DE202010001754U1 - Device for identifying empty and partially filled tubes of a tube bundle reactor - Google Patents

Device for identifying empty and partially filled tubes of a tube bundle reactor Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zur Überprüfung der Befüllung von Rohren (12, 14, 16) von Rohrbündelreaktoren (10), wobei die Rohrbündelreaktoren (10) ein erstes und ein zweites Ende (22, 26) aufweisen, mit: einer Einrichtung (24), die dazu geeignet ist, das gasförmige Medium (20) zu erhitzen und zu komprimieren, einer Verschalung (18), die eine Einlassöffnung für das erhitzte gasförmige Medium (20) hat und dazu geeignet ist, das erhitzte gasförmige Medium (20) an die Öffnungen der Rohre an dem ersten Ende (22) des Rohrbündelreaktors (10) zu leiten und eine Einrichtung zur Bestimmung der Temperatur des an dem zweiten Ende (26) des Rohrbündelreaktors (10) aus den einzelnen Rohren (12, 14, 16) austretenden gasförmigen Mediums (20).Device for checking the filling of tubes (12, 14, 16) of tube bundle reactors (10), the tube bundle reactors (10) having a first and a second end (22, 26), comprising: a device (24) which is suitable for this is to heat and compress the gaseous medium (20), a casing (18) which has an inlet opening for the heated gaseous medium (20) and is suitable for attaching the heated gaseous medium (20) to the openings of the tubes the first end (22) of the tube bundle reactor (10) and a device for determining the temperature of the gaseous medium (20) emerging from the individual tubes (12, 14, 16) at the second end (26) of the tube bundle reactor (10) ,

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Identifizieren von Rohren eines Rohrbündelreaktors, die nach der Befüllung noch leer oder nur teilweise gefüllt sind.The invention relates to a device for identifying pipes of a tube bundle reactor, which are still empty or only partially filled after filling.

Rohrbündelreaktoren bestehen aus mehreren gleich langen, parallel angeordneten Rohren, die mittels Lochplatten an den beiden Enden des Reaktors gehalten werden. Die Rohre von Rohrbündelreaktoren haben meist kleine Durchmesser von 20 bis 30 mm und sind dabei zwischen 2 und 6 m lang. Aufgrund ihrer Bauweise kann es deshalb bei ihrer Befüllung mit katalytisch aktivem Schüttgut zu Verblockungen innerhalb der einzelnen Rohre kommen. Verblockungen führen dazu, dass die jeweiligen Rohre nur unzureichend gefüllt werden. In diesen Rohren findet dann eine geringere Umsetzung des Edukts statt und es kommt zu einem erhöhten Edukt-Slip. Besonders ältere Rohrbündelreaktoren, die bereits mehrmals befüllt worden sind, können verbogene Rohre aufweisen, wodurch Verblockungen zusätzlich begünstigt werden. Außerdem kann es vorkommen, dass einige Rohre bei der Befüllung übersehen und deswegen gar nicht befüllt werden. Da in leeren oder nur teilweise gefüllten Rohren nicht der gewünschte katalytische Umsatz des Eduktes stattfindet, hängt die Produktivität und Effektivität von Rohrbündelreaktoren von der ordnungsgemäßen Befüllung der einzelnen Rohre ab. In der Praxis, weist ein Rohrbündelreaktor typischerweise immer einige nicht oder nur zum Teil gefüllte Rohre auf. Zur Qualitätssicherung ist es daher notwendig nach der Befüllung eines Rohrbündelreaktors den Befüllungsgrad der einzelnen Rohre zu überprüfen. Zu diesem Zweck wird in gebräuchlichen Befüllungsanlagen eine Staudruckprüfung durch Druckgaszufuhr vorgenommen. Dabei wird nach der Befüllung für jedes einzelne Rohr des Rohrbündelreaktors der sich ergebende Staudruck gemessen. Liegt der ermittelte Staudruck nicht innerhalb der Drucktoleranzen, so kann davon ausgegangen werden, dass das betreffende Rohr entweder nicht vollständig gefüllt ist (zu niedriger Staudruck) oder die Füllung zu dicht gepresst ist (zu hoher Staudruck). Nach dem Füllvorgang werden die Rohre mit Verschlusskappen versehen, wobei die außerhalb der Drucktoleranzen liegenden Rohre spezielle Verschlusskappen erhalten, um diese dann entweder später auszusortieren oder nachträglich zu befüllen. Die Methode der Staudruckmessung hat allerdings den Nachteil, dass sie teilweise gefüllte Rohre nur unzureichend identifizieren kann, besonders dann, wenn sich die Verblockung im Mittelteil des Rohres befindet. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Verschlusskappen meist nur leicht in die Rohre hineingedrückt werden, und sich deshalb im weiteren Verfahren leicht lösen können, so dass es zu Verwechslungen kommen kann.Tube bundle reactors consist of several equal length, parallel tubes, which are held by perforated plates at the two ends of the reactor. The tubes of tube bundle reactors usually have small diameters of 20 to 30 mm and are between 2 and 6 m long. Due to their design, it may therefore come with their filling with catalytically active bulk material to blockages within the individual tubes. Blocking causes the respective tubes to be filled only insufficiently. In these tubes then takes place a lower conversion of the starting material and there is an increased educt slip. Especially older tube bundle reactors, which have already been filled several times, may have bent tubes, which additionally favors blockages. In addition, it may happen that some pipes are overlooked during filling and therefore are not filled at all. Since the desired catalytic conversion of the educt does not take place in empty or only partially filled tubes, the productivity and effectiveness of tube bundle reactors depends on the proper filling of the individual tubes. In practice, a shell-and-tube reactor typically always has some un-filled or partially filled tubes. For quality assurance, it is therefore necessary to check the filling level of the individual tubes after filling a tube bundle reactor. For this purpose, a dynamic pressure test is performed by compressed gas supply in conventional filling systems. In this case, the resulting dynamic pressure is measured after filling for each tube of the tube bundle reactor. If the determined back pressure is not within the pressure tolerances, then it can be assumed that the pipe in question is either not completely filled (too low back pressure) or the filling is too tightly pressed (too high back pressure). After the filling process, the tubes are provided with sealing caps, whereby the tubes lying outside the pressure tolerances receive special caps, in order to then sort them out later or to fill them afterwards. However, the method of ram pressure measurement has the disadvantage that it can only partially identify partially filled tubes, especially if the blockage is in the middle part of the tube. Another disadvantage is that the caps are usually only slightly pressed into the tubes, and therefore can easily solve in the further process, so that it can lead to confusion.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, zuverlässig und auf schnelle und einfache Art und Weise leere und teilweise gefüllte Rohre zu identifizieren.The object of the present invention is therefore to identify empty and partially filled pipes reliably and in a quick and simple manner.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by the device having the features of claim 1.

