+9. Ringledningen <*>+9 har en forbindelseskanal 6h gjennom hvilken kjolemi.dl.et passerer gjennom innlopet 63 og inn i ringledningen W9 og derfra oppover gjennom rorene 61. Rorene 61 står i forbindelse med den ovre ri.ng-ledning 50, og kjolemidlet strommer ut av ringledningen 50 gjennom utlopet 66 og kanalen'65. Nesekonusen, 38 utgjor en viktig del av varmeutveksleren.. Denne er forbundet med endestykket 37 og konvergerer nedad slik at den danner en nesekonus..Nær enden av det konsentriske rors 3^ rette del smalner det konsentriske ror 36 innad i samme ret-ning som nesekonusen 38 slik at det fåes en innlopsåpning ^3. Inn-lopsåpningens <*>+3 tverrsnittsflate er utformet slik at den ringformige passasjes ^-0 tverrsnitt gradvis oker fra innlbpsåpnlngen •+3 til det ringformige rom som dannes av rorenes 3!+ og 36 vegger.

Varmeutveksleren kan konstrueres og dens stdrrelse avpasses slik at den kan benyttes i forbindelse med en. hvilken som helst onsket avkjoling.. Et egnet apparat kan ha en samlet lengde fra innlopsåpningen 73 for -avkjolingsmidlet til. innldpsåpningen <>>+3 for de varme avlopsgasser av 6,0 - 7,3 meter. Det tredje konsentriske rors indre diameter kan være 20 - 25 cm. Rorene 61 kan ha en indre diameter av ca. 2,5 - 5,0 cm. Ringledningenes ^9 og 50 indre diameter kan være ca. 7,6 - 10 cm. Tverrsnittsflaten til det sentrale kammer som dannes av roret 32 kan være '+5 cm.. Det sentrale kammers lengde kan være,5,5 6,0 meter. Det ; f orste ringformige kammers 33 tverrsnittsflate kan være ca. 77,5 cm 2og ha en lengde av ca. 5,5 - 6,0 meter. Det andre ringformige kammers 35 tverrsnittsflate kan være ca. 129 cm 2, og kammeret kan ha en lengde av ca. ^,9 - 555 meter, ikke innbefattet innlopsdelen. Gassinnlopets ^3 tverrsnittsflate kan være ca. 77,5 - 8H cm og gradvis oke til ca. 123 - 129 cm 2 i rorets 3^ rette del. Den avsmalnende nesekonus 38 kan ha en vinkel ved sin spiss av ca. 28 - 30°. Rorenes 61 samlede tverrsnittsflate kan være ca. 6U,5 ~"

2

71,0 cm . Den samlede mengde av kjdlemiddel som strommer gjennom rorene 61 og den forste ringformige passasje 33 kan, på vekt-basis, være ca. ti ganger storre enn den samlede strom av varme avlopsgasser.

Varme gasser kommer med en hastighet av 213 - 2M+ meter pr. sekund inn i varmeutveksleren gjennom innldpsåpningen ^3 og derfra inn i det andre ringformige kammer 35 hvor de avbremses til en hastighet av ca. 122 - 152 meter pr. sekund og strommer ut av apparatet .ved kammerets ende gjennom utlopsåpningen ^5. Avkjolings-vann innfores gjennom innlopsåpningen 73 og strommer nedover i det konsentriske rors 32 sentrale kammer, og en blanding av vann og vanndamp strommer oppover i den forste ringformige passasje 33 og ut nær toppen av den forste ringformige passasje gjennom utlopsåpningen 75. Kjolevann kommer inn i den nedre ringledning '-+9 gjennom innlopsåpningen 63 og strommer oppover 1 roret 61 og gir

direkte kontaktavkjoling for de varme avlopsgasser fra ovnen på overflaten til rorets 36 innervegg. Rorets 36 indre overflate og rorets 3<*>+ ytre overflate utgjor de to avkjblende overflater for den varme gass.

