DE19947803A1 - Reactor heat transfer structure - Google Patents

Reactor heat transfer structure

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DE19947803A1
DE19947803A1 DE1999147803 DE19947803A DE19947803A1 DE 19947803 A1 DE19947803 A1 DE 19947803A1 DE 1999147803 DE1999147803 DE 1999147803 DE 19947803 A DE19947803 A DE 19947803A DE 19947803 A1 DE19947803 A1 DE 19947803A1
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DE
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Application
Patent type
Prior art keywords
flat
reactor
tube
reaction chamber
reaction
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE1999147803
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German (de)
Inventor
Martin Brenner
Herbert Damsohn
Conrad Pfender
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Mahle Behr GmbH and Co KG
Original Assignee
Mahle Behr GmbH and Co KG
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28FDETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2250/00Arrangements for modifying the flow of the heat exchange media, e.g. flow guiding means; Particular flow patterns
    • F28F2250/10Particular pattern of flow of the heat exchange media
    • F28F2250/108Particular pattern of flow of the heat exchange media with combined cross flow and parallel flow

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Reaktor zur katalytischen Umsetzung eines Einsatzstoffstroms mit einer Wärmeübertragerstruktur in Rohrbündelbauweise mit wenigstens einem ersten und einem mit diesem in Wärmekontakt stehenden zweiten Wärmeübertragerraum, von denen der eine einen mit einem Umsetzungskatalysatormaterial belegten Reaktionsraum zur Umsetzung des zugeführten Einsatzstoffstroms beinhaltet. The invention relates to a reactor for the catalytic conversion of a feed stream with a heat exchanger structure in shell and tube construction having at least a first and a second with this in thermal contact Wärmeübertragerraum of which includes a one coated with a reaction catalyst material reaction chamber for reaction of the supplied feed stream. DOLLAR A Erfindungsgemäß sind in den Reaktionsraum wärmeleitende, mit dem Umsetzungskatalysatormaterial beschichtete Wellrippen eingebracht. DOLLAR A according to the invention are introduced into the reaction chamber thermally conductive, coated with the conversion catalyst material corrugated fins. DOLLAR A Verwendung z. DOLLAR A use z. B. als wasserstofferzeugender Reformierungsreaktor in mobilen Anwendungen. As a hydrogen-producing reforming reactor in mobile applications.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Reaktor zur katalyti schen Umsetzung eines Einsatzstoffstroms mit einer Wärmeüber tragerstruktur in Rohrbündelbauweise mit wenigstens einem er sten und einem mit diesem in Wärmekontakt stehenden zweiten Wärmeübertragerraum, von denen der erste einen mit einem Um setzungskatalysatormaterial belegten Reaktionsraum zur Umset zung des zugeführten Einsatzstoffstroms beinhaltet. The invention relates to a reactor for katalyti rule reacting a feed stream with a heat tragerstruktur in-tube construction with at least one he most and in thermal contact with the second Wärmeübertragerraum, the first of which a wetting with a plementation catalyst material occupied reaction chamber for imple of the supplied feed stream includes. Durch die Wärmeübertragerstruktur kann dem Reaktionsraum als einem der wenigstens zwei fluidgetrennten, miteinander in Wärmekontakt stehenden Wärmeübertragerräume je nach Bedarf Wärme zugeführt oder abgeführt werden, indem der andere Wärmeübertragerraum von einem geeigneten Temperiermedium durchströmt wird. Through the heat exchanger structure may be in thermal contact with each other Wärmeübertragerräume be supplied to heat, as required or removed to the reaction chamber as one of at least two separate fluid, by the other Wärmeübertragerraum is flowed through by a suitable temperature control. Auf diese Weise können im Reaktionsraum definierte Temperaturver hältnisse zur Durchführung endothermer, exothermer oder auto thermer Reaktionen eingestellt werden. In this way, defined in the reaction chamber can Temperaturver ratios for carrying out endothermic, exothermic or auto Thermer reactions are set.

Besonders für heterogen katalysierte Reaktionen werden Reak toren benötigt, bei denen eine möglichst große Kontaktfläche sowie eine gute Temperaturführung zwischen dem umzusetzenden Einsatzstoffstrom und dem Umsetzungskatalysatormaterial ge währleistet ist, um die Umsetzungsreaktion mit einer großen Ausbeute und Selektivität durchführen zu können. Reac tors are especially needed for heterogeneously catalyzed reactions in which the largest possible contact surface and a good temperature control between the reacted feed stream and the conversion catalyst material is ge guaranteed to perform the conversion reaction with a high yield and selectivity. Ein bekann ter Reaktortyp für diesen Anwendungszweck sind Festbettreak toren, deren Reaktionsraum mit einer Katalysatorpelletschüt tung befüllt ist. A well-ter type of reactor for this application are Festbettreak factors whose reaction chamber is filled with a catalyst pellet Shakers tung. Diese Reaktoren beanspruchen jedoch ein re lativ großes Bauvolumen und weisen eine sogenannte Randgän gigkeit auf, verursacht durch Bypass-Strömungen in der Schüt tung und zwischen den Pellets und den Reaktionsraumwänden. However, these reactors require a concentration relative large construction volume and have a so-called on Randgän dependence, caused by bypass flows in the processing Shakers and between the pellets and the reaction chamber walls. Zudem ist die Wärmeleitfähigkeit von Pelletschüttungen ver gleichsweise gering, was zu einem inhomogenen Temperaturpro fil im Reaktionsraum und als Folge hiervon zu einer geringen Ausbeute und Selektivität der Umsetzungsreaktion führen kann. In addition, the thermal conductivity of pellet beds ver same manner is low, which can lead to an inhomogeneous temperature pro fil in the reaction space and as a result a low yield and selectivity of the conversion reaction. Für bestimmte Anwendungsfälle, wie z. For certain applications, such. B. zur Durchführung was serstofferzeugender Reformierungsreaktionen in mobilen Anwen dungen, werden Reaktoren mit hoher und bei Bedarf in Strö mungsrichtung variabler Wärmestromdichte gewünscht, um eine optimale Prozeßführung und ein genügend dynamisches Betriebs verhalten des Reaktors gewährleisten zu können. B. for carrying out what applications serstofferzeugender reforming reactions in mobile applicati, reactors with high and when required in the direction of flow Strö be variable heat flux desired, to provide optimum process control and a sufficiently dynamic operating behavior to ensure the reactor.

Neben dem Einbringen des Umsetzungskatalysatormaterials als Pelletschüttung ist es bekannt, die Reaktionsrauminnenwand mit dem Umsetzungskatalysatormaterial zu beschichten. In addition to introducing the conversion catalyst material as a pellet fill it is known to coat the reaction chamber inner wall with the reaction catalyst material. Die Of fenlegungsschrift DE 196 53 991 A1 offenbart einen speziell zur Durchführung endothermer katalytischer Reaktionen ausge legten Reaktor dieses Typs, wobei die Wärmeübertragerstruktur bei diesem Reaktor aus einer monolithischen Anordnung paral lel zueinander verlaufender Reiz- und Reaktionskanäle be steht. Of the fenlegungsschrift DE 196 53 991 A1 discloses a specially designed for carrying out endothermic catalytic reactions designed reactor of this type, the heat exchanger structure is in this reactor of a monolithic arrangement paral lel to one another extending Irritation and reaction channels be. Während die Innenwandflächen der Reaktionskanäle mit dem Umsetzungskatalysatormaterial beschichtet sind, sind die Heizkanäle an ihren Innenwandflächen mit einem Verbrennungs katalysatormaterial beschichtet, um dort einen katalytischen Verbrennungsprozeß ablaufen zu lassen, durch den die reakti onsraumbildenden Reaktionskanäle aufgeheizt werden. While the inner wall surfaces of the reaction channels are coated with the reaction catalyst, the heating channels are coated catalyst material on their inner wall surfaces with a combustion to allow there to run a catalytic combustion process by which the reakti onsraumbildenden reaction channels are heated. Das durch die Verbrennung entstehende heiße Verbrennungsgas kann im Ge gen- oder Gleichstrom zur Einsatzstoffströmung in den Reakti onskanälen durch die Heizkanäle geleitet werden. The resulting from the combustion hot combustion gas can genetically in Ge or direct current to the feedstock flow into the Reakti onskanälen be passed through the heating ducts. Die Bereit stellung des Katalysatormaterials als Innenwandbeschichtung vermeidet die inhärenten Probleme von Pelletschüttungen, wie Randgängigkeit, geringe Wärmeleitfähigkeit, inhomogene Tempe raturverteilung und großes Bauvolumen, dafür ist aber die spezifische Reaktionsfläche, dh die wirksame Katalysator oberfläche relativ begrenzt, da das Umsetzungskatalysatorma terial nur an der Reaktionsrauminnenwand vorliegt. The provisioning of the catalyst material as an inner wall coating avoids the inherent problems of pellet beds, such as wall effect, low thermal conductivity, raturverteilung inhomogeneous Tempe and but large amount of space, this is the specific reaction surface, ie, the effective catalyst relatively limited surface, as the Umsetzungskatalysatorma TERIAL only on the reaction chamber inner wall is present.

Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstel lung eines Reaktors der eingangs genannten Art zugrunde, der bei gegebenem Leistungsvermögen ein relativ geringes Bauvolu men und Gewicht sowie eine hohe spezifische Reaktionsfläche unter Vermeidung von Randgängigkeitseffekten aufweisen kann. The invention is based on the technical problem the READY of a reactor of the type mentioned initially, which measures a relatively low Bauvolu for a given performance, and may have a high specific weight and reaction surface, avoiding Randgängigkeitseffekten.

Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Reaktors mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bei diesem Reaktor ist in den Reaktionsraum eine wärmeleitende Wellrip penstruktur eingebracht, die mit dem Umsetzungskatalysatorma terial beschichtet sind. The invention solves this problem by providing a reactor having the features of claim 1. In this reactor into the reaction chamber a heat-conducting Wellrip penstruktur is introduced coated material including the Umsetzungskatalysatorma. Das Aufbringen des Umsetzungskataly satormaterials kann z. The application of the Umsetzungskataly sator materials such can. B. durch Beschichten der Wellrippenflä che mit einem Wash-Coat oder durch eine Mikroporen erzeugende Oberflächenbearbeitung der Wellrippenfläche und anschließende Ein- bzw. Anlagerung des Umsetzungskatalysatormaterials in bzw. an die solchermaßen vergrößerte Wellrippenoberfläche er folgen. For example, by coating the surface Wellrippenflä with a wash coat, or through a microporous surface generating processing of the corrugated fins surface and subsequent attachment of the input or conversion catalyst material in or on the thus enlarged corrugated fin surface he follow.

