CH228521A - Wärmeaustauschverfahren und Wärmeaustauscher zur Durchführung des Verfahrens. - Google Patents

Description

      Wärmeaustausch-verfahren    und     Wärmeaustauscher    zur     Durchführung    des Verfahrens.    Bei Durchführung von     chemischen    Um  setzungen wird     Wärme    frei oder es     muss     solche     zugeführt    werden.     Kleinere    Reaktions  gefässe werden daher mit Heiz- oder Kühl  mänteln versehen.

   Von einer     gewissen        Grösste     der     Reaktionsgefässe    an sind jedoch     diese    Mit  tel nicht     ausreichend    für einen genügenden       Wärmeaustausch.    Es ist daher     notwendig,          wärmeaustauschende    Elemente, zum     Beispiel     mit     strömender        Flüssigkeit    gefüllte     RohTe,

       innerhalb des     Reaktionisgefässes        anzuordnen.     Dabei muss vor     allem        die    Forderung erfüllt  werden, dass die     Austauschelemente        aus    dem       Reaktionsgefäss,    ohne besondere     Umstände        ent-          i        nommen    werden können, um     Kontrollren    und  gegebenenfalls     Reparaturen    zu ermöglichen.

         Ferner    wäre es     zweckmässig,        das        Reaktions-          gefäss,    wenn es     zum        Beispiel    zur     Ausführung          katalytisch        beeinflusster        Reaktionen    bestimmt       ist,    ohne     Behinderung    durch die     Austausch-          elemente        im.        Innern        desselben,

      mit     dem        Kata-          lysator        gleichmässig    füllen     bezw.    leicht     ent-          leeren    zu können.

           Gegenstand    der vorliegenden     Erfindung     ist     ein        Wärmeaustauschverfahren    unter Ver  wendung     eines    Gefässes,     in    dem     .senkrecht    ver  laufende, das     Austauschmedium    enthaltende       Austauschelemente    angeordnet sind und das  Austauschmedium,     welches    die     Austauschele-          mente    von     unten        nach    oben durchströmt,

   vor  dem Eintritt in     diese    und nach dem     Austre-          ten    aus ihnen je in einen     .Sammelraum    einge  leitet     wird,    während das- Ein- und     Aussthleu-          sen    des     Materials,        dus        mit    dem Austausch  medium in     Wärmeaustausch        treten    soll, durch  an den     Sammelräumen        vorgesehene        Durch-          läs:se        erfolgt.     



  Der ebenfalls Gegenstand der Erfindung  bildende, zur     Durchführung        dies    Verfahrens  dienende     Wärmeaustauscher    mit in einem Ge  fäss senkrecht verlaufenden,     das        Austauseh-          medium:

          enthaltenden        Austauschelementen     weist     mindestens    zwei     Sammelräumte    auf, von  denen der     eine    im     obern,    und der andere im       untern        Teil    des     Wärmeaustauechers    angeord  net     ist,    und die     beide        miteinander    über die      Austauschelemente in Verbindung stehen, wo  bei an jedem Sammelraum ein     Durchlass    für  das Material vorgesehen ist, das mit dem Aus  tauschmedium in Wärmeaustausch treten soll,

    und beide Sammelräume zusammen mit den       Austauschelementen    aus dem     Wärmeaus-          tauscher    ausgefahren werden können.    Die     Sammelräume    können so angeordnet  und     gestaltetsen,        da-ss    sie einen innerhalb des  Reaktionsgefässes, zum     Beispiel    nach unten  sieh     bewegenden    Katalysator durchlassen.

    Diese     Sammelräume    können dabei in der  Richtung der Bewegung des     Katalysators     zweckmässig     eine    mehr längliche Form be  sitzen und in der     Mitte    oder an der Seite     de.s          Austauschgefässes    angeordnet sein. Die Sam  melräume sind zweckmässig durch lösbare  Verbindungen, zum Beispiel mittels Stopf  büchsen, mit den Zu- oder Ableitungen ver  bunden, welche durch die Wandung des Aus  tauschgefässes     führen    und die Speisung der  Austauschelemente mit dem Austauschme  dium ermöglichen.

   Wenn die Sammelräume  mit einem     abnehmbaren.    Teil des     Austausch-          gefässes,    zum Beispiel     dessen    Deckel oder Bo  den, verbunden oder zusammengebaut sind,  können lösbare     Verbindungen    entbehrt wer  .den. In diesem Falle können die     Sammel-          räume    zum Beispiel innerhalb oder ausserhalb  des     Deckelev    angeordnet sein. Für katalytische       Umsetzungen,    die Wärme abgeben, kann man  die     Austauschelemente    und die     Sammelräume     nach den Grundsätzen eines.

