SE537215C2 - Värmeväxlare anpassad för produktion av kimrök - Google Patents

Abstract

537 2 SAMMANDRAG En varmevaxlare (30) for en apparatur for produktion av kimrOk beskrivs. Den innefattar en forsta varmevaxlande del (31) innefattande en forsta kammare (33) omsluten av en mantel (34), en nedre andvagg (35) och en Ovre andvagg (36). Ror (37) anpassade for flode av forbrand gas i desamma är anordnade i den forsta kammaren. Varmevaxlaren innefattar aven en andra varmevaxlande del (32), innefattande en vertikalt anordnat andra kammare (42) anpassad fOr flOde av forbrand gas i densamma, varvid den andra kammaren (42) är omgardad av ett forsta holje (43) anpassat for att tillata varmetiverfOring till en pa utsidan av det forsta holjet (43) striimmande gas som ska forvarmas. Varmevaxlaren innefattar aven en rorledning (52) anpassad for Ode av namnda gas som ska forvarmas fran den andra varmevaxlande delen (32) till den forsta varmevaxlande delen (31).

Description

537 2 VARMEVAXLARE ANPASSAD FOR PRODUKTION AV KIMROK FOreliggande uppfinning hanfOr sig generellt till en varmevaxlare for forvarmning av forbranningsgas vid produktion av kimrOk. FOreliggande uppfinning hanfOr sig aven till en kimroksproduktionsanlaggning som innefattar en forbranningskammare och en varmevaxlare.

Bakgrund KimrOk produceras i allmanhet i en reaktor av ugnstyp genom att 10 pyrolysera ett organiskt ramaterial med heta fOrbranningsgaser, ofta luft, for att producera fOrbranningsprodukter som innehaller kimrOk i partikelform. En schematisk illustration av ett exempel pa en konventionell anlaggning for produktion av kimrOk visas i figur 1. FOrbranningsgas leds via en rorledning 1 in i den &re delen av en rorvarmevaxlare 2, aven kand sasom en luftfOrvarmare, i vilken den fOrvarms %re den fOljande fOrbranningen av olja, i brannaren 3 och forbranningskammaren 4. Den forvarmda gasen fran varmevaxlaren leds in i fOrbranningskammaren via en rorledning 6. Olja tillfOrs reaktorn via en rorledning 7. I vissa fall tillfOrs avkylningsvatten 8 nedstrOms fOrbranningskammaren. Blandningen av suspenderad kimrOk i den forbrukade forbranningsgasen leds in i en avdunstningskammare 5 och passeras darefter igenom varmevaxlaren och leds bort fran toppen av varmevaxlaren via en rorledning 9 till en filteranordning 10, eventuellt via en oljefervarmare och/eller en ytterligare varnnevaxlare (ej visad). I denna filteranordning 10 filtreras kimroken helt bort gasflOdet.

Figur 2a visar ett fOrenklat exempel pa en konventionell rOrvarmevaxlare 2 som anvands i en anlaggning sasom visas i figur 1. Varmevaxlaren 2 innefattar en vasentligen cylindrisk kannmare 11 som ar vertikalt anordnad i fOrhallande till en markyta. Kammaren 11 omsluts av en vasentligen cylindriskt formad mantel 12 eller hOlje, en nedre andvagg 23 och en ovre andvagg 14. Den nedre andvaggen 23 är aven kand sasorn en rOrplatta. Roren 15 ar vertikalt anordnade inuti kammaren. Roren 15 ar anordnade vasentligen parallellt med varandra och stacker sig igenom hela kammaren fran bottenandvaggen 23 till den ovre andvaggen 14. Ferbranningsgas som ska fOrvarmas fOrs via inlopp 16 in i varmevaxlaren och gar ut via utlopp 17 varifran den leds till ferbranningskammaren. 1 537 2 Den forbranda oljan, som nu är en blandning av suspenderad kimrOk i den forbrukade forbranningsgasen, leds fran botten av kammaren (illustrerat med pilar 18) inuti rOren 15 till toppen av kammaren och leds darefter via en utgang (illustrerat med pilar 19) till filteranordningen.

Varmevaxlaren kan aven ha horisontellt anordnade plattor 20 som stracker sig fran manteln 12 in i kammaren 11. Sadana plattor 20 tvingar gasen som strammar igenom kammaren att ta en langre bit (illustrerat med pilar 21) och Okar darigenom tiden inuti kammaren och salunda temperaturen pa den utgaende forvarmda gasen.

