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In
der
DE 198 52 894
A1 ist eingangs ausführlich
die Gewinnung von gasförmigen
Produkten, wie z.B. Phthalsäureanhydrid
(PSA), durch katalytische Gasphasenreaktion mit Hilfe der hierfür üblichen
Röhrenreaktoren
beschrieben. Ergänzend
zu den Eigenschaften der für
eine derartige Gewinnung eingesetzten Vorrichtung besteht eine weitere
Eigenart darin, dass die an den Katalysatorkörpern entstehende Reaktionswärme durch
zwei hintereinander geschaltete Konvektionswärmeübergänge übertragen wird. Ein Konvektionswärmeübergang
ist derjenige von den Katalysatorkörpern an das Reaktionsgas und
der zweite Konvektionswärmeübergang
der vom Reaktionsgas an eine Rohrinnenwand. Auf diese Weise findet
die Reaktion in einem vergleichsweise großen Temperaturfenster zwischen
400 °C und 450 °C statt.
Die Folge dieses großen
Temperaturfensters, welches teilweise sogar noch höher als
450 °C sein
kann, ist die, dass unerwünschte
Nebenprodukte entstehen und demzufolge die angestrebte Ausbeute
an z.B. PSA sinkt.
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Aus
der
DE 198 52 894
A1 ist ferner ein Stufenreaktor mit horizontalem Gasstrom
bekannt. In Längsrichtung
des Stufenreaktors sind mehrere Katalysator- und Kühlelemente
abwechselnd mit Abstand eingegliedert. Ein derartiger Stufenreaktor
hat die Eigenschaft, dass in den ungekühlten Katalysatorelementen
die Reaktionstemperatur ansteigt und erst in den Kühlelementen
wieder rückgekühlt wird.
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Des
Weiteren zählt
durch die
DD 275 572
A3 ein Reaktor mit senkrechtem Gasstrom von oben nach unten
und horizontalen, mit einer Katalysatormasse beschichteten Rohren
zum Stand der Technik. Auch hierbei sind abwechselnd aufeinander
folgend gekühlte
Kontaktzonen und ausschließliche Kühlzonen
vorgesehen.
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Die
Reaktionstemperatur wird durch den zirkulierenden Wärmeträger und
durch die Menge des Einsatzstoffs geregelt. Ein derartiger Reaktor
weist insbesondere bei den handelsüblichen großen Einheiten (bis ca. 150.000
kg/h) die Eigenschaft auf, dass die einzelnen waagerechten Rohrpakete
aufgrund ihres hohen Gewichts nicht oder nur sehr aufwendig in das
Gehäuse
des Reaktors montiert und auch demontiert werden können. Eine
Demontage und anschließende
Wiedermontage ist aber nach einiger Betriebszeit des Reaktors für das Erneuern
der Katalysatormasse erforderlich. Im Gehäuse wären mithin für die Montage
und Demontage der einzelnen Rohrbündel aufwendige Einbauten wie
Schienen, Führungen
und Rollen notwendig mit der Folge, dass diese sich aufgrund der
hohen Reaktionstemperatur verziehen und verklemmen können. Außerdem kann sich
auf den ungekühlten
Einbauten Abrieb der Katalysatormasse in Form von Staub ablagern
und ungekühlte
Gasreaktionen mit unerwünschten
Reaktionsprodukten bis hin zum Reaktorbrand hervorrufen.
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Zum
Stand der Technik sind auch die
DE 3 513 912 A1 zu nennen betreffend einen
Reaktor, wobei ein Wärmetauscher
zur Dampferzeugung und der andere Wärmetauscher zur Überhitzung
eines gas- oder dampfförmigen
Kühlmittels
vorgesehen ist. Auch die WO 01/32301 A1 betrifft einen Wärmetauscher,
bei welchem die Wärmetauscherplatten
zu Modulen zusammengefasst sind und an ihren vom Reaktionsgemisch überströmten Außenseiten
katalytisch beschichtet sind. Ähnliche
Ansätze
sind aus der
DE 903 986
B sowie der
DE
1 021 337 A bekannt.
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Verdampferanordnungen
mit konzentrischen Rohren zählen
in ihrer grundsätzlichen
Ausbildung durch die
DE
376 713 B sowie die JP S60-91101 A zum Stand der Technik.
