NL8220242A - Warmtewisselaar met verwarmde leidingen. - Google Patents

Description

8220 2 4 2 23112/Vk/mbi

Korte aanduiding: Warmtewisselaar met verwarmde leidingen.

De uitvinding heeft betrekking op een warmtewisselaar met verwarmde leidingen.

Tot nu toe zijn diverse soorten warmtewisselaars gebruikt met 5 verwarmde leidingen die warmte overdragen van een fluidum met een hoge temperatuur naar een fluidum met een lage temperatuur.

Een voorbeeld hiervan is een warmtewisselaar met gefixeerde warme leidingen, waarbij het bekend is dat een groep warme leidingen is gerangschikt in de vorm van een koker en het centrale 10 gedeelte hiervan is verdeeld in een deel met fluidum van een hoge temperatuur dat wordt toegevoerd aan een deel en een deel met een lage temperatuur dat wordt toegevoerd aan een ander deel, respectievelijk zo dat de specifieke eigenschappen van de warme leidingen zodanig zijn dat de warmte die wordt afgegeven door het fluidum met de hoge 15 temperatuur wordt overgebracht naar het fluidum met de lage temperatuur via ingebracht fluidum in de verwarmde leidingen.

Indien echter deze soort warmtewisselaar met gefixeerde warme leidingen wordt toegepast om warmte effectief te winnen uit ver-brandingsgassen die stof bevatten, zwaveloxide (εθχ) en stikstofoxide 20 (NO ) met hoge concentraties, afgevoerd uit boilers met grote af-metingen of industriele ovens voor het ontwikkelen van stoom, zal zoals weergegeven ir fig. 1, deze stof en dergelijke hechten aan de openingen van een aantal vinnen 2 aangebracht aan de buitenkant van de warme leidingen 1 met de hoge temperatuur zodat een doorlating 25 wordt geblokkeerd van het gas met hoge temperatuur en ook zal de oppervlaktetemperatuur van de warme leidingen met het fluidum met de hoge temperatuur dalen tot beneden de temperatuur van het zure dauwpunt van het af te voeren gas, zodat het gehalte aan zwavelzuur in het afgas condenseert en hecht aan het oppervlak van de warme 30 leidingen, waardoor corrosie wordt veroorzaakt bij de warme leidingen.

Zodoende is de uitvinding gericht op een uitvoeringsvorm rekening houdende met de bovenvermelde omstandigheden en met als doel het verkrijgen van een warmtewisselaar met gefixeerde warme leidingen, welke warmtewisselaar kan worden gebruikt om warmte terug te winnen 35 uit afgassen die stof, zwaveloxide (SO^) en dergelijke bevatten met 8220242 « -2- 23112/Vk/mbi een hoge concentratie, afgevoerd uit een boiler met grote afmetingen of dergelijke of een inrichting voor het ontwikkelen van stoom en om de warmte effectief te gebruiken en waarbij de gasdoorvoer niet wordt geblokkeerd door stof en dergelijke en de warme leidingen niet 5 onderhevig zijn aan corrosie door het gehalte aan zwavelzuur in het af te voeren gas.

Zodoende heeft de uitviriding betrekking op een warmtewisselaar met warme leidingen, met een fluidumdoorvoer met een lage temperatuur en een fluidumdoorvoer met een hoge temperatuur, gevormd door een 10 scheidingswand en een aantal verwarmingsleidingen, waarvan die leidingen voor ten minste de doorvoer van het fluidum met de hoge temperatuur kale leidingen zijn, die zodanig zijn gerangschikt dat ze zich uitstrekken over beide doorvoeren, waarbij de verwarmingsleidingen worden gestoken in de vinloze buitenleidingen op de doorvoer van 15 het fluidum met de hoge temperatuur.