Da die dergestalt beschichtete Wellrippenfläche im Reaktions raum deutlich größer sein kann als die Fläche der den Reakti onsraum nach außen begrenzenden Wandungen, wird auf diese Weise bei gegebenem Bauvolumen eine entsprechend höhere spe zifische Reaktionsfläche bereitgestellt als bei einem Reak tor, bei dem lediglich die den Reaktionsraum nach außen be grenzenden Wandungen mit dem Umsetzungskatalysatormaterial beschichtet sind. Since the thus-coated corrugated fins surface in the reaction space may be considerably larger than the area of ​​the Reakti onsraum outwardly bounding walls, is a correspondingly higher spe-specific reaction area provided in this way with a given construction volume as a gateway in a reac, in which only the the reaction space are coated to the outside walls be adjacent to the conversion catalyst material. Gleichzeitig werden beim erfindungsgemäßen Reaktor die mit einer Katalysatorpelletschüttung einhergehen den Schwierigkeiten, wie Randgängigkeit und inhomogene Tempe raturverteilung, vermieden. in the novel reactor simultaneously be associated difficulties with a catalyst pellet fill as wall effect and inhomogeneous Tempe raturverteilung avoided. Des weiteren schafft das Bereit stellen des Umsetzungskatalysatormaterials als Beschichtung von in den Reaktionsraum eingebrachten Wellrippen günstige Voraussetzungen dafür, die notwendige Wärmestromdichte lastabhängig und örtlich definiert bereitzustellen, um ein möglichst dynamisches Betriebsverhalten zu gewährleisten. Furthermore creates make the conversion catalyst material as a coating introduced into the reaction chamber corrugated fins favorable conditions for providing the necessary heat flux load-dependent and spatially defined to ensure a dynamic performance as possible the ready. Die erfindungsgemäße Reaktorbauform ist stabil gegen mechanische Belastungen und unempfindlich gegen Abrieb und Alterung des Umsetzungskatalysatormaterials. The reactor design according to the invention is stable against mechanical stress and insensitive to abrasion and aging of the implementation of the catalyst material. Der Reaktor eignet sich zur Durchführung sowohl von exothermen wie auch von endothermen oder autothermen chemischen Reaktionen, wozu ein geeignetes Temperiermedium als Heiz- oder Kühlmedium durch den mit dem Reaktionsraum in Wärmekontakt stehenden weiteren Wärmeüber tragerraum hindurchgeleitet werden kann. The reactor is suitable for conducting both exothermic as well as endothermic chemical reactions or autothermal, to which a suitable heating medium as a heating or cooling medium through the in thermal contact with the reaction chamber, further heat can be passed tragerraum.

Bei einem nach Anspruch 2 weitergebildeten Reaktor ist der Reaktionsraum vom Innenraum eines Bündels mehrerer Flachrohre gebildet, in welche mit dem Umsetzungskatalysatormaterial be schichtete Wellrippen eingebracht sind. In another embodiment of reactor according to claim 2 of the reaction space is formed by the interior of a bundle of a plurality of flat tubes, in which the conversion catalyst be with material coated corrugated fins are inserted. Das Flachrohrbündel kann aus einer variablen Anzahl parallel durchströmbarer Flachrohre mit z. The flat tube bundle may consist of a variable number of parallel through-flow flat tubes with z. B. rechteckförmigem Querschnitt aufgebaut sein, die zusammen den Reaktionsraum bilden. B. rectangular cross-section be constructed, which together form the reaction chamber.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die Flachrohre gemäß Anspruch 3 jeweils von zwei Rohrhalbschalen gebildet sein, die mit sich nach außen aufweitendem Querschnitt vorge fertigt sind. In a further embodiment of the invention, the flat tubes can each be formed by two tubular half-shells according to claim 3, provided with outwardly aufweitendem cross-section are prepared. Durch diese sich zu den Seitenbereichen hin aufweitende Querschnittsform können die beiden Rohrhalbscha len unter mechanischer Vorspannung gegen eine von ihnen auf zunehmende, wenigstens an den Rippenflanken mit dem Umset zungskatalysatormaterial beschichtete Wellrippe angelegt und dann randseitig zur Bildung des Flachrohrs miteinander ver bunden werden. By this to the side regions toward widening cross-sectional shape of the two tube half saddle can len under mechanical bias against a bound of them increasing, applied at least at the rib flanks with the imple mentation catalyst material coated corrugated fin and then the edge ver together to form the flat tube be. Auf diese Weise liegt das Flachrohr innensei tig sicher gegen die einzelnen Bögen der eingebrachten Well rippe vorgespannt an, so daß ein guter Wärmekontakt zwischen Wellrippe und Flachrohrwand gegeben ist. In this way, the flat tube is innensei tig securely against the individual sheets of the inserted corrugated fin biased, so that a good thermal contact between the corrugated fin and the flat tube wall is given.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist gemäß Anspruch 4 die Wärmeübertragerstruktur von einem Flachrohr-/Rippenblock gebildet, in welchem die mehreren reaktionsraumbildenden Flachrohre, in deren Inneres die mit dem Umsetzungskatalysa tormaterial beschichteten Wellrippen eingebracht sind, unter Zwischenfügung flachrohraußenseitiger, wärmeleitender Well rippen voneinander beabstandet angeordnet sind. In another embodiment of the invention, the heat transfer structure is formed by a flat tube / rib block according to claim 4, in which the rib more reactive space forming the flat tubes, the door material coated with the Umsetzungskatalysa corrugated fins are inserted into the interior thereof, with the interposition of a flat tube exterior-side, thermally conductive corrugated are spaced apart , Dadurch bil den die Zwischenräume zwischen den Flachrohren des Flachrohr- /Rippenblocks einen Wärmeübertragerraum, der mit dem von den Flachrohrinnenräumen gebildeten Reaktionsraum in Wärmekontakt steht und in den ebenfalls wärmeleitende Wellrippen zur Ver besserung des Wärmeübertragungsvermögens eingebracht sind. Characterized bil the interstices between the flat tubes of the flat-tube / fin block a Wärmeübertragerraum which communicates with the space formed by the flat tube interiors reaction chamber in thermal contact and are inserted into the likewise thermally conductive corrugated ribs to Ver improvement of the heat transfer assets. In weiterer Ausgestaltung dieses Reaktortyps sind gemäß Anspruch 5 die Flachrohre endseitig so stark aufgeweitet, daß die Flachrohrenden die Flachrohrzwischenräume überbrücken und ge geneinander anliegend einen festen Verbund bilden, dem eine geeignete Anschlußstruktur zur Zuführung des umzusetzenden Einsatzstoffstroms und Abführung des daraus gebildeten Pro duktstroms zugeordnet werden kann. In another embodiment of this type of reactor, the flat tubes end to end so greatly expanded according to claim 5, that the flat tube ends bridge the flat tube interspaces and ge against each other adjacent form a solid composite, to which a suitable connecting structure for feeding the reacted feed stream and discharge of the Pro formed therefrom can be assigned duktstroms ,

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist gemäß An spruch 6 der Flachrohr-/Rippenblock in ein Wärmeübertragerge häuse eingebracht, und der flachrohraußenseitige Wärmeüber tragerraum weist in Längsrichtung seiner zugehörigen Wellrip pen verlaufende Strömungskanäle auf. In a further embodiment of the invention according introduced to demanding 6 of the flat tube / rib block in a Wärmeübertragerge housing, and the flat tube outside heat tragerraum pen has extending flow channels in the longitudinal direction of its associated Wellrip. Je nach Verlauf dieser flachrohraußenseitigen Wellrippen relativ zu den mit dem Um setzungskatalysatormaterial beschichteten Wellrippen in den Flachrohren kann eine gewünschte Führung des Temperiermediums eingestellt werden, z. Depending on the course of the flat tube outer side corrugated fins relative to the order reduction catalyst material coated corrugated fins in the flat tubes, a desired management of the temperature can be adjusted for. B. im Parallelstrom oder alternativ im Kreuzstrom zum durch den Reaktionsraum geleiteten Einsatz stoffstrom. For example, in parallel flow or alternatively in cross flow to the directed through the reaction chamber feed stream. Am Wärmeübertragergehäuse sind geeignete An schlußstrukturen zur Zu- und Abführung des Temperiermediums einerseits und des Einsatzstoffstroms andererseits vorgese hen. On Wärmeübertragergehäuse suitable type are circuit structure for supplying and discharging the tempering on one hand and on the other hand hen the feed stream vorgese. In weiterer Ausgestaltung dieses Reaktortyps ist gemäß Anspruch 7 der vom Temperiermedium durchströmbare Wärmeüber tragerraum durch entsprechende Gestaltung seiner zugehörigen Anschlußstruktur in mehrere Teilräume unterteilt, die vom Temperiermedium parallel oder seriell durchströmbar sind. In another embodiment of this type of reactor in accordance with claim 7 of the flow-through from the tempering medium heat is tragerraum by appropriate design of its associated connecting structure divided into a plurality of spaces which are parallel or in series flow through the temperature control medium.

In einer Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 8 umfaßt der Reaktionsraum einen Stapel von kreuzweise in einem vor gebbaren Überkreuzungswinkel übereinanderliegenden, mit dem Umsetzungskatalysatormaterial beschichteten Wellrippen, und der dadurch gebildete Wellrippenstapel ist von einem Bündel paralleler, voneinander beabstandeter Wärmeübertragerrohre durchsetzt, deren Rohrinneres in dieser Ausführungsform den vom Temperiermedium durchströmbaren Wärmeübertragerraum bil det. In a further development of the invention according to claim 8, the reaction chamber comprises a stack of cross-wise superimposed in a front predeterminable crossing angle, coated with the conversion catalyst material corrugated fins and the corrugated fins stack thus formed is traversed by a bundle of parallel, spaced heat exchanger tubes, the tube interior in this embodiment, the bil det from the tempering medium through-flow Wärmeübertragerraum.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Advantageous embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described below. Hierbei zeigen: show:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Wellrippen-Rohlings vor Beschichtung mit einem Umsetzungskatalysatormateri al, Fig. 1 is a side view of a corrugated fin blank before coating with a Umsetzungskatalysatormateri al,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Wellrippe von Fig. 1 nach Beschichtung mit dem Umsetzungskatalysatormaterial, Fig. 2 is a side view of the corrugated fin of Fig. 1 after coating with the conversion catalyst material,

Fig. 3 eine Querschnittansicht eines die beschichtete Wellrippe von Fig. 2 enthaltenden, aus zwei Rohr halbschälen zu bildenden Flachrohres vor dem Zusam menfügen der Rohrhalbschalen, Containing Fig. 3 is a cross sectional view of the coated corrugated fin of Fig. 2, of two tube half-peel to be formed flat tube prior to the tube together menfügen half-shells,

Fig. 4 das fertiggestellte Flachrohr von Fig. 3 nach Zu sammenfügen der beiden Rohrhalbschalen, Fig. 4 shows the finished flat tube of FIG. 3 according to piece together the two tube half-shells,

Fig. 5 eine Querschnittansicht aus einem Flachrohr- /Rippenblock, der von Flachrohren gemäß Fig. 4 und zwischengefügten Wellrippen gebildet ist, Fig. 5 is a cross-sectional view of a flat tube / rib block formed of flat tubes according to Fig. 4 and the interposed corrugated fins,

Fig. 6 eine Seitenansicht eines gemäß Fig. 5 aufgebauten Flachrohr-/Rippenblocks, Fig. 6 is a side view of a system constructed in accordance with Fig. 5 flat tube / fin block,

Fig. 7 eine Stirnansicht auf den Flachrohr-/Rippenblock von Fig. 6, Fig. 7 is an end view of the flat-tube / fin block of FIG. 6,

Fig. 8 eine schematische, ausschnittweise Seitenansicht eines gegenüber Fig. 6 modifizierten Flachrohr- /Rippenblocks mit Rohrboden statt aufgeweiteten Flachrohrenden, Fig. 8 is a schematic, fragmentary side view of a comparison with FIG. 6 modified flat tube / fin block with tube sheet instead of the expanded flat tube ends,

Fig. 9 eine ausschnittweise Schnittansicht längs der Linie IX-IX von Fig. 8, Fig. 9 is a fragmentary sectional view taken along the line IX-IX of Fig. 8,

Fig. 10 eine Längsschnittansicht eines Reaktors mit von ei nem Gehäuse umgebenem Flachrohr-/Rippenblock in Parallelstrom-Bauweise, Fig. 10 is a longitudinal sectional view of a reactor having hills with egg nem housing flat tube / rib block in parallel flow design,

Fig. 11 eine hälftige Schnittansicht längs der Linie XI-XI von Fig. 10, Fig. 11 is a half-sectional view taken along line XI-XI of Fig. 10,

Fig. 12 eine Längsschnittansicht eines Reaktors mit in ein Gehäuse eingebrachtem Flachrohr-/Rippenblock mit Z- Durchströmung, Fig. 12 is a longitudinal sectional view of a reactor with introduced into a housing flat tube / fin block with Z- flow,

Fig. 13 eine Längsschnittansicht eines Reaktors mit in ein Gehäuse eingebrachtem Flachrohr-/Rippenblock mit Doppel-Z-Strömungsführung, Fig. 13 is a longitudinal sectional view of a reactor with introduced into a housing flat tube / fin block with double-Z-flow guide,

Fig. 14 eine Längsschnittansicht eines Reaktors mit in ein Gehäuse eingebrachtem Flachrohr-/Rippenblock mit einem durch eine entsprechende Anschlußstruktur se riell dreigeteilten Wärmeübertragerraum, Fig. 14 is a longitudinal sectional view of a reactor with introduced into a housing flat tube / fin block with a se by a corresponding terminal structure Riell tripartite Wärmeübertragerraum,

Fig. 15 eine Längsschnittansicht eines Reaktors mit in ein Gehäuse eingebrachtem Flachrohr-/Rippenblock mit einem durch eine entsprechende Anschlußstruktur parallel dreigeteilten Wärmeübertragerraum, Fig. 15 is a longitudinal sectional view of a reactor with introduced into a housing flat tube / fin block with a three-part parallel by a corresponding terminal structure Wärmeübertragerraum,

Fig. 16 eine schematische Querschnittansicht eines Reaktors mit einer in ein Gehäuse eingebrachten Wärmeüber tragerstruktur aus einem Wellrippenstapel und einem Bündel von diesen durchsetzenden Wärmeübertrager rohren und Fig. 16 is a schematic cross-sectional view of a reactor having an introduced in a casing heat tragerstruktur from a stack of corrugated fins and a bundle of these passing through the heat exchanger tubes and

Fig. 17 eine hälftige Schnittansicht des Reaktors längs der Linie XVII-XVII von Fig. 16. Fig. 17 is a half-sectional view of the reactor taken along line XVII-XVII of Fig. 16.

Fig. 1 zeigt einen Wellrippen-Rohling 1 , wie er vorliegend zur Bildung einer katalysatorbeschichteten Wellrippe verwend bar ist. Fig. 1 shows a corrugated fin blank 1, as it is present to form a catalyst-coated corrugated fin verwend bar. Fig. 2 zeigt eine solchermaßen aus dem Rohling 1 ge bildete, mit einer Beschichtung 2 aus einem Umsetzungskataly satormaterial versehene Wellrippe 3 . Fig. 2 shows a thus put out of blank 1 formed with a coating material provided from a 2 sator Umsetzungskataly corrugated fin 3. Zum Aufbringen der Kata lysatorschicht 2 kann zunächst die Oberfläche des Wellrippen- Rohlings 1 mit einem oberflächenvergrößernden Wash-Coat ver sehen oder einer mikroporenbildenden Oberflächenbearbeitung unterzogen werden. Lysatorschicht for applying the Kata 2 can first be seen with a surface-enlarging washcoat ver or be subjected to a micropore-forming surface machining the surface of the blank Wellrippen-. 1 Der Wellrippen-Rohling 1 besteht typi scherweise aus einem 0,02 mm bis 0,3 mm dicken Metallband aus Aluminium, Edelstahl, Kupfer oder dgl. The corrugated fins blank 1 is typi cally made of a 0.02 mm to 0.3 mm thick metal strip made of aluminum, stainless steel, copper or the like.

Zur Erzeugung einer Vielzahl sehr feiner Mikroporen kann ein solcher Wellrippen-Rohling z. For generating a plurality of very fine micropores, such a corrugated fin blank z. B. einer anodischen Oxidation in Schwefelsäure oder in einem anderen Elektrolyten, wie Karbon säure, unterzogen werden, wodurch eine Mikroporen enthaltende Metalloxid-Oberflächenschicht entsteht, siehe hierzu bei spielsweise die Dissertation von D. Scholl, Universität Karlsruhe, 1989. Die Mikroporen haben die Form von Sacklö chern und befinden sich ausschließlich in der Oxidschicht, setzen sich also nicht in das Metall hinein fort, so daß gleichzeitig eine verhältnismäßig korrosionsfeste Oberfläche entsteht. B. an anodic oxidation in sulfuric acid or in a different electrolyte such as carboxylic acid, are subjected to, thereby forming a micropore-containing metal oxide surface layer is formed, see at play, the dissertation by D. Scholl, University of Karlsruhe, 1989. The micropores have the form Sacklö of manuals and are located exclusively in the oxide layer, that do not settle into the metal on, so that at the same time a relatively corrosion resistant surface. Die Art des Porensystems hinsichtlich Porendichte, Porendurchmesser und Porenlänge läßt sich über eine Reihe von Parametern, wie Art des Elektrolyten, Spannung und Zeit, wäh rend des anodischen Oxidationsprozesses steuern und so an die gewünschten Anforderungen anpassen. The nature of the pore system in terms of pore density, pore diameter and pore length can be a series of parameters such as the nature of the electrolyte, voltage and time, currency rend control of the anodic oxidation process, and so adapted to the desired requirements. Typische Größenordnungen sind 10 µm bis 300 µm für die Porenlänge und 10 nm bis 100 nm für den Porendurchmesser. Typical ranges are 10 to 300 microns for the pore length, and 10 nm to 100 nm for the pore diameter. Die gebildeten Mikroporen werden dann mit dem Umsetzungskatalysatormaterial dotiert, beispielsweise durch Tränken in einer Lösung mit anschließendem Einbrennen oder durch ein geeignetes CVD- oder PVD-Verfahren. The micropores formed are then doped with the conversion catalyst material, for example by soaking in a solution followed by baking or by an appropriate CVD or PVD process. Vorzugs weise wird durch geeignete Maßnahmen dafür gesorgt, daß die Außenseite 3 a der flachgehaltenen Wellrippenbögen, wie in Fig. 2 zu erkennen, nicht merklich mit dem Katalysatormateri al beschichtet wird, beispielsweise durch beidseitiges außen seitiges Abdecken der Wellrippe während des Beschichtungsvor gangs mit einer nicht entfernbaren Beschichtung oder durch Abschaben des Wash-Coats nach der Beschichtung. Preference as it is ensured by suitable measures that can be seen the outer side 3a of flat held corrugated fin arcs, as shown in Fig. 2, is not coated markedly al with the Katalysatormateri, for example by double-sided exterior side covering the corrugated fin during Beschichtungsvor passage with a non- removable coating or by scraping the wash coat after coating.