Hinsichtlich der Ausgestaltung der Wärmetauscherelemente ist auch
die
DE 1 0040 209
A1 zu nennen, bei welcher ebene Platten verwendet werden,
auf deren Oberflächen
mindestens teilweise Katalysatoren angeordnet sind. Die unmittelbare
Kühlung
der einen Katalysator tragenden Reaktionselemente ist auch Gegenstand
der
US 4 043 945 .
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Der
Erfindung liegt – ausgehend
vom Stand der Technik – die
Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Gewinnung von gasförmigen Produkten
durch katalytische Gasphasenreaktion eines Gemischs aus einem Einsatzstoff
und Luft zu schaffen, deren Betrieb in einem sehr engen Temperaturfenster
von nicht mehr als 10 K gehalten werden kann und bei welcher die
Erneuerung der Katalysatormasse mit einfachen Mitteln sowie kurzfristig
problemlos durchführbar
ist.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den Merkmalen des Patentanspruchs
1.
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Danach
umfasst die Vorrichtung (Reaktor) zunächst ein sich horizontal erstreckendes
längliches Gehäuse. Dieses
Gehäuse
weist bis auf die Eintrittshaube für das Gemisch sowie die Austrittshaube
für das
Reaktionsgas einen rechteckigen Querschnitt auf. Benachbart zur
Eintrittshaube für
das Gemisch ist in das Gehäuse
in senkrechter Anordnung ein Heizmodul integriert, welches den Querschnitt
des Gehäuses
weitgehend ausfüllt.
Dieses Heizmodul dient der Erhitzung des über die Eintrittshaube in das Gehäuse strömenden Gemischs
auf die Anspringtemperatur des Reaktors. Dazu ist das Heizmodul
an eine beliebige, gegebenenfalls externe, Heizquelle, bevorzugt
jedoch im geschlossenen Kreislauf derart an einen Speicher mit einer
flüssigen
und einer gasförmigen
Phase angeschlossen, dass die flüssige Phase
das Heizmedium für
das Gemisch bildet.
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Im
axialen Abstand zum Heizmodul sind in Strömungsrichtung des Gemischs
gesehen mehrere Reaktionsmodule in jeweils senkrechter Anordnung mit
axialem Abstand zueinander auswechselbar in das Gehäuse eingegliedert.
Auch die Reaktionsmodule sind im wesentlichen dem Querschnitt des
Gehäuses
angepasst.
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Sie
weisen innenseitig einen fluidischen Wärmeträger führende, vertikal verlaufende,
umfangsseitig berippte Reaktionsrohre auf, die außenseitig
vollflächig
mit einer Katalysatormasse beschichtet sind.
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Dadurch,
dass die Reaktionsmodule einzeln auswechselbar im Gehäuse gelagert
sind, können sie
auch problemlos, insbesondere mit einem Kran, nach oben aus dem
Gehäuse
gezogen und nach Erneuerung der Katalysatormasse wieder in das Gehäuse eingesetzt
werden.
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Die
Eintrittsbereiche des flüssigen
Wärmeträgers in
die Reaktionsrohre einerseits und die Austrittsbereiche des dampfförmigen Wärmeträgers aus den
Reaktionsrohren andererseits sind jeweils getrennt voneinander mit
dem Speicher verbunden. Auch dies erleichtert den Austausch der
Reaktionsmodule, welche einzeln, gruppenweise oder auch bei Bedarf
alle gemeinsam ausgebaut, von der verbrauchten Katalysatormasse
befreit und anschließend
wieder neu mit einer Katalysatormasse beschichtet eingebaut werden
können.
Ferner kann es beispielsweise vorteilhaft sein, beschichtete Reaktionsmodule
auf Vorrat bereitzuhalten, so dass ein Austausch gegen Reaktionsmodule
mit verbrauchten Katalysatormassen ohne wesentlichen Zeitverlust durchgeführt werden
kann.