De fiesta varmevaxlare som anvands idag fOrvarmer forbranningsgasen till ungefar 800 °C. Den hOga temperaturen pa rOkgasen Throrsakar hOga temperaturbelastningar pa roren och pa holjet hos varmevaxlaren, vilket i sin tur leder till betydande varmeutvidgning under anvandning. Varmeutvidgningen fororsakar stora termiska spanningar pa roren och holjet pa grund av begransade mojligheter till utvidgning. Olika losningar har anvants for att lOsa detta problem, sã som till exempel en varmevaxlare med dubbla hOljen i vilken varmevaxlaren har ett forsta inre hOlje och ett andra yttre hOlje och forbranningsgasen fOrs in i varmevaxlaren vid dess nedre ande mellan det yttre och inre haljet och leds mellan holjena upp till toppen av v5rmevaxlaren och bringas darefter i kontakt med rOren i varmevaxlaren. Darigenom reduceras temperaturen pa det yttre hOljet. En sadan varmevaxlare med dubbla hOljen visas EP 0 865 600 B1.

Dessutom har olika losningar for att tillata rOren att utvidga sig fOreslagits. Ett exempel pa en sadan lOsning visas i US 6 334 482 dar rOrplattan ar utrustad med kompensationsanordningar for att mojliggOra utvidgning av roren.

Vidare har kylning av bottenplattan foreslagits. Aven detta visas i figur 2a, dar bottenandvaggen 23 definierar ett omslutet utrymme 22 tillsammans med en nedre bottenplatta 13. Kylgas fOrs, sasom visas av pilen 24, in i utrymmet 22 och lamnar utrymmet 22 via ett utlopp, sasom visas av pilen 25. Ett annat exempel pa kylning av bottenplattan beskrivs i US 6 334 483, dar plattan inkluderar Ovre och nedre balkplatar som bildar ett balkutrymme igenom vilket rOren stracker sig. Balkutrymmet är forsett med interna kanaler anpassade for ett kylmedel.

Figur 2b illustrerar ett forenklat alternativt exempel pa en konventionell rarvarmevaxlare, vilken avviker fran den rorvarmevaxiare som visas i figur 2a i det att kylgasen som %I's in i utrymmet 22 recirkuleras efter dess vag ut ur utrymmet 2 537 2 22 fOr att anvandas sasom fOrbranningsgas som ska fOrvarmas. Kylgasen som lamnar utrymmet 22 igenom ett kylgasutlopp 26 leds darefter via rOrledningen 27 fran utrymmet 22 till inloppet 16 kir forbranningsgas som ska fOrvarmas, sasom illustreras med pilar 28. Salunda utgOr gasen som ska fOrvarmas bade recirkulerad kylgas och fly farsk gas. Detta mojliggor en effektivare varmevaxling av varmevaxlaren.

Konventionella varnievaxlare for produktion av kimrok kan ibland utsattas fOr agglomerering och tilltappning av kimrOk inuti rOren, vilket leder till kladdning. Sadan kladdning paverkar till exempel varmeoverfOringen vilket leder till en lagre temperatur pa den fOrvarmda gasen som lamnar varmevaxlaren, vilket i sin tur leder till ett lagre utbyte hos kimroksproduktionsanlaggningen. Vidare kan fladet av den fOrbranda gasen igenom ledningarna fran botten av varmevaxlaren till dess topp paverkas och rOren kan komma till skada. Till sist maste varmevaxlaren stangas av for underhall och rensning. Ett sadant stopp vid produktion av kimrok är mycket tidskravande och dyrt, speciellt eftersom rensning av rOren ar mycket svart. Salunda finns ett behov att minimera risken for tilltappning och kladdning av kimrtik inuti rOren.

Det är tidigare kant att kladdningen harrOr fran temperaturskillnaden mellan den fOrbranda gasen innefattande den suspenderade kimraken och ytan pa rOren. US 2004/0081609 fOreslar att lOsa problemet genom att sakerstalla att temperaturskillnaden är lagre an 500 °F, dvs. 260 °C, vilket kontrolleras genom hastigheten pa strOrnmen av gas som ska forvarmas. Varmevaxlaren innefattar ett yttre och ett inre hOlje med ett mellan hOljena infogat utrymme for att fordela gasen som ska fOrvarmas. Hal är gjorda i det inre hOljet vid olika vertikala lagen for att mata in gasstrommen i de inre regionerna av varmevaxlaren och komma i kontakt med rOren i vilka den kinnrOksinnehallande strommen strOmmar. Den fOreslagna losningen i US 2004/0081609 är dock inte praktisk av den anledningen att det skulle vara mycket svart att berakna hur halen ska vara anordnade for att astadkomma det onskade resultatet.

Dessutom har varmevaxlaren med dubbla hOljen som beskrivs i den ovan diskuterade EP 0 865 600 B1 reducerad kladdning pa grund av reducerad temperaturskillnad mellan rOren och den dari strOmmande, fOrbranda gasen.

Ett annat satt att hantera problemet med kladdning foreslas i CN 101625128 B, dar en pulsspolningsanordning anvands for att rensa 3 537 2 varmevaxlaren fran kladdning. Pulsspolningsanordningen är installerad uppstroms rOren i varmevaxlaren.

Dock finns fortfarande eft behov av en mer praktisk losning fOr kladdningsproblemet och for att fOretradesvis kunna undvika kladdning s5 att komplicerade rensningsprocedurer kan undvikas.