De uitvinding wordt nader toegelicht aan de hand van de tekening waarbij:

Fig. 1 een beeld geeft van een conventionele, algemene warmtewisselaar met gefixeerde warme leidingen; 20 Fig. 2 een schema geeft van een uitvoeringsvorm met een warmte wisselaar met de leidingen volgens de uitvinding, waarbij 15 de warmtewisselaar met verwarmde leidingen volgens de uitvinding weer-geeft en;

Fig. 3 en 4 schematische voorstellingen zijn van een warmte-25 wisselaar met warme leidingen volgens de uitvinding.

De uitvinding zal verder worden toegelicht aan de hand van de volgende beschrijving waarbij is verwezen naar de tekening.

De fig. 2, 3 en 4 geven een uitvoeringsvorm weer volgens de uitvinding, waarbij fig. 2 een voorbeeld is van een rangschikking 30 van de warmtewisselaar 15 met verwarmde leidingen volgens de uitvinding, zoals aangebracht voor en na een inrichting 14 voor het ontzwavelen, van het natte type, voor afgas afkomstig uit een boiler.

8220242 -3- 23112/Vk/mbi

De verbrandingslucht van boiler 12 wordt toegevoerd met behulp van een ventilator 10 die met kracht lucht toevoert, welke lucht wordt voorverwarmd in een voorverwarmer 11 voor lucht en vervolgens toegevoerd aan boiler 12. Het afgas uit boiler 12 waarbij zwavelhoudende 5 brandstoffen worden toegepast zoals kolen of zware olie wordt door de voorverwarmer 11 door lucht gevoerd en door stofverzamelaar 13 en toegevoerd als fluidum met een hoge temperatuur voor de warmtewisselaar 15 met verwarmde leidingen. De gastemperatuur bij de toevoer met een hoge temperatuur, die varieert in afhankelijkheid van de bewerkingsomstandigheden zoals de toe te voeren hoeveelheid aan de boiler en dergelijke en de eisen die worden gesteld aan het totale ontwerp is ongeveer 130-170 °C, welke temperatuur wordt ver-laagd in de warmtewisselaar met verwarmde leidingen tot ongeveer 70-110 °C en daarna wordt de gastemperatuur verder verlaagd in de 15 ontzwavelingsinrichting 14 van het natte type tot ongeveer 40-60 °C.

Het gas dat wordt afgevoerd uit de ontzwavlingsinrichting van het natte type wordt toegevoerd aan de warmtewisselaar met verwarmde leidingen als fluidum met een lage temperatuur voor de warmtewisselaar 15 met verwarmde leidingen, zodat de temperatuur 20 hiervan wordt verhoogd tot een voldoende niveau om de corrosie te voorkomen van de bundel of de vorming van witte rook en om het dispergeren van het verzamelde gas te verhogen, waarna het gas wordt afgevoerd via de verzamelde leidingen. Het zure dauwpunt van het afgas uit de boiler van het fluidum met een hoge temperatuur 25 bij de toevoerleiding varieert in dit geval noodzakelijk in afhankelijkheid van de aard van de boilerbrandstof, de verbrandings-omstandigheden en dergelijke, maar deze ligt in het algemeen bij ongeveer 100-150 °C, zodat de oppervlaktetemperatuur van alle delen van de verwarmde leidingen bij de doorvoerzijde van het fluidum met 30 hoge temperatuur van de verwarmde leidingen van de warmtewisselaar lager is dan het zure dauwpunt.

8220242 -4- 23112/Vk/mbi

Onder dergelijke omgevingsomstandigheden zijn de warme leidingen in de conventionele warmtewisselaar met de verwarmde leidingen ge-corrodeerd door het gehalte aan zwavelzuur, binnen een kort tijds-bestek, maar bij de warmtewisselaar volgens de uitvinding worden 5 geen problemen veroorzaakt ten aanzien van corrosie of blokkering en dergelijke door stof en dergelijke, zodat het gebruik gedurende lange tijd mogelijk is.