Blandingen av vanndamp og vann strommer oppover i rorene 61

inn i ringledni.ngen 50 og ut gjennom utlopsåpningen 66.

Innlopssprederen eller nesekonusen 38 sikrer en gradvis okning i tverrsnittsflate for gassene som strommer inn gjennom åpningen >+3, hvorved trykket, til de varme gasser gradvis bkes etterhvert som gasshastigheten avtar. Spredningskonusen 38 sikrer jevn gassfordeling mellom kjoleflåtene 36 og 3^ uten at det oppstår hvirvelstrommer i gasstrommen. I foreliggende apparat vil. trykkdkningen i gassen forårsaket ved den gradvise okning av inn--lopsåpningens tverrsnittsflate kompensere en vesentlig del av det trykktap som gassen utsettes for på grunn av friksjoneh. Trykket til den avkjolte utlopsgass vil være omtrent det samme som trykket til den varme innlbpsgass. Passasjen ko er slik avpasset i stør-relse at det fåes en gradvis okning i den tverrsnittsflate gjennom hvilken de varme gasser strommer. Den gradvise okning til-veiebringes ved hjelp av nesekonusens 38 avsmalnende form og rorets 36 konvergerende vegg 39.

Den gradvise okning i tverrsnittsflate forårsaker en gradvis minskning av gasshastigheten som igjen fdlges av et bket gass-trykk slik at den. samlede energi beholdes.

Vinkelen til nesekonusen 38 og innlbpsrbret 39 er valgt slik at bkningen i tverrsnittsflate for det ringformige rom mellom konusen 38 og roret 39 pr. lengdeenhet er lik bkningen i tverrsnittsflate pr. lengdenhet for et konisk rbr med en divergensvinkel av k - 7°, fortrinnsvis 5°. Konusens 38 vinkel og den konvergerende vegg 39 i den grad den tilsvarer vinkelen til konusen 38, gir den nbdvendige, gradvise okning i tverrsnittsflate. Nesekonusens vinkel kan være 25 - 30°. Vinkelen til den konvergerende vegg 39 kan være 20 - 25°. Konusens 38 lengde kan være 20 - 30 cm. Avkjblingskammeret', dvs. det, andre ringformige kammer 35, har samme tverrsnittsflate over hele sin lengde. Fig. 2 viser et tverrsnitt av varmeutveksleren langs linjen B - B på fig. 1. Fig. 2 viser en endeseksjon av rorene 61 og den måte på hvilken de er forbundet ved hjelp av sveisesbmmer 70 til det konsentriske rors 36 yttervegg. Et egnet varmeoverfbrings-materiale 71 kan anvendes som fyllmateriale i rommet mellom rorene 61 og for å forbedre varmeoverfbringen mellom de varme gasser og kjblemidlet. Fig. 3 og ^ gjengir en annen utfbrelsesform av varmeutveksleren. Ifblge denne avkjoles de varme gasser hovedsakelig ved direkte kontakt med det konsentriske rors 3^ yttervegg. For å forbedre varme-overfbringen mellom roret 3^ og de varme gasser kan roret 3*+ inne-holde flere kjbleplater 56 som stikker inn i de varme gasser i det ringformige rom 35. Fig. 5 viser en anvendelse av varmeutveksleren. En petro-leumsnafthafraksjon med et kokepunktområde av 32 - 190°C innfores gjennom ledningen 1 inn i en konveksjonsforvarmningsseksjon 7 hvor den oppvarmes fra omgivende temperatur til en temperatur av ca. 537 - 593°C. Vanndamp i et vektsforhold av vanndamp til hydrocarbon av ca. 0, k til 0,8 innfores i forvarmningsseksjonen 7 på et punkt hvor ca. 90 % av nafthafraksjonen er fordampet. Blandingen av forvarmet hydrocarbon og vanndamp innfores med en temperatur av ca. 537 - 593°C gjennom rbrspiralenes 3-6 innlbpsåpniriger. Det tilforte materiale oppvarmes i rbrspiralene fra en temperatur av ca. 537 - 593°C til en temperatur ved utlbpet av rbrspiralene av ca. 900°C. Under de nevnte betingelser er hydrocarbonets partialtrykk ved rbrspiralens utlbp ca. 0,8 - 1,0 kg/cm . Fluidumets oppholdstid i ovnens varmestrålingsseksjon er ca. 0,20 - 0,25 sek. Massehastigheten for hydrocarbonet og vanndampen i rbrspiralene er ca. 87 - 127 kg/sek/m 2 tverrsnittsflate av rbrspiralene. Trykket ved innlbpet til den varmebestrålte rbrspiral er ca. 3,2 kg/cm 2, og avlbpsgassenes trykk ved rbrspiralens utlbp er ca. 1,8 kg/cm 2. De varme avlopsgasser innfores gjennom ledningen 12