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Der
Wärmeträger gelangt
in flüssigem
Zustand in die Reaktionsrohre und wird hierin unter dem Einfluss
der Katalysatormasse verdampft, welche das Gemisch aus einem Einsatzstoff,
wie z.B. O-Xylol oder Naphthalin, und Luft zu Phthalsäureanhydrid (PSA)
oxidiert. Das Gehäuse
verlässt
mithin ein mit PSA beladenes Reaktionsgas. Der nach der Reaktion
dampfförmige
Wärmeträger gelangt
dann wieder in den Speicher. Wegen der Verdampfung des Wärmeträgers steht
für die
Wärmeabfuhr
aus der Reaktion eine sehr große
Wärmespeicherkapazität zur Verfügung. Es
können
vergleichsweise dicke Rippen an den Reaktionsrohren vorgesehen werden,
so dass die entstehende Wärme
ohne hohen Temperaturanstieg innerhalb eines engen Temperaturfensters
bis etwa 10 K abgeführt
wird. Demzufolge lässt
sich die Reaktionstemperatur sehr gut an die Ideallinie anpassen,
wodurch der bei einem Röhrenreaktor
bekannte "Hot Spot" und damit unerwünschte Temperaturen
unterdrückt
werden. Das Entstehen von unerwünschten
Nebenprodukten wird weitgehend ausgeschlossen. Die Ausbeute an z.B.
PSA kann deutlich gesteigert werden.
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Die
Reaktionsrohre des Reaktionsmoduls sind unter Bildung von im Querschnitt
kreisringförmigen
Strömungswegen
für den
Wärmeträger aus äußeren Rippenrohren
und inneren Glattrohren zusammengesetzt. Die Rippenrohre sind bodenseitig
geschlossen. Sie stehen über
ihre oberen Austrittsbereiche mit der dampfförmigen Phase in dem bevorzugt
als Dampftrommel gestalteten Speicher in Verbindung. Die Glattrohre
enden mit ihren unteren Mündungen
im Abstand vor den Böden
der Rippenrohre. Ihre oberen Eintrittsbereiche sind mit der flüssigen Phase
in der Dampftrommel verbunden.
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Dazu
sind die Rippenrohre mit ihren oberen Enden in einen Rohrboden,
z.B. durch Schweißung, eingesetzt. Über diesen
Rohrboden wölbt
sich ein Dom, der durch eine horizontale Zwischenplatte in eine
Verteilerkammer für
den flüssigen
Wärmeträger und
in eine Sammelkammer für
den dampfförmigen Wärmeträger unterteilt
ist. Die untere Sammelkammer verbindet die Austrittsbereiche der
Rippenrohre mit der dampfförmigen
Phase in der Dampftrommel, während
die obere Verteilerkammer die Eintrittsbereiche der mit ihren oberen
Enden in der Zwischenplatte festgelegten Glattrohre mit der flüssigen Phase in
der Dampftrommel verbindet. Der Dom bildet zusammen mit dem Rohrboden
Bestandteil eines Reaktionsmoduls und kann folglich komplett an
einer entsprechenden Öffnung
im Gehäuse
dicht festgelegt werden.
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Die
Reaktionsrohre sind am Boden des Gehäuses mit Spiel gehalten. Dazu
ist jeweils am Gehäuseboden
ein Nocken vorgesehen, welcher mit Spiel in eine entsprechende Ausnehmung
im Boden eines Rippenrohrs fasst. Diese Maßnahme ermöglicht es, die Berippung sehr
nahe an den oberen Rohrboden als auch nahe an den Gehäuseboden
heranzuführen.
Es wird auf diese Weise ein Bypass von Gemisch oder Reaktionsgas
zwischen dem Reaktionsmodul und dem Gehäuseboden vermieden. Außerdem wirken
die Böden
der Rippenrohre als Kühler für das Gemisch
bzw. Reaktionsgas. Damit kann es selbst bei kleinen Ansammlungen
von Katalysatorstaub in diesen Bereichen nicht zu unerwünschten Temperaturerhöhungen aufgrund
der Reaktion kommen. Auch ermöglicht
diese Halterung der Rippenrohre am Gehäuseboden die unterschiedlichen
Dehnungen des Gehäuses
und der Reaktionsrohre ohne Spannungen einwandfrei auszugleichen.
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Damit
ein weitgehend problemloser Austausch von Reaktionsmodulen mit verbrauchter
Katalysatormasse gegen neu beschichtete Reaktionsmodule gewährleistet
werden kann, weisen die Reaktionsmodule entsprechend den Merkmalen
des Patentanspruchs 2 jeweils in mindestens einer Reihe mehrere
quer zur Längsrichtung
des Gehäuses
nebeneinander angeordnete Reaktionsrohre auf. Bevorzugt sind die
Reaktionsmodule baugleich ausgeführt.
