DE1642996B1 - Reaktionsapparat mit ringfoermigem Kontaktrohrbuendel und Waermeaustauscher - Google Patents

Description

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Bei Reaktionsapparaten verwendet man zur Durch- Fig. 1 zeigt einen Reaktionsapparat mit einem

führung von endothermen oder exothermen Reak- ringförmigen Kontaktrohrbündel 1. Diese mit einem

tionen über Katalysatoren Wärmeaustauscher, welche Katalysator gefüllten Rohre sind an ihrem oberen

diesem ein Heizmittel bzw. Kühlmittel zuführen und und unteren Ende in je einem Rohrboden 2, 3 be-

dasselbe anschließend wieder auf die erforderliche 5 festigt. Über bzw. unter diesen Rohrboden befindet

Ausgangstemperatur zurückbringen; die freiwerdende sich als Abschluß des Apparates je eine Haube 4, 5,

Wärme wird meistens in Form von Dampf wieder die mit Anschlußstutzen 6, 7 für den Eintritt bzw.

nutzbar gemacht. Austritt der durch die Rohre 1 geleiteten Reaktions-

Bekannt sind Reaktionsapparate mit einem ring- gase versehen sind.

förmig um ein zentrales Leitrohr angeordneten Kon- io Oberhalb des Kontaktrohrbündels 1 ist ein Wärmetaktrohrbündel mit quer dazu liegenden Verteiler- austauscher 8 angeordnet, der ebenfalls in Form platten, einem Wärmeaustauscher und einer aus Pro- eines ringförmigen Rohrbündels ausgebildet ist. In peller und Antriebsmotor bestehenden Umwälzein- dem zentralen Innenraum dieses Rohrbündels berichtung für ein im Kreislauf geführtes Wärmeaus- rindet sich ein Propeller 9, der mit einigem Abstand tauschmittel (deutsche Patentschriften 1064 922 und 15 von einem Leitrohr 10 umgeben ist. Dieses Leitrohr 1181177). Eine solche Bauart läßt jedoch nur den erstreckt sich vom oberen Ende des Wärmeaustau-Einbau eines Wärmeaustauschers mit relativ geringer schers 8 bis zu der unteren von zwei horizontalen, Oberfläche zu, weil dieser innerhalb des Leitrohres ringförmigen Verteilerplatten 11,12, die in an sich angeordnet ist. Außerdem muß für den vorzugsweise bekannter Weise in einigem Abstand von den beiden von bzw. nach oben erfolgenden Ein- und Ausbau 20 Rohrboden 2, 3 die einzelnen Rohre des Kontaktdes Wärmeaustauschers unter Berücksichtigung rohrbündels 1 zwecks möglichst gleichmäßiger Beder dafür erforderlichen Montageeinrichtung eine aufschlagung aller dieser Rohre durch das dort ententsprechend große freie Höhe oberhalb des Kon- sprechend den eingezeichneten Pfeillinien radial zutaktrohrbündels und der zugehörigen oberen Haube und abgeleitete Wärmeaustauschmittel mit radial von vorgesehen sein. __ 25 innen nach außen breiter werdenden ringförmigen

Bekannt ist ferner die Anordnung eines Wärme- Durchtrittsquerschnitten umgeben. In dem Bereich austauschers seitlich neben dem Reaktionsapparat zwischen den beiden Verteilerplatten 11,12 ist das (deutsche Patentschrift 864 394). Auch diese Bauart Leitrohr 10 nach unten hin konisch erweitert. In dem eignet sich nur für einen verhältnismäßig geringen gleichen Bereich ist das Leitrohr 10 von einem zwei-Wärmeaustausch. Außerdem ist bei der seitlichen 3° ten, zylindrischen Leitrohr 13 umgeben, das die Anordnung des Wärmeaustauschers, wie sie dort in innere Begrenzung der Verteilerplatte 11, 12 und des der Zeichnung dargestellt ist, kein von der Ofen- vom Wärmeaustauschmittel durchströmten Raumes mitte nach außen gleichmäßig verlaufender Kühl- zwischen den Kontaktrohren bildet,
mittelstrom gegeben, der die angestrebte gleich- Vom oberen Ende des Kontaktrohrbündels 1 gemäßige Temperaturverteilung im Reaktionsofen ge- 35 langt das Wärmeaustauschmittel durch einen nach währleistet. Ferner kann der Reaktor im Bereich der innen durch das Leitrohr 10 begrenzten Ringraum 14 Zuführungsrohre nicht berohrt werden, was ungleich- zu dem darüber angeordneten Wärmeaustauscher 8. mäßige Temperaturverteilung in den Rohrbündel- Nach dem Durchströmen der Wärmeaustauschergruppen zur Folge hat und größere Außenabmessun- rohre wird das Kühl- oder Heizmedium — je nachgen des Reaktors erforderlich macht. Schließlich ist 40 dem, ob es sich um einen exothermen oder endoder Kühlmittelraum, bei der letztgenannten Bauart thermen Prozeß handelt — von oben her dem Pronur teilweise mit Kühlmittel gefüllt, was erfahrungs- peller 9 zugeführt und von diesem durch das Leitgemäß Korrosionen an den Rohren und Rohrboden rohr 10 abwärts zum wiederholten Umströmen des durch das Vorhandensein von Sauerstoff zur Folge Kontaktrohrbündels 1 in Umlauf gebracht. Der Anhat. 45 trieb des Propellers erfolgt durch ein oberhalb des