Sammanfattning Syftet med fOreliggande uppfinning ar att tillhandah51Ia en varmevaxlare, anpassad for produktion av kimrOk, med reducerad risk fOr kladdning av rOren med to kimrOk.

Syftet uppna's genom varmevaxlaren anpassad for produktion av kimrOk enligt krav 1. UtfOringsformer av uppfinningen definieras av de osjalvstandiga kraven.

Varmevaxlaren i enlighet med foreliggande uppfinning reducerar temperaturskillnaden mellan den fOrbranda gasen som stromnnar inuti rOren och temperaturen pa ytan pa rOren, och darigenom reduceras markbart eller till och med elimineras kladdningen av roren. Vidare utnyttjar den effektivt varmen fr5n den forbranda gasen innefattande suspenderad kimrOk, vilket mOjliggOr en energioch kostnadseffektiv process for att producera kimrOk.

Varmevaxlaren i enlighet med fOreliggande uppfinning innefattar en fOrsta varmevaxlande del som innefattar en vasentligen vertikalt anordnad vasentligen cylindrisk fOrsta kammare omsluten av en vasentligen cylindriskt formad mantel, en nedre andvagg och en ovre andvagg. Den forsta varmevaxlande delen innefattar vidare vertikalt anordnade rOr anpassade fOr flOde av fOrbrand gas i desamma och vilka stracker sig igenom hela fOrsta kammaren fr5n den nedre andvaggen till den ovre andvaggen, ett fOrsta inlopp och ett fOrsta utlopp fOr gas som ska fOrvarmas for att stromma inuti den forsta kammaren pa utsidan av rOren. Varmevaxlaren innefattar vidare en andra varmevaxlande del som innefattar en vasentligen vertikalt anordnad andra kammare anpassad for flOde av forbrand gas i densamma, varvid den andra kammaren är omgardad av ett vasentligen cylindriskt format fOrsta hOlje anpassat fOr att till5ta varmeoverforing till en pa utsidan av namnda fOrsta hOlje stromnnande gas som ska fOrvarmas. Dessutom innefattar varmevaxlaren en rorledning anpassad for flOde av gas som ska 4 537 2 farvarmas fran den andra varmevaxlande delen till den fOrsta varmevaxlande delen.

I enlighet med en utfOringsform ar den andra varmevaxlande delen anordnad uppstroms den forsta varmevaxlande delen med avseende pa Wet av farbrand gas. Detta sakerstaller all en optimal varmevaxling till gasen som ska fOrvarmas astadkoms innan den kommer in i den forsta kammaren.

Foretradesvis har den andra varmevaxlande delen en vertikal central geometrisk axel som sammanfaller med en vertikal central geometrisk axel for den forsta varmevaxlande delen.

Enligt en fOredragen utfOringsform innefattar den andra varmevaxlande delen vidare ett vasentligen cylindriskt format andra holje anordnat radiellt utanfOr namnda fOrsta holje och vasentligen koncentriskt med det fOrsta hOljet s all en vasentligen cylindriskt formad spalt, anpassad fOr flOcle av gas som ska fOrvarmas, ar bildad mellan det fOrsta och det andra hOljet. Spa!ten kan foretradesvis vara Is Open vid dess 'Dada vertikala andar for all tillata gas att stromma in i och ut ur spalten.

Enligt annu en utforingsform innefattar den andra varmevaxlande delen vidare en vasentligen cylindriskt formad ringkammare anordnad vid en av de vertikala andarna av spalten och anpassad for att fOrdela gasen som ska farvarmas in i spalten langs omkretsen av det fOrsta hOljesorganet, och ett andra inlopp for att fOra in gas som ska farvarmas i namnda spalt via namnda ringkammare. Ringkammaren enligt denna utfOringsform ar foretradesvis ett vasentligen cylindriskt format inloppsutrymme.

Enligt annu en utfOringsform innefattar den andra varmevaxlande delen vidare en vasentligen cylindriskt formad ringkammare anordnad vid den andra vertikala anden av spalten och anpassad for att samla in gasen som ska fOrvarmas fran spalten, och ett andra utlopp for att fOra bort gas som ska fOrvarmas fran namnda spalt via namnda ringkammare till namnda rorledning. Ringkammaren enligt denna utfOringsform ar fOretradesvis ett vasentligen cylindriskt format utloppsutrymme.

Diametern pa den andra kammaren bor foretradesvis vara relativt stor for att astadkomma en stor varmeoverfOrande yta. Salunda ar rOren enligt en utfOringsform anordnade i ett knippe som har en diameter som ar mindre an en stOrsta diameter pa den andra kammaren i den andra varmevaxlande delen. 537 2 Enligt annu en utfOringsform är rorledningen anpassad fOr flOde av gas fran den andra varmevaxlande delen till kammaren i den fOrsta varmevaxlande delen via namnda fOrsta inlopp.