Zur Überprüfung der Befüllung von Reaktorrohren eines Rohrbündelreaktors, der ein erstes und ein zweites Ende (22) aufweist, wird ein erhitztes gasförmiges Medium an dem ersten Ende des Rohrbündelreaktors in die Reaktorrohre eingeleitet und die Temperatur beim Austritt aus den einzelnen Reaktorrohren an dem zweiten Ende des Rohrbündelreaktors bestimmt.For checking the filling of reactor tubes of a tube bundle reactor having a first and a second end ( 22 ), a heated gaseous medium is introduced into the reactor tubes at the first end of the tube bundle reactor and the temperature at the exit from the individual reactor tubes at the second end of the tube bundle reactor is determined.

Vorzugsweise wird das erhitzte gasförmige Medium unter leichtem Überdruck durch die Rohre eines Rohrbündelreaktors geleitet.Preferably, the heated gaseous medium is passed under slight overpressure through the tubes of a tube bundle reactor.

Vorzugsweise wird die Temperatur des gasförmigen Mediums beim Austritt aus den einzelnen Rohren des Rohrbündelreaktors mit Hilfe einer Wärmebildkamera gemessen.Preferably, the temperature of the gaseous medium is measured at the exit from the individual tubes of the tube bundle reactor with the aid of a thermal imaging camera.

Je weniger Füllmaterial sich in einem Rohr befindet, desto schneller kann die erhitzte Luft durch die Rohre diffundieren, und desto schneller werden die entsprechenden Rohrenden auf einer thermografischen Aufnahme sichtbar und desto wärmer erscheinen sie darauf. Die Temperaturunterschiede der an den Ausgängen der einzelnen Rohre austretenden Luft können damit dazu herangezogen werden Rückschlüsse auf die Befüllungsrate der einzelnen Rohre zu ziehen. Die Erfindung ist dazu in der Lage, volle, teilweise gefüllte und leere Rohre voneinander zu unterscheiden. Zusätzlich ist es auch möglich anhand der Temperaturunterschiede Rückschlüsse auf den Befüllungsgrad der teilweise gefüllten Rohre zu schließen.The less filler material in a tube, the faster the heated air can diffuse through the tubes, and the faster the corresponding tube ends become visible on a thermographic receiver, and the warmer they will appear. The temperature differences of the exiting at the outputs of the individual tubes air can thus be used to draw conclusions about the rate of filling of the individual tubes. The invention is capable of distinguishing full, partially filled and empty tubes from each other. In addition, it is also possible to use the temperature differences to draw conclusions about the degree of filling of the partially filled pipes.