Sie können
bei Bedarf auch in zwei oder mehreren Reihen angeordnet sein.
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Gemäß Patentanspruch
3 ist der Speicher als Dampftrommel ausgebildet und oberhalb des
Gehäuses
angeordnet. Auf diese Weise kann der flüssige Wärmeträger ohne zusätzliche
Fördermaßnahmen
nach unten in die Reaktionsrohre strömen. Es ist aber auch ein Zwangsumlauf
denkbar.
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Das
Heizmodul kann nach Patentanspruch 4 aus gebündelten, U-förmig konfigurierten,
insbesondere berippten, Rohren gebildet sein. Auch hierbei sind
dann mehrere dieser U-förmig
konfigurierten Rohre quer zur Strömungsrichtung des Gemisches
in das Heizmodul integriert.
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In
Anpassung an die Auswechselbarkeit der Reaktionsmodule kann entsprechend
den Merkmalen des Patentanspruchs 5 auch das Heizmodul auswechselbar
im Gehäuse
gelagert sein.
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Nach
Patentanspruch 6 ist zwischen dem Heizmodul und dem Speicher eine
Umwälzpumpe vorgesehen.
Der Wärmeträger steht
somit in flüssiger
Form in einem Zwangsumlauf über
das Heizmodul, die flüssige
Phase in dem Speicher und die verbindenden Leitungen.
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Da
die Glattrohre vom Dom aus frei in die Rippenrohre ragen, ist es
gemäß Patentanspruch
7 von Vorteil, die Glattrohre mindestens im unteren Höhenbereich
mit umfangsseitigen Distanzelementen zu versehen, welche die kreisringförmigen Strömungswege
für den
Wärmeträger zwischen
den Glattrohren und den Rippenrohren sicherstellen. Die Distanzelemente,
insbesondere in Form von Distanzstiften, gewährleisten ausreichend große Durchströmbereiche
für den
Wärmeträger.
-
Obwohl
die vorstehend beschriebene Vorrichtung (Reaktor) in vielen Einsatzfällen entsprechend
dem jeweiligen Bedarf einzeln oder mehrfach installiert werden kann,
besteht jedoch eine für
die Praxis besonders weil wirtschaftliche Integrationsmöglichkeit
darin, dass eine solche Vorrichtung einem an sich bekannten und
bereits vorhandenen Röhrenreaktor
als erweiterndes Modul nachgeschaltet werden kann. Auf diese Weise
kann bei unverändert
bleibendem Röhrenreaktor
jedoch die Menge des Einsatzstoffes bei gleichbleibender Luftmenge erhöht und damit
die Ausbeute an gasförmigen
Produkten, wie z.B. PSA, deutlich gesteigert werden.
-
Die
Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen 1 bis 4
dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Die
anderen nachfolgend beschriebenen 5 bis 7 dienen
lediglich zur Illustrierung der beanspruchten Erfindung und sind nicht
Ausführungsformen
der Erfindung, für
die Schutz begehrt wird. Es zeigen:
-
1 im
schematischen vertikalen Längsschnitt
eine Vorrichtung zur Gewinnung von gasförmigen Produkten durch katalytische
Gasphasenreaktion;
-
2 in
vergrößertem konstruktiver
gehaltenem Maßstab
einen vertikalen Querschnitt durch die Darstellung der 1 entlang
der Linie II-II in Richtung der Pfeile IIa gesehen;
-
3 in
nochmals vergrößertem konstruktiver
gehaltenem Maßstab
einen vertikalen Querschnitt durch die Darstellung der 2 entlang
der Linie III-III in Richtung der Pfeile IIIa gesehen;
-
4 in
ebenfalls nochmals vergrößertem konstruktiverem
Maßstab
einen vertikalen Querschnitt durch die Darstellung der 2 entlang
der Linie IV-IV in Richtung der Pfeile IVa gesehen;
-
5 im
schematischen vertikalen Längsschnitt
eine Vorrichtung ähnlich
derjenigen der 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform;
-
6 einen
horizontalen Teilquerschnitt durch ein Reaktionsmodul gemäß einer
weiteren Ausführungsform
und
-
7 eine
Ansicht auf das Reaktionsmodul der 6 in Richtung
des Pfeils VII gesehen.