Enligt annu en annan utforingsform är den andra varmevaxlande delen 5 fast monterad fOr att pa sá vis undvika varmeutvidgning av densamma i den vertikala riktningen. Dessutom kan den andra varmevaxlande delen innefatta interna utvidgningsorgan for att tillata olika delar av densamma att utvidga sig termiskt, atminstone i den vertikala riktningen.

Enligt annu en annan utforingsform innefattar varmevaxlaren medel fOr att kyla namnda nedre andvagg med en kylgas, varvid namnda kylgas fors in i ett bottenutrymme i den fOrsta varmevaxlande delen, namnda bottenutrymme definierad av namnda nedre andvagg och en nedre bottenplatta. Varmevaxlaren kan vidare innefatta medel for We av namnda kylgas fran namnda bottenutrymme till namnda rerledning och/eller forsta inlopp for gas som ska is forvarmas i den fOrsta kammaren.

I enlighet med en utfOringsform är den andra varmevaxlande delen utformad sa att ett flOde av gas som ska fOrvarmas, pa utsidan av namnda fOrsta är i ett flOde motriktat Wet av farbrand gas som strommar inuti kammaren i den andra varmevaxlande delen. Alternativt är den andra varmevaxlande delen utformad sa att ett flOde av gas som ska fOrvarmas, pa utsidan av namnda fOrsta holje, ãr parallellt med &Met av forbrand gas som strommar inuti kammaren i den andra varmevaxlande delen.

Uppfinningen hanfOr sig vidare till en anlaggning som innefattar en varmevaxlare sasom beskrivits ovan.

Kortfattad beskrivning av ritningarna Figur 1 Figur 2a Figur 2b Figur 3 visar schematiskt en konventionell anlaggning for produktion av kimrOk. illustrerar en fOrenklad tvarsnittsvy av en reirvarmevaxlare i enlighet med tidigare kand teknik. illustrerar en fOrenklad tvarsnittsvy av en alternativ rOrvarmevaxlare i enlighet med tidigare kand teknik. illustrerar en fOrenklad tvarsnittsvy av en varmevaxlare enligt en utfOringsform av uppfinningen. 6 537 2 Figur 4 Figur Figur 6 illustrerar en fOrenklad tvarsnittsvy av en varmevaxlare enligt en annan utforingsform av uppfinningen. illustrerar en fOrenklad tvarsnittsvy av en andra varmevaxlande del av en varmevaxlare i enlighet med en utfOringsform av uppfinningen. illustrerar en tvarsnittsvy av en andra varmevaxlande del av en varmevaxlare i enlighet med en annan utfOringsform av uppfinningen.

Detaljerad beskrivning Uppfinningen kommer nu att beskrivas med hanvisning till atfoljande ritningar. Ritningarna har i vissa fall fOrenklats och vissa sardrag är Overdrivna fOr att tydligare illustrera uppfinningen. Figurerna skall darfor inte betraktas sasom skalenligt ritade.

Sasom tidigare diskuterats, illustrerar figur 1 schematiskt en konventionell anlaggning fOr produktion av kimrOk och figurerna 2a och 2b illustrerar fOrenklade tvarsnittssidovyer av tidigare kanda rOrvarmevaxlare 2.

Figur 3 illustrerar ett exempel av en varmevaxlare 30 i enlighet med fOreliggande uppfinning. Sasom visas i figuren innefattar varmevaxlaren 30 en fOrsta varmevaxlande del 31 och en andra varmevaxlande del 32. Den fOrsta varmevaxlande delen 31 innefattar en vasentligen vertikalt anordnad vasentligen cylindrisk fOrsta karnmare 33 omsluten av en vasentligen cylindriskt formad mantel 34, en nedre andvagg 35 och en ovre andvagg 36. Ett flertal ror 37 är vertikalt anordnade och stracker sig igenom hela fOrsta kammaren 33 fran den nedre andvaggen 35 till den ovre andvaggen 36. ROren ar anpassade fOr flOde av forbrand gas i desamma, dvs. gas som har overfOrts fran kimrOkanlaggningens forbranningskammare.

Gasen som ska fOrvarmas fOrs in i den fOrsta kammaren 33 igenom det fOrsta inloppet 38, foretradesvis anordnat vid toppen av den fOrsta kammaren 33.

Gasen som ska fOrvarmas tillats strOmma inuti den fOrsta kammaren pa utsidan av roren 37. Salunda overfOrs varme fran den fOrbranda gasen till gasen som ska fOrvarmas nar den strOmmar igenom den fOrsta kammaren. Den fOrvarrnda gasen tillats lamna den forsta kammaren via det fOrsta utloppet 39, foretradesvis anordnat vid ett nedre parti av den fOrsta kammaren 33, och darefter flyttas tillbaka 7 537 2 till fOrbranningskammaren, i enlighet med tidigare kanda tekniker, for att tjana sasom fOrbranningsgas.

Den fOrsta kammaren kan lampligen innefatta ett flertal horisontellt anordnade plattor 53 som stracker sig fran manteln 34 in i den fOrsta kammaren 33. Sadana plattor 53 tvingar gasen som strommar igenom kammaren att ta en langre bit och Okar darigenom tiden inuti kammaren och salunda temperaturen pa den utgaende forvarmda gasen.

