[0001] Die Erfindung betrifft einen Wärmetauscher gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs sowie einen Reaktor mit einem derartigen Wärmetauscher.
[0002] Solche Wärmetauscher werden beispielsweise in Oxidationsreaktorbehältern eingesetzt, wie sie bei der Synthese von Vitamin E in Form von alpha -Tocopherol bzw. alpha -Tocopherol-acetat zum Einsatz kommen, so z.B. in der Zwischenstufe der Oxidation von Trimethylphenol zu Trimethylchinon. Diese Oxidation kann in einem Lösungsmittel wie Diethylenglykolmonomethylether in Anwesenheit eines geeigneten Katalysators wie z.B. Kupferchlorid erfolgen. Die (exotherme) Oxidation erfolgt beispielsweise bei einer Temperatur von etwa 60-105 deg. C und einem Druck von beispielsweise etwa 1.3 X 10<5> Pa.
[0003] Für einen effizienten und sicheren Prozess sind dabei mehrere Aspekte von Bedeutung.
So wird z.B. gefordert, dass der Reaktorbehälter aus Sicherheitsgründen bis zu einem Druck von 40 X 10<5> Pa druckfest ist. Ferner sollte der Reaktor korrosionsresistent und nach Möglichkeit inert ausgebildet sein. Eine hohe Sauerstoffkonzentration in der Lösung ist wünschenswert, um die Bildung von Nebenprodukten wie beispielsweise Kupferoxalat zu vermeiden. Dazu muss ständig in ausreichender Menge Sauerstoff zugeführt werden können. Um Sauerstoff aus der Sauerstoffatmosphäre im Behälter gut in die Lösung überführen zu können, ist eine grosse Austauschfläche zwischen Lösung und Sauerstoffatmosphäre von Vorteil.
[0004] Wegen der starken Exothermie der Reaktion ist eine gute Wärmeabfuhr von besonderer Bedeutung. Zu diesem Zweck werden Wärmetauscher eingesetzt, welche die Reaktionswärme schnell und zuverlässig abführen sollen.
Hierzu sind in der Vergangenheit schon verschiedene konstruktive Ansätze vorgeschlagen worden.
[0005] So sind beispielsweise Reaktoren vorgeschlagen worden, bei denen der Wärmetauscher eine spiralförmige Halbrohrschlange umfasst, welche aussen auf der Behälterwand angebracht ist. Bei dieser Lösung ist zwar der Behälter gut zu reinigen, allerdings ist eine gute Wärmeabfuhr aufgrund der recht massiven Wandstärke der Reaktorbehälter (z.B.
50 mm), die erforderlich ist, um eine ausreichende Druckresistenz zu gewährleisten, nur ziemlich unzureichend möglich.
[0006] Bei einem anderen Vorschlag sind innerhalb des Behälters zwei koaxial in Längsrichtung des Behälters sich erstreckende zylindrische Spiralen (jeweils ähnlich der Gestalt einer Schraubenfeder) als Wärmetauscher vorgeschlagen worden, von denen zumindest die äussere Spirale relativ nahe zur Behälterinnenwand angeordnet ist. Ein guter Wärmeübergang zum Wärmetauscher (hier den Spiralen) ist jedoch nur dann gegeben, wenn auch die Strömungsgeschwindigkeit hoch ist und die Rohre turbulent umströmt werden.
Dies ist zumindest bei der äusseren der beiden Spiralen nicht mehr so gut gewährleistet, ausserdem erfolgt in diesem Bereich auch keine gute Durchmischung mehr, weshalb es dort in einem unerwünschten Ausmass zur Ablagerung von Nebenprodukten kommen kann (siehe oben), die sich wiederum negativ auf die Wärmeabfuhr auswirken.
[0007] In der EP-A-1 172 138 ist schliesslich ein weiterer konstruktiver Ansatz für einen solchen Reaktor und den dazugehörigen Wärmetauscher vorgeschlagen worden, bei welchem im Innern des Reaktorbehälters entlang einer kreisförmigen Bahn grossflächige Wärmetauschplatten angeordnet sind. Die Platten stehen jeweils in einem Winkel zur Umfangsrichtung der kreisförmigen Bahn, der vorzugsweise zwischen 30 deg. und 55 deg. beträgt.