Die Fig. 3 und 4 veranschaulichen den Vorgang zur Herstellung eines erfindungsgemäß verwendbaren Flachrohres 4 mit einer darin eingebrachten, beschichteten Wellrippe 3 gemäß Fig. 2. Dazu werden zunächst zwei entsprechende Rohrhalbschalen 4 a, 4 b vorgefertigt, deren Querschnittsform im vorgefertigten Zu stand aus Fig. 3 ersichtlich ist. FIGS. 3 and 4 illustrate the process for preparing a usable in the invention the flat tube 4 having an introduced therein, coated corrugated fin 3 of FIG. 2. For this purpose, first, two corresponding tube half-shells 4 a, prefabricated 4 b, the cross-sectional shape in the pre-made to stand from Fig . is visible. 3 Wie daraus zu erkennen, verlaufen die Rohrhalbschalen 4 a, 4 b von ihren umgebogenen Seitenrändern 5 aus leicht V-förmig geneigt zu ihrem Mitten bereich 6 hin. As can be seen therefrom, the tube extending half-shells 4 a, 4 b slightly V-shaped inclined from their bent-over side edges 5 in their middle area 6. Dadurch legen sie sich nach Anbringen auf je einer Seite der von ihnen umschlossenen Wellrippe 3 mit me chanischer Vorspannung gegen die Wellrippenbögen 3 a an, nach dem sie mit ihren umgebogenen Seitenrändern 5 auf Stoß gegen einander gedrückt und dort mit einer Schweißlinie 7 fest mit einander verbunden wurden. Thus they lie after mounting on each side of the space enclosed by them corrugated fin 3 with me chanical bias against the corrugated fin sheets 3 a in, after which it is pressed to abut against each other with their bent-over side edges 5 and there fixedly connected to a weld line 7 with each other were. Auf diese Weise ergibt sich ein enger, kraft- und wärmestromschlüssiger Kontakt zwischen der Wellrippe 3 und der Flachrohrwand, was einen guten Wärmekon takt zwischen der wärmeleitenden Wellrippe 3 und der Rohrwand des Flachrohrs 4 und damit einen guten Wärmetransport zwi schen dem Innenraum 8 des Flachrohrs 4 und dessen Außenraum gewährleistet. In this way, a close, frictional and heat flow positive contact between the corrugated fin 3 and the flat tube wall, which clocked a good Wärmekon between the heat-conductive corrugated fin 3 and the tube wall of the flat tube 4 and thus a good heat transfer results Zvi rule the interior 8 of the flat tube 4 and the outer space ensured. Die beiden Halbschalen 4 a, 4 b bestehen vor zugsweise aus Edelstahl und können endlos aus einem Bandmate rial mit einer Dicke von typischerweise zwischen 0,05 mm und 0,4 mm durch Falzen hergestellt werden. The two half-shells 4 a, 4 b are made of stainless steel and preferably prior to between 0.05 mm and 0.4 mm are produced by folding endlessly from a strip mate rial having a thickness of typically. Um eine möglichst hohe Wärmeübertragungsfläche pro Volumeneinheit zur Erzielung ei ner kompakten Reaktorbauart bereitzustellen, wird eine rela tiv feine Rippenstruktur für die Wellrippe 3 mit typischen Rippendichten zwischen 15 Ri/dm und 150 Ri/dm gewählt. In order to provide the highest possible heat transfer area per unit volume to achieve egg ner compact reactor design, a rela tively fine rib structure for the corrugated fin 3 with typical densities between ribs 15 Ri / dm and 150 Ri / dm is selected. Das fer tiggestellte Flachrohr 4 hat vorzugsweise eine Breite zwi schen 10 mm und 50 mm und eine Höhe zwischen 1 mm und 6 mm. The fer tiggestellte flat tube 4 preferably has a width Zvi rule 10 mm and 50 mm and a height between 1 mm and 6 mm.

Fig. 5 zeigt ausschnittweise einen möglichen Aufbau eines Re aktors unter Verwendung des Flachrohrs 4 der Fig. 4. Speziell beinhaltet der Flachrohr-/Rippenblock vorzugsweise mehrere parallele Flachrohre 4 mit innenliegender, mit dem Umset zungskatalysatormaterial beschichteter Wellrippe 3 in einer ein- oder zweidimensionalen Anordnung, wobei die Flachrohre in einer Hochrichtung H mit Abstand unter Zwischenfügung zweiter, flachrohraußenseitiger Wellrippen 9 aufeinanderfol gen. Fig. 6 zeigt einen solchen Flachrohr-/Rippenblock mit beispielhaft zehn Flachrohrlagen. Fig. 5 a detail of a possible structure of a Re shows actuator using the flat tube 4 of Fig. 4. Specifically, includes the flat-tube / fin block preferably a plurality of parallel flat tubes 4 with internal, with the imple mentation catalyst material coated corrugated fin 3 in a one- or two-dimensional array wherein the flat tubes in a vertical direction H at a distance from the interposition of the second flat tube outer-side corrugated fins 9 aufeinanderfol gene. Fig. 6 shows such a flat tube / fin block with, for example ten flat faces.

Wie weiter aus Fig. 6 ersichtlich, erstrecken sich die Flach rohre 4 mit ihren Enden 10 über die zwischengefügten, flach rohraußenseitigen Wellrippen 9 hinaus und sind so stark auf geweitet, daß die gleichseitigen Enden je zweier benachbarter Flachrohre 4 sich berührend gegeneinander anliegen und so seitlich nach außen den jeweiligen Flachrohrzwischenraum schließen. As further shown in Fig. 6 can be seen, the flat extending pipes 4 with their ends 10 through the interposed, a flat tube outer side corrugated fins 9 out and are widened so much on that the same-side ends of each pair of adjacent flat tubes 4 touching abut against each other and so laterally outwards, connect the second flat tube gap. Die gegeneinander anliegenden Wandungen der Flach rohrenden 10 sind beispielsweise durch eine Löt- oder Schweißverbindung 12 fluiddicht miteinander verbunden. The abutted walls of the flat tube ends 10 are connected for example by a soldered or welded connection 12 fluid-tightly to each other.

Fig. 7 zeigt den Flachrohr-/Rippenblock von Fig. 6 in einer zugehörigen Stirnansicht längs eines Pfeils 51 von Fig. 6 für ein Ausführungsbeispiel mit in Blocktiefenrichtung T zwei Reihen 11 a, 11 b seitlich aneinandergrenzender Flachrohre 4 . Fig. 7 shows the flat tube / fin block of FIG. 6 in an associated end view along an arrow 51 of FIG. 6 for an embodiment comprising in the block depth direction T of two rows 11 a, 11 b side of adjacent flat tubes 4. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, liegen hierzu in jeder Rohrblock lage zwei Flachrohre 4 sich berührend nebeneinander, wobei sie durch eine Löt- oder Schweißverbindung 13 bei Bedarf längs ihrer sich berührenden Seitenwandungen fest aneinander fixiert sein können, während je zwei untereinanderliegende Flachrohre 4 einer Flachrohrreihe 11 a, 11 b über ihre durch die endseitigen Löt- oder Schweißverbindungen 12 aneinander fixierten Endbereiche 10 miteinander verbunden sind. As shown in Fig. 7 can be seen, are for this purpose in each tube block position two flat tubes 4 touching side by side, they may be fixed by a soldered or welded connection 13, if necessary along their contacting side walls fixed to each other while each two mutually opposite flat tubes 4 a row of flat tubes 11 a, 11 are connected to each other via their end by the soldered or welded connections 12 to each other fixed end portions 10 b. Auf die se Weise bildet der Flachrohr-/Rippenblock an seinen beiden seitlichen Stirnenden, wie aus Fig. 7 zu erkennen, eine ganz flächige Mündungsstruktur für das durch die Flachrohrinnen räume 8 hindurchzuleitende Medium, ohne daß hierzu Sammel rohrböden erforderlich wären, in welche die Flachrohrenden ansonsten einzustecken sind. In the se manner, the flat-tube / fin block formed at its two lateral ends, as shown in FIG. 7 can be seen, a whole-area orifice structure for the space through the flat tube inner 8 hindurchzuleitende medium, without the need for collection would require tube plates, in which the flat tube ends are otherwise insert.

Speziell können die strömungstechnisch parallelen Flachroh rinnenräume 8 des Flachrohr-/Rippenblocks der Fig. 5 bis 7 einen Reaktionsraum eines Reaktors zur katalytischen Umset zung eines zugeführten Einsatzstoffstroms bilden, wobei das als Beschichtung der flachrohrinnenseitigen Wellrippen 3 ein gebrachte Umsetzungskatalysatormaterial so gewählt ist, daß es die gewünschte Umsetzungsreaktion katalysiert. Specifically, the fluidically parallel Flachroh can trough space 8 of the flat-tube / fin block of FIG. 5 to 7 a reaction space of a reactor for catalytic imple mentation form of a supplied material streams, wherein the one placed conversion catalyst material is selected so as the coating of the flat tube inner-side corrugated fins 3 in that it comprises desired conversion reaction catalyzed. Die Flach rohrzwischenräume, in welche die flachrohraußenseitigen Well rippen 9 eingebracht sind, bilden dann einen mit dem Reakti onsraum 8 als einem ersten Wärmeübertragerraum in Wärmekon takt stehenden, zweiten Wärmeübertragerraum, der von einem geeigneten Temperiermedium durchströmbar ist. The flat tubular interspaces, in which rip the flat tube outside Well are introduced 9, then form with the Reakti onsraum 8 as a first Wärmeübertragerraum in Wärmekon standing clock, second Wärmeübertragerraum which is flowed through by a suitable temperature control. Dieses ist je nach Anwendungsfall ein Heiz- oder Kühlmedium, je nachdem, ob im Reaktionsraum 8 eine exotherme, endotherme oder autotherme Umsetzungsreaktion ablaufen soll. This is depending on the application, a heating or cooling medium, depending on whether or not to proceed in the reaction chamber 8, an exothermic, endothermic or autothermal conversion reaction. Die flachrohraußenseitigen Wellrippen 9 sind zu diesem Zweck ebenfalls wärmeleitend aus geführt und können aus demselben Metallmaterial bestehen wie die flachrohrinnenseitigen Wellrippen 3 . The flat tube outer side corrugated fins 9 are also carried out for this purpose thermally conductive and can be made of the same metal material as the flat tube inside corrugated fins third Das Temperiermedium kann über seitliche Spalte 15 , die zwischen den gegeneinan derliegenden Flachrohrenden 10 einerseits und den zurückge setzten Enden 9 a der flachrohraußenseitigen Wellrippen 9 ge bildet sind, in die Flachrohrzwischenräume eingebracht wer den, wo es im Parallelstrom, je nach Wahl der Zu- und Abfüh rung im Gleich- oder Gegenstrom, zum Einsatzstoffstrom strömt, der durch die Flachrohrinnenräume 8 hindurchgeleitet wird. The temperature control can via lateral column 15, the derliegenden between the gegeneinan flat tube ends 10 on the one hand and the Retired translated ends 9 a of the flat tube outer side corrugated fins 9 ge forms are introduced into the flat tube interspaces who to where it is in parallel-flow, depending on the choice of the feed and Abfüh tion in cocurrent or countercurrent flow to the feed stream that is passed through the flat tube interiors. 8

Wenn das Temperiermedium ein Heizmedium sein soll, können die flachrohraußenseitigen Wellrippen 9 , wie in Fig. 5 gezeigt, analog zu den flachrohrinnenseitigen Wellrippen 3 mit einer Beschichtung 14 aus einem Verbrennungskatalysatormaterial versehen sein, das eine katalytische Verbrennung eines zuge führten Brennstoffstroms bewirkt. When the tempering is to be a heating medium, the flat-tube outer-side corrugated fins 9 as shown in Fig. 5 may be provided similarly to the flat tube inner-side corrugated fins 3 with a coating 14 of a combustion catalyst material, which performed a catalytic combustion of a supplied fuel stream causes. Die Beschichtung 14 aus dem Verbrennungskatalysatormaterial kann in gleicher Weise an ei nem Wellrippen-Rohling angebracht werden, wie dies oben für die Beschichtung der flachrohrinnenseitigen Wellrippen 3 mit dem Umsetzungskatalysatormaterial beschrieben wurde. The coating 14 of the combustion catalyst material may be attached in the same way to ei nem corrugated fin blank, as described above for the coating of the flat tube inner-side corrugated fins 3 with the conversion catalyst material.