For enkelhets skull visar figur 3 enbart tie ror 37. Sasom dock är sjalvklart for fackmannen innefattar varmevaxlaren i typiska fall atminstone 20 rOr. Roren är mycket langa och ar salunda generellt utsatta fOr avsevard varmeutvidgning i den vertikala riktningen, vilket fOrorsakar varmespanning sasom tidigare diskuterats vad galler tidigare kand teknik. FOr att losa detta problem kan den fOrsta varmevaxlande delen vara forsedd med vilket som heist tidigare 'cant medel for att kompensera detta. Till exempel kan kompensationsanordningar fOr att tillata varmeutvidgning av roren vara installerade. Vidare kan kylning av bottenplattan, dvs. den nedre andvaggen, vara inkluderad, sasom visas i figur 3. Detta astadkoms med hjalp av ett bottenutrymme 40 som definieras av den nedre andvaggen 35 och en nedre bottenplatta 41, dar kylgas Mats strOmma igenom namnda bottenutrymme 40.

Den andra varmevaxlande delen 32 av varmevaxlaren 30 är fOretradesvis anordnad uppstroms den forsta varmevaxlande delen 31 med avseende pa &Met av fOrbrand gas, sasom illustreras med pilar 54. Detta innebar att den andra varmevaxlande delen i hojdled är anordnad under den fOrsta varmevaxlande delen.

Foretradesvis är de andra och fOrsta varmevaxlande delarna anordnade sa att deras respektive vertikala centrala geometriska axlar A sammanfaller sasom visas i figur 3. Darigenom stars flodet av fOrbrand gas inte i onodan.

Den andra varmevaxlande delen 32 innefattar en vasentligen vertikalt anordnad andra kammare 42 anpassad für flode av forbrand gas i densamma.

Den andra kammaren 42 är omgardad av ett vasentligen cylindriskt format och vertikalt anordnat fOrsta hOlje 43, vilket salunda bildar en vagg hos den andra kammaren 42. Det fOrsta hOljet 43 ar anpassat für varmetiverfOring fran den forbranda gasen som strommar inuti den andra kammaren 42 till en pa utsidan av 8 537 2 det fOrsta hOljet strOmmande gas som ska fOrvarmas. Den fOrbranda gasen som strommar inuti kammaren 42 är salunda i direkt kontakt med det forsta holjet 43.

Gasen som har strommat pa utsidan av det fOrsta Met strOmmas darefter igenom en rorledning 52, fran den andra varmevaxlande delen 32 till den fOrsta varmevaxlande delen 31, for att dar varmas ytterligare genom Wide igenom den fOrsta kammaren 33. FOretradesvis är rorledningen anpassad fOr flode av gas fran den andra varmevaxlande delen till den fOrsta kammaren 33 via det forsta inloppet 38.

Det faktum att gasen som fOrs in i den fOrsta kammaren 33 har varmts i io den andra varmevaxlande delen 32 innan den kommer in i den forsta kammaren reducerar temperaturskillnaden mellan ytan pa rOren 37 och den forbranda gasen innefattande suspenderad kimrok som strOmmar inuti rOren och risken for kladdning av rOren reduceras darigenom markbart eller till och med i stort sett elimineras. Varmevaxlaren enligt foreliggande uppfinning kan med latthet uppna 15 en temperatur pa gasen som fors in i den fOrsta kammaren som är atminstone tva ganger temperaturen i enlighet med tidigare kand teknik, till exempel sasom visas i figurerna 2a och 2b. Vidare astadkoms detta utan att krdva nagon ytterligare varmekalla annat an den forbranda gasen. Salunda utnyttjar varmevaxlaren enligt fOreliggande uppfinning effektivt varmen hos den farbranda gasen och sakerstaller en kimrOksproduktion som har hog produktivitet liksom ar kostnadseffektiv, speciellt eftersom den kraver ett minimum av stopp i underhallssyften.

Ehuru temperaturskillnaden mellan den forbranda gasen och ytan pa det fOrsta hOljet i de fiesta fall kommer att vara signifikant, kommer inte kladdning att vara ett problem i den andra varmevaxlande delen eftersom den har en avsevart storre diameter an den inre diametern pa rOren. Vidare är rensning av den andra kammaren avsevart lattare an rensning av rOren 37.

Enligt en foredragen utfOringsform som visas i figur 3 innefattar den andra varmevaxlande delen vidare ett vasentligen cylindriskt format andra WO 44. Det andra hOljet 44 ar anordnat radiellt utanfOr namnda fOrsta holje 43 och vasentligen koncentriskt med detsamma sá att en vasentligen cylindriskt formad spalt 51, anpassad fOr flode av gas som ska forvarmas, är bildad mellan det fOrsta och det andra Met.