Dabei gilt die Regel, dass, je höher die gemessene Temperatur, desto geringer der Befüllungsgrad ist, und umgekehrt.The rule is that the higher the measured temperature, the lower the degree of filling, and vice versa.

In den thermografischen Aufnahmen werden die mit der Wärmebildkamera gemessenen Temperaturen in Grauwerten dargestellt. Statt in Grauwerten können die Temperaturen in den thermografischen Aufnahmen auch in Falschfarben wiedergegeben werden, wodurch insbesondere Temperaturunterschiede besonders deutlich kenntlich gemacht werden können.In the thermographic images, the temperatures measured with the thermal imager are displayed in gray scale. Instead of gray values, the temperatures in the thermographic images can also be reproduced in false colors, whereby in particular temperature differences can be made particularly clear.

Das erhitzte, gasförmige Medium kann z. B. Luft, Stickstoff, Inertgas oder ein Edelgas sein und kann je nach Bedarf mit den katalytischen Eigenschaften des Schüttgutes abgestimmt werden.The heated, gaseous medium may, for. As air, nitrogen, inert gas or a noble gas and can be tailored as needed with the catalytic properties of the bulk material.

Zur Erhitzung des Gases kann ein einfaches Heizgebläse verwendet werden. Dadurch wird auch gleichzeitig ein leichter Überdruck erzeugt, so dass das gasförmige Medium schneller durch die Rohre diffundieren kann und somit die Messzeit deutlich verkürzt wird. To heat the gas, a simple fan heater can be used. This also creates a slight overpressure at the same time, so that the gaseous medium can diffuse faster through the tubes and thus the measuring time is significantly shortened.

Das gasförmige Medium kann aber auch durch andere, dem Fachmann zugängliche Methoden erhitzt und komprimiert werden. Zur Erhitzung eignen sich z. B. Wärmetauscher, Heizspiralen oder Heizplatten. Überdruck lässt sich mit handelsüblichen Kompressoren oder mit der Entnahme des gasförmigen Mediums aus Druckbehältern realisieren.However, the gaseous medium can also be heated and compressed by other methods accessible to the person skilled in the art. For heating z. B. heat exchangers, heating coils or heating plates. Overpressure can be realized with commercially available compressors or with the removal of the gaseous medium from pressure vessels.

Eine Verschalung kann dazu verwendet werden, um das erhitzte gasförmige Medium so an das erste Ende des Rohrbündelreaktors zu führen, dass es gleichzeitig durch alle Rohre des Reaktors geleitet wird. Diese Verschalung kann aus elastischem Material sein, das über das erste Ende des Rohrbündelreaktors gespannt wird. Es sind aber auch viele andere Ausführungsformen für die Verschalung denkbar, die dazu geeignet sind, das erhitzte, gasförmige Medium unter leichtem Überdruck durch die Rohre des Rohrbündelreaktors zu leiten.A casing can be used to direct the heated gaseous medium to the first end of the tube bundle reactor so that it is simultaneously passed through all the tubes of the reactor. This casing can be made of elastic material which is stretched over the first end of the tube bundle reactor. But there are also many other embodiments for the casing conceivable, which are adapted to direct the heated gaseous medium under slight overpressure through the tubes of the tube bundle reactor.

Um das natürliche Bestreben warmer Gase nach oben zu steigen auszunützen, ist es zweckmäßig den Rohrbündelkatalysator senkrecht zu lagern und das gasförmige Medium an dem unteren Ende in die Rohre einzuleiten, so dass das gasförmige Medium an der Oberseite des Rohrbündelreaktors aus den Rohren austritt. Es ist aber auch möglich, das erhitzte, gasförmige Medium von der Oberseite her durch den Rohrbündelreaktor zu leiten, oder den Rohrbündelkatalysator liegend zu lagern und das gasförmige Medium seitlich in den Reaktor einzuleiten.In order to take advantage of the natural tendency of warm gases to rise, it is expedient to store the tube bundle catalyst vertically and to introduce the gaseous medium at the lower end into the tubes, so that the gaseous medium exits the tubes at the top of the tube bundle reactor. But it is also possible to direct the heated, gaseous medium from the top through the tube bundle reactor, or to store the tube bundle catalyst lying and to introduce the gaseous medium laterally into the reactor.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass alle Rohre eines Rohrbündelreaktors gleichzeitig untersucht werden können, wodurch sich gerade für Reaktoren mit vielen Rohren eine erhebliche Zeitersparnis erzielen lässt.The advantages achieved by the invention are in particular that all tubes of a tube bundle reactor can be examined simultaneously, which can be achieved, especially for reactors with many pipes a considerable time savings.