Die Fertigung des Flachrohr-/Rippenblocks kann dergestalt er folgen, daß zunächst die einzelnen Flachrohre 4 und die zwi schenliegenden, flachrohraußenseitigen Wellrippen 9 lose zum Block zusammengelegt und dann als verspanntes Paket in einem Gehäuse untergebracht und/oder in einem gemeinsamen Lötvor gang miteinander verlötet werden. The production of the flat-tube / fin block can be such it follows that initially the individual flat tubes 4 and the interim rule lying flat tube outer side corrugated fins are put together 9 loosely to the block and then placed as a strained packet in a housing and / or gear soldered to one another in a common Lötvor , Wenn die Wellrippenbögen unbeschichtet gelassen werden, lassen sich die Wellrippen 9 hierbei leichter mit den Flachrohren 4 verlöten. If the corrugated fins sheets are left uncoated, the corrugated ribs have 9 this solder easily to the flat tubes. 4

Im Flachrohr-/Rippenblock der Fig. 5 bis 7 verlaufen die flachrohraußenseitigen Wellrippen 14 mit zur Längsachse der flachrohrinnenseitigen Wellrippen 3 paralleler Längsachse. In the flat-tube / fin block of Fig. 5 to 7, the flat-tube outer-side corrugated fins 14 extend parallel longitudinal axis 3 with the longitudinal axis of the flat tube inner-side corrugated fins. Wenn sie wie gezeigt mit zu den Bögen der flachrohrinnensei tigen Wellrippen 3 fluchtenden Wellrippenbögen gegen die Flachrohraußenwand angelegt sind, ergibt sich eine besonders stabile Bauform, die bei Bedarf auch die Verwendung sehr breiter Flachrohre ohne Stabilitätseinbußen zuläßt. If they are shown created with aligned to the arches of flachrohrinnensei term corrugated fins 3 corrugated ribs arches against the flat tube outer wall, results in a particularly stable design, which includes the use of very wide flat pipes without loss of stability permits if necessary. Im übri gen läßt sich durch modulares Aneinanderfügen einer beliebi gen Anzahl von Flachrohren 4 in einer zweidimensionalen Blockanordnung jede gewünschte Höhen- und Tiefendimensionie rung für den Flachrohr-/Rippenblock realisieren. In übri gen can be realized fin block Modular joining a beliebi gen number of flat tubes 4 in a two-block arrangement any desired height and Tiefendimensionie tion for the flat tube /. Für Anwen dungsfälle ohne außenseitige Abstützung durch flachrohraußen seitige Wellrippen werden hierzu bevorzugt schmalere Flach rohre eingesetzt, um den geforderten Druckbelastungen stand zuhalten. For appli cation cases be preferable to this narrower flat tubes, used to maintain the required pressure loads without outside support by flat tube outside corrugated fins. Alternativ zur gezeigten Längsberippung, dh. As an alternative to Längsberippung shown, ie. des Einbringens der flachrohraußenseitigen Wellrippen mit zur Flachrohrlängsrichtung paralleler Längsrichtung, ist eine Realisierung des Flachrohr-/Rippenblocks mit Querberippung möglich, bei welchem die flachrohraußenseitigen Wellrippen mit zur Flachrohrlängsrichtung gekippter, vorzugsweise senk rechter Längsrichtung in die Flachrohrzwischenräume einge bracht sind. of introduction of the flat-tube outer-side corrugated fins with the flat tube longitudinal direction parallel the longitudinal direction, an implementation of the flat-tube / fin block with Querberippung is possible, wherein the flat-tube outer-side corrugated fins placed with tilted to the flat tube longitudinal direction, preferably perpendicular right longitudinal direction in the flat tube gaps introduced. In diesem Fall verlaufen die von den flach rohraußenseitigen Wellrippen und den Flachrohraußenwänden de finierten Strömungskanäle des Temperiermedium-Wärmeüber tragerraums senkrecht zu den Reaktionsraum-Strömungskanälen, die jeweils von der flachrohrinnenseitigen Wellrippe und der Flachrohrinnenwand definiert sind, dh das Temperiermedium wird im Kreuzstrom zum umzusetzenden Einsatzstoffstrom ge führt. In this case, the flat-tube outer side of the corrugated fin and the flat tube outer walls de run-defined flow channels of the heating medium-heat tragerraums perpendicular to the reaction chamber, flow channels, each defined by the flat tube inside the corrugated fin and the flat tube inner wall, that is, the temperature control is in cross-current to the reacted feed stream ge leads.

In den Fig. 8 und 9 ist eine Variante des Flachrohr-/Rip penblocks der Fig. 5 bis 7 ausschnittweise dargestellt, bei der die Flachrohrenden nicht aufgeweitet, sondern fluiddicht in einen Rohrboden eingefügt sind. In FIGS. 8 and 9 is a variant of the flat tube / Rip penblocks of FIGS. 5 to 7 fragmentary, when not expanded, the flat tube ends, but fluid-tight manner in a tube plate are inserted. Dazu ist zwischen die sei tengleichen Enden 10 a von Flachrohren 4 der in Fig. 4 gezeig ten Art ein Rohrboden 16 durch entsprechende Schweißverbin dungen 17 eingeschweißt, wobei die flachrohrinnenseitigen Wellrippen 3 vor der Höhe des Rohrbodens enden und der Rohr boden 16 die Flachrohrzwischenräume seitlich abschließt. For this purpose, between which was tengleichen ends 10 a of flat tubes 4 of the gezeig th in Fig. 4 type, a tube sheet 16 decisions by corresponding Schweißverbin welded 17, wherein the flat tube inner-side corrugated fins 3 in front of the height of the tube plate and the tube plate 16, the flat tube interspaces terminates laterally , Über Spalte 15 a zwischen dem Rohrboden 16 und den gegenüber diesem zurückgesetzten Enden 9 a der flachrohraußenseitigen Wellrip pen 9 wird das Temperiermedium 18 zugeführt, während die Zu- und Abführung des durch den Reaktionsraum geführten Stoff stroms 19 über die stirnseitigen Flachrohrmündungen erfolgt. Via gaps 15 a between the tubesheet 16 and the opposite this recessed ends 9 a of the flat tube outside Wellrip pen 9, the temperature control 18 is supplied, while the supply and discharge of led through the reaction space the material stream 19 through the front-side flat tube orifices takes place. In der Schnittansicht von Fig. 9 sind beispielhaft zwei Flachrohrlagen mit je drei berührend aneinanderliegenden Flachrohren 4 als Ausschnitt des gesamten Flachrohr-/Rip penblocks gezeigt, wobei zwischen je zwei Flachrohrlagen eine durchgehende flachrohraußenseitige Wellrippe 9 in Form einer Längsberippung eingebracht ist. In the sectional view of Fig. 9 by way of example two flat tube layers are shown, each with three touching adjacent flat tubes 4 as a section of the entire flat tube / Rip penblocks, wherein a continuous flat-tube outer-side corrugated fin 9 is introduced in the form of a Längsberippung between two flat faces. Alternativ können auch in dieser Ausführungsform die flachrohraußenseitigen Wellrippen als Querberippung mit senkrecht zur Flachrohrlängsachse ver laufender Wellrippenlängsachse eingebracht sein. Alternatively, the flat-tube outer-side corrugated fins may be introduced as Querberippung with ver perpendicular to the flat tube longitudinal axis running corrugated fins longitudinal axis also in this embodiment.

In den Fig. 10 bis 15 sind verschiedene mögliche Reaktor bauformen dargestellt, bei denen jeweils ein Flachrohr- /Rippenblock als Wärmeübertragerstruktur in einem Gehäuse un tergebracht ist, das geeignete Anschlußstrukturen zur Zu- und Abführung des umzusetzenden Einsatzstoffstroms bzw. des dar aus gewonnenen Produktstroms in bzw. aus den Flachrohrinnen räumen sowie zur Zu- und Abführung des durch die ebenfalls berippten Flachrohrzwischenräume hindurchgeleiteten Tempe riermediums aufweist. In Figs. 10 to 15, various possible reactor are modEls shown, in each of which a flat tube / fin block is accommodated as a heat transfer structure in a housing un, the suitable connection structures for supplying and discharging the reacted feed stream or of the is from recovered product stream in or evacuate from the flat tube inner and has for the supply and discharge of the conducted through the finned also flat tube interspaces Tempe riermediums.