De fig. 3 en 4 geven een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding weer. Verwarmde leidingen 1 aan de toevoerzijde voor fluidum met een 10 hoge temperatuur zijn kale leidingen die zijn ingestoken in buiten- leidingen 4 zonder vinnen, met een coating van keramiek op het buiten-oppervlak, zodat deze een behandeling hebben ondergaan om bestand te zijn tegen corrosie. Ook de kleine openingen tussen de verwarmde leidingen en de buitenleidingen zonder vinnen worden gevuld met 15 warmtegeleidend vet als een warmtegeleidend materiaal 5, dat een effectieve werking heeft om warmte over te dragen van het fluidum met de hoge temperatuur naar de verwarmde leidingen, via de buitenleidingen zonder vinnen. Onder de bovenvermelde corrosieve omstandig-heden bij een temperatuur beneden het zure dauwpunt is het oppervlak 20 van de buitenleidingen in veel gevallen in de natte toestand, zodat stof en dergelijk makkelijk hecht aan en wordt verzameld op het oppervlak en daarom wordt gebruik gemaakt van vinloze buitenleidingen om het mogelijk te maken het stof en dergelijke makkelijk te verwijderen door hierover lucht te blazen of met water te wassen en bij de onderhavige 25 uitvoeringsvorm wordt het buitenoppervlak van de vinloze buitenleidingen voorzien van een deklaag van keramiek met een gelijkmatig oppervlak om de bestandheid tegen corrosie en de anti-blokkerende werking aanzienlijk te verbe'teren.

In het algemeen worden metallische materialen,met een hoge 30 bestandheid tegen corrosie ,speciale legeringen gebruikt, maar deze zijn vaak duur. De van keramiek voorziene buitenleidingen volgens de uitvinding hebben een betere bestandheid tegen corrosie en zijn niet duur.

8220242 * -5- 23112/Vk/mbi

Een ander voordeel van de toepassing van vinloze buitenleidingen, bij het gebruik, naast de bovenvermelde voordelen,kan worden verkregen wanneer het noodzakelijk is om de vinloze buitenleidingen of verwartnde leidingen om een of andere reden te vervangen, zoals na gebruik 5 gedurende een lange periode of dergelijke, waarbij deze dan makkelijk kunnen worden vervangen omdat de vinloze buitenleidingen en de verwarmde leidingen zijn verbonden door enkel een warmtegeleidend materiaal en daarbij is het ook mogelijk om door het met elkaar verbinden van de vinloze buitenleidingen met verdelingsplaat 3 het 10 fluidum met een hoge temperatuur en het fluidum met lage temperatuur makkelijk af te sluiten.

Zoals boven aangegeven heeft de warmtewisselaar met verwarmde leidingen volgens de uitvinding veel voordelen zoals: 1) Het materiaal voor de verwarmde leidingen zelf kan afwijkend 15 zijn van het materiaal voor de vinloze buitenleidingen, zodat door het kiezen van het materiaal voor de vinloze buitenleidingen, dat • geschikt is voor een fluidum met een hoge temperatuur, het mogelijk is om de belasting te verlichten met betrekking tot de corrosie of dergelijke van de verwarmde leidingen zelf.

20 2) Door het uitvoeren van een behandeling ter verkrijging van een bestandheid tegen corrosie bij de vinloze buitenleidingen wordt een warmtewisselaar met verwarmde leidingen verkregen die aanzienlijk beter is met betrekking tot de bestandheid tegen corrosie, zodat deze warmtewisselaar gedurende langere tijd kan worden gebruikt.

25 3) Door het vervaardigen van vinloze buitenleidingen kan stof en dergelijke, dat hecht aan en verzameld wordt op de vinloze buitenleidingen makkelijk worden verwijderd door blazen met lucht of wassen met water, zodat een warmtewisselaar met verwarmde leidingen wordt verkregen die een aanzienlijk betere anti-blokkerings-30 werking heeft.