-
In
der 1 ist mit 1 eine Vorrichtung (Reaktor)
zur Gewinnung von gasförmigen
Produkten durch katalytische Gasphasenreaktion eines Gemischs aus
einem Einsatzstoff und Luft bezeichnet. Der Einsatzstoff ist z.B.
O-Xylol oder Naphthalin. Gewonnen werden soll Phthalsäureanhydrid
(PSA).
-
Die
Vorrichtung 1 umfasst ein sich horizontal erstreckendes
längliches
Gehäuse 2 mit
einem rechteckigen Querschnitt. An einem Ende des Gehäuses 2 ist
eine vom rechteckigen Querschnitt abweichende Eintrittshaube 3 für das gemäß dem Pfeil
in das Gehäuse 2 eintretende
Gemisch 4 vorgesehen, am anderen Ende befindet sich eine
ebenfalls vom rechteckigen Querschnitt abweichende Austrittshaube 5 für ein durch
die Reaktion im Gehäuse 2 beladenes Reaktionsgas 6.
-
Benachbart
der Eintrittshaube 3 ist in das Gehäuse 2 ein dessen Querschnitt
weitgehend ausfüllendes
Heizmodul 7 in senkrechter Anordnung vorgesehen. Das Heizmodul 7 besteht
aus gebündelten U-förmig konfigurierten,
insbesondere berippten, Rohren 8 und kann als Ganzes komplett
von oben durch eine nicht näher
veranschaulichte Öffnung
in das Gehäuse 2 eingeführt und
an der Kopfseite 9 des Gehäuses 2 festgelegt
werden. Die Rohre 8 liegen im Abstand parallel nebeneinander
quer zur Strömungsrichtung
des Gemisches 4.
-
Ein
Ende der Rohre 8 des Heizmoduls 7 ist an eine
Verteilerkammer 14 angeschlossen. Die Verteilerkammer 14 ist über eine
mit einer Umwälzpumpe 10 versehene
Leitung 11 mit einer flüssigen
Phase 12 in einem oberhalb des Gehäuses 2 liegenden Speicher
in Form einer Dampftrommel 13 verbunden. Die anderen Enden
der Rohre 8 sind an eine Sammelkammer 15 angeschlossen
und über
eine Leitung 16 ebenfalls mit der flüssigen Phase 12 verbunden. Aufgrund
der Umwälzpumpe 10 wird
ein Wärmeträger WT im
stets flüssigen
Zustand von der Dampftrommel 13 in das Heizmodul 7 und
von dem Heizmodul 7 wieder zurück in die Dampftrommel 13 gefördert.
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Mit
Hilfe des Heizmoduls 7 kann folglich das über die
Eintrittshaube 3 in das Gehäuse 2 tretende Gemisch 4 auf
die Anspringtemperatur des Reaktors 1 gebracht werden.
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Im
axialen Abstand zum Heizmodul 7 sind mehrere, beim Ausführungsbeispiel
fünf Reaktionsmodule 17 mit
gegenseitiger Distanz in Strömungsrichtung
des Gemischs 4 in das Gehäuse 2 eingegliedert
(1 und 2). Jedes Reaktionsmodul 17 bildet
eine Baueinheit und kann als solche, wie das Heizmodul 7,
nach oben durch eine entsprechende Öffnung in der Kopfseite 9 des
Gehäuses 2 aus
diesem gezogen und auch wieder eingesetzt sowie randseitig der Öffnung dicht
festgelegt werden. Die Reaktionsmodule 17 sind, wie die 2 erkennen lässt, an
den rechteckigen Querschnitt des Gehäuses 2 im wesentlichen
angepasst.
-
Jedes
Reaktionsmodul 17 weist einen Rohrboden 18 auf
(2 und 3), in den Rippenrohre 19 mehrerer
Reaktionsrohre 20 in parallelen Reihen quer zur Strömungsrichtung
des Gemischs 4 nebeneinander angeordnet mit ihren oberen
Enden 50 dicht eingesetzt sind. Der Rohrboden 18 dienet
der lösbaren
Befestigung des Reaktionsmoduls 17 an der Kopfseite 9 des
Gehäuses 2.