Spalten 51 ar vasentligen cylindrisk och det ar fordelaktigt att tillhandahalla medel fOr att sakerstalla att gasen som strommar pa utsidan av det 9 537 2 farsta haljet fordelas jamnt Over hela den runtomgaende ytan pa det forsta holjet far att sakerstalla basta mojliga varmeaverforing till densamma. Detta kan till exempel astadkommas genom tillhandahallande av ett flertal jamnt fardelade inlopp anordnade langs omkretsen av det andra haljet. Delta kraver dock manga rar och ar dart& ganska utrymmeskravande. En enklare losning ar att tillata spalten 51 att vara Open vid dess nedre ande liksom vid dess ovre ande far att tillata gas att stromma in i och ut ur namnda spalt sasom visas till exempel i figur 3. Faretradesvis är en for fordelning eller insamling av gasen langs omkretsen av spalten anpassad ovre ringkammare 45 (som visas i figur 6) anordnad vid den ovre anden av spalten. Vidare är en far fardelning eller insamling av gasen langs omkretsen av spalten anpassad nedre ringkammare 45 faretradesvis anordnad vid den nedre anden av spalten.

Enligt en utforingsform astadkoms detta genom den andra varmevaxlande delen 32 innefattande en ringkammare, i form av ett vasentligen cylindriskt format inloppsutrymme 48, huvudsakligen anordnat radiellt utanfor namnda andra holje 44. Ett andra inlopp 47 hal' till namnda inloppsutrymme 48 for att fora in gas som ska farvarmas i spalten 51 via namnda inloppsutrymme 48. Dessutom är det foredraget att den andra varmevaxlande delen 32 vidare innefattar en andra ringkammare, i form av ett vasentligen cylindriskt format utloppsutrymme 50, huvudsakligen anordnat radiellt utanfOr namnda andra WO 44, och ett andra utlopp 49 anpassat for att fora bort gas som ska farvarmas fran spalten 51 via namnda utloppsutrymme 50 till rarledningen 52. I enlighet med denna utforingsform kommer gasen som ska forvarmas in i den andra varmevaxlande delen 32 via det andra inloppet 47, fardelas i inloppskammaren 48 och in i spalten 51, strommar vertikalt inuti spalten 51, samlas i utloppskammaren 50 och lannnar darefter den andra varmevaxlande delen 32 styrd igenom det andra utloppet 49 in i rarledningen 52 for overfaring till den farsta varmevaxlande delen 31.

I enlighet med ufformningen av den andra varmevaxlande delen sasom visas i figur 3, ar flodet av gas som ska forvarmas pa utsidan av det forsta holjet i ett Nide motriktat &Met av farbrand gas inuti den andra kammaren 42. Det ar dock aven mojligt att utforma den andra varmevaxlande delen sa att Wet av gas som ska farvarmas pa utsidan av det farsta holjet ar parallellt med Wet av farbrand gas som strommar inuti den andra kammaren 42. En sadan utformning visas i figur 4. 10 537 2 UtfOringsformen som visas i figur 4 avviker fran den utfOringsform som visas i figur 3 i arrangemanget av det andra inloppet och det andra utloppet, vilket skapar inloppsutrymmet och utloppsutrymmet. Det är sjalvklart fOr fackmannen att flOdet av gas som ska fOrvarmas inuti spalten 51 kommer att vara parallellt med flOdet av den fOrbranda gasen.

UffOringsformen som visas i figur 4 avviker vidare fran utforingsformen enligt figur 3 i det att utformningen innefattar medel for att kyla den nedre andvaggen med anvandning av en kylgas, i detta fall en gas som kan ateranvandas sasom forbranningsgas nar den forvarms. Kylgasen fors in i ett bottenutrymme 40 som definieras av den nedre andvaggen 35 och en nedre bottenplatta 41 och tillats lamna utrymmet via ett tredje utlopp 55. Fran det tredje utloppet 55 overfors gasen till rOrledningen 52 dar den blandas med gasflodet som strommar fran den andra varmevaxlande delen. Sadant medel fOr att kyla den nedre andvaggen kan naturligtvis aven vara inkluderat i en utformning enligt den utforingsform som visas i figur 3.

Enligt en alternativ utforingsform, ej visad, kan kylgasen NeffOras direkt fran det tredje utloppet till det fOrsta inloppet 38 genom till exempel en andra rOrledning.

Few att erhalla basta mojliga varmetiverfOring i den andra varmevaxlande delen är det onskvart att ha sa stor varmevaxlande yta som mojligt. Darfor bOr diametern pa kammaren vara relativt stor, atminstone i ett betydande parti utmed dess vertikala utstrackning. I enlighet med en fOredragen utforingsform har den andra kammaren en storsta diameter Dm som är store an den yttre diametern Dt pa knippet av ror i den fOrsta varmevaxlande delen. Detta illustreras i figur 5. I de fiesta fall är det praktiskt att den andra kammaren 42 har mindre diameter i dess nedre parti Di och/eller ovre parti De for att effektivt kontrollera flodet nar det kommer in i och lamnar den andra kammaren. Salunda är, i enlighet med en fOredragen utfOringsform, Di < Dm och De < Dm.