Vorzugsweise liegt die Temperatur des erhitzten, gasförmigen Mediums in einem Bereich zwischen 10°C und 200°C. Vorzugsweise ist die Temperatur des erhitzten, gasförmigen Mediums regelbar, so dass der sich einstellende Temperaturgradient den jeweils vorliegenden Bedingungen angepasst werden kann.Preferably, the temperature of the heated gaseous medium is in a range between 10 ° C and 200 ° C. Preferably, the temperature of the heated, gaseous medium is controllable, so that the temperature gradient can be adjusted to the prevailing conditions.

Aus demselben Grund kann es außerdem von Vorteil sein, dass der Überdruck, mit dem das erhitzte, gasförmige Medium an den Rohrbündelreaktor angelegt wird, regelbar ist.For the same reason, it may also be advantageous that the overpressure with which the heated, gaseous medium is applied to the tube bundle reactor is controllable.

Der Luftstrom, unter dem das gasförmige Medium durch den Röhrenreaktor geleitet wird, beträgt dabei vorzugsweise 0,1 Nm3/h bis 2,0 Nm3/h pro Reaktorrohr.The air flow, under which the gaseous medium is passed through the tubular reactor, is preferably 0.1 Nm 3 / h to 2.0 Nm 3 / h per reactor tube.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Zeichnungen näher erläutert.Embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to the drawings.

Es zeigen:Show it:

1 ein Prinzipschema der Vorrichtung zur Identifizierung leerer oder teilweise gefüllter Rohre eines Rohrbündelreaktors; 1 a schematic diagram of the device for the identification of empty or partially filled tubes of a tube bundle reactor;

2 das Austrittsende der Rohre eines Rohrbündelreaktors in einem ersten Beispiel, wobei für jedes Rohr der Befüllungszustand (2A) sowie der daraus resultierende Staudruck angegeben ist (2B); 2 the outlet end of the tubes of a tube bundle reactor in a first example, wherein for each tube the filling state ( 2A ) and the resulting dynamic pressure ( 2 B );

3 eine thermografische Aufnahme des Austrittsendes des Rohrbündelreaktors des ersten Ausführungsbeispiels (3A); der thermografischen Aufnahme sind die realen Umrisse der Reaktorrohre überlagert (3B); 3 a thermographic image of the outlet end of the tube bundle reactor of the first embodiment ( 3A ); The thermographic image is superimposed on the real contours of the reactor tubes ( 3B );

4 das Austrittsende der Rohre eines Rohrbündelreaktors in einem zweiten Beispiel, wobei für jedes Rohr der Befüllungszustand (4A) sowie der daraus resultierende Staudruck angegeben ist (4B); 4 the outlet end of the tubes of a tube bundle reactor in a second example, wherein for each tube the filling state ( 4A ) and the resulting dynamic pressure ( 4B );

5 eine thermografische Aufnahme des Austrittsendes des Rohrbündelreaktors des zweiten Ausführungsbeispiels; die Aufnahmen wurden etwa 1 Minute (5A), 4,5 Minuten (5B) und 7 Minuten (5C) nach Beginn des Einleitens des erhitzten Gases erstellt; 5 a thermographic image of the outlet end of the tube bundle reactor of the second embodiment; the shots were taken about 1 minute ( 5A ), 4.5 minutes ( 5B ) and 7 minutes ( 5C ) created after the beginning of the introduction of the heated gas;

Bei den 3 und 5 handelt es sich um Falschfarbenaufnahmen, die jedoch nur in Schwarz-Weiß wiedergegeben sind.Both 3 and 5 they are false color recordings, but they are only reproduced in black and white.