Der in den Fig. 10 und 11 gezeigte Reaktor ist von einer teilberippten Bauform mit Z-Durchströmung. The reactor shown in FIGS. 10 and 11 is of a design with teilberippten Z-through flow. Genauer gesagt, erstrecken sich die Flachrohre 4 des in einem Gehäuse 20 un tergebrachten Flachrohr-/Rippenblocks 21 zwischen zwei gegen überliegenden, parallelen Rohrböden 22 a, 22 b, denen stirnsei tig je ein zugehöriger Gehäuseanschluß 23 a, 23 b zugeordnet ist, um den umzusetzenden Einsatzstoffstrom 24 in den von den Flachrohrinnenräumen gebildeten Reaktionsraum einzuspeisen und auf der gegenüberliegenden Seite den erzeugten Produkt strom 25 zu entnehmen. More specifically, the flat tubes 4 of the un tergebrachten in a housing 20 flat tube / fin block 21 extend between two opposite, parallel tube plates 22 a, 22 b, which stirnsei tig per an associated housing port 23 a, 23 is assigned to b in order to feed to be converted feed stream 24 into the space formed by the flat tube interiors reaction chamber and to take on the opposite side of the product stream generated 25th Die flachrohraußenseitigen Wellrippen 9 in den Flachrohrzwischenräumen enden längs zweier Abschluß linien 26 a, 26 b, die schräg zu den Rohrböden 22 a, 22 b verlau fen, mit Abstand zu den Rohrböden 22 a, 22 b, so daß ein jewei liger keilförmiger, unberippter Zuströmbereich 27 a und Ab strömbereich 27 b gebildet ist, denen jeweils ein radialer Ge häuseanschluß 28 a, 28 b zugeordnet ist. The flat tube outer side corrugated fins 9 in the flat tube interspaces forming along two closure lines 26 a, 26 b extending obliquely to the tube sheets 22 a, 22 b duri fen, at a distance from the tube plates 22 a, 22 b, so that a jewei liger wedge-shaped, unberippter 27 a and 27 b formed from strömbereich is the inflow region, which in each case a radial Ge häuseanschluß 28 a, 28 b associated. Auf diese Weise wird das Temperiermedium 29 Z-förmig durch das Gehäuse 20 geführt, wobei es im wirksamen Wärmeübertragungsbereich des Flachrohr- /Rippenblocks 21 im Gegenstrom zum umzusetzenden Einsatz stoffstrom strömt. In this way, the temperature control 29 is guided by the Z-shaped casing 20, wherein it flows in the effective heat transfer area of the flat-tube / fin block 21 in countercurrent to the reacted feed stream. Fig. 11 zeigt in einem hälftigen Quer schnitt den in Fig. 10 verwendeten Flachrohr-/Rippenblock an hand eines Beispiels, bei dem die gezeigte Blockhälfte drei Reihen von je sechs untereinanderliegend mit Berührkontakt angeordneten Flachrohren 4 umfaßt, mit denen sich drei durch gehende flachrohraußenseitige Wellrippen 9 in Längsberippung abwechseln. Fig. 11 shows in a hälftigen cross-section to those used in Fig. 10 flat-tube / fin block at hand of an example in which the block half shown includes three rows of six with each arranged lying with touching contact flat tubes 4, with which three flat tube outside through corrugated fins 9 alternate in Längsberippung.

Der in Fig. 12 gezeigte Reaktor entspricht im wesentlichen demjenigen der Fig. 10 und 11, wobei der Einfachheit halber für funktionell gleiche Elemente dieselben Bezugszeichen ver wendet sind und insoweit auf die obige Beschreibung zu den Fig. 10 und 11 verwiesen werden kann. The reactor shown in FIG. 12 substantially corresponds to that of FIGS. 10 and 11, wherein the simplicity applies ver for functionally identical elements have the same reference numeral only and can be made to the above description of FIGS. 10 and 11 so far. Bei diesem Reaktor en det im Unterschied zum Reaktor der Fig. 10 und 11 die flach rohraußenseitige Berippung des Flachrohr-/Rippenblocks 21 a ausgehend von einem Berippungsmittelbereich 30 mit zur Flach rohrlängsachse paralleler Wellrippenlängsachse nicht auf Höhe der zwei Schräglinien 26 a, 26 b, sondern setzt sich mit je ei ner auf Gehrung an den Berippungsmittelbereich 30 anstoßenden Berippung 31 a, 31 b fort, deren Stirnende 32 a, 32 b der jewei lige radiale Gehäuseanschluß 28 a, 28 b zugeordnet ist. In this reactor s det in contrast to the reactor of FIGS. 10 and 11, the flat tube outside ribbing of the flat-tube / fin block 21 a from a Berippungsmittelbereich 30 with the longitudinal tube axis to the flat parallel corrugated fins longitudinal axis not at the level of the two helical lines 26 a, 26 b, but continues with each egg ner mitred at the Berippungsmittelbereich 30 abutting ribbing 31 a, 31 b continues whose front end 32 a, 32 b of the jewei celled housing radial terminal 28 a, 28 b associated. Auf diese Weise wird das Temperiermedium 29 in den beiden endsei tigen Berippungsteilbereichen 32 a, 32 b im Kreuzstrom und im Berippungsmittelbereich 30 im Gegenstrom zum durch den Reak tionsraum geleiteten, umzusetzenden Einsatzstoffstrom 24 bzw. Produktstrom 25 geführt. In this way, the temperature control medium 29 in the two endsei term Berippungsteilbereichen 32 reacted feed stream is a, b led 32 in cross-current and in Berippungsmittelbereich 30 in countercurrent to the reac tion through the space, out 24 and product stream 25th

Eine weitere Variante hinsichtlich der Führung des Temperier mediums 29 ist beim Reaktor von Fig. 13 realisiert, wobei im übrigen für funktionell gleiche Elemente wiederum dieselben Bezugszeichen wie beim Reaktor der Fig. 10 und 11 verwendet sind und insoweit auf die dortige Beschreibung verwiesen wer den kann. A further variant with respect to the guidance of the tempering medium 29 is realized in the reactor of FIG. 13, again the same reference numerals as in the reactor of FIGS. 10 and 11 are used in the rest of functionally identical elements and in this respect referred to the description who can the , Beim Reaktor von Fig. 13 ist ein Flachrohr-/Rip penblock 21 b verwendet, bei dem die flachrohraußenseitige Längsberippung symmetrisch zu einer Gehäuselängsmittelebene längs einer gegenüber den Rohrböden 22 a, 22 b schrägverlaufen den Rippenendfläche 34 a, 34 b endet, der als Anschlußstruktur jeweils ein umlaufender Zuström- bzw. Abströmring 35 a, 35 b zugeordnet ist, in den der zugehörige radiale Gehäuseanschluß 28 a, 28 b mündet. When the reactor of FIG. 13 is a flat tube / Rip is penblock 21 b used in which the flat tube outside Längsberippung symmetrically to a housing longitudinal center plane along a with respect to the tube sheets 22 a, 22 b extend obliquely to the rib end surface 34 a, 34 b ends of the port structure respectively a peripheral inflow or Abströmring 35 a, 35 b is assigned, into which the associated housing radial terminal 28 a, 28 b opens. Auf diese Weise ergibt sich eine Doppel-Z- Durchströmung des Flachrohr-/Rippenblocks 21 b durch das Tem periermedium 29 im Gegenstrom zum durch die Flachrohrinnen räume geleiteten, umzusetzenden Einsatzstoffstrom 24 bzw. Produktstrom 25 . In this way, a double-Z- flow through the flat-tube / fin block 21b by the Tem periermedium 29 in countercurrent to the space through the flat tube inner conducted, reacted feed stream 24 and product stream 25 is obtained.

Bei der in Fig. 14 gezeigten Reaktorvariante ist in einem Ge häuse 36 ein Flachrohr-/Rippenblock 37 untergebracht, dessen Flachrohre sich wiederum geradlinig zwischen zwei gegenüber liegende Rohrböden 37 a, 37 b erstrecken, denen ein jeweiliger Gehäuseanschluß 38 a, 38 b zur Zuführung des umzusetzenden Ein satzstoffstroms 24 und zur Abführung des gewonnenen Produkt stroms 25 zugeordnet ist. In the embodiment shown in Fig. 14 reactor variant, a flat-tube / fin block, tube sheets 37 is in a Ge housing 36 housed 37, the flat tubes, in turn, linearly disposed between two opposite a, 37 b extend to which a respective housing connection 38 a, 38 b for supplying of reacted A is associated with record material stream 24 and for removal of the product stream obtained 25th Die flachrohraußenseitige Berippung des Flachrohr-/Rippenblocks 37 ist als Querberippung ausge führt, dh die flachrohraußenseitigen Wellrippen verlaufen mit ihrer Längsachse senkrecht zur Flachrohrlängsachse. The flat tube outside ribbing of the flat tube / fin block 37 is as Querberippung executed, that is, the flat-tube outer-side corrugated fins extend with their longitudinal axis perpendicular to the longitudinal axis of the flat tube. Durch eine spezielle, zugeordnete Anschlußstruktur ist der die Querberippung beinhaltende Temperiermedium-Wärmeübertrager raum des Flachrohr-/Rippenblocks in drei seriell hintereinan dergeschaltete Teile 39 a, 39 b, 39 c untergliedert. By a special, dedicated terminal structure is of the Querberippung-containing heating medium heat exchanger space of the flat tube / rib block in three serially hinte reinan dergeschaltete parts 39 a, 39 b, 39 c subdivided. Dabei ist der Eintrittseite 40 a des stromaufwärtigen Teils 39 a ein ra dialer Einlaßstutzen 41 zugeordnet, während auf der gegen überliegenden Gehäuseseite die Austrittsseite 40 b des strom aufwärtigen Teils 39 a des Temperiermediums-Wärmeübertrager raums durch eine erste gehäuseseitige Umlenkung 42 mit der Eintrittsseite 43 a des mittleren Teils 39 b in Fluidverbindung steht. In this case, the inlet side 40 a of the upstream part 39 a is a ra dialer inlet port 41 associated with, while on the opposite side of the housing, the exit side 40 b of the current upstream portion 39 a of the temperature control heat exchanger chamber through a first housing-side deflection 42 with the inlet side 43 a the central part 39 b is in fluid communication. Über eine zweite gehäuseseitige Umlenkung 44 ist die Austrittsseite 43 b des mittleren Teils 39 b mit der Eintritts seite 45 a des stromabwärtigen Teils 39 c des Temperiermediums- Wärmeübertragerraums verbunden. A second housing-side deflection 44, the outlet side is connected to the central part 43 b 39 b with the inlet side 45 a of the downstream part 39 c of the Temperiermediums- Wärmeübertragerraums. An dessen Austrittsseite 45 b schließt sich ein radialer Austrittsstutzen 46 an. At its exit side 45 b, a radial outlet port 46 connects.

Somit wird beim Reaktor von Fig. 14 das Temperiermedium 29 im Kreuzstrom zum Einsatzstoffstrom 24 bzw. dem daraus gebilde ten Produktstrom 25 geführt, wobei es nach Eintritt durch den Eintrittsstutzen 49 den stromaufwärtigen Teil 39 a des zugehö rigen, querberippten Wärmeübertragerraums durchströmt, von dort in den mittleren Teil 39 b umgelenkt wird, diesen durch strömt und anschließend in den stromabwärtigen Teil 39 c umge lenkt wird, nach dessen Durchströmung es über den Austritts stutzen 46 aus dem Reaktorgehäuse austritt. Thus, 14 the temperature control 29 in cross-current to the feed stream 24 or the fabric thereof th product stream is at the reactor of FIG. Guided 25, wherein the upstream part a of zugehö membered, querberippten Wärmeübertragerraums flows through after entering through the inlet nozzle 49 39, from there into the middle part b is 39 deflected by these flows and then into the downstream part 39 c is deflected converted, after its flow through it clip via the outlet 46 exits the reactor housing.

