DE3909929C1 - Glass tube heat exchanger - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Glasrohr-Wärmeaustauscher gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a glass tube heat exchanger according to the features in the preamble of claim 1.
Ein derartiger Glasrohr-Wärmeaustauscher zählt durch die DE-PS 31 42 485 zum Stand der Technik. Die dem Reingaskanal ab gewandten Flächen der den Reingaskanal begrenzenden Seiten wände werden hierbei mittelbar oder unmittelbar durch Rohgas temperiert. Dies kann dadurch erfolgen, daß die Seitenkanäle mit Rohgas beaufschlagt werden, so daß die Wandflächen un mittelbar mit dem Rohgas in Kontakt gelangen. Eine andere Art der Temperierung kann aber auch darin bestehen, daß in den Seitenkanälen sich parallel zu den Glasrohren im Reingaskanal erstreckende Rohre, insbesondere Glasrohre, angeordnet sind, die mit Rohgas beaufschlagt werden. Diese Rohre können dann von einem anderen Medium, z. B. Luft, umströmt sein, welche von dem Rohgas in den Rohren erwärmt wird und diese Wärme auf die Seitenwände überträgt.Such a glass tube heat exchanger counts through the DE-PS 31 42 485 on the prior art. The from the clean gas channel facing surfaces of the sides delimiting the clean gas channel walls are made directly or indirectly by raw gas tempered. This can be done in that the side channels be charged with raw gas, so that the wall surfaces un indirectly come into contact with the raw gas. Another Type of tempering can also consist in that in the side channels parallel to the glass tubes in the Pipes extending in a clean gas channel, in particular glass pipes, are arranged, which are charged with raw gas. These Pipes can then be from another medium, e.g. B. air, flow around, which is heated by the raw gas in the tubes and transfers this heat to the side walls.
Da in aller Regel das die Glasrohre durchströmende und z. B. aus einem Müllverbrennungsprozeß stammende Rohgas eine Tem peratur aufweist, die mit ausreichendem Abstand oberhalb des Taupunkts der Schwefelsäure liegt, hat sich die bekannte Seitenwandbeheizung zur Vermeidung von Korrosionen grundsätz lich bewährt. As a rule, the flowing through the glass tubes and z. B. raw gas from a waste incineration process a tem has temperature, which is at a sufficient distance above the Dew point of sulfuric acid, the well-known Sidewall heating to avoid corrosion in principle tried and tested.
Nun gibt es aber Einsatzfälle für Glasrohr-Wärmeaustauscher, bei denen Rohgas auf einem relativ niedrigen Temperatur niveau von etwa 150°C anfällt. Bei solchen Rohgastempera turen kann nun die Situation eintreten, daß die den Reingas kanal von den Seitenkanälen trennenden Seitenwände durch das mit ihnen unmittelbar in Kontakt gelangende Rohgas zwar ausreichend hoch erwärmt werden, so daß keine Taupunktunter schreitungen zu erwarten sind, daß sich dann aber das Pro blem der Taupunktunterschreitung an den zu den Seitenwänden parallel verlaufenden Außenwänden sowie teilweise auch an den Stirnwänden der Seitenkanäle bemerkbar macht, weil dort das Rohgas auf eine entsprechend niedrige Temperatur gesenkt wird.Now there are applications for glass tube heat exchangers, where raw gas is at a relatively low temperature level of around 150 ° C. With such raw gas tempera The situation can now arise that the clean gas channel from the side channels separating side walls through the raw gas that comes into direct contact with them be heated sufficiently high so that no dew point below can be expected, but then the pro due to falling below the dew point on the side walls parallel outer walls and partly also on the end walls of the side channels because there the raw gas is reduced to a correspondingly low temperature becomes.
Durch die EP 01 35 188 A2 zählt ein Glasrohr-Wärmetauscher zum Stand der Technik, bei welchem die den Reingaskanal seitlich begrenzenden Seitenwände durch aufgewärmte Frisch luft temperiert werden. Hierzu sind neben den Seitenwänden besondere kanalisierte Aufwärmbereiche vorgesehen. In diesen Aufwärmkanälen erstrecken sich von Rohgas beaufschlagte Glasrohre, welche von Frischluft umspült werden. Diese Frischluft erwärmt sich an den Glasrohren, wird anschließend an den Enden der Aufwärmkanäle um 180° umgelenkt und dann entlang der Seitenwände geführt. Diese bekannte Bauart nutzt mithin direkt die Wärme des heißen Rohgases zur Temperie rung der Seitenwände.EP 01 35 188 A2 counts a glass tube heat exchanger to the prior art, in which the clean gas channel laterally delimiting side walls due to heated freshness air tempered. For this are next to the side walls special channeled warm-up areas are provided. In these Warm-up channels extend from raw gas Glass tubes, which are surrounded by fresh air. These Fresh air heats up on the glass tubes, then becomes redirected at the ends of the warm-up channels by 180 ° and then led along the side walls. This well-known design uses therefore directly the heat of the hot raw gas to the temperature side walls.