Die Vorrichtung zur Identifizierung leerer oder nur teilweise gefüllter Rohre eines Rohrbündelreaktors wird anhand von 1 erklärt. Nach dem Befüllen weist der Rohrbündelreaktor volle Rohre 12, teilweise gefüllte Rohre 14 und leere Rohre 16 auf. Umgebungsluft 20 wird mit Hilfe eines Heißluftgebläses 24 erhitzt und leicht komprimiert. Über eine Verschalung 18 wird die erhitzte Luft 20 unter leichtem Überdruck an die Unterseite 22 des Rohrbündelreaktors 10 geführt und dort gleichzeitig in alle Rohre 12, 14, 16 des Rohrbündelreaktors 10 eingeleitet. Am Ausgang der Rohre 12, 14, 16 – in 1 das obere Ende 26 des Rohrbündelreaktors 10 – wird die Temperatur der an den Ausgängen der einzelnen Rohre ausströmenden Luft mittels einer Wärmebildkamera 28 aufgenommen. Je geringer der Befüllungsgrad eines Rohres 12, 14, 16 des Rohrbündelreaktors 10, desto schneller durchströmt die erhitzte Luft das Rohr 12, 14, 16 und desto schneller steigt die Temperatur am ausgangsseitigen Ende des jeweiligen Rohres. Damit kann dann aus den zu einem bestimmten Zeitpunkt gemessenen Temperaturunterschieden auf unterschiedliche Befüllungsgrade der jeweiligen Rohre 12, 14, 16 geschlossen werden.The device for identifying empty or only partially filled tubes of a tube bundle reactor is based on 1 explained. After filling, the tube bundle reactor has full tubes 12 , partially filled pipes 14 and empty pipes 16 on. ambient air 20 is using a hot air blower 24 heated and slightly compressed. About a formwork 18 gets the heated air 20 under slight overpressure to the underside 22 of the tube bundle reactor 10 guided and there at the same time in all tubes 12 . 14 . 16 of the tube bundle reactor 10 initiated. At the exit of the pipes 12 . 14 . 16 - in 1 the upper end 26 of the tube bundle reactor 10 - The temperature of the air flowing out at the outputs of the individual tubes by means of a thermal imaging camera 28 added. The lower the degree of filling of a pipe 12 . 14 . 16 of the tube bundle reactor 10 , the more faster the heated air flows through the pipe 12 . 14 . 16 and the faster the temperature rises at the outlet end of the respective tube. This can then be measured from the temperature differences measured at a specific time to different degrees of filling of the respective tubes 12 . 14 . 16 getting closed.

In den folgenden Beispielen wird anhand zweier Versuche demonstriert, dass es die Erfindung ermöglicht, leere, teilweise gefüllte und volle Rohre eines Rohrbündelreaktors voneinander zu unterscheiden.In the following examples, two experiments demonstrate that the invention makes it possible to distinguish empty, partially filled and full tubes of a tube bundle reactor.

Beispiel 1example 1

Es sollen leere bzw. teilweise gefüllte Rohre 16, 14 identifiziert werden. Im Speziellen wird gezeigt, dass Temperaturunterschiede zwischen leeren Rohren 16, die keinen Staudruck erzeugen, und halbvollen Rohren 14, die einen relativ niedrigen Staudruck erzeugen, festgestellt werden können.It should empty or partially filled tubes 16 . 14 be identified. In particular, it is shown that temperature differences between empty tubes 16 , which produce no back pressure, and half full pipes 14 that can generate a relatively low back pressure can be detected.

Der Aufbau des Experiments orientiert sich an der in 1 dargestellten Skizze. Der Rohrbündelreaktor 10 besteht aus 18 Rohren 12, 14, 16. Statt der in Reaktoren üblichen 3500 mm besitzen die in diesem Beispiel verwendeten Rohre 12, 14, 16 eine Länge von 610 mm. Ihr Durchmesser beträgt 25 mm, was dem Durchmesser von tatsächlich eingesetzten Rohren 12, 14, 16 entspricht. Wie in 2A dargestellt, wurden von den achtzehn Rohren 12, 14, 16, vierzehn Rohre 12 ganz gefüllt (schwarz), ein Rohr 14 wurde halbgefüllt (grau) und drei Rohre 16 blieben leer (weiß). In den vollen Rohren 12 wurde 218 g Träger eingefüllt. Der Träger besteht aus quaderförmigem Katalysatormaterial von 8 × 6 × 5 mm3 Größe. In das halbvolle Rohr 14 ist genau 109 g Träger desselben Formats eingefüllt worden. Um die Differenz des Staudrucks zu erhöhen, wurde den vollen Rohren 12 noch zusätzlich 5 g Inertmaterial beigefügt. Dadurch wird ein Differenzstaudruck zwischen vollen und halbvollen Rohren 12, 14 erreicht, wie er in tatsächlichen Rohrbündelreaktoren anzutreffen ist. Vor dem Versuch wurde von allen Rohren 12, 14, 16 der Staudruck gemessen. Die Ergebnisse der Staudruckmessung sind in 2B dargestellt. Der Staudruck der vollen Rohre 12 beträgt etwa 42 +/– 2 mbar und der Staudruck des halbvollen Rohrs 14 beträgt 9 mbar. Die leeren Rohre 16 haben natürlich keinen Staudruck.The structure of the experiment is based on the in 1 sketch shown. The tube bundle reactor 10 consists of 18 tubes 12 . 14 . 16 , Instead of the usual in reactors 3500 mm have the tubes used in this example 12 . 14 . 16 a length of 610 mm. Its diameter is 25 mm, which is the diameter of actually used pipes 12 . 14 . 16 equivalent. As in 2A were represented by the eighteen pipes 12 . 14 . 16 , fourteen pipes 12 completely filled (black), a tube 14 was semi-filled (gray) and three tubes 16 stayed empty (white). In the full pipes 12 was filled 218 g carrier. The support consists of cuboid catalyst material of 8 × 6 × 5 mm 3 size. In the half-full pipe 14 exactly 109 g carrier of the same format has been filled. To increase the difference of the dynamic pressure, became the full pipes 12 additionally added 5 g of inert material. This creates a differential pressure between full and half full pipes 12 . 14 achieved as it is found in actual tube bundle reactors. Before the trial was of all pipes 12 . 14 . 16 the dynamic pressure measured. The results of the dynamic pressure measurement are in 2 B shown. The dynamic pressure of the full pipes 12 is about 42 +/- 2 mbar and the back pressure of half full pipe 14 is 9 mbar. The empty pipes 16 of course have no back pressure.