Die Platten dienen dabei nicht nur der Wärmeabfuhr, sondern sie brechen auch die Strömung am Rande des Reaktorbehälters, was die Durchmischung im Behälterinnern begünstigt. Dennoch kann sich im Randbereich, also im Bereich zwischen den Platten und dem Reaktorbehälter, eine nicht so gut durchmischte Schicht bilden, in der es zu vermehrter Ablagerung von Nebenprodukten (siehe oben) kommen kann.
Ausserdem sind solche grossflächigen Wärmetauschplatten nur begrenzt mechanisch belastbar und können, insbesondere bei einem Betrieb unter hohem Druck und beim Auftreten von Resonanzschwingungen, Risse bekommen, wodurch die Funktion des Reaktors bzw. des Wärmetauschers erheblich beeinträchtigt sein kann.
[0008] Die Aufgabe der nachfolgenden Erfindung ist es daher, einen Wärmetauscher vorzuschlagen, der eine hohe mechanische Beständigkeit, insbesondere eine hohe Druckfestigkeit, aufweist und dessen Wärmeaustauschfläche möglichst gross ist. Ausserdem sollen schlecht durchmischte Zonen im Reaktorbehälter, insbesondere im Randbereich, verhindert werden.
[0009] Die Aufgabe wird erfindungsgemäss durch einen Wärmetauscher gelöst, wie er durch den unabhängigen Patentanspruch charakterisiert ist.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Wärmetauschers ergeben sich aus den Merkmalen der abhängigen Patentansprüche.
[0010] Insbesondere umfassen die Wärmetauschelemente des erfindungsgemässen Wärmetauschers mehrere, beispielsweise vier, in Richtung der Längsachse des Wärmetauschelements, beispielsweise vertikal, angeordnete Rohre. Die Rohre eines einzelnen Wärmetauschelements sind an ihren einen, beispielsweise den unteren Enden, mit einem ersten Sammler verbunden und an ihren anderen, beispielsweise den oberen Enden, mit einem zweiten Sammler.
Ein solcher Wärmetauscher zeichnet sich durch eine hohe mechanische Beständigkeit aus, die Wärmetauschfläche ist gross gestaltet und es wird eine Verwirbelung bis in die Randbereiche des Reaktorbehälters erzeugt, die für eine gute Durchmischung der Reagenzien sorgt.
[0011] Der erste Sammler eines Wärmetauschelements kann mit der Zuführleitung und der zweite mit der Abführleitung verbunden sein, sodass die Wärmetauschelemente in Betrieb von einem Wärmetauschmedium durchströmt werden. Das gradlinige Durchströmen der Wärmetauschelemente mit dem Wärmetauschmedium erlaubt dabei hohe Strömungsgeschwindigkeiten und somit einen besseren Austausch von Wärme.
Insbesondere ist das vertikale Durchströmen vorzugsweise von unten nach oben insofern vorteilhaft, als auf diese Weise bei Verwendung einer Flüssigkeit als Wärmetauschmedium im Betrieb keine Luft in den Rohren vorhanden sein kann, was einen besseren Austausch von Wärme zur Folge hat.
[0012] Sämtliche ersten Sammler der Wärmetauschelemente können dabei mit einer ersten gemeinsamen Sammelleitung und sämtliche zweiten Sammler mit einer zweiten gemeinsamen Sammelleitung verbunden sein. Die Sammelleitungen können dabei ähnlich verlaufen wie die Bahn, entlang welcher die Wärmetauschelemente angeordnet sind, beispielsweise kreisförmig, und sind ihrerseits mit der Zu- bzw. Abführleitung verbunden. Solche Sammelleitungen haben den Vorteil, dass nicht alle Wärmetauschelemente bzw. deren Sammler einzeln an die Zu- bzw.
Abführleitung angeschlossen werden müssen, was die Konstruktion des Wärmetauschers vereinfacht, und dass die Strömungsverhältnisse in den Wärmetauschelementen über den ganzen Wärmetauscher konstant sind.
[0013] In den Rohren der Wärmetauschelemente kann jeweils ein Verdrängungskörper angeordnet sein. Er dient einerseits dazu, möglichst viel Kontaktfläche zwischen z.B. einem Kühlmedium als Wärmetauschmedium und einem zu kühlenden Medium pro Volumeneinheit Kühlmedium zu schaffen und damit die Effizienz des Wärmetauschs zu erhöhen. Andererseits dient er dazu, bei gleichbleibendem Leitungsdruck in den Zu- bzw.