   Dampfkessels       konstruieren.    In den untern     Sammelräumen     befindet     #sichdann    die Flüssigkeit, während  die     obern    als Dampfdom ausgebildet sind, aus  dem entsprechend der aufrechtzuerhaltenden  Reaktionstemperatur Dampf abgeblasen wer  den kann. Es kann aber auch ein     Dampf-          sammelraum    ausserhalb, getrennt vom     Wärme-          aus,tauscher,    angeordnet werden.  



  Solche     Wärmeaustauscher    ermöglichen  durch zeitweise oder fortlaufendes Ein- und       Ausschleusen        .des        Katalysators    auch während  des     Betriebes    eine     ununterbrochene    Arbeits  weise, was     insbesondere    wichtig ist, wenn der       Katalysator        eine    geringe     .Lebensdauer    besitzt.

      Bin Ausführungsbeispiel des     Erfindungs-          gegenstandes    zur     Ausführung    katalytisch     be-          einflusster        Gasreaktionen        ist    in der     Zeichnung          scbem@atisali    dargestellt.  



  Das zum     Beispiel    zylindrische Umset  zungsgefäss 1 mit einem     Kühlmantel    2 ist       unten    konisch     verengt    und mit Schiebern 3  für     den,        auszuschleusenden        Katalysator    sowie  mit Ableitungen 4 für .die     umgesetzten    Gase  versehen.

   Im Innern des Umsetzungsgefässes  1     sind    als     Austauschelemente    Rohre 5 ange  ordnet, welche in die     Sammelräume    6 und 7  münden.     Der    untere Sammelraum 6 ist durch  eine Stopfbüchse 8 mit der     Zuführung    9 für  das     Austaus-ohmedium    lösbar verbunden.

   Der  obere     Sammelraum    7 ist     'm    den Rand des ab  nehmbaren Deckels 10, welcher mit Zulei  tungen 11 für     die        Umsetzungsgase    sowie mit  Schiebern 12 für die     Kata,lysatoreinschleu-          sung        versehen    ist, angebaut.

   Wie aus der  Zeichnung     ersichtlich,    sind die Sammelräume  6     und    7 so gestaltet,     dass    sie den Durchtritt       des    Materials, das mit dem Austauschmedium  in     Wärmeaustausch        treten    soll,     bezw.    den  Durchtritt     eines    Katalysators, auch während  des     Betriebes,    nicht hindern.  



  Die     beschriebene        Vorrichtung    kann auf  verschiedene Weise abgeändert werden. Der       abnehmbare,    Teil des     Austauschers    kann statt  des     Deckels    auch der Boden sein. Die     Sam-          melräume    können alle innerhalb des Umset  zungsgefässes ähnlich dem mit Ziffer 6 be  zeichneten     angeer        dnet    sein. Ausserdem     können     .die Sammelräume unterteilt oder deren meh  rere vorgesehen sein, in die jeweils ein Rohr  bündel mündet.

   Jeder einzelne Sammelraum  kann, sofern er nicht in den Deckel     einge-          ba.ut    ist, durch eine Stopfbüchse mit der     Zu-          führungs:leitun!g    für das     Austauschmedium     verbunden sein. Auf die Möglichkeit der     Aus-          gestaltung    des obern     Sammelraumes    7 als  Dampfdom wurde schon oben hingewiesen.  



  Die Vorteile des     beschriebenen        Wärme-          austaugchers    sind     folgende:    Der Katalysator  kann mittels der     Schiessbier    12 und 3 ,gegebe  nenfalls auch während des Betriebes     ein-    und       ausgeschleust    werden. Zur Vornahme von           Kontrollen.    oder     Reparaturen    der     Austausch-          vorrichtungen    oder von Auskleidungen kann  der Deckel abgehoben und die Verbindung 8  <U>g</U>elöst werden.

   Die Rohre 5 können dann samt  dem Sammelraum 6 ohne Schwierigkeiten     je-          weils    aus- und     einbefahren    werden. Wie aus       dem        dargestellten     zu er  sehen     ist,    wird eine vollkommen gleichmässige  Verteilung- der Reaktionsgase im Umset  zungsgefäss ermöglicht.  



