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Kontaktofen zur Durchführung katalytischer Hochdrucksynthesen
In der Patentschrift Nr. 201620 ist ein Kontaktofen für die Durchführung katalytischer Hochdrucksynthesen, insbesondere von Ammoniak aus Wasserstoff und Stickstoff, beschrieben, bei dem der sämtliche funktionellen Einrichtungsteile umschliessende Einsatzmantel, auch Leitrohr genannt, an den Grenzstellen dieser Einrichtungsteile trennbar ausgebildet ist, so dass beim Ausbau jeder dieser Einrichtungsteile mitdemdazugehöri- gen Teil des Einsatzmantels aus dem Druckkörper herausgehoben werden kann.
Die im Stammpatent beschriebene Ausgestaltung bezieht sich nicht nur auf reine Kontaktröhrenöfen, sondern auch auf kombinierte Kon- taktröhren-und Vollraumöfen, ebenso auf solche Öfen der genannten Art, bei denen ein Röhrenwärmeaustauscher zusammen mit den katalysierenden Teilen im gleichen Druckkörper und daher, wie bisher üblich, im gleichen Einsatzmantel (Leitrohr) untergebracht war.
Eine weitere Ausgestaltung des Kontaktofens nach dem Stammpatent besteht darin, dass das Frischgas aus dem Wärmeaustauscher entweder mittels eines zentralen Gassammlerrohres durch den allenfalls vorhandenen Vollraumteil hindurchgeführt und knapp unterhalb des Kontaktröhrenbodens in einzelnen Verteilerröhren durch mit diesem koaxiale Schutzrohre hindurch in einen Gassammelraum oberhalb der oben offenen Kontaktröhren geführt wird, oder dass dies mit Hilfe von mehreren exzentrischen Verteilerröhren geschieht, die unter Vermeidung des zentralen Sammelrohres direkt der Haube des Wärmeaustauschers entspringen.
Diese Konstruktion weist stopfbüchsenlose Kontaktröhren auf und verwendet Stopfbüchsen kleinster Abmessungen ausschliesslich für das Hindurchführen der einzelnen exzentrisch angeordneten Verteilerrohrstutzen bzw. deren koaxialer Schutzrohre durch den oberen Kontaktrohrboden.
Gegenstand des vorliegenden Zusatzpatentes ist nun eine der oben angedeuteten gegenüber verbesserte Ausgestaltung der Frischgaszuführung an Kontaktöfen nach dem Stammpatent, wie sie beispielsweise in der Zeichnung an Hand eines abhebbaren Kontaktröhrenteiles allein dargestellt ist.
Hier ist das aus dem Wärmeaustauscherteil hochgeführte Gassammlerrohr 8 unterhalb des Kontaktröhrenbodens 11 unterbrochen und etwa durch eine lösbare Flanschverbindung 1 mit seiner Fortsetzung im Kontaktröhrenteil I verbunden. Hiebei ist es gleichgültig, ob diese Trennstelle in einem ausschliesslich Kontaktröhren aufweisenden Ofen unmittelbar oberhalb des Wärmeaustauschers angeordnet ist oder am oder über dem oberen Schüttungsrande eines
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schiebbar, also ohne Abdichtung, den Kontaktröhrenboden 11 nach oben und weist eine kegelstumpfförmige Erweiterung 2, mindestens einen halben Meter oberhalb des Kontaktröhrenbodens 11, auf, die mit einem ebenfalls kegelstumpfförmigen Einzug 5 in einem mit dem Sammlerrohr 8 koaxialen Schutzrohr 4 an dessen unterem Ende übereinstimmt.
Das Sammlerrohr 8 ragt über das obere Ende der oben offenen Kontaktröhren 3 hinaus in den Gassammlerraum 9 und ist gegen das koaxiale Schutzrohr 4 durch eine leichte (Niederdruck-) Stopfbüchse 6 verschiebbar abgedichtet.