i kjbleapparatet med en gasshastighet av ca. 2kk meter pr. sekund. De varme gasser innfores i kjbleren med 'en temperatur av ca. 900°C gjennom innlopsåpningen >+3. De avkjblte gasser avtrekkes fra kjbleren gjennom utlopsåpningen \ 5 som står i. forbindelse med

■ ledningen 107. Gassene avkjoles hurtig i lopet av ca. 10 - 20 tusendedels sekund til en temperatur av ca. 6U-8 - 760°C og overfores til en vanlig kjbleanordning for ytterligere avkjoling og til et vanlig separasjonsanlegg for olefiner for utskillelse og gjenvinning av ethylen. Gasstrykket i ledningen 107 er ca. 1,8 kg</>cm'".

Fig. 5 viser termosifong-.varmeutveksleren ifblge foreliggende oppfinnelse. Kjblevann fra vanndampbeholderen 100 innfores gjennom ledningen 103 og ledningen 108 med en temperatur av ca. 31 5'"'0 og et trykk av ca. 112 kg/cm 2. Kjblemidlet strommer gjennom ledningen 108 inn i ringledningen >+9 og oppover i rorene 61 hvor det delvis omdannes til vanndamp. Blandingen av vanndamp og vann strommer inn i ringledningen 50 og gjennom ledningene 106 og 10<!>+ tilbake til vanndampbeholderen 100. En blanding av vanndamp og vann fra den fbrste ringformige passasje 33 (se fig.l) strbnmeruigj-nnom utlopsåpningen 75 og inn i ledningene 105 og 10*+ tilbake til vanndampbeholderen 100. Da vannet .har stbrre egenvekt enn blandingen av vanndamp og vann, fåes en termosifongstrbm av kjblevann gjon-nom varmeutveksleren. Innenfor konstruksjonsmessige begrensninger er apparatet selvregulerende, og jo hoyere temperaturen og stromningshastigheten til gassene inn i avkjtilingsenheten er; jo hurtigere vil kjolevæskens sirkuleringshastighet være.

Mettet vanndamp ved en temperatur av ca. 3l5°C og et trykk

av ca. 112 kg/cm" kan avtrekkes fra vanndampbeholderen 100 gjen-

nom ledningen 101, og varmeenergien kan gjenvinnes. Vann til-

fores vanndampbeholderen 100 gjennom ledningen 102.