Zum Unterschied davon soll mit der Erfindung Wärmeaustauschers 8 ortsfest angeordnetes Rühreine Bauart von Reaktionsapparaten geschaffen wer- werk mit Motor 15.

den, bei der die Mangel der bekannten Bauarten Zur Wiederherstellung der Ausgangstemperatur

vermieden werden. Die Erfindung besteht, ausgehend des im Kreislauf geführten Wärmeaustauschmittels

von dem zuerst genannten Stand der Technik, im 50 ist der außerhalb der Wärmeaustauschrohre liegende

wesentlichen darin, daß der Wärmeaustauscher und Raum des Wärmeaustauschers 8 mit zwei Anschluß-

die Umwälzeinrichtung oberhalb des Kontaktrohr- leitungen 16,17 für den Eintritt von Wasser bzw.

bündeis angeordnet sind, wobei der Propeller vom den Austritt von Dampf — oder umgekehrt — ver-

Leitrohr umgeben ist, das sich vom oberen Ende des sehen.

Wärmeaustauschers bis zur unteren Verteilerplatte 55 Fig. 2 zeigt eine etwas andere Ausführung, die

erstreckt. sich von der Ausführung gemäß F i g. 1 allerdings

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist der nur dadurch unterscheidet, daß die Rohre des ober-

Propeller der Umwälzeinrichtung innerhalb des in halb des Kontaktrohrbündels 1 angeordneten Wärme-

an sich bekannter Weise ringförmig ausgebildeten austauschers 18 von dem entsprechend den Pfeil-

und konzentrisch zu dem Kontaktrohrbündel liegen- 60 linien im Kreislauf geführten Wärmeaustauschmittel

den Wärmeaustauschers angeordnet. umströmt werden, während die für den Eintritt von

Beim Betrieb des Reaktionsapparates wird das Wasser bzw. den Austritt von Dampf dienenden An-Rohrbündel des Wärmeaustauschers von dem aus Schlußleitungen 16,17 mit einem unteren bzw. obedem Bereich des Kontaktrohrbündels von unten her ren ringförmigen Sammelkasten 19 bzw. 20 der zugeführten Wärmeaustauschmittel in Aufwärts- 65 Wärmeaustauscherrohre in Verbindung stehen,
richtung durch- oder umströmt. "" Alle übrigen Bauteile sind mit den gleichen Bein der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen zugszeichen versehen wie in Fig. 1.
des Erfindungsgegenstandes beispielsweise dargestellt. Die Vorteile dieser neuen Gesamtbauart eines

Reaktionsapparates bestehen darin, daß für Produkte mit hoher Wärmetönung eine beliebig große Kühlfläche des Wärmeaustauschers durch Verlängerung seiner Rohre oder/und Vergrößerung seines Durchmessers erreicht werden kann, ohne den Raumbedarf des Kontaktrohrbündels vergrößern zu müssen. Der Wärmeaustauscher kann abnehmbar oder auch fest angeordnet sein, da er ohnehin leicht zugänglich ist. Da die Umwälzeinrichtung im Oberteil angeordnet und die Umwälzrichtung im Leitrohr nach unten vorgesehen ist, braucht die Förderhöhe der Pumpe nur für die Überwindung der Widerstände im Reaktionsofen und im Wärmeaustauscher ausgelegt werden. Die Anschlußleitungen 16,17 für die Zu- bzw. Abführung von Wasser und Dampf können nach oben oder seitlich angebaut sein.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Reaktionsapparat mit einem ringförmig um ein zentrales Leitrohr angeordneten Kontaktrohrbündel mit quer dazu liegenden Verteilerplatten, einem Wärmeaustauscher und einer aus Propeller und Antriebsmotor bestehenden Umwälzeinrichtung für ein im Kreislauf geführtes Wärmeaustauschmittel, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher (8,18) und die Umwälzeinrichtung (9,15) oberhalb des Kontaktbündels (1) angeordnet sind, wobei der Propeller (9) vom Leitrohr (10) umgeben ist, das sich vom oberen Ende des Wärmeaustauschers (8,18) bis zur unteren Verteilerplatte (12) erstreckt.

2. Reaktionsapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Propeller (9) innerhalb des in an sich bekannter Weise ringförmig ausgebildeten und konzentrisch zu dem Kontaktrohrbündel (1) liegenden Wärmeaustauschers (8; 18) angeordnet ist.

3. Verfahren zum Betrieb eines Reaktionsapparates nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrbündel des Wärmeaustauschers (8; 18) von dem aus dem Bereich des Kontaktrohrbündels (1) von unten her zugeführten Wärmeaustauschmittel in Aufwärtsrichtung durch- oder umströmt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen