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Kühler für viskose Flüssigkeiten, insbesondere für den bei der Teergewinnung
aus Braunkohlengeneratorgas verwendeten Waschteer Der den Gegenstand der Erfindung
bildende Kühler soll insbesondere bei der Teergewinnung aus Braunkohlengeneratorgas
zur @-erwendung kommen, wo das Auswaschen des Teeres aus dem Gas mittels zerstäubten,
verhältnismäßig kalten Teers geschieht, der den in dampfförmigem oder in sehr feinem
nebelförmigen Zustand befindlichen Teer aufnimmt. Der Waschteer erwärmt sich dabei
durch die Berührung mit dem heißen Gas. Um den Teer im Kreislauf wieder verwenden
zu können, wird er in einem Kühlapparat abgekühlt. Die schwereren Braunkohlenteere
sind aber bei gewöhnlicher Temperatur sehr dickflüssig, so claß die bisher verwendeten
Kühler wegen der auftretenden großen Widerstände sich nicht bewährt haben. Die meisten
Braunkohlenteere sind außerdem auch sehr paraffinreich. Solche Teere scheiden Klumpen
und Körner aus, die den Kühler verstopfen. Weitere Schwierigkeiten verursacht der
Umstand, daß der heiße Teer, auf großer Fläche der freien Luft ausgesetzt, leichtflüchtige,
wertvolle Bestandteile verliert.
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Bei dem den Gegenstand der Erfindung bildenden Kühler sind diese Übelstände
vermieden; er ist für die Behandlung selbst der schwerstflüssigen und ungleichartig
zusammengesetzten Teere geeignet. Er kann auch für andere viskose Flüssigkeiten,
z. B. bei der Teer- und Erdöldestillation zur Kühlung der schwersten Fraktionen,
als Ölkühler für Verbrennungsmotoren usw. verwendet werden.
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Der Gegenstand der Erfindung gehört zu den Plattenkühlern, bei denen
die zu kühlende Flüssigkeit durch eine Platte ihre Wärme der Kühlflüssigkeit abgibt.
Derartige Kühler sind insbesondere in der Bierbrauerindustri.e in Gebrauch, wo die
zu kühlende Flüssigkeit auf senkrecht oder schief gestellte Platten aufgespritzt
bzw. durch Öffnungen auf die Platten geführt wird oder aber wagerechte oder nahezu
wagerechte Tassen verwendet «-erden, bei denen .die zu kühlende Flüssigkeit kaskadenartig
hinunterrieselt. Während das zweite System für Flüssigkeiten von größerer Viskosität
nicht brauchbar ist, finden sich in der ersten Gruppe einige, die bei Zuhilfenahme
einer besonderen Pumpe für die Verteilung sowie einer Vorrichtung zur zeitweisen
Beheizung behufs Entfernung der angefrorenen Flüssigkeitsteile und unter häufigem
Abkratzen derselben für unterbrochen arbeiten& Betriebe noch verwendbar wären.
Die angeführten Schwierigkeiten machen jedoch den Betrieb unwirtschaftlich, ein
ununterbrochener Betrieb aber ließ sich auch technisch nicht verwirklichen.
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Die Kühlung von viskosen Flüssigkeiten, insbesondere die des Braunkohlenteers,
ist auf einwandfreie Weise und in ununterbrochenen Betrieb durch die vorliegende
Erfindung
gelöst, so daß diese Kühler mehrere Monate lang ohne
jedeBetriebsunterbrechung arbeiten, obwohl sie zur Verhinderung der Verdampfungsv
erluste geschlossen gebaut werden können. Der Kühler ist gegen Verstopfungen nicht
empfindlich, und die Flüssigkeit kann auf clem Verteiler nicht anfrieren. Die günstige
Wirkungsweise des Kühlers wird weiter unterstützt durch die ebenfalls zum Gegenstand
der Erfindung gehörende besondere Führung der Luft, falls solche zur Kühlung mit
verwendet wird. Die Verstopfungen werden dadurch vermieden, daß eine Cberfallkante
zur Beschickung der Kühlplatte verwendet wird; diese Kante wird derart angeordnet,
daß sie beiderseitig mit heißem Teer umgeben ist und an der Kühlung nicht teilnimmt,
so daß das teer ige Gut nicht anfrieren kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden zwei Kühlplatten ,derart
zu einem geschlossenen Kühlelement vereinigt, daß die Anordnung der Zuführungströge
besonders vereinfacht wird. -Schließlich wird für Luftkühlung eine besondere Anordnung
der Luftkanäle vorgeschlagen, bei der eine wirksame und gleichmäßige Kühlwirkung
.erzielt wird.
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Auf beiliegender Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Vorrichtung
veranschaulicht, wobei in Abb. i ein schief angeordnetes Kühlelement im Schnitt
dargestellt ist, bei welchem die abzukühlende Flüssigkeit an der äußeren Fläche
des Kühlelements entlang geführt «-ird, Abb. 2 eine Vorderansicht derselben gezeigt
ist.
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In Abb. 3 ist ein senkrechtes Doppelkühlelement veranschaulicht, bei
welchem die abzukühlende Flüssigkeit .an den inneren Oberflächen des Elements abläuft,
während die Abb. 4 die Vorderansicht desselben zeigt. In den Abb. 5, 6, 7 ist eine
Ausführungsform der Vereinigung der Kühlelemente zu einer Kühlbatterie in Längs-,
Quer- und wagerechtem Schnitt dargestellt, wobei auch die Rückkühlung des Kühlmittels
auf der Oberfläche der Elemente durchgeführt wird.
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In Abb. 8 ist der Weg der Kühlluft durch die Kühlerbatterie perspektivisch
angedeutet. Bei der Ausführungsform nach Abb. i, 2 dient als Wärmeaustauschfläche
die schief angeordnete Platte i, deren Lage derart eingestellt wird, daß ihre obere
Kante i, waagerecht ist. An diese obere Kante schließt sich der an beiden Enden
geschlossene Trog 2 an, während die Rückwand 3 mit der Platte i und den Endplatten
4, 5 eine geschlossene Tasche bildet, in welche das Kühlmittel, z. B. Nasser, durch
das untere Rohr 7, einsgeführt wird, während dasselbe durch das obere Rohr
7b die Vorrichtung verläßt.
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Wenn nun in den Trog 2, dessen mit der Platte i zusammenfallende Kante
niedriger als die andere liegt, die abzukühlende viskose Flüssigkeit ständig eingeführt
wird, fließt die Flüssigkeit nach Füllung des Troges über die Kante i" und bildet
auf der Platte r einen vollkommen gleichmäßigen Schleier, auch in dem Falle, wo
die Kante i" keine ideelle Gerade bildet, sondern kleinere Wellen und Vertiefungen
aufweist. Die von der Platte i abfließende Flüssigkeit wird durch den Trog 6 abgeführt.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 23,3
sind zwei Platten i,
i senkrecht angeordnet, während die zugehörigen Tröge 2, 2 außen angebracht sind,
so daß die eingegossene viskose Flüssigkeit an den inneren Seiten der Platten i,
i abläuft. Die Tröge 2 münden am Ende des Kühlelements in den kleinen gemeinsamen
Behälter 8,ein, während der am anderen Ende angeordnete, aber mit den Trögen 2 nicht
verbundene kleine Behälter 9 sich in den perforierten Rohren io fortsetzt, deren
Bohrungen gegen die Platten i gerichtet sind. Durch entsprechende End- und Bodenplatten
wird aus dein Zwischenraum der Platten i, i eine geschlossene Tasche gebildet, aus
der die al#gekühlte Flüssigkeit durch Rohr i i ausfließt, während die durch das
Rohr io auf die Platten i geführte Kühlflüssigkeit frei von den Platten abfließt.
Zur Verhinderung des Verdampfers der zu kühlenden Flüssigkeit können die Zwischenräume
der Kühlplatten auch abgedeckt werden.
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Die Bildung des Flüssigkeitsschleiers geht am gleichmäßigsten vor
sich, wenn gemäß der Erfindung die überlaufk.ante i. und der in deren Nähe befindliche
Teil der Kühlplatte i nicht gekühlt wird.
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Die derart ausgebildeten Elemente können nun z. B. gemäß den Abb.
5, 6 und 7 auch zu einer Kühlbatterie vereinigt werden, .derart, daß sie durch einen
Mantel i2 umgeben werden. Die Kühlelemente sind am Teil 12Q des Mantels 12 aufgehängt,
und ihr Zuflußbehälter 8 wird durch ein an einem nicht dargestellten gemeinsamen
Speiserohr sich anschließendeil Rohr 13 mit der zu kühlenden Flüssigkeit
gespeist, die nach der Abkühlung durch die Rohre i i der Kühlelemente in den Ab$ußkanal
i q. gelangt, in den. die Rohre i i durch entsprechende Öffnungen des Mantels 12
hineinragen, während das aus dem Behälter 9 durch das perforierte Rohr io zugeführte
Wasser an den äußeren Seiten der Kühlelemente entlangfließend in die Wanne
15 herabrieselt.
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Das abgeflossene Kühlwasser kann wieder hochgepumpt und auf irgendeine
bekannte
Weise, z. B. in einem Kühlturm, rückgekühlt werden. Gemäß
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird aber dies überflüssig. Nach dieser
Ausführungsform wird nämlich der Mantel 12 derart ausgebildet, daß zwischen ihm
und .den Kühlern ein U-förmiger Kanal 16 frei bleibt. Am Ende dieses Kanals wird
ein Saugventilator 17 angeordnet, und die Wanne 15 wird derart bemessen,
daß über dem höchsten Wasserstand, der beispielsweise durch ein überlaufwelir 18
begrenzt werden kann, ein Kanal ungefähr von der Weite frei bleibt, der dem- Gesamtquerschnitt
der beiden Kanäle 16 entspricht. Wenn nun das Kühlwasser mittels einer nicht dargestellten
Pumpe aus der Wanne 15 ständig in die Behälter 9 zurückgepumpt wird, so daß ein
Kreislauf des Wassers entsteht und dabei auch der Ventilator 17 in Betrieb gehalten
wird, so wird die im Sinne der in Abb.8 dargestellten Pfeile in die Wanne 15 einströinende
Luft in den Zwischenräumen der einzelnen Elemente aufwärts strömen und in die Kanäle
r6 gelangen, von wo sie durch den Ventilator 17 abgesaugt wird, wobei das an den
Oberflächen der Kühlelemente herabrieselnde sowie das in der Wanne 15 aufgespeicherte
Wasser zur lebhaften Verdampfung veranlaßt wird, wodurch es einer starken _4bkühlung
unterliegt. Zum Ersatze des verdampften Wassers wind beständig frisches Wasser in
kleiner Menge zugeführt, dessen >Cherschüß durch das Überlaufwehr 18 abgeführt wird.