Claims (9)

1. Varmeutveksler, omfattende et sentralt kammer (31) og et fbrste (33) og annet (35) ringformig kammer, idet det sentrale kammer (31) har en innlopsanordning (73) ved sin ene ende og en anordning ved sinannen ende for å forbinde det sentrale kammer (31) med det fbrste ringformige kammer (33) som har en avlbpsanordning (75) ved den av sine ender som befinner seg motsatt deri ende som står i forbindelse med det sentrale kammer (31), og det annet ringformige kammer (35) har en innlopsanordning (^3) ved sin ene ende C+l) og en utlbpsanordning (^5) ved sin annen ende, karakterisert ved en ytre konvergerende veggseksjon (39) nær det annet ringformige kammers (35) innlopsanordning (<*>+3) som omfatter en kjegle (38), idet den konvergerende vegg (39) stort sett svarer til kjeglens (38) form og kjeglen (38) er anbragt nær innlopsanordningen (1+3) under dannelse av et innlbp ( ho) med en gradvis bkende tverrsnittsflate og som står i forbindelse med det annet ringformige kammer (35).

2. Varmeutveksler ifblge krav 1, karakterisert ved at innlbpets(^0) gradvis bkende tverrsnittsflate pr. lengde enhet tilsvarer bkningen i tverrsnittsflate pr. lengdeenhet for et kjegleformet rbr med en divergensvinkel av minst

3. Varmeutveksler ifblge krav 1 ella? 2, karakterisert ved at innlbpets(^0) gradvis bkende tverrsnittsflate pr. lengdeenhet tilsvarer bkningen i tverrsnittsflate pr. lengdeenhet for et kjegleformet rbr med en divergensvinkel av h - 7°. h.

Varmeutveksler ifblge krav 1-3, omfattende tre konsentriske rbr hvis vegger danner det sentrale, fbrste og andre ringformige kammer, karakterisert ved at det annet konsentriske rbr (3<1>*) er buet innover slik at det er lukket ved den ende som befinner seg nær det sentrale kammers (31) innlopsanordning (73) og hvis andre ende er buet innover slik at den danner et konkavt- endestykke (37) som tillukker denne ende av roret (3<*>+), idet det forste konsentriske rors (32) i forhold til rorets innlop (73) motsatte ende er av-sluttet rett over det annet konsentriske rors (3<*>0 lukkede ende (37) og det tredje konsentriske ror (36) har en innlopsanordning (<*>+3) ved sin ene ende ( hl) og en utldpsanordning C+5) ved sin annen ende.

5. Varmeutveksler ifblge krav 1- h, karakterisert ved at det til det fbrste ringformige kammers (33) ende (37) er festet en kjegle (38) med en jevn, kontinuerlig overflate ved feste-punktet, idet kjeglen. (38) avsluttes i en spiss nær det annet ringformige kammers (35) innlopsanordning (^-3) som omgir kjeglen (38) og som begynner ved et punkt nær kjeglens grunnflate, og det tredje konsentriske rbr (36) konvergerer innad stort sett i overensstemmelse med kjeglens (38) form og avsluttes ved et punk-t nær kjeglens (38) spiss under dannelse av det annet ringformige kammers (35) innlopsanordning (V3).

6. Varmeutveksler ifblge krav 1-5, karakterisert ved at kjeglen (38) har en vinkel av 25-30° og det tredje konsentriske rors (36) konvergerende vegger (39) en vinkel av 20-25°.

7. Varmeveksler ifblge krav h, karakterisert ved at det til det tredje konsentriske rors (36) yttervegg er festet en rekke med lik avstand fra hverandre anordnede rbr (61) som ved sin ene ende (62) går over i en nær det annet ringformige kammers (35) innlopsanordning (<>>+3) anordnet ringledning (^-9) som står i forbindelse med rorene (61), idet rorenes (61) motsatte ende (60) går over i en nær det annet ringformige kammers (35) utlbpsanordning ( hj) anordnet annet ringledning (50) som står i forbindelse med rorene (61).

8. Varmeutveksler ifblge krav 7, karakterisert ved at en ringledning ( h9) har en innlopsanordning (63) for kjblemiddel og den annen ringledning (50) en utlbpsanordning (66) for kjblemiddel.

9. Varmeutveksler ifblge krav 1-8, karakterisert ved at det i det annet ringformige kammer (35) er anordnet en rekke kjbleplater (56).