Als Gebläse 24 wird ein handelsüblicher Heißluftföhn verwendet, der mit Hilfe einer Verschalung 18 an eine Öffnung an der Unterseite 22 des Rohrbündelreaktors 10 angeschlossen ist und heiße Luft 20 durch die einzelnen Rohre 12, 14, 16 des Reaktors bläst. Die Temperatur der an der Oberseite 26 des Rohrbündelreaktors 10 aus den einzelnen Rohren 12, 14, 16 austretenden Luft wird mithilfe einer Wärmebildkamera aufgenommen. In 3A ist eine wenige Minuten nach Beginn des Versuchs mit der Wärmebildkamera 28 erstellte Aufnahme abgebildet. Es zeigt eine Draufsicht auf die Oberseite 26 des Rohrbündelreaktors 10, also auf den Ausgang der Reaktorrohre 12, 14, 16. Die Grauwerte entsprechen der gemessenen Temperatur, gemäß der am rechten Bildrand angegebenen Skala. Statt in Grauwerten, ist es üblich die Temperaturen in thermografischen Aufnahmen in Falschfarben wiederzugeben, wodurch insbesondere Temperaturunterschiede besonders deutlich kenntlich gemacht werden können. Zum besseren Verständnis wurden in 3B der thermografischen Aufnahme die realen Konturen der Reaktorrohre 12, 14, 16 überlagert. Darin kann man erkennen, dass besonders die drei Bereiche deutlich hell hervortreten, die den Positionen der leeren Rohre 16 entsprechen. Da die warme Luft durch die leeren Rohre 16 ungehindert durchströmen kann, ist der Temperaturanstieg an den Ausgängen der leeren Rohre 16 am schnellsten und am intensivsten zu beobachten. Neben den drei sehr hellen Bereichen kann man noch einen vierten nicht ganz so hellen Bereich erkennen, der der Position des halbvollen Rohres 14 entspricht. Damit hat dieses Beispiel gezeigt, dass es mit der vorliegende Erfindung möglich ist, leere und teilgefüllte Rohre 16, 14 von vollen Rohren 12 zu unterscheiden.As a fan 24 A commercial hot air blower is used, which with the help of a shuttering 18 to an opening at the bottom 22 of the tube bundle reactor 10 is connected and hot air 20 through the individual pipes 12 . 14 . 16 the reactor blows. The temperature of the top 26 of the tube bundle reactor 10 from the individual pipes 12 . 14 . 16 escaping air is recorded using a thermal imager. In 3A is a few minutes after the start of the experiment with the thermal imager 28 created shot shown. It shows a top view on the top 26 of the tube bundle reactor 10 So, on the output of the reactor tubes 12 . 14 . 16 , The gray values correspond to the measured temperature, according to the scale indicated on the right edge of the picture. Instead of gray values, it is customary to reproduce the temperatures in thermographic images in false colors, which in particular temperature differences can be clearly identified. For better understanding were in 3B the thermographic recording the real contours of the reactor tubes 12 . 14 . 16 superimposed. It can be seen that especially the three areas are clearly bright, the positions of the empty tubes 16 correspond. Because the warm air through the empty pipes 16 can flow through unhindered, the temperature rise at the outputs of the empty tubes 16 fastest and most intense to watch. In addition to the three very bright areas you can still see a fourth not so bright area, the position of the half full tube 14 equivalent. Thus, this example has shown that it is possible with the present invention, empty and partially filled tubes 16 . 14 of full pipes 12 to distinguish.

Beispiel 2Example 2

Nun sollen unter realen Druckbedingungen leere bzw. teilweise gefüllte Rohre 16, 14 identifiziert werden. Dazu werden Staudrücke, wie sie in realen Systemen üblicherweise auftreten, eingestellt.Now, under real pressure conditions empty or partially filled tubes 16 . 14 be identified. For this purpose, back pressures, as they usually occur in real systems, set.