Flit* att dessutom ytterligare forbattra varmevaxlingen i den andra varmevaxlande delen av varmevaxlaren kan det fOrsta hOljet lampligen vara fOrsett med externa fenor pa utsidan av det fOrsta hOljet. Syftet med fenorna är att Oka den varmeOverfOrande ytan pa det fOrsta hOljet. Fenorna kan till exempel vara anordnade huvudsakligen horisontellt; dock är aven andra arrangemang rimliga. Vidare kan fenorna till exempel vara svetsade pa ytan pa det fOrsta holjet. 11 537 2 Figur 6 illustrerar en andra varmevaxlande del 32 enligt en alternativ utforingsform. En fOrsta ringkammare 45 är anordnad vid den ovre anden av spalten 51 och huvudsakligen radiellt utanfOr de fOrsta och andra holjesorganen. En andra ringkammare 45 är anordnad vid den nedre anden av spalten 51 och huvudsakligen radiellt utanfOr de forsta och andra hOljesorganen. Ett inlopp/utlopp 46 fOr gas som ska fOrvarmas heir till varje ringkammare 45. Sasom tidigare diskuterats, fOrdelar ringkamrarna gasen langs omkretsen av spalten 51 och det fOrsta hOljesorganet, eller samlar gasen fran omkretsen av spalten 51, beroende pa huruvida ringkammaren hOr till ett inlopp eller ett utlopp for gasen som ska 10 forvarmas. Det är sjalvklart for fackmannen att det aven är mOjligt att anordna det andra inloppet och/eller det andra utloppet direkt vid spalten 51, ehuru detta är mindre foredraget beroende pa reducerad varmeoverfOring pa grund av ojamn fordelning av gasen som ska forvarmas langs omkretsen av det fOrsta hOljesorganet.

I enlighet med en foredragen utforingsform av varmevaxlaren enligt uppfinningen forhindras den andra varmevaxlande delen att utvidga sig i den vertikala riktningen pa grund av temperaturlasten. Detta astadkoms genom att sakerstalla att den andra varmevaxlande delen är fast monterad mellan tva vertikalt separerade fixerade installationer 56, 57 sasom visas i figur 3. Exempel pa sadana fixerade installationer kan till exempel vara en markyta, ett betongfundament eller liknande. Naturligtvis kommer de olika delarna av den andra varmevaxlande delen att utvidga sig pa grund av temperaturlasten och daft är det fordelaktigt att inkorporera interna utvidgningsorgan i den andra varmevaxlande delen. Exempel pa lampliga utvidgningsorgan skulle till exempel vara balgar eller liknande. Sadana är tidigare kanda for fackmannen och kommer darfOr inte att beskrivas ytterligare i foreliggande beskrivning.

Uppfinningen är inte begransad till de utfOringsformer som visas och diskuteras med hanvisning till atfoljande ritningar, utan kan varieras inom ramen fOr de bifogade patentkraven. Det bor papekas att varje illustrerat sardrag kan kombineras med alla andra illustrerade sardrag inom ramverket fOr att kunna astadkomma den Onskade tekniska funktionen.

Utformningen av den fOrsta varmevaxlande delen ar inte sarskilt begransande for uppfinningen sa lange som den innefattar en fOrsta kammare och roren. Den kan till exempel innefatta vilket som heist tidigare kant medel for att 12 537 2 tillata rOren att utvidga sig eller kir att kyla bottenplattan. Dessutom kan rtiren i den fOrsta kammaren vara fOrsedda med fenor pa samma satt sasom foreslas i WO 2010/033070, harmed inkorporerad genom referens. I sjalva verket kan utformningen av den fOrsta varmevaxlande delen vara i enlighet med vilken som helst tidigare kand rorvarmevaxlare inom det tekniska omradet kir kimrOk. 13

Claims (16)

537 2 PATENTKRAV

1. Varmevaxlare (30) for en apparatur for produktion av kimrok, innefattande en forsta varmevaxlande del (31) innefattande en vasentligen vertikalt anordnad vasentligen cylind risk forsta kammare (33) omsluten av en vasentligen cylindriskt formad mantel (34), en nedre andvagg (35) och en Ovre andvagg (36), vertikalt anordnade ror (37) anpassade far flode av forbrand gas i desamma och vilka stracker sig igenom hela forsta kammaren (33) fran den nedre andvaggen (35) till den awe andvaggen (36), ett farsta inlopp (38) och ett forsta utlopp (39) far en farsta gas som ska farvarmas far att stromma inuti den forsta kammaren (33) pa utsidan av raren (37), kannetecknad darav, att varmevaxlaren vidare innefattar en andra varmevaxlande del (32) anordnad uppstrams den farsta varmevaxlande delen (31) med avseende pa flodet (54) av forbrand gas, varvid den andra varmevaxlande delen innefattar en vasentligen vertikalt anordnad andra kammare (42) anpassad for flade av forbrand gas i densamma, varvid den andra kammaren (42) är omgardad av ett vasentligen cylindriskt format farsta holje (43) anpassat far att tillata varmeaverfaring till en pa utsidan av namnda farsta holje (43) strammande andra gas som ska farvarmas, och dar varmevaxlaren vidare innefattar en rarledning (52) anpassad for flode av namnda andra gas som ska forvarmas fran den andra varmevaxlande delen (32) till den farsta varmevaxlande delen (31).

