DE3725424C1

DE3725424C1 - Strahlungskuehler fuer die Abkuehlung von mit Staub beladenen Gasen

Info

Publication number: DE3725424C1
Application number: DE3725424A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Premel
Original assignee: L&C Steinmueller GmbH
Current assignee: Hitachi Zosen Inova Steinmueller GmbH
Priority date: 1987-07-31
Filing date: 1987-07-31
Publication date: 1988-07-21
Also published as: US4841917A; ZA885533B

Description

Die Erfindung betrifft einen Strahlungskühler für die Abkühlung von mit Staub beladenen Gasen mit einem Behälter, mindestens einer der Innenwandung des Behälters benachbarten und sich im wesentlichen längs der Wandung erstreckenden zylinderartigen Strahlungsheizfläche und mit außerhalb des Behälters angeordneten und durch die Behälterwandung auf die zylinderartige Strahlungsheizfläche einwirkenden Klopfeinrichtungen.

Aus dem Steinmüller-Prospekt "Anlagen- und Apparatebau - Komponenten und Teilkreisläufe" P 8604-06-05/1.L (1986), S. 27, ist bei einer Kohlevergasung im Eisenbad ein dem Eisenbad nachgeschalteter Strahlungskühler mit einer Strahlungsheizfläche bekannt, die mit mechanischen oder pneumatisch betriebenen Klopfeinrichtungen abgereinigt werden kann. Die zylinderartige Strahlungsheizfläche ist in Rohr-Steg-Rohr-Konstruktion ausgeführt, bei der sich die Rohre achsparallel zum Behälter erstrecken können.

Als Klopfeinrichtung kann die aus der DE-PS 31 27 734 bekannte Klopfeinrichtung verwendet werden, bei der der mit der Kühlfläche in Eingriff kommende Stoßkolben sich durch die Wandung des Druckbehälters hindurch erstreckt und an seinem freien Ende vom Übertragungskolben des Impulsgenerators beaufschlagt wird.

Die Klopfeinrichtungen sind erforderlich, weil der bekannte Strahlungskühler aufgrund des Verhaltens der festen Bestandteile im abzukühlenden Gas zu Verschmutzungen neigt. Außerdem wird wegen der Anordnung von Wandheizflächen alleine der Raum des Strahlungskühlers schlecht ausgenutzt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Strahlungskühler der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem der Raum im Strahlungskühler besser ausgenutzt werden kann bzw. der Strahlungskühler kleiner dimensioniert werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß innerhalb des von der zylinderartigen Strahlungsheizfläche begrenzten Freiraumes im Behälter mehrere aus sich in axialer Richtung erstreckenden Rohren und aus mindestens einem Sammler aufgebaute und im wesentlich radial und axial erstreckenden Schottenheizflächen angeordnet sind, die von zusätzlichen außerhalb des Behälters angeordneten und durch die zylinderartige Strahlungsheizfläche hindurchgreifenden und auf die radial außenliegenden Kanten der Schottenstrahlungsheizflächen einwirkende Klopfeinrichtungen beschleunigt und abgereinigt werden können.

Durch die Anordnung von Strahlungsschottenheizflächen mit zugeordneten Klopfeinrichtungen wird der Raum in dem Strahlungskühler besser ausgenutzt, und es kann eine entsprechend kleinere Dimensionierung des Strahlungskühlers und somit des Druckbehälters in Betracht gezogen werden.

Vorzugsweise sind die Schottenstrahlungsheizflächen sternförmig auf dem Umfang des Strahlungskühlers verteilt angeordnet.

Wenn die Schottenheizflächen als Rohr-Steg-Rohr-Konstruktion ausgebildet sind, können sie an beliebiger Stelle des radial außenliegenden Rohres oder an dem zugeordneten Sammler geklopft werden. Es ist möglich, daß die Schottenheizfläche oben und unten je einen Sammler aufweist oder daß nur oben oder unten ein Sammler vorgesehen ist und die Rohre als Schleifen ausgebildet sind.

Wenn keine Rohr-Steg-Rohr-Konstruktion verwendet wird, sind die Schottenheizflächen aus auf Abstand angeordneten Glattrohren aufgebaut, und es ist im Eingriffsbereich der Klopfeinrichtung eine Stoßübertragungseinrichtung für die Übertragung von Klopfenergie von Rohr zu Rohr vorgesehen. Dies kann z. B. der Sammler der Heizfläche selbst sein. Es ist aber auch möglich, daß die Stoßübertragungseinrichtung von zwischen den Rohren angeordneten Übertragungselementen gebildet ist, z. B. wenn die Klopfeinrichtung nicht an einem Ende der Längskante, sondern auf der Kante z. B. mittig angreifen soll.

Schließlich ist es auch möglich, daß der radial außenliegenden Längskante einer jeden Schottenstrahlungsheizfläche mehrere Klopfeinrichtungen zugeordnet sind.

Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine Ausführungsform des Strahlungskühlers,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II in der Fig. 1,

Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch eine Schottenheizfläche in Rohr-Steg-Rohr-Konstruktion,

Fig. 4 eine Teilansicht der Schottenheizfläche gemäß Fig. 3,

Fig. 5 eine Teilansicht einer Strahlungsschottenheizfläche mit Übertragungselementen,

Fig. 6 einen Horizontalschnitt durch die Strahlungsschottenheizfläche gemäß Fig. 5.

Der in den Fig. 1 und 2 gezeigte Strahlungskühler (1) weist einen Druckbehälter (2) mit einem Gaseinlaß (2 a) und einem Gasauslaß (2 b) auf. In dem Behälter (2) ist eine mehrgängig gewickelte Strahlungsheizfläche (3) in Rohr-Steg-Rohr-Konstruktion angeordnet, wobei zwischen der Außenfläche der Strahlungsheizfläche und der Innenwandung des Behälters (2) eine isolierende Stampfmasse (4) eingebracht ist, wie dies zur Vereinfachung nur im unteren rechten Teil der Fig. 1 dargestellt ist. Der zylindrischen Heizfläche (3) sind eine Decke (5) und ein Boden (6) zugeordnet (die Heizfläche (3) kann auch wie beim Stand der Technik mit Geradrohren aufgebaut sein.).

Die zylindrische Strahlungsheizfläche kann über außerhalb des Behälters (2) angeordnete Klopfeinrichtungen (7) beklopft werden, wie sie in der DE-PS 31 27 734 beschrieben worden sind. In der Fig. 1 sind der Impulsgenerator (7 a), der Übertragungskolben (7 b) und der eigentliche Stoßkolben (7 c), der auf die Heizfläche (3) einwirkt, schematisch dargestellt.

Sternförmig sind innerhalb des von der zylinderartigen Strahlungsheizfläche (3) begrenzten Freiraumes im Behälter (2) mehrere Schottenstrahlungsheizflächen (8) über den Umfang des Strahlungskühlers verteilt angeordnet. Bei der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform bestehen die Schottenstrahlungsheizflächen (8) aus Sammlern (9) und (10), zwischen denen sich Rohre (11) und Stege (12) erstrecken. Die Schotten (8) erstrecken sich radial und längs des Behälters (2) und sind vorzugsweise in der aus der Fig. 1 ersichtlichen Weise in die Decke (5) eingeschweißt.

Den Schottenstrahlungsheizflächen sind Klopfeinrichtungen (7′) gleicher Bauart wie die Klopfeinrichtungen (7) zugeordnet. Ihre Stoßkolben (7′c) durchsetzen Öffnungen (3 a) in der Strahlungsheizfläche (3).

Um verschiedene Möglichkeiten der Beklopfung aufzuzeigen, wird die in der Fig. 1 linke Schottenstrahlungsheizfläche (8) ungefähr mittig an ihrem außenliegenden Rohr (11) und an ihrem unteren Sammler (9) beklopft. Es ist u. U. auch ausreichend, daß die einzelne Schottenheizfläche - wie in der Fig. 1 rechts gezeigt - nur mittig beklopft wird.

Eine vergrößerte Teildarstellung gemäß den Fig. 3 und 4 zeigt die Beklopfung von Schottenstrahlungsheizflächen in Rohr(11)-Steg(12)-Rohr(11)-Konstruktion.

Die Fig. 5 und 6 erläutern die Beklopfung einer Schottenstrahlungsheizfläche, die aus sich zwischen den Sammlern erstreckenden Glattrohren (13) aufgebaut ist. Im Eingriffsbereich der Klopfeinrichtung (7) bzw. des Elementes (7 c) sind zwischen den Rohren Übertragungselemente (14) angeordnet, die mit den Rohren verschweißt sind.

Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Einsatz der Klopfeinrichtungen (7 und 7′) in Form der Klopfeinrichtung gemäß der DE-PS 31 27 734 beschränkt; es können auch andere Klopfeinrichtungen eingesetzt werden. Jedoch bietet die Klopfeinrichtung gemäß der DE-PS 31 27 734 gerade den Vorteil, daß mit ihr die Klopf- oder Schlagenergie auf Heiz- oder Kühlflächen auf einfache Weise übertragen werden kann, die in gasseitig unter gegenüber dem atmosphärischen Umgebungsdruck erhöhtem Druck betriebenen Behältern installiert sind. Während bei der gezeigten Ausführungsform das Gas den Behälter von unten nach oben durchströmt, ist eine Umkehrung der Strömungsrichtung auch möglich.

Claims

1. Strahlungskühler für die Abkühlung von mit Staub beladenen Gasen mit einem Behälter (2), mindestens einer der Innenwandung des Behälters benachbarten und sich im wesentlichen längs der Wandung erstreckenden zylinderartigen Strahlungsheizfläche (3) und mit außerhalb des Behälters angeordneten und durch die Behälterwandung auf die zylinderartige Strahlungsheizfläche einwirkenden Klopfeinrichtungen (7), dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des von der zylinderarigen Strahlungsheizfläche begrenzten Freiraumes im Behälter (2) mehrere aus sich in Axialrichtung erstreckenden Rohren (11; 13) und aus mindestens einem Sammler (9; 10) aufgebaute und im wesentlichen radial und axial erstreckende Schottenstrahlungsheizflächen (8) angeordnet sind, die von zusätzlichen außerhalb des Behälters (2) angeordneten und durch die zylinderartige Strahlungsheizfläche (3) hindurchgreifenden und auf die radial außenliegenden Kanten der Schottenstrahlungsheizflächen einwirkende Klopfeinrichtungen (7′) beschleunigt und abgereinigt werden können.

2. Strahlungskühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schottenstrahlungsheizflächen sternförmig auf den Umfang des Strahlungskühlers verteilt angeordnet sind. 3. Strahlungskühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schottenheizflächen (8) als Rohr(11)-Steg(12)-Rohr(11)- Konstruktion ausgebildet sind.

4. Strahlungskühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schottenheizflächen aus auf Abstand angeordneten Glattrohren (13) aufgebaut sind und im Eingriffsbereich der Klopfeinrichtung (7′) eine Stoßübertragungseinrichtung (14; 9) für die Übertragung von Klopfenergie von Rohr zu Rohr vorgesehen ist.

5. Strahlungskühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßübertragungseinrichtung der Sammler (9) der Heizfläche ist.

6. Strahlungskühler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoßübertragungseinrichtung von zwischen den Rohren (13) angeordneten Übertragungselementen (14) gebildet ist.

7. Strahlungskühler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der radial außenliegenden Längskante einer jeden Schottenstrahlungsheizfläche mehrere Klopfeinrichtungen (7′) zugeordnet sind.