Abführleitungen die Strömungsgeschwindigkeit in den Wärmetauschelementen zu vergrössern und damit die Kühlleistung des Wärmetauschers zu verbessern, weil das erwärmte Kühlmedium rasch abgeführt wird und sofort wieder neues kaltes Kühlmedium durch die Rohre strömt.
[0014] Der erfindungsgemässe Wärmetauscher kann entweder mit einem korrosionsresistenten, insbesondere inert, ausgebildeten Material, beispielsweise Titan, ummantelt sein oder aus einem solchen Material bestehen. Damit wird verhindert, dass der Wärmetauscher durch die Reaktion beschädigt wird, und dass zusätzliche unerwünschte Nebenprodukte entstehen.
[0015] Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Reaktor, insbesondere einen Oxidationsreaktor, mit einem Reaktorbehälter, in welchem ein vorstehend näher spezifizierter Wärmetauscher angeordnet ist.
Solche Reaktoren eignen sich insbesondere - wie eingangs erwähnt - für die Synthese von Vitamin E und dort speziell für die Zwischenstufe der Oxidation von Trimethylphenol zu Trimethylchinon.
[0016] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung mit Hilfe der schematischen Zeichnung. Es zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>einen Reaktorbehälter mit einem Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Wärmetauschers,
<tb>Fig. 2<sep>eine Aufsicht auf den geöffneten Reaktorbehälter aus Fig. 1,
<tb>Fig. 3<sep>eine Ansicht eines einzelnen Wärmetauschelements des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Wärmetauschers aus Fig. 1,
<tb>Fig. 4<sep>Eine Ansicht von unten an die erste Sammelleitung des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Wärmetauschers aus Fig. 1, und
<tb>Fig. 5<sep>einen Schnitt durch ein einzelnes Rohr eines Wärmetauschelements gemäss Fig. 3, in welchem ein Verdrängungskörper angeordnet ist.
[0017] In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel eines Reaktorbehälters 1 mit einem erfindungsgemässen Wärmetauscher dargestellt, wie er beispielsweise bei der exotherm ablaufenden Oxidation von Trimethylphenol zu Trimethylchinon in einer Lösung eingesetzt werden kann. Der Wärmetauscher umfasst mehrere kreisförmig um die Längsachse 10 des Reaktorbehälters 1 angeordnete Wärmetauschelemente 2 (siehe auch Fig. 2), zwei die Wärmetauschelemente 2 verbindende Sammelleitungen 30 bzw. 31, mehrere Zuführleitungen 4 und mehrere Abführleitungen 5. Die Wärmetauschelemente 2 sind vertikal im Randbereich des Reaktorbehälters 1 angeordnet.
Als Wärmetauschmedium kann Industriekühlwasser verwendet werden, welches durch die Zuführleitungen 4 über eine untere, erste Sammelleitung 30 in die ersten Sammler 21 und von dort in die Rohre 20 der Wärmetauschelemente 2 gefördert wird. Es strömt von unten nach oben vertikal durch die Rohre 20 und nimmt dabei über die Rohrwand 201 (Fig. 5) Wärme aus der Lösung auf. Das aufgewärmte Industriekühlwasser strömt durch die zweiten Sammler 22 über eine obere, zweite Sammelleitung 31 in die Abführleitungen 5 und wird aus dem Reaktorbehälter 1 abtransportiert.
[0018] Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf den geöffneten Reaktorbehälter 1. Die hier beispielhaft gezeigten dreissig Wärmetauschelemente 2 sind in einem Winkel alpha von etwa fünfundvierzig Grad zur Umfangrichtung angeordnet.
Dadurch übernehmen die Wärmetauschelemente 2 zusätzlich zu ihrer Hauptfunktion, dem Kühlen, eine wichtige Rolle beim Durchmischen der Lösung mit dem in den Reaktor geförderten Sauerstoff, indem die durch einen Rührer erzeugte Strömung im Randbereich des Reaktorbehälters 1 gebrochen wird. Dadurch entstehen zusätzliche Verwirbelungen, was eine gesamthaft verbesserte Durchmischung zur Folge hat. Fig. 2 zeigt auch, dass die Wärmetauschelemente 2 hier von insgesamt vier Zuführleitungen 4 mit Kühlwasser gespeist werden und dieses Kühlwasser über vier Abführleitungen 5 wieder aus den Wärmetauschelementen 2 abgeführt wird.
[0019] Fig. 3 zeigt ein einzelnes Wärmetauschelement 2. Es umfasst einen unteren, hier horizontal angeordneten, ersten Sammler 21, der über die erste Sammelleitung 30 mit den Zuführleitungen 4 (Fig. 1) verbunden ist.