2. Varmevaxlare enligt krav 1, i vilken den andra varmevaxlande delen (32) uppvisar en vertikal central geometrisk axel (A) som sammanfaller med en vertikal central geometrisk axel for den forsta varmevaxlande delen (31).

3. Varmevaxlare enligt nagot av foreggende krav, i vilken den andra varmevaxlande delen (32) vidare innefattar ett vasentligen cylindriskt format andra holje (44) anordnat radiellt utanfor namnda forsta MO (43) och vasentligen koncentriskt med det farsta holjet (43) sa att en vasentligen cylindriskt formad spalt (51), anpassad for We av gas som ska forvarmas, ar bildad mellan det ft:51"sta och det andra haljet. 14 537 2

4. Varmevaxlare enligt krav 3, i vilken namnda spalt (51) är Oppen vid dess !Ada vertikala andar.

5. Varmevaxlare enligt nagot av kraven 3 eller 4, i vilken den andra varmevaxlande delen (32) vidare innefattar en vasentligen cylindriskt formad ringkammare (45) anordnad vid en av de vertikala andarna av namnda spalt (51) och anpassad for att fordela gasen som ska forvarmas in i spalten (51) langs omkretsen av det fOrsta holjesorganet (43) och ett andra inlopp (47) fOr att fora in gas som ska fOrvarmas i namnda spalt (51) via namnda ringkammare.

6. Varmevaxlare enligt nagot av kraven 3 till 5, i vilken den andra varmevaxlande delen (32) vidare innefattar en vasentligen cylindriskt formad ringkammare (45) anordnad vid en av de vertikala andarna av namnda spalt (51) och anpassad fOr att samla in gasen som ska fOrvarmas fran spalten (51) och ett andra utlopp (49) som fOr boil gas som ska forvarmas fran namnda spalt (51) via namnda ringkammare till namnda rorledning (52).

7. Varmevaxlare enligt nagot av foregaende krav, i vilken roren (37) är anordnade i ett knippe som har en diameter (Di) som är mindre an en storsta diameter (Dm) pa den andra kammaren.

8. Varmevaxlare enligt nagot av foregaende krav, i vilken rorledningen (52) ar anpassad kir &We av gas fran den andra varmevaxlande delen (32) till kammaren (33) i den fOrsta varmevaxlande delen via narrinda fOrsta inlopp (38).

9. Varmevaxlare enligt nagot av foregaende krav, i vilken namnda andra varmevaxlande del (32) är fast monterad for att pa sa vis undvika varmeutvidgning av densamma i den vertikala riktningen.

10. Varmevaxlare enligt nagot av fOregaende krav, i vilken den andra varmevaxlande delen (32) innefattar interna utvidgningsorgan fOr att tillata olika delar av densamma att utvidga sig term iskt. 537 2

11. Varmevaxlare enligt nagot av foregaende krav, i vilken namnda fOrsta WO (43) ar fOrsett med fenor p atminstone en del av dess yttersida.

12. Varmevaxlare enligt nagot av fOregaende krav, innefattande medel fOr att kyla namnda nedre andvagg (35) med en kylgas, varvid namnda kylgas fors in i ett bottenutrymme (40) i den fOrsta varmevaxlande delen, namnda bottenutrymme (40) definieras av namnda nedre andvagg (35) och en nedre bottenplatta (41).

13. Varmevaxlare enligt krav 12, i vilken medel tillhandahalls fOr &We av namnda kylgas fran namnda bottenutrymme till namnda rorledning och/eller forsta inlopp (38) kir gas som ska fOrvarmas i den fOrsta kammaren (33).

14. Varmevaxlare enligt nagot av foregaende krav, i vilken den andra varmevaxlande delen (32) ar utformad sá att ett flOde av gas som ska fOrvarmas, pa utsidan av namnda fOrsta holje (43), ar i ett flode motriktat flOdet av forbrand gas (54) som strOmmar inuti den andra kammaren (42).

15. Varmevaxlare enligt nagot av kraven 1 till 13, i vilken den andra varmevaxlande delen (32) ar utformad sa att ett flOde av gas som ska fOrvarmas, pa utsidan av namnda fOrsta holje (43), är parallellt med flodet av fOrbrand gas (54) som strOmmar inuti den andra kammaren (42).

16. Kimroksproduktionsanlaggning innefattande en forbranningskammare och en varmevaxlare (30) i enlighet med nagot av foregaende krav. 16 537 2 1/6 9 1 / \