Die Rippen 21 der Rippenrohre 19 sind, wie die 4 erkennen
lässt,
mit einer Katalysatormasse 22 beschichtet. Auch die Oberflächenbereiche 23 des
Rippenrohrs 19 zwischen den Rippen 21 sind mit
der Katalysatormasse 22 beschichtet.
-
Die
unteren Enden der Rippenrohre 19 sind jeweils durch einen
Boden 24 verschlossen (2 und 4).
Im Boden 24 befindet sich eine Ausnehmung 25.
Diese Ausnehmung 25 dient dem Eingriff eines Nockens 26,
der am Gehäuseboden 27 befestigt
ist. Das Spiel zwischen dem Nocken 26 und der Ausnehmung 25 ist
so bemessen, dass unterschiedliche Dehnungen des Gehäuses 2 und
der Rippenrohre 19 ohne Spannungen ausgeglichen werden können.
-
Ferner
lässt die 4 erkennen,
dass zwischen dem Boden 24 eines Rippenrohr 19 und
dem Gehäuseboden 27 ein
nur minimaler Dehnungsspalt 28 vorgesehen ist.
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Die
Rippenrohre 19 werden unter Bildung von im Querschnitt
kreisringförmigen
Strömungswegen 29 für den in
den 3 und 4 mit den Pfeilen WT bezeichneten
Wärmeträger von
Glattrohren 30 durchsetzt (2 bis 4).
Die unteren Mündungen 31 der
Glattrohre 30 liegen im Abstand von den Böden 24 der
Rippenrohre 19. Ihre oberen Eintrittsenden 32 sind
in einer Zwischenplatte 33 eines jedem Reaktionsmodul 17 über seine
gesamte Erstreckung zugeordneten Doms 34 befestigt. Dadurch werden
im Dom 34 eine obere Verteilerkammer 35 für den flüssigen Wärmeträger WT und
eine untere Sammelkammer 36 für den dampfförmigen Wärmeträger WT gebildet.
Die untere Sammelkammer 36 ist, wie die 1 bis 3 erkennen
lassen, über
Leitungen 37 mit einer dampfförmigen Phase 38 in
der Dampftrommel 13 und die obere Verteilerkammer 35 ist über Leitungen 39 mit
der flüssigen
Phase 12 in der Dampftrommel 13 verbunden.
-
Die 3 und 4 lassen
ferner noch erkennen, dass die Glattrohre 30 mit radialen
Distanzstegen 40 versehen sind, welche ausreichend große Strömungsquerschnitte
für den
Wärmeträger WT gewährleisten.
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Die
in der 5 veranschaulichte Ausführungsform einer Vorrichtung 1a umfasst
ein Gehäuse 2,
das dem Gehäuse 2 der 1 entspricht.
-
Auch
das benachbart der Eintrittshaube 3 liegende Heizmodul 7 sowie
die Dampftrommel 13 entsprechen der Bauart gemäß der 1.
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Die
in Strömungsrichtung
des Gemischs 4 dem Heizmodul 7 im Gehäuse 2 folgenden
Reaktionsmodule 17a weisen jetzt Reaktionsrohre 20a in Form
von einzelnen Rippenrohren auf. Die unteren Enden der Reaktionsrohre 20a sind
an Verteilerkammern 41 angeschlossen, die mit der flüssigen Phase 12 in
der Dampftrommel 13 oberhalb des Gehäuses 2 über Leitungen 42 in
Verbindung stehen. Die oberen Enden der Reaktionsrohre 20a münden in
Sammelkammern 43, die über
Leitungen 44 mit der dampfförmigen Phase 38 in
der Dampftrommel 13 in Verbindung stehen.
-
Auch
die berippten Reaktionsrohre 20a der Ausführungsform
der 5 sind entsprechend der Darstellung der 4 außenseitig
vollständig
mit einer Katalysatormasse 22 beschichtet.
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Die 6 und 7 für die kein
Schutzbeansprucht wird zeigen kammerartige Reaktionsrohre 20b als
Bestandteile von im horizontalen Querschnitt rechteckig konfigurierten
Mehrkammerprofilen 45.