Der Rohrbündelreaktor 10 besteht wiederum aus achtzehn Rohren, von denen eines leer gelassen wurde, und alle übrigen zur Hälfte mit dem Katalysatormaterial aus Beispiel 1 befüllt worden sind. Um vollständig gefüllte Rohre 12 zu simulieren, wird ein Teil der halbgefüllten Rohre mit so viel Inertmaterial befüllt, dass sich ein Staudruck von etwa 80 mbar einstellt. Dies entspricht dem Staudruck von vollständig gefüllten Reaktorrohren 12, wie sie in realen Systemen eingesetzt werden.The tube bundle reactor 10 again consists of eighteen tubes, one of which was left empty, and all other half were filled with the catalyst material from Example 1. To completely filled pipes 12 To simulate a part of the half-filled tubes is filled with so much inert material that sets a back pressure of about 80 mbar. This corresponds to the dynamic pressure of completely filled reactor tubes 12 as used in real systems.

Die Verteilung der einzelnen Rohre kann dem Schema von 4A entnommen werden. Wiederum wurde vor dem Versuch der Staudruck der einzelnen Rohre bestimmt. In 4B ist die Staudruckverteilung des verwendeten Rohrbündelreaktors 10 angegeben. Volle Rohre 12 besitzen Staudrücke von etwa 83 (+– 5) mbar. Die halbgefüllten Rohre 14 weisen Staudrücke von 40 bis 57 mbar auf. Das leere Rohr produziert wiederum keinen Staudruck.The distribution of the individual tubes can follow the scheme of 4A be removed. Again, the back pressure of the individual tubes was determined before the experiment. In 4B is the dynamic pressure distribution of the tube bundle reactor used 10 specified. Full tubes 12 own dam pressures of about 83 (+ - 5) mbar. The half-filled pipes 14 have back pressures of 40 to 57 mbar. The empty tube in turn produces no back pressure.

Der Versuchsaufbau entspricht dem des vorhergehenden Beispiels. Die Temperatur der an der Oberseite 26 des Rohrbündelreaktors 10 aus den einzelnen Rohren 12, 14, 16 austretenden Luft 20 wird wiederum mithilfe einer Wärmebildkamera 28 aufgenommen. 5A zeigt eine thermografische Aufnahme, die eine Minute nach Beginn des Versuchs erstellt worden ist. Der Aufnahme wurden die realen Konturen der Reaktorrohre 12, 14, 16 überlagert. Deutlich ist der helle Bereich zu erkennen, der auf erhöhte Temperatur zurückzuführen ist, und dessen Position der Position des leeren Rohres 16 des untersuchten Rohrbündelreaktors 10 entspricht. Die anderen Rohre 12, 14 heben sich alle leicht vom Hintergrund ab. Es sind jedoch noch keine signifikanten Temperaturunterschiede zwischen den vollen und den nur halb gefüllten Rohren 12, 14 erkennbar. 5B zeigt eine weitere thermografische Aufnahme des Rohrbündelreaktors 10, die 4,5 Minuten nach Versuchsbeginn erstellt worden ist. Wiederum tritt die Kontur des leeren Rohres 16 deutlich hervor. Allerdings sind nun auch die halb gefüllten Rohre 14 von den vollen Rohren 12 zu unterscheiden. Am deutlichsten sieht man diesen Unterschied in der Aufnahme von 5C, die etwa sieben Minuten nach Versuchsbeginn erstellt wurde. Die sechs halb gefüllten Rohre 14 des untersuchten Rohrbündelreaktors 10 erscheinen etwas heller, was einer erhöhten Temperatur der an der Oberseite 26 des Rohrbündelreaktors aus den Rohren 14 austretenden Luft 20 entspricht.The experimental setup corresponds to that of the previous example. The temperature of the top 26 of the tube bundle reactor 10 from the individual pipes 12 . 14 . 16 leaking air 20 in turn, using a thermal imaging camera 28 added. 5A shows a thermographic image taken one minute after the start of the experiment. The recording was the real contours of the reactor tubes 12 . 14 . 16 superimposed. Clearly visible is the bright area due to increased temperature and its position of the position of the empty tube 16 of the investigated tube bundle reactor 10 equivalent. The other pipes 12 . 14 all stand out easily from the background. However, there are still no significant temperature differences between the full and the half-filled tubes 12 . 14 recognizable. 5B shows a further thermographic image of the tube bundle reactor 10 , which was created 4.5 minutes after the start of the experiment. Again, the contour of the empty tube occurs 16 clearly visible. However, now are the half-filled tubes 14 from the full pipes 12 to distinguish. Most clearly one sees this difference in the admission of 5C which was created about seven minutes after the start of the experiment. The six half-filled tubes 14 of the investigated tube bundle reactor 10 appear slightly brighter, indicating an elevated temperature at the top 26 of the tube bundle reactor from the tubes 14 leaking air 20 equivalent.