Von diesem ersten Sammler 21 gehen vier vertikal ausgerichtete Rohre 20 ab, die durch einen, hier ebenfalls horizontal angeordneten, zweiten Sammler 22 abgeschlossen sind. Dieser zweite Sammler 22 ist über die zweite Sammelleitung 31 mit den Abführleitungen 5 verbunden. Mit einem solchen Wärmetauschelement 2 wird, zusätzlich zu der bei der Beschreibung von Fig. 2 erläuterten Strömungsbrechung des gesamten Wärmetauschelements 2, an den Rohren 20 die radiale Strömung der Lösung im Reaktorbehälter 1 weiter verwirbelt.
Das führt zu einer nochmals verbesserten Durchmischung im Reaktorbehälter 1, insbesondere in den Zonen nahe des Behälterrandes, wo die Strömung ansonsten weniger verwirbelt und damit die Durchmischung schlechter ist als im Zentrum des Reaktorbehälters 1.
[0020] Fig. 4 zeigt die erste, hier kreisförmig ausgebildete, Sammelleitung 30, wie sie mit den Wärmetauschelementen 2 und den Zuführleitungen 4 (Fig. 1) verbunden ist. Das Kühlwasser wird über vier Zuführverbindungen 32 in die erste Sammelleitung 30 befördert. Die erste Sammelleitung 30 dient dazu, die vier Zuführleitungen 4 (Fig. 1) über die Anschlussleitungen 33 mit den dreissig Wärmtauschelementen 2 (Fig. 3) zu verbinden und gleichmässig mit Kühlwasser zu versorgen.
Entsprechend der in Fig. 4 gezeigten ersten Sammelleitung 30 kann auch die zweite Sammelleitung 31 zum Abtransportieren des Kühlwassers aus den Wärmetauschelementen 2 (Fig. 3) angeordnet werden.
[0021] In Fig. 5 ist ein einzelnes Rohr 20 eines Wärmetauschelements 2 (Fig. 3) dargestellt. Im Zentrum des Rohres ist ein Verdrängungskörper 200 angeordnet. Durch den Verdrängungskörper wird das durch das Rohr 20 strömende Kühlwasser an der Rohrwand 201 entlang geleitet. Dadurch vergrössert sich die Kontaktfläche zwischen Kühlwasser und Rohrwand 201 pro Volumeneinheit Kühlwasser im Vergleich zu einem Rohr 20 ohne Verdrängungskörper 200. Zusätzlich erhöht der Verdrängungskörper 200 bei gleichbleibendem Leitungsdruck die Strömungsgeschwindigkeit im Rohr 20, was dazu führt, dass sich das Kühlwasser weniger erwärmt.
Somit besteht ein höherer Temperaturgradient zwischen Kühlwasser und Lösung und die Kühleffizienz wird erhöht.
The invention relates to a heat exchanger according to the preamble of the independent claim and a reactor with such a heat exchanger.
Such heat exchangers are used for example in oxidation reactor vessels, as used in the synthesis of vitamin E in the form of alpha-tocopherol or alpha-tocopherol acetate, such. in the intermediate stage of the oxidation of trimethylphenol to trimethylquinone. This oxidation may be carried out in a solvent such as diethylene glycol monomethyl ether in the presence of a suitable catalyst, e.g. Copper chloride take place. The (exothermic) oxidation takes place, for example, at a temperature of about 60-105 deg. C and a pressure of, for example, about 1.3 X 10 <5> Pa.
Several aspects are important for an efficient and safe process.
For example, demanded that the reactor vessel for safety reasons up to a pressure of 40 X 10 <5> Pa is pressure-resistant. Furthermore, the reactor should be corrosion resistant and, if possible, inert. A high concentration of oxygen in the solution is desirable to avoid the formation of by-products such as copper oxalate. For this purpose, oxygen must be constantly supplied in sufficient quantity. In order to be able to transfer oxygen from the oxygen atmosphere in the container well into the solution, a large exchange area between solution and oxygen atmosphere is advantageous.
Because of the strong exothermicity of the reaction, good heat dissipation is of particular importance. For this purpose, heat exchangers are used, which should dissipate the heat of reaction quickly and reliably.
For this purpose, various constructive approaches have been proposed in the past.
For example, reactors have been proposed in which the heat exchanger comprises a spiral half-pipe coil, which is externally mounted on the container wall. In this solution, although the container is easy to clean, but a good heat dissipation due to the quite massive wall thickness of the reactor vessel (e.g.
50 mm), which is necessary to ensure sufficient pressure resistance, only possible in a rather inadequate manner.
In another proposal, two coaxial in the longitudinal direction of the container extending cylindrical coils (each similar to the shape of a helical spring) have been proposed as heat exchangers within the container, of which at least the outer coil is disposed relatively close to the container inner wall. However, a good heat transfer to the heat exchanger (here the spirals) is only given if the flow velocity is high and the tubes are circulated around turbulent.
This is no longer so well guaranteed at least in the outer of the two spirals, moreover, there is no good mixing in this area, which is why it can come there to an undesirable extent for the deposition of by-products (see above), which in turn has a negative impact on the Heat dissipation impact.
In EP-A-1 172 138 a further constructive approach for such a reactor and the associated heat exchanger has finally been proposed, in which large-area heat transfer plates are arranged in the interior of the reactor vessel along a circular path. The plates are each at an angle to the circumferential direction of the circular path, preferably between 30 °. and 55 deg. is.
The plates not only serve to dissipate heat, but they also break the flow at the edge of the reactor vessel, which promotes mixing in the interior of the vessel. Nevertheless, in the edge region, ie in the area between the plates and the reactor vessel, a layer which is not so well mixed can form in which increased deposition of by-products (see above) can occur.
In addition, such large-area heat transfer plates have only limited mechanical load and can, especially when operating under high pressure and the occurrence of resonant vibrations, get cracks, whereby the function of the reactor or the heat exchanger can be significantly affected.
The object of the following invention is therefore to propose a heat exchanger having a high mechanical resistance, in particular a high compressive strength, and whose heat exchange surface is as large as possible. In addition, poorly mixed zones in the reactor vessel, in particular in the edge region, should be prevented.
The object is achieved according to the invention by a heat exchanger, as characterized by the independent claim.
Advantageous embodiments of the inventive heat exchanger resulting from the features of the dependent claims.
In particular, the heat exchange elements of the inventive heat exchanger comprise a plurality, for example, four, in the direction of the longitudinal axis of the heat exchange element, for example, vertically arranged tubes. The tubes of a single heat exchange element are connected at their one, for example the lower ends, with a first header and at their other, for example the upper ends, with a second header.
Such a heat exchanger is characterized by a high mechanical resistance, the heat exchange surface is made large and it is produced a swirling into the edge regions of the reactor vessel, which ensures a good mixing of the reagents.
The first collector of a heat exchange element may be connected to the feed line and the second to the discharge line, so that the heat exchange elements are flowed through in operation by a heat exchange medium. The straight flow through the heat exchange elements with the heat exchange medium allows high flow velocities and thus a better exchange of heat.
In particular, the vertical flow preferably from bottom to top is advantageous in that in this way when using a liquid as the heat exchange medium in operation, no air in the tubes may be present, resulting in a better exchange of heat result.
All first collector of the heat exchange elements can be connected to a first common manifold and all second collector with a second common manifold. The manifolds may be similar to the path along which the heat exchange elements are arranged, for example, circular, and in turn are connected to the supply and discharge line. Such manifolds have the advantage that not all heat exchange elements or their collector individually to the Zu- or
Drainage line must be connected, which simplifies the construction of the heat exchanger, and that the flow conditions in the heat exchange elements over the entire heat exchanger are constant.
In each case a displacement body can be arranged in the tubes of the heat exchange elements. On the one hand, it serves to maximize the contact surface between e.g. to provide a cooling medium as a heat exchange medium and a medium to be cooled per unit volume of cooling medium and thus to increase the efficiency of the heat exchange. On the other hand, it serves, with constant line pressure in the Zu- or
Discharge lines to increase the flow velocity in the heat exchange elements and thus to improve the cooling capacity of the heat exchanger, because the heated cooling medium is dissipated quickly and immediately new cold cooling medium flows through the pipes.
The inventive heat exchanger can either be coated with a corrosion-resistant, in particular inert, formed material, such as titanium, or consist of such a material. This prevents the heat exchanger from being damaged by the reaction and additional unwanted by-products.
Another aspect of the invention relates to a reactor, in particular an oxidation reactor, with a reactor vessel in which a heat exchanger specified in more detail above is arranged.
Such reactors are particularly suitable - as mentioned above - for the synthesis of vitamin E and there especially for the intermediate stage of the oxidation of trimethylphenol to trimethylquinone.
Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the following description of an embodiment of the invention with the aid of the schematic drawing. Show it:
<Tb> FIG. 1 <sep> a reactor vessel with an embodiment of a heat exchanger according to the invention,
<Tb> FIG. 2 <sep> is a plan view of the opened reactor vessel of FIG. 1,
<Tb> FIG. 3 <sep> is a view of a single heat exchange element of the exemplary embodiment of the heat exchanger according to the invention from FIG. 1,
<Tb> FIG. 4 <sep> A view from below of the first manifold of the embodiment of the inventive heat exchanger of FIG. 1, and
<Tb> FIG. 5 <sep> is a section through a single tube of a heat exchange element according to FIG. 3, in which a displacement body is arranged.
In Fig. 1, an embodiment of a reactor vessel 1 is shown with a heat exchanger according to the invention, as it can be used for example in the exothermic oxidation of trimethylphenol to trimethylquinone in a solution. The heat exchanger comprises a plurality of circularly arranged around the longitudinal axis 10 of the reactor vessel 1 heat exchange elements 2 (see also Fig. 2), two heat transfer elements 2 connecting manifolds 30 and 31, multiple feed lines 4 and a plurality of discharge lines 5. The heat exchange elements 2 are vertically in the edge region of Reactor vessel 1 is arranged.
As a heat exchange medium industrial cooling water can be used, which is conveyed through the supply lines 4 via a lower, first manifold 30 into the first collector 21 and from there into the tubes 20 of the heat exchange elements 2. It flows vertically from bottom to top through the tubes 20 and absorbs heat from the solution via the tube wall 201 (FIG. 5). The heated industrial cooling water flows through the second collector 22 via an upper, second manifold 31 in the discharge lines 5 and is removed from the reactor vessel 1.
Fig. 2 shows a plan view of the open reactor vessel 1. The thirty shown here by way of example heat exchange elements 2 are arranged at an angle alpha of about forty-five degrees to the circumferential direction.
As a result, the heat exchange elements 2, in addition to their main function of cooling, play an important role in mixing the solution with the oxygen delivered to the reactor by breaking the flow generated by a stirrer in the edge region of the reactor vessel 1. This creates additional turbulence, resulting in an overall improved mixing. Fig. 2 also shows that the heat exchange elements 2 are fed here by a total of four supply lines 4 with cooling water and this cooling water is discharged via four discharge lines 5 again from the heat exchange elements 2.
3 shows a single heat exchange element 2. It comprises a lower, here horizontally arranged, first collector 21, which is connected via the first manifold 30 to the supply lines 4 (FIG. 1).
From this first collector 21 go four vertically aligned tubes 20, which are completed by a, here also horizontally arranged, second collector 22. This second collector 22 is connected via the second manifold 31 to the discharge lines 5. With such a heat exchange element 2, in addition to the flow refraction of the entire heat exchange element 2 explained in the description of FIG. 2, the radial flow of the solution in the reactor vessel 1 continues to be swirled on the tubes 20.
This leads to a further improved mixing in the reactor vessel 1, in particular in the zones near the edge of the container, where the flow otherwise less swirled and thus the mixing is worse than in the center of the reactor vessel. 1
Fig. 4 shows the first, here circular, manifold 30, as it is connected to the heat exchange elements 2 and the feed lines 4 (Fig. 1). The cooling water is conveyed via four feed connections 32 into the first manifold 30. The first collecting line 30 serves to connect the four supply lines 4 (FIG. 1) via the connection lines 33 to the thirty heat exchange elements 2 (FIG. 3) and to supply them uniformly with cooling water.
According to the first manifold 30 shown in Fig. 4, the second manifold 31 for removing the cooling water from the heat exchange elements 2 (Fig. 3) can be arranged.
In Fig. 5, a single tube 20 of a heat exchange element 2 (Fig. 3) is shown. In the center of the tube, a displacement body 200 is arranged. By the displacement body flowing through the pipe 20 cooling water is passed along the pipe wall 201 along. This increases the contact area between cooling water and tube wall 201 per unit volume of cooling water compared to a tube 20 without displacement body 200. In addition, the displacement body 200 increases the flow rate in the tube 20 with constant line pressure, which causes the cooling water to heat less.
Thus, there is a higher temperature gradient between cooling water and solution and the cooling efficiency is increased.