Selbstreinigender Wirbelschichtwärmetauscher

Bei Rohrbündelwärmetauschern, bei denen Verschmutzungen auftreten, kann eine Alternative zu Reinigung und Redundanz darin bestehen, den Wärmetauscher mit einem Selbstreinigungssystem auszustatten, das auf der Wirbelschichttechnologie basiert.


Mit dem selbstreinigenden Wirbelschichtwärmetauscher, der für den Betrieb bis zu einer Verschmutzung von Null entwickelt wurde, können alle Arten von Verschmutzungsablagerungen, egal ob hart oder weich, die aus biologischen, kristallisierenden, chemischen oder partikelförmigen Verschmutzungsmechanismen oder einer Kombination von Verschmutzungen stammen, effektiv behandelt werden diese. Es kann für eine Vielzahl von Flüssigkeiten angewendet werden, von wässrigen Lösungen bis hin zu Ölen und Aufschlämmungen.

Das Funktionsprinzip des selbstreinigenden Wirbelschichtwärmetauschers basiert auf der Zirkulation von Reinigungspartikeln durch die Rohre eines vertikalen Rohrbündelwärmetauschers. Die Partikel werden durch den Aufwärtsstrom der Flüssigkeit fluidisiert, wo sie einen milden Scheuereffekt an der Wand der Wärmetauscherrohre erzeugen, wodurch Ablagerungen in einem frühen Stadium der Verschmutzungsbildung entfernt werden. Nach dem Rohrbündel lösen sich die Partikel von der Flüssigkeit im Abscheider und werden durch ein externes Fallrohr in den Einlasskanal zurückgeführt, und der Zyklus wird wiederholt. Je nach Art der Flüssigkeit wird ein Sieb, ein Zyklon oder ein Schwerkraftabscheider verwendet.

Zufällige Bewegung von Partikeln ergibt:

  • ein Aufprall auf die Rohrwand, wodurch die Verschmutzungsschicht entfernt wird
  • ein Aufbrechen der Grenzschicht, wodurch die Wärmeübertragung erhöht wird
  • ein Scherverdünnungseffekt, der die Viskosität verringert

Um den Volumenanteil der Partikel in den Rohren zu steuern, wird ein Teil des Einlassstroms zum Wärmetauscher verwendet, um die Reinigungspartikel vom Fallrohr in den Einlasskanal des Wärmetauschers zu drücken. Die im System verwendeten Reinigungspartikel bestehen aus geschnittenem Metalldraht, Keramik oder Glas mit Durchmessern zwischen 1,5 und 4 mm. Die Technologie kann sowohl für neu gebaute Wärmetauscher als auch für die Überarbeitung bestehender Wärmetauscher in eine selbstreinigende Konfiguration eingesetzt werden. Neben der selbstreinigenden Wirbelschichtkonfiguration für normale Rohrbündelheizungen und -kühler kann der Wirbelschichtwärmetauscher auch als Zwangsumlaufverdampfer oder Kristallisator eingesetzt werden. Der Zwangsumlaufverdampfer oder Kristallisator mit Wirbelschichtwärmetauscher kann in nahezu jeder Art von Verdampfungskonfiguration wie MVR, Thermokompressor oder Mehrfacheffektverdampferzügen eingesetzt werden

Bild: Unterer Kopf und Einlasskanal und Dowcomer an den Einlasskanal angeschlossen