  Anstatt den     Wärmeaustauscher    mit Kata  lysator     .zu    füllen, kann man ihn auch mit       andern,    zum Beispiel .grob- oder     feinkörnigen     Stoffen beschicken, ohne dass dabei eine       Reaktion        eintritt,    lediglich zu dem Zwecke,  eine     Wärmeübertragung    stattfinden zu lassen.

Claims (1)

1. PATENTAN SPRüCHE I. Wärmeawstauschverfahren unter Ver wendung eines Gefässes, in dem senkrecht ver laufende, das Austauschmedium enthaltende Austauschelemente angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass, das Austauschmedium, welches die Austauschelemente von unten nach oben durchströmt, vor dem Eintritt in diese und nachdem Austreten aus ihnen je in einen Sammelraum eingeleitet wird, während .das Ein- und Ausschleusen des Materials,

   dass mit dem Austauschmedium in Wärmeaus- tausch treten soll, durch an den Sammelräu men vorgesehene Durchlässe erfolgt.

   II. Wärmeaustauseher zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, bei dem in einem Gefäss :senkrecht verlaufende, das Austausiehmedium enthaltende Austauech- elemente angeordnet sind, gekennzeichnet durch mindestens zwei Sammelräume, von .denen der eine im obern und der andere im untern Teil des Wärmeaustauschers angeord net ist,

   und die beide miteinander über .die Austauschelemente in Verbindung stehen, wo bei an jedem Sammelmaum ein Durchlass für das Material vorgesehen ist, das mit dem Aus tausehmedium ih Wärmeaustausch treten soll, und beide Sammelräume zusammen mit den Austauschelementen aus dem Wärmeaustau- seher ausgefahren werden können. UNTERANSPRÜCHE:

   1. Verfahren nach Patentanspruch I, für die Durchführung katalytischer Umsetzungen, dadurch gekennzeichnet, dass :der Katalysator während des Betriebes oben in das Gefäss ein- und unten aus ihm ausgeschleust wird.

   2. Wärmeaustauscher nach Patentan spruch II, dadurch gekennzeichnet, dass min destens, ei Sammelraum innerhalb des Gefä- ssies angeordnet ist. 3.

   Wärmeaustauscher nach Patentan spruch II und Unteranspruch 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass! mindestens ein im Gefäss angeordneter Sammelraum in Teilsammel- räume unterteilt ist,

   wobei jeder Teilsammel- raum mit dem oder den benachbarten Sam- melräumendurch Austauschelemente verbun- dien ist.

   4. Wärmeaustauscher nach Patentan- spruch II und Unteranspruch 2, dadurch ge- kenn7,eiGhuet"d@ass einer,der Sammelräume mit einem abnehmbaren Teil des Wärmeaus- tauschers zusammengebaut ist.

   5. Wärmeaustauscher nach Patentan spruch II und den Untemansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass .der abnehmbare Teil zusammen mit dem Sammelraum den Deckel .des Wärmeaustauschersbildet. 6.

   Wärmeaustauscher nach Patentan spruch II und,den Unteransprüchen 2 und 4, ,dadurch gekennzeichnet, dass der abnehmbare Teil zusammen mit dem Sammelraum den Boden ,des Wärmeaustauschers bildet.

   7. Wärmeaustauscher nach Patentan spruch II und Unteranspruch 2, dadurch ge- kennzeichrnet, dass mindestens einer der Sam- melräume lösbare Verbindungen für die Spei sung mit einem Austauschmittel besitzt.

   B. Wärmeaustauscher nach Patentan- spruch II und Unteranspruch 2, für Aus tauschvorgänge, bei denen en ein flüssiges Austauschmedium Wärme .abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet,

   dass das das Aus- tauschmedium enthaltende System von Aws- tauschelementen und Semmelräumen als Dampfkessel ausgebildet ist, in der Weise, dass sich im untern. Teil dieses Systems das Austausehmedium, im obern, als Dampfdom dienenden Teil,dagegen .der Dampf sammelt. 9.

   Wärmeauetauscher nach Patentan- spruch II und TJnteran & & pruch 2, zur Durch- führung katalytischer Unisetzungen, dadurch gekennzeichnet,

   dass er im obern und untern. Teil Vorrichtungen zum Ein- und Ausschleu- sen des Katalysators aufweist. <B>10.</B> Wärmeaustauscher nach Patentan- spruch II und den Unteransprüchen 2 und 9, dadurch gekennzeichnet,

   -dass die Vorrichtun- gen zum Ein- und Ausschleusen des Kataly sators so angeordnet und ausgebildet sind, dass das- Eia.- und Ausschleusen während des Be- triebes stattfinden kann.