Die Berippung kann für die drei Teile 39 a, 39 b, 39 c des Tem periermedium-Wärmeübertragerraums unterschiedlich gewählt sein. The ribbing can be used for the three parts 39 a, 39 b, 39 c of the Tem-periermedium Wärmeübertragerraums be chosen differently. So kann z. Thus, can. B. der eintrittsseitige Teil 39 a Wellrippen mit einer Verbrennungskatalysator-Beschichtung beinhalten, während die Wellrippen im mittleren Teil 39 b nur als Stütz- und Wärmeleitrippen ohne Beschichtung fungieren können und der stromabwärtige Teil 39 c ganz ohne Wellrippen bleiben kann. As the entry-side part 39 include a corrugated fin with a combustion catalyst coating, while the corrugated fin can b only act as a support and heat conduction fins without coating in the middle part 39 and the downstream portion 39 c can be left completely without corrugated fins. Damit läßt sich z. Thus, for leaves. B. in einfacher Weise ein Temperatur gefälle längs des Reaktionsraum-Strömungsweges erzeugen. B. in a simple manner produce a temperature gradient along the reaction chamber flow path.

Fig. 15 zeigt eine Variante des Reaktors von Fig. 14, wobei wiederum funktionell gleiche Elemente mit denselben Bezugs zeichen versehen sind. Fig. 15 shows a variant of the reactor of Fig. 14, being in turn provided sign functionally identical elements have the same reference. Der Reaktor von Fig. 15 unterscheidet sich von demjenigen der Fig. 14 darin, daß die drei Teile 39 a, 39 b, 39 c des Temperiermedium-Wärmeübertragerraums nicht seriell, sondern parallel geschaltet sind. The reactor of Fig. 15 differs from that of Fig. 14 in that the three parts 39 a, 39 b, 39 c of the temperature-control-Wärmeübertragerraums are not serial but parallel. Dazu ist jedem der drei Teile 39 a, 39 b, 39 c je eine eigene Anschlußkonfiguration mit einem radialen Einlaßstutzen 47 a, 48 a, 49 a und einem ge genüberliegenden radialen Auslaßstutzen 47 b, 48 b, 49 b zuge ordnet. For this purpose, each of the three parts 39 a, 39 b, 39 c each have their own connection configuration with a radial inlet port 47 a, 48 a, 49 a and a ge genüberliegenden radial outlet 47 b, 48 b, 49 b associated. In jedem der drei radialen Einlaßstutzen 47 a, 48 a, 49 a befindet sich eine ansteuerbare Drosselklappe 50 , 51 , 52 , mit denen die Durchflüsse an Temperiermedium 29 für jeden der drei parallel durchströmten Teile 39 a, 39 b, 39 c des zugehöri gen Wärmeübertragerraums separat reguliert werden können. In each of the three radial inlet port 47 a, 48 a, 49 a there is a controllable throttle valve 50, 51, 52, with which the flow rates of heating medium 29 for each of three parallel flow-through parts 39 a, 39 b, 39 c of the related contractual Wärmeübertragerraums can be regulated separately. Da durch können sehr variable Temperaturverteilungen in dem von den Flachrohrinnenräumen gebildeten Reaktionsraum entlang von dessen Strömungsweg eingestellt werden, beispielsweise eine höhere Temperatur im eintrittsseitigen Bereich des Reaktions raums und eine niedrigere Temperatur im austrittsseitigen Re aktionsraumbereich. As can be adjusted by very variable temperature distributions in the space formed by the flat tube interiors reaction space along its flow path, for example, a higher temperature of the reaction space in the inlet-side area and a lower temperature at the exit-side space portion Re action.

Auch beim Reaktor von Fig. 15 sind wieder unterschiedliche Berippungen für die drei Teile 39 a, 39 b, 39 c des Temperierme dium-Wärmeübertragerraums möglich, um ein gewünschtes Tempe raturprofil zu erzielen, wie oben zum Reaktor von Fig. 14 er läutert. Also in the reactor of FIG. 15 different ribbings for the three parts 39 are again a, 39 b, 39 c of the Temperierme dium-Wärmeübertragerraums possible in order to achieve a desired Tempe raturprofil as described above to the reactor of FIG. 14 he explained.

Es versteht sich, daß bei den verschiedenen, oben beschriebe nen Reaktorvarianten statt der gezeigten auch die umgekehrten Strömungsrichtungen für das Temperiermedium und den umzuset zenden Einsatzstoffstrom gewählt werden können. It is understood that in the various above-described nen reactor designs instead shown the opposite flow directions for the temperature and the umzuset collapsing feed stream can be selected. Des weiteren sind die Reaktoren auch mit vertauschten Rollen von Tempe riermedium und umzusetzendem Einsatzstoff verwendbar, dh in diesem Fall sind die flachrohraußenseitigen Wellrippen des Flachrohr-/Rippenblocks mit dem Umsetzungskatalysatormaterial beschichtet, während die Wellrippen in den Flachrohren unbe schichtet bleiben oder z. Furthermore, the reactors are riermedium with exchanged roles of Tempe and be reacted feedstock used, ie in this case, the flat-tube outer-side corrugated fins of the flat-tube / fin block are coated with the conversion catalyst material while the corrugated fins in the flat tubes laminated blank remain or z. B. mit einem Verbrennungskatalysa tormaterial beschichtet sind. B. are coated with a door material Verbrennungskatalysa. Der Reaktionsraum wird in die sem Fall von den Rohrzwischenräumen gebildet, während die Flachrohrinnenräume den Temperiermedium-Wärmeübertragerraum bilden. The reaction chamber is formed in the case of SEM the tube interspaces, whereas the flat tube interiors form the temperature-control-Wärmeübertragerraum.

Die Fig. 16 und 17 zeigen einen weiteren erfindungsgemäßen Reaktortyp, bei dem ein mit Wärmeübertragerrohren 53 durch setzter Stapel von kreuzweise unter einem Kreuzungswinkel von 90° übereinandergeschichteten, mit einem Umsetzungskatalysa tormaterial beschichteten Wellrippen als eine im Querschnitt etwa quadratische Wärmeübertragerstruktur 54 in ein zylindri sches Gehäuse 55 eingebracht ist. FIGS. 16 and 17 show a further type of reactor according to the invention, in which a stacked with heat exchanger tubes 53 by modifying the stack of cross-wise at an intersection angle of 90 °, with a Umsetzungskatalysa door material coated corrugated fins as a roughly square in cross-section heat exchanger structure 54 ULTRASONIC in a cylindricity housing is introduced 55th Dabei bilden die vier zwi schen der würfel- oder quaderförmigen Wärmeübertragerstruktur 54 und dem zylindrischen Gehäuse 55 verbleibenden Sektorräume zum einen zwei gegenüberliegende Anschlußräume 56 a, 56 b für den umzusetzenden Einsatzstrom, der in den Strömungskanälen strömt, die von den alternierend kreuzweise übereinanderlie genden Wellrippen gebildet werden, und zum anderen zwei ge genüberliegende Anschlußräume 57 a, 57 b für ein durch die Wär meübertrager-Rundrohre 53 hindurchgeleitetes Temperiermedium. Here, the four interim rule of the cube or cuboid heat exchanger structure 54 and the cylindrical casing 55 form the remaining sector space for a pair of opposed terminal locations 56 a, 56 b, which is formed for the reacted feed stream flows in the flow channels of the alternately crosswise übereinanderlie constricting corrugated fins be, and GE on the other two genüberliegende terminal locations 57 a, 57 b through a guided meübertrager-round tubes through the Wär 53 tempering.

Zur Bildung der Wärmeübertragerstruktur 54 sind je nach Be darf Wellrippen 58 a mit niedrigerer Rippendichte oder Weh rippen 58 b mit höherer Rippendichte verwendbar, wie in Fig. 16 jeweils schematisch als Insert angedeutet. To form the heat exchanger structure 54 are sorted by loading may corrugated fins 58 a lower rib density or Weh rib 58 b with higher rib density suitable, schematically indicated as an insert as shown in Fig. 16. Bei Bedarf kann der Wellrippenstapel auch aus Wellrippen unterschiedlicher Rippendichte aufgebaut sein. If required, the corrugated fins stack may also be constructed of corrugated ribs of different rib density. Die Rundrohre 53 sind durch kreisförmige Durchbrüche, die in den Wellrippen vorgesehen sind, als zweidimensionales Bündel beabstandeter Rohre, wie aus Fig. 17 zu erkennen, durchgesteckt und anschließend mit tels mechanischer oder hydraulischer Aufweitung mit dem Well rippenstapel fixiert. The round tubes 53 are through circular openings, which are provided in the corrugated fin, as two-dimensional bundle of spaced tubes, as can be seen from Fig. 17, by plugged and then fixed with means of mechanical or hydraulic expansion with the corrugated fin stack. Endseitig sind die Wärmeübertragerrohre 53 in jeweils einen Rohrboden 59 a, 59 b eingesteckt, wobei die Rohrböden 59 a, 59 b den von den Wellrippenkanälen 60 zwischen den Wärmeübertragerrohren 53 gebildeten Reaktionsraum gegen über den beiden Temperiermedium-Anschlußräumen 57 a, 57 b ab dichten. End, the heat exchanger tubes 53 into a respective tube plate 59 a, b plugged 59, wherein the tube plates 59 a, 59 b the reaction chamber formed by the corrugated fin channels 60 between the heat exchanger tubes 53 relative to the two temperature-control terminal spaces 57 a, 57 b from dense.