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Insgesamt
sind beim Ausführungsbeispiel
jeweils sechs Reaktionsrohre 20b pro Mehrkammerprofil 45 vorgesehen.
In das jeweils zweite Reaktionsrohr 20b von den Schmalseiten 46 der
Mehrkammerprofile 45 aus betrachtet sind Glattrohre 47 eingesetzt,
die entsprechend der Darstellung der 3 und 4 den
flüssigen
Wärmeträger WT aus
der Dampftrommel 13 in den unteren Bereich der Mehrkammerprofile 45 überführen, von
wo er in die restlichen vier Reaktionsrohre 20b übertritt
und aus diesen aufgrund der Reaktionswärme dann in dampfförmiger Form
der dampfförmigen
Phase 38 der Dampftrommel 13 zugeleitet wird.
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Die
Flachseiten 48 der Mehrkammerprofile 45 sind durch
gewellte Rippenbänder 49 miteinander verbunden.
Die Verbindung kann durch Löten
erfolgen. Auch hier sind (obwohl nicht dargestellt) sowohl die Rippenbänder 49 als
auch die Flachseiten 48 mit einer Katalysatormasse 22 beschichtet.
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Während die
nicht veranschaulichten Eintrittsenden der Glattrohre 47 wie
die Glattrohre 30 der Ausführungsform der 1 bis 4 mit
der flüssigen
Phase 12 in der Dampftrommel 13 verbunden sind,
sind die ebenfalls nicht veranschaulichten Austrittsenden der Reaktionsrohre 20b der
Mehrkammerprofile 45 mit der dampfförmigen Phase 38 in
der Dampftrommel 13 verbunden.
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Die
Mehrkammerprofile 45 mit den Rippenbändern 49 werden wie
die Reaktionsrohre 20 Reaktionsmodulen 17 in einem
Gehäuse 2 zugeordnet.
-
- 1
- Vorrichtung
- 1a
- Vorrichtung
- 2
- Gehäuse v. 1, 1a
- 3
- Eintrittshaube
v. 2
- 4
- Gemisch
- 5
- Austrittshaube
v. 2
- 6
- Reaktionsgas
- 7
- Heizmodul
in 2
- 8
- Rohre
v. 7
- 9
- Kopfseite
v. 2
- 10
- Umwälzpumpe
- 11
- Leitung
zw. 12 u. 14
- 12
- flüssige Phase
in 13
- 13
- Speicher
- 14
- Verteilerkammer
v. 7
- 15
- Sammelkammer
v. 7
- 16
- Leitung
zw. 12 u. 15
- 17
- Reaktionsmodule
- 17a
- Reaktionsmodule
- 18
- Rohrboden
v. 17
- 19
- Rippenrohre
v. 20
- 20
- Reaktionsrohre
in 17
- 20a
- Reaktionsrohre
in 17a
- 20b
- Reaktionsrohre
in 45
- 21
- Rippen
v. 19
- 22
- Katalysatormasse
- 23
- Oberflächenbereiche
v. 19
- 24
- Boden
v. 19
- 25
- Ausnehmung
in 24
- 26
- Nocken
an 27
- 27
- Gehäuseboden
- 28
- Dehnungsspalt
zw. 24 u. 27
- 29
- Strömungswege
f. WT
- 30
- Glattrohre
v. 20
- 31
- untere
Mündungen
v. 30
- 32
- Eintrittsenden
v. 30
- 33
- Zwischenplatte
in 34
- 34
- Dom
- 35
- Verteilerkammer
in 34
- 36
- Sammelkammer
in 34
- 37
- Leitungen
zw. 36 u. 38
- 38
- dampfförmige Phase
in 13
- 39
- Leitungen
zw. 35 u. 12
- 40
- Distanzstege
- 41
- Verteilerkammern
v. 17a
- 42
- Leitungen
zw. 12 u. 41
- 43
- Sammelkammern
v. 17a
- 44
- Leitungen
zw. 43 u. 38
- 45
- Mehrkammerprofile
- 46
- Schmalseiten
v. 45
- 47
- Glattrohre
in 20b
- 48
- Flachseiten
v. 45
- 49
- Rippenbänder
- 50
- obere
Enden v. 19
- WT
- Wärmeträger