Der Erfindung liegt demgemäß ausgehend von dem im Oberbe griff des Anspruchs 1 beschriebenen Glasrohr-Wärmeaustau scher die Aufgabe zugrunde, diesen so auszubilden, daß selbst bei Rohgastemperaturen um etwa 150°C Korrosionen auch an den Außen- und Stirnwänden der Seitenkanäle wirksam verhindert werden können.The invention is accordingly based on that in the Oberbe handle of claim 1 described glass tube heat exchanger scher the task of training it so that even at raw gas temperatures around 150 ° C corrosion also effective on the outer and end walls of the side channels can be prevented.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merk malen.According to the invention, this object is achieved in the in the characterizing part of claim 1 listed to paint.
Die Verbindung zwischen dem Reingaskanal und den Seitenkanä len erfolgt dergestalt, daß ein Teil des bei einer Rohgas temperatur von etwa 150°C auf ca. 90 bis 100°C aufgeheiz ten Reingases im Austrittsbereich des Reingases aus dem Reingaskanal abgezweigt und über Öffnungen in den Seiten wänden in die Seitenkanäle überführt wird. In den Seiten kanälen fließt dieser abgezweigte Reingasteil im Gegenstrom zu dem im Reingaskanal sich erwärmenden Reingas und wird im Eintrittsbereich des Reingases in den Reingaskanal wieder dem dort nach Kühlen neuen Reingas zugemischt. Da das Rein gas vor seinem Eintritt in den Glasrohr-Wärmeaustauscher in einem Gaswäscher gereinigt und hierbei von den aggressi ven Bestandteilen, insbesondere Schwefelsäure, befreit wor den ist, kann aus dem in die Seitenkanäle geleiteten aufge heizten Reingasteil trotz der vergleichsweise niedrigen Temperatur von etwa 90 bis 100°C keine Schwefelsäure aus fallen. Mithin sind sowohl die Seitenwände des Reingaskanals als auch die Außenwände bzw. die Stirnwände der Seitenkanäle vor Korrosionen durch Unterschreitung des Schwefelsäuretau punkts einwandfrei geschützt.The connection between the clean gas channel and the side channels len takes place in such a way that part of a raw gas temperature from about 150 ° C to about 90 to 100 ° C heated ten clean gas in the outlet area of the clean gas from the Clean gas duct branched and through openings in the sides walls into the side channels. In the pages channels, this branched clean gas part flows in counterflow to the clean gas that heats up in the clean gas channel and becomes in the entry area of the clean gas into the clean gas channel again mixed with the new clean gas there after cooling. Since the pure gas before it enters the glass tube heat exchanger cleaned in a gas scrubber and the aggressive ven constituents, especially sulfuric acid, freed wor that is, can be drawn up from the channeled into the side channels heated clean gas part despite the comparatively low Temperature of about 90 to 100 ° C no sulfuric acid fall. Hence, both the side walls of the clean gas duct as well as the outer walls or the end walls of the side channels against corrosion by falling below the sulfuric acid dew perfectly protected.
Das Abzweigen von Teilen des Reingases im Austrittsbereich des Reingases kann erfindungsgemäß durch Injektorwirkung herbeigeführt werden. Zu diesem Zweck können im Eintrittsbe reich des Reingases in den Reingaskanal solche Verbindungen mit den Seitenkanälen vorhanden sein, daß das an den Mündun gen dieser Verbindungen vorbeiströmende Reingas eine Saug wirkung ausübt mit dem Erfolg, daß Reingas im Austrittsbe reich des Reingases quer abgesaugt, durch die Seitenwände gezogen und im Eintrittsbereich des Reingases diesem wieder zugegeben wird.The branching off of parts of the clean gas in the outlet area of the clean gas can, according to the invention, by the action of an injector be brought about. For this purpose, in the entrance area rich of pure gas in the clean gas channel such connections with the side channels that exist at the mouth clean gas flowing past these connections a suction effect with the success that clean gas in the exit area Richly sucked clean gas across the side walls drawn and in the entry area of the clean gas again is added.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung be steht in den Merkmalen des Anspruchs 2. In diesem Fall tra gen die Sauggebläse Sorge dafür, daß ein Teil des Reingases im Austrittsbereich quer abgesaugt, anschließend durch die Seitenkanäle gedrückt und im Eintrittsbereich dem hier frisch zuströmenden Reingas wieder zugemischt wird. Ist je Seiten kanal mehr als ein Sauggebläse vorgesehen, so sind diese Sauggebläse dann derart übereinander eingegliedert, daß der erhitzte Reingasteil über die gesamte Höhe der Seiten kanäle verteilt eingeblasen wird. Another advantageous embodiment of the invention be is in the features of claim 2. In this case, tra gen the suction fan that part of the clean gas Aspirated across the exit area, then through the Side channels pressed and fresh in the entrance area incoming clean gas is mixed again. Is per page channel provided more than one suction fan, so these are Suction fan then integrated one above the other in such a way that the heated clean gas part over the entire height of the sides channels is blown in.
In diesem Zusammenhang besteht dann eine vorteilhafte Aus führungsform in den Merkmalen der Ansprüche 3 und/oder 4. Hierdurch ist auch sichergestellt, daß im Reingaskanal keine den Reingasstrom behindernde bzw. den Reingaskanal verengen de Einbauten vorhanden sind.In this context, there is an advantageous off management form in the features of claims 3 and / or 4. This also ensures that none in the clean gas channel restrict the clean gas flow or narrow the clean gas channel de internals are available.
Die Verbindungsschlitze entsprechend den Merkmalen des An spruchs 5 können dadurch gebildet sein, daß Längenabschnitte der Seitenwände unter einem geringen Winkel in den Quer schnitt der Seitenkanäle abgekantet und in Richtung auf die dem Eintrittsbereich des Reingases benachbarten Stirn wände der Seitenkanäle verlängert sind.The connection slots according to the characteristics of the An Say 5 can be formed by lengths the side walls at a slight angle in the cross cut the side channels and cut them open the forehead adjacent to the entry area of the clean gas walls of the side channels are extended.
Eine den erfindungsgemäßen Grundgedanken fortbildende zweck mäßige Ausführungsform wird in den Merkmalen des Anspruchs 6 gesehen. Diese Rohre können aus Glas, Edelstahl oder aus Graphit bestehen. Vorzugsweise ist eine Reihe von Rohren in Längsrichtung jedes Seitenkanals vorgesehen. Die Rohre erstrecken sich sowohl mit Abstand zueinander als auch mit Abstand zu den Seitenwänden bzw. den Außenwänden.A purpose further developing the basic idea of the invention moderate embodiment is in the features of claim 6 seen. These tubes can be made of glass, stainless steel or Graphite exist. Preferably a series of tubes provided in the longitudinal direction of each side channel. The pipes extend both at a distance from each other and with Distance to the side walls or the outer walls.
Mit Hilfe des durch diese Rohre strömenden Rohgases kann der im Austrittsbereich des Reingases in die Seitenkanäle über führte Reingasteil über die gesamte Länge der Seitenkanäle nahezu auf demselben Temperaturniveau gehalten werden.With the help of the raw gas flowing through these pipes, the in the outlet area of the clean gas into the side channels led clean gas part over the entire length of the side channels are kept at almost the same temperature level.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on a in the drawing voltage illustrated embodiment explained in more detail. Show it:
Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Glasrohr- Wärmeaustauscher in der Draufsicht, teilweise im Schnitt, und Fig. 1 shows a schematic representation of a glass tube heat exchanger in plan view, partially in section, and
Fig. 2 den Glasrohr-Wärmeaustauscher der Fig. 1 im vertikalen Längsschnitt entlang der Linie II-II. Fig. 2 shows the glass tube heat exchanger of Fig. 1 in vertical longitudinal section along the line II-II.
Mit 1 ist in den Fig. 1 und 2 ein Glasrohr-Wärmeaustau scher bezeichnet. Der Glasrohr-Wärmeaustauscher 1 liegt sowohl in einem beispielsweise aus einer Müllverbrennungs anlage stammenden Rohgasstrom ROG als auch in einem aus einem Gaswäscher tretenden Reingasstrom REG. Aufgabe des Glasrohr-Wärmeaustauschers 1 bildet es, die im Rohgas ROG enthaltene Wärme mindestens zum Teil auf das Reingas REG zu übertragen, damit dieses ausreichend temperiert in die Atmosphäre gelangt. 1 with a glass tube heat exchanger is shown in FIGS . 1 and 2. The glass tube heat exchanger 1 lies both in a raw gas stream ROG originating, for example, from a waste incineration plant, and in a clean gas stream REG emerging from a gas scrubber. The task of the glass tube heat exchanger 1 is to transfer at least some of the heat contained in the raw gas ROG to the clean gas REG so that it reaches the atmosphere at a sufficient temperature.
Der Glasrohr-Wärmeaustauscher 1 weist ein rechteckiges Ge häuse 2 aus Edelstahl auf. Das Gehäuse 2 besitzt einen obe ren Rohrboden 3 und einen unteren Rohrboden 4, in denen eine Vielzahl von Glasrohren 5 parallel nebeneinander dicht ge lagert sind. Die Rohrböden 3, 4 bilden Bestandteil von Ein strömstutzen 6 bzw. Ausströmstutzen 7 für Rohgas ROG mit einer Temperatur von etwa 150°C.The glass tube heat exchanger 1 has a rectangular Ge housing 2 made of stainless steel. The housing 2 has an obe Ren tube sheet 3 and a lower tube sheet 4 , in which a plurality of glass tubes 5 are parallel ge close together. The tube sheets 3 , 4 form part of a flow nozzle 6 or discharge nozzle 7 for raw gas ROG with a temperature of about 150 ° C.
Die Rohrböden 3, 4 formen zusammen mit um 90° versetzten Seitenwänden 8 einen Reingaskanal 9, der seinerseits einen Eintrittsstutzen 10 und einen Austrittsstutzen 11 aufweist.The tube sheets 3 , 4, together with side walls 8 offset by 90 °, form a clean gas channel 9 , which in turn has an inlet connector 10 and an outlet connector 11 .
Aufgrund dieses Aufbaus ist erkennbar, daß das durch die Glasrohre 5 strömende Rohgas ROG im Kreuzstrom zu dem den Reingaskanal 9 durchströmenden und die Glasrohre 5 umströ menden Reingas REG geführt wird.Due to this construction it is seen that the water flowing through the glass pipes 5 to the raw gas ROG the clean gas channel 9 passing through the cross-flow and the glass pipes 5 umströ Menden clean gas REG is performed.
Neben den Seitenwänden 8 erstrecken sich durch Außenwände 12 und Stirnwände 13 begrenzte Seitenkanäle 14 über die gesamte Länge des Reingaskanals 9. In addition to the side walls 8 , side channels 14 delimited by outer walls 12 and end walls 13 extend over the entire length of the clean gas channel 9 .
Im Austrittsbereich des Reingases REG aus dem Reingaskanal 9 sind in jeder Seitenwand 8 im Abstand übereinander Saug öffnungen 15 als zumindest mittelbare Bestandteile von Saug gebläsen 16 angeordnet. Die Blasöffnungen 17 der Sauggebläse 16 weisen in Längsrichtung der Seitenkanäle 14.In the exit region of the clean gas REG from the clean gas channel 9 , suction openings 15 are arranged in each side wall 8 at a distance above one another as at least indirect components of suction blowers 16 . The blowing openings 17 of the suction blowers 16 point in the longitudinal direction of the side channels 14 .
Im Eintrittsbereich des Reingases REG in den Reingaskanal 9 sind sich über die gesamte Höhe des Reingaskanals 9 er streckende Verbindungsschlitze 18 zwischen den Seitenkanälen 14 und dem Reingaskanal 9 vorgesehen. Die Verbindungsschlit ze 18 sind jeweils dadurch gebildet, daß ein Längenabschnitt 19 der Seitenwände 8 in den Querschnitt des Seitenkanals 14 abgekantet und in Richtung auf die Stirnwand 13 des Sei tenkanals 14 verlängert ist. Auf diese Weise überschneiden sich die Enden 20 der abgekanteten Längsabschnitte 19 und 21 der Verlängerungen des Eintrittsstutzens 10 bildenden Längen abschnitte 22.In the entry region of the clean gas REG into the clean gas channel 9 , connecting slots 18 extending between the side channels 14 and the clean gas channel 9 are provided over the entire height of the clean gas channel 9 . The Verbindungsschlit ze 18 are each formed by a length section of the side walls folded 19 8 in the cross-section of the side channel 14 and tenkanals extended toward the end wall 13 of the Be fourteenth In this way, the ends 20 of the bent longitudinal sections 19 and 21 of the extensions of the inlet connector 10 forming sections 22 overlap.
Um sowohl die Seitenwände 8 als auch die Stirnwände 13 bzw. die Außenwände 12 der Seitenkanäle 14 auf einem ausreichend hohen Temperaturniveau zu halten, daß keine Schwefelsäure ausfallen kann, wird mit Hilfe der Sauggebläse 16 ein Teil des durch das Rohgas ROG auf eine Temperatur von etwa 100°C erwärmten Reingases REG im Austrittsbereich abgezweigt und durch die Seitenkanäle 14 entsprechend den Pfeilen PF ge drückt. Im Eintrittsbereich des Reingases REG tritt dieses abgezweigte Reingas entsprechend den Pfeilen PF 1 wieder in den Reingaskanal 9 ein, wo es sich mit dem frisch zu strömenden und noch kalten Reingas REG mischt.In order to keep both the side walls 8 and the end walls 13 and the outer walls 12 of the side channels 14 at a sufficiently high temperature level that no sulfuric acid can precipitate, part of the raw gas ROG is brought to a temperature of about 20% by means of the suction fan 16 100 ° C heated clean gas REG branched off in the outlet area and pressed through the side channels 14 according to the arrows PF ge. In the entry area of the clean gas REG , this branched-off clean gas re-enters the clean gas channel 9 according to the arrows PF 1 , where it mixes with the freshly flowing and still cold clean gas REG .
In der Fig. 1 ist noch eine weitere Ausführungsform veran schaulicht, wonach in die Seitenkanäle 14 weitere Rohre 23 eingezogen sein können. Diese Rohre 23 können aus Glas, Edelstahl oder Graphit bestehen. Sie erstrecken sich vor zugsweise in einer Reihe mit Abstand sowohl zu den Seiten wänden 8 als auch zu den Außenwänden 12. Sie sind so in die Seitenkanäle 14 integriert, daß sie wie die Glasrohre 5 im Reingaskanal 9 von Rohgas ROG beaufschlagt werden kön nen. Auf diese Weise kann der von den Sauggebläsen 16 abge zweigte Teil des Reingases REG durch das Rohgas ROG auf dem Wege durch die Seitenkanäle 14 nahezu auf einem gleich bleibenden Temperaturniveau gehalten werden.A further embodiment is illustrated in FIG. 1, according to which 14 further tubes 23 can be drawn into the side channels. These tubes 23 can be made of glass, stainless steel or graphite. They extend in front of preferably in a row at a distance from both the side walls 8 and the outer walls 12 . They are so integrated in the side channels 14 that they can be acted upon by the raw gas ROG like the glass tubes 5 in the clean gas channel 9 . In this way, the part of the clean gas REG branched off by the suction fans 16 can be kept almost at a constant temperature level by the raw gas ROG on the way through the side channels 14 .
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19893909929 DE3909929C1 (en) | 1989-03-25 | 1989-03-25 | Glass tube heat exchanger |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19893909929 DE3909929C1 (en) | 1989-03-25 | 1989-03-25 | Glass tube heat exchanger |
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DE3909929C1 true DE3909929C1 (en) | 1990-05-31 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19893909929 Expired - Fee Related DE3909929C1 (en) | 1989-03-25 | 1989-03-25 | Glass tube heat exchanger |
Country Status (1)
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DE (1) | DE3909929C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1992005395A1 (en) * | 1990-09-25 | 1992-04-02 | Dieter Wallstein | Heat exchanger |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3142485C2 (en) * | 1981-10-27 | 1983-11-17 | Langbein & Engelbracht GmbH & Co KG, 4630 Bochum | Glass tube heat exchanger |
EP0135188A2 (en) * | 1983-09-14 | 1985-03-27 | Peter Kähmann | Glass tube heat exchanger |
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1989
- 1989-03-25 DE DE19893909929 patent/DE3909929C1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
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8100 | Publication of the examined application without publication of unexamined application | ||
D1 | Grant (no unexamined application published) patent law 81 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
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