In dem dergestalt aufgebauten Reaktor strömt innerhalb der Wärmeübertragerstruktur 54 das durch die Wärmeübertragerrohre 53 hindurchgeführte Temperiermedium im Kreuzstrom zu dem Stoffstrom durch den Stapel der kreuzweise übereinandergeleg ten, mit dem Umsetzungskatalysatormaterial beschichteten Wellrippen, an denen die gewünschte chemische Umsetzungsreak tion stattfindet. In such structured reactor flows inside the heat exchanger structure 54, the guided through the heat exchanger tubes 53 temperature control in cross-current to the stream of th crosswise übereinandergeleg through the stack, coated with the conversion catalyst material corrugated fins, where the desired chemical Umsetzungsreak tion takes place. Die dabei entstehende oder dazu benötigte Umsetzungswärme wird über die Rundrohre 53 an das Temperier medium abgeführt oder von diesem zugeführt. The resulting reaction heat is required for this purpose or medium discharged or circular pipes 53 to the tempering supplied therefrom. Zur Erzielung ei nes guten Wärmeübergangs besitzen die Rundrohre 53 relativ geringe Durchmesser in der Größenordnung zwischen 1 mm und 5 mm. In order to achieve good heat transfer ei nes circular pipes 53 have relatively small diameters on the order of between 1 mm and 5 mm. Außerdem sind die Rundrohre 53 in einer relativ kleinen Quer- und Längsteilung von 2 mm bis 10 mm Abstand angeordnet. In addition, circular pipes 53 are arranged in a relatively small transverse and longitudinal pitch of 2 mm to 10 mm spacing. Die Wellrippen haben wiederum typischerweise eine Dicke von 0,02 mm bis 0,3 mm und eine Rippendichte von 50 Ri/dm bis 150 Ri/dm. The corrugated fins in turn typically have a thickness of 0.02 mm to 0.3 mm and a fin density of 50 fins / dm to 150 Ri / dm.

Anhand der oben im Detail beschriebenen Ausführungsbeispiele wird deutlich, daß der erfindungsgemäße Reaktor mit relativ geringem Bauvolumen realisierbar ist und eine hohe spezifi sche Reaktionsfläche mit einem geordneten Umsetzungskatalysa torsystem aufweist, das keine Randgängigkeitseffekte und kei ne Bypass-Effekte zeigt, so daß sich für den umzusetzenden Einsatzstoffstrom gleichbleibende Diffusionswege und Verweil zeiten im Reaktionsraum erzielen lassen. Using the procedures described in detail above embodiments will be apparent that the reactor according to the invention with a relatively low building costs can be realized and a high specifi c reaction surface door system with a parent Umsetzungskatalysa has showing no Randgängigkeitseffekte and kei ne-pass effects, so that to be reacted for the can feed stream uniform diffusion paths and dwell times achieved in the reaction chamber. Dies hat eine sehr gute Selektivität und Ausbeute der Reaktion, eine homogene Temperaturverteilung und bei Bedarf eine gute und örtlich de finierte Wärmeeinbringung in das System zur Folge. This has a very good selectivity and yield of the reaction, a homogeneous temperature distribution and if necessary a good and locally de finierte heat input into the system the result. Der Reak tor besitzt ein gutes dynamisches Betriebsverhalten und eine hohe mechanische Stabilität. The reac tor has a good dynamic performance and a high mechanical stability. Das Umsetzungskatalysatormateri al liegt abriebfrei im Reaktionsraum vor. The Umsetzungskatalysatormateri al is abrasion-free before the reaction chamber. Wenn zur Fixierung nur Schweiß- und keine Lotverbindungen verwendet werden, wird jeglicher Eintrag eventuell unerwünschter, katalytisch wirk samer Materialien verhindert, wie sie in Loten vorkommen kön nen. If only welding and no solder joints are used for fixation of any entry catalytically more industrious materials is possibly undesirable, prevented as they occur in Kings solders nen. Die hohe modulare Variabilität beim Aufbau des Reaktors ermöglicht dessen Realisierung in den verschiedensten Strö mungsführungen, wie Gegen-, Gleich- und Kreuzstrom und Kombi nationen hiervon, sowie für die verschiedensten Umsetzungs leistungen und in unterschiedlichen Reaktorstufen mit ver schiedenen Reaktionstemperaturen. The high variability in the modular design of the reactor allows its implementation in various Strö mung guides such as counter-current, direct and cross-flow and combi nations thereof, and services for a variety of conversion and in different reactor stages with ver different reaction temperatures. Der erfindungsgemäße Reak tor ist für beliebige katalytische chemische Prozesse ver wendbar, insbesondere auch zur Durchführung wasserstofferzeu gender Reformierungsreaktionen in stationären und mobilen An wendungen, wie z. tor is the reac invention for any catalytic chemical processes ver reversible, especially for carrying wasserstofferzeu gender reforming reactions applications in stationary and mobile at such. B. zur Wasserdampfreformierung von Methanol, und als eine einem Reformer nachgeschaltete Oxidationsstufe zur Kohlenmonoxidentfernung aus dem Rohgas. B. for the steam reforming of methanol, and as a reformer a downstream oxidation stage for removal of carbon monoxide from the raw gas.

Claims (8)

  1. 1. Reaktor zur katalytischen Umsetzung eines Einsatz stoffstroms mit 1st reactor for the catalytic conversion of a feed stream with
    • - einer Wärmeübertragerstruktur in Rohrbündelbauweise mit wenigstens einem ersten und einem mit diesem in Wärmekontakt stehenden zweiten Wärmeübertragerraum, von denen der erste einen mit einem Umsetzungskatalysatormaterial belegten Reak tionsraum zur Umsetzung der zugeführten Einsatzstoffstroms beinhaltet, dadurch gekennzeichnet , daß - a heat exchanger structure in shell and tube construction having at least a first and in thermal contact with the second Wärmeübertragerraum of which tion space, the first an occupied with a reaction catalyst material reac includes the conversion of the supplied feed stream, characterized in that
    • - in den Reaktionsraum ( 8 ) eine wärmeleitende, mit dem Um setzungskatalysatormaterial beschichtete Wellrippenstruktur ( 3 ) eingebracht ist. - in the reaction chamber (8) a thermally conductive, is introduced with the order reduction catalyst material coated corrugated fin structure (3).
  2. 2. Reaktor nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsraum vom Innenraum ( 8 ) eines Bündels mehre rer Flachrohre ( 4 ) gebildet ist, in welche mit dem Umset zungskatalysatormaterial beschichtete Wellrippen ( 3 ) einge bracht sind. 2. The reactor of claim 1, further characterized in that the reaction chamber from the interior (8) of a bundle of several rer flat tubes (4) is formed, in which the imple mentation catalyst material coated corrugated fins (3) are introduced.
  3. 3. Reaktor nach Anspruch 2, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Flachrohre ( 4 ) jeweils von zwei Rohrhalbschalen ( 4 a, 4 b) gebildet sind, die mit einem sich nach außen aufweitenden Querschnitt vorgefertigt und unter mechanischer Vorspannung gegen eine aufgenommene, wenigstens an den Rippenflanken mit dem Umsetzungskatalysatormaterial beschichtete Wellrippe ( 3 ) anliegend randseitig miteinander verbunden sind. 3. Reactor according to claim 2, further characterized in that the flat tubes (4) each of two tubular half-shells (4 a, 4 b) are formed on prefabricated with an outwardly flared cross-section and recorded under a mechanical bias against, at least the rib flanks with the conversion catalyst material coated corrugated fin (3) are adjacent edges interconnected.
  4. 4. Reaktor nach Anspruch 2 oder 3, weiter dadurch gekenn zeichnet, daß die Wärmeübertragerstruktur von einem Flach rohr-/Rippenblock gebildet ist, in welchem die mehreren reak tionsraumbildenden Flachrohre ( 4 ) unter Zwischenfügung flach rohraußenseitiger, wärmeleitender Wellrippen ( 9 ) angeordnet sind. 4. Reactor according to claim 2 or 3, further labeled in terized in that the heat transfer structure is formed by a flat-tube / fin block, in which the plurality of reac tion space forming the flat tubes (4) with the interposition of a flat tube exterior-side, thermally conductive corrugated ribs (9) are arranged.
  5. 5. Reaktor nach Anspruch 4, weiter dadurch gekennzeichnet, daß die Flachrohre ( 4 ) endseitig aufgeweitet sind, wobei die Enden ( 10 ) jeweils benachbarter Flachrohre gegeneinander an liegen und fest miteinander verbunden sind. 5. Reactor according to claim 4, further characterized in that the flat tubes (4) are flared end, wherein the ends (10) of adjacent flat tubes lie against each other and are firmly connected to each other.
  6. 6. Reaktor nach Anspruch 4 oder 5, weiter dadurch gekenn zeichnet, daß der Flachrohr-/Rippenblock in ein Gehäuse ein gebracht ist und der flachrohraußenseitige Wärmeübertrager raum in Längsrichtung seiner zugehörigen Wellrippen verlau fende Strömungskanäle beinhaltet, wobei das Gehäuse jeweilige Anschlußstrukturen zur Zu- und Abführung eines den flach rohraußenseitigen Wärmeübertragerraum durchströmenden Tempe riermediums und des durch den Reaktionsraum hindurchgeführten Einsatzstoffstroms aufweist. 6. Reactor according to claim 4 or 5, further labeled in terized in that the flat-tube / fin block is placed in a housing and the flat tube outdoor side heat exchanger space in the longitudinal direction of its associated corrugated fins duri Fende flow channels includes, the housing respective connecting structures for supplying and the discharge of a flat tube outside Wärmeübertragerraum flowing through Tempe riermediums and has the guided through the reaction chamber feed stream.
  7. 7. Reaktor nach Anspruch 6, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der flachrohraußenseitige Wärmeübertragerraum durch ent sprechende Gestaltung der Temperiermedium-Anschlußstruktur in mehrere, parallel oder seriell vom Temperiermedium durch strömbare Teilräume ( 39 a, 39 b, 39 c) unterteilt ist. 7. Reactor according to claim 6, further characterized in that the flat tube outside Wärmeübertragerraum by ent speaking design of the temperature control terminal pattern into a plurality of parallel or serially from the heating medium by flowable part spaces (39 a, 39 b, 39 c) is divided.
  8. 8. Reaktor nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktionsraum einen Stapel von kreuzweise übereinan derliegenden, mit dem Umsetzungskatalysatormaterial beschich teten Wellrippen ( 58 a, 58 b) umfaßt und der Wellrippenstapel von einem Bündel paralleler, voneinander beabstandeter Wärme übertragerrohre ( 53 ) durchsetzt ist, deren Rohrinneres den zweiten Wärmeübertragerraum zum Hindurchleiten eines Tempe riermediums bildet. 8. The reactor of claim 1, further characterized in that the reaction chamber derliegenden a stack of cross-wise übereinan, with the reaction catalyst material beschich ended corrugated ribs (58 a, 58 b), and said corrugated fins stack transferer from a bundle of parallel, spaced heat (53) is penetrated, the tube interior of which forms the second Wärmeübertragerraum for passing a Tempe riermediums.
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