Das obere Ende des zentralen Sammlerrohres 8 trägt einen Verteilerkopf 7, durch welchen das aus dem Zentralrohr 8 ankommende, vorgewärmte frische Synthesegas durch Öffnungen 10 innerhalb einer Umlenkfläche 12 in mehrere, etwa 4 bis 6, nach unten gerichtete Rohrstutzen 13 strömt, die ihrerseits, mittels leichter (Niederdruck-) Stopfbüchsen 14 verschiebbar abgedichtet, in eine gleiche Anzahl von Umlenkrohren 15 einmünden.
Diese Umlenkrohre 15 ruhen am Kontaktröhrenboden 11 auf und führen das von oben herabströmende Frischgas durch Öffnungen 16 an den Fuss der mit dem Kontaktröhrenboden 11 gasdicht fest verbundenen Kontaktröhren 3.
Der gegen den Deckel 17 des Ofeneinsatzmantels 18 verschiebbar abgedichtete, nach oben ragende Rohrstutzen des Verteilerkopfes 7 nimmt gleichzeitig den-hier nicht dargestellten-
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elektrischen Brenner für das Aufheizen des Synthesegases auf.
Der Ausbau beispielsweise des Kontaktröhrenteiles I mit der beschriebenen vereinfachten Ausgestaltung der Frischgaszuführung geschieht auf folgende Weise :
Nach Anheben des gesamten Ofeneinsatzes wird dieser am Trennflansch zwischen I und II abgestützt. Sodann entfernt man den Ofeneinsatz- deckel 17, zieht den Verteilerkopf 7 durch Lockerung der kleinen Stopfbüchsen 14 aus den Umlenkrohren 15 und entfernt ihn, schraubt den Halteflansch 21 vom zentralen Sammlerrohr 8 ab, lockert die Stopfbüchse 6 und hebt schliesslich den Einsatzmantelteil I so weit an, bis die Erweiterung 2 des Zentralrohres 8 auf der Einschnürung 5 des koaxialen Schutzrohres 4 aufsitzt.
Dadurch' ist der Verbindungsflansch 1 des Zentralrohres 8 mit dessen Fortsetzung, beispielsweise in den Vollraumteil II bzw. den Wärmeaustauscherteil, zugänglich geworden und kann gelöst werden, worauf der Kontaktröhrenteil I zur Gänze abgehoben wird.
In umgekehrter Reihenfolge wird beim neuerlichen Zusammenbau nach erfolgter Reparatur oder Katalysatorauswechslung in einem allenfalls vorhandenen Vollraumteil vorgegangen.
Durch die vorliegend beschriebene Ausgestaltung der Frischgaszuführung ist die Benützung der durch das Stammpatent Nr. 201620 geschützten Trennbarkeit der katalysierenden und der wärmeaustauschenden Inneneinrichtung des Hochdruckofens für die Ammoniaksynthese bedeutend vereinfacht und erleichtert worden, weil hier sämtliche ineinanderführenden Rohrenden bzw. deren Stopfbüchsen sowohl bei der Demontage des Ofens als auch beim Wiederzusammenbau leichter zugänglich und einfacher zu handhaben sind und ausserdem ein Reissen von Röhren beim Trennen bzw. ein Stauchen derselben beim Zusammenbau nicht befürchtet werden muss.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Kontaktofen für die Durchführung katalytischer Hochdrucksynthesen gemäss Patent
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Vollraumteil (11) des Ofens und den Kontaktröhrenteil (I) gasdicht und letzteren mittels eines koaxialen Schutzrohres (4) ausserdem wärmegeschützt durchsetzt und in einen an seinem oberen Ende angeordneten Verteilerkopf (7) mündet, von welchem ausgehend mehrere nach unten gerichtete Rohrstutzen (13) in eine gleiche Anzahl von Umlenkrohren (15) gasdicht einmünden, die bis an den Fuss der oben offenen Kontaktröhren (3) reichen.