4) Door het aanbrengen van een deklaag van keramiek als behandeling voor het verbeteren van de bestandheid tegen corrosie op de vinloze buitenleidingen wordt een warmtewisselaar met verwarmde leidingen verkregen die naast zowel een bestandheid tegen 35 corrosie, zoals vermeld onder 1) en een anti-blokkerende werking 8220242 ψ -6- 23112/Vk/mbi zoals vermeld onder 3), goedkoper is en het buitenoppervlak van de vinloze buitenleidingen gelijkmatig is zodat de hechting van stof en dergelijke ook wordt verlaagd en het verwijderen hiervan makkelijk is .

5 5) De verwarmde leidingen en de vinloze buitenleidingen worden samengebracht met een warmtegeleidend materiaal, zodat de verwarmde leidingen makkelijk kunnen worden gedemonteerd en daarom kan de effectiviteit van de warmtewisselaar indien vereist, worden ge-varieerd.

10 6) Het is mogelijk door het samenbrengen van de vinloze buitenleidingen met de verdelingsplaat om makkelijk het afsluiten te bewerkstelligen van het fluidum met hoge en £luidum met lage temperatuur.

Samengevat kan worden gesteld dat de uitvinding een warmte-15 wisselaar betreft met verwarmde leidingen waarbij een groep van de verwarmde leidingen is samengebracht in een bundel en het centrale gedeelte hiervan wordt verdeeld waarbij een fluidum met hoge temperatuur wordt toegevoerd aan een uiteinde en een fluidum met een lage temperatuur aan het andere uiteinde, zodat door de 20 specifieke eigenschappen van de verwarmde leidingen de warmte afkomstig van het fluidum met de hoge temperatuur wordt over-gebracht naar het fluidum met de lage temperatuur via het fluidum dat is ingesloten in de warme leidingen, waarbij een aantal van de warme leidingen waarvan die op ten minste de doorvoerkant van het 25 hoge fluidum kale leidingen zijn die zijn gerangschikt zodat ze zich uitstrekken over beide doorvoeren en de warme leidingen op de doorvoer van het fluidum met hoge temperatuur aan die zijde zijn ingestoken in de vinloze buitenleidingen. Ten minste het buitenoppervlak van deze vinloze buitenleidingen is behandeld 30 zodat dit bestand is tegen corrosie. Ook deze vinloze buitenleidingen en de warme leidingen zijn samengebracht met behulp van een warmtegeleidend materiaal, zodat de warme leidingen makkelijk kunnen worden gedemonteerd en daarom kan de effectiviteit van de warmtewisselaar indien vereist worden gevarieerd.

8220242

Claims (5)

1. Warmtewisselaar met verwarmde leidingen, met het kenmerk, dat een fluidumdoorvoer met een lage temperatuur en een fluidum-doorvoer met een hoge temperatuur worden gevormd door een scheidings- 5 wand en een aantal verwarmingsleidingen waarna die leidingen voor ten minste de doorvoer van het fluidum met de hoge temperatuur kale leidingen zijn die zodanig zijn gerangschikt dat ze zich uitstrekken over beide toevoeren waarbij de verwarmingsleidingen worden gestoken in de vinloze buitenleidingen op de doorvoer van het fluidum met 10 de hoge temperatuur.

2. Warmtewisselaar volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het fluidum met lage temperatuur en het fluidum met hoge temperatuur gassen zijn.

3. Warmtewisselaar volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, 15 dat ten minste het buitenoppervlak van de vinloze buitenleidingen is behandeld zodat dit bestand is tegen corrosie.

4. Warmtewisselaar volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de behandeling tegen corrosie wordt uitgevoerd met keramiek.

5. Warmtewisselaar volgens conclusies 1, 2, 3 of 4, met het 20 kenmerk, dat een warmtegeleidend materiaal wordt aangebracht tussen de vinloze buitenleidingen en de verwarmde leidingen. Eindhoven, 18 maart 1983 8220242