Die vorliegende Erfindung eignet sich nicht nur dazu, volle von teilweise gefüllten Rohren 12, 14 zu unterscheiden. Auch unter den teilweise gefüllten Rohren 14 bestehende Unterschiede treten deutlich zutage. Die Staudruckprüfung vor Beginn des zweiten Versuchs hat ergeben, dass zwei der halb gefüllten Rohre 14, nämlich die beiden Rohre rechts oben in 4B, einen deutlich niedrigeren Staudruck aufweisen als die übrigen halb gefüllten Rohre 14. In hervorragender Korrelation mit diesen Ergebnissen erscheinen exakt diese beiden Rohre 14 auch in den thermografischen Aufnahmen immer etwas heller als die restlichen halb gefüllten Rohre 14. Die vorgestellte Erfindung erlaubtes also nicht nur fehlerhaft befüllte Rohre 14, 16 zu identifizieren, sondern es bietet auch die Möglichkeit, festzustellen, wie stark die Befüllung der Rohre 14, 16 vom gewünschten Wert abweicht.The present invention is not only suitable for full, partially filled tubes 12 . 14 to distinguish. Also under the partially filled pipes 14 existing differences become apparent. The dynamic pressure test before the start of the second test showed that two of the half-filled tubes 14 , namely the two tubes top right in 4B , Have a significantly lower back pressure than the other half-filled tubes 14 , In excellent correlation with these results appear exactly these two tubes 14 even in the thermographic images always slightly lighter than the remaining half-filled tubes 14 , The presented invention thus not only allows incorrectly filled tubes 14 . 16 but it also provides the opportunity to determine how strong the filling of the pipes 14 . 16 deviates from the desired value.

Claims (5)

Vorrichtung zur Überprüfung der Befüllung von Rohren (12, 14, 16) von Rohrbündelreaktoren (10), wobei die Rohrbündelreaktoren (10) ein erstes und ein zweites Ende (22, 26) aufweisen, mit: einer Einrichtung (24), die dazu geeignet ist, das gasförmige Medium (20) zu erhitzen und zu komprimieren, einer Verschalung (18), die eine Einlassöffnung für das erhitzte gasförmige Medium (20) hat und dazu geeignet ist, das erhitzte gasförmige Medium (20) an die Öffnungen der Rohre an dem ersten Ende (22) des Rohrbündelreaktors (10) zu leiten und eine Einrichtung zur Bestimmung der Temperatur des an dem zweiten Ende (26) des Rohrbündelreaktors (10) aus den einzelnen Rohren (12, 14, 16) austretenden gasförmigen Mediums (20).Device for checking the filling of pipes ( 12 . 14 . 16 ) of tube bundle reactors ( 10 ), wherein the tube bundle reactors ( 10 ) a first and a second end ( 22 . 26 ), comprising: a device ( 24 ), which is suitable for the gaseous medium ( 20 ) to heat and compress a shuttering ( 18 ) having an inlet opening for the heated gaseous medium ( 20 ) and is suitable for heating the heated gaseous medium ( 20 ) to the openings of the tubes at the first end ( 22 ) of the tube bundle reactor ( 10 ) and means for determining the temperature at the second end ( 26 ) of the tube bundle reactor ( 10 ) from the individual tubes ( 12 . 14 . 16 ) gaseous medium ( 20 ). Vorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei die Einrichtung zur Bestimmung der Temperatur des gasförmigen Mediums (20) beim Austritt aus den einzelnen Rohren (12, 14, 16) des Rohrbündelreaktors (10) eine Wärmebildkamera (28) ist.Apparatus according to claim 1, wherein the means for determining the temperature of the gaseous medium ( 20 ) at the exit from the individual tubes ( 12 . 14 . 16 ) of the tube bundle reactor ( 10 ) a thermal imaging camera ( 28 ). Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Mittel zum Steuern der Temperatur des erhitzten Mediums (20) vorgesehen sind.Device according to one of the preceding claims, wherein means for controlling the temperature of the heated medium ( 20 ) are provided. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Überdruck des erhitzten Mediums (20) steuerbar ist.Device according to one of the preceding claims, wherein the overpressure of the heated medium ( 20 ) is controllable. Vorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erhitzte gasförmige Medium (20) Luft, Stickstoff, Inertgas oder ein Edelgas ist.Device according to one of the preceding claims, wherein the heated gaseous medium ( 20 ) Is air, nitrogen, inert gas or a noble gas.
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