DE2062095A1

DE2062095A1 - Anordnung einer Heizeinrichtung bei Reaktionsapparaten

Info

Publication number: DE2062095A1
Application number: DE19702062095
Authority: DE
Inventors: Friedrich 8375 Ruhmannsfelden. P Gütlhuber
Original assignee: Deggendorfer Werft U. Eisenbau Gmbh, 8360 Deggendorf
Priority date: 1970-12-17
Filing date: 1970-12-17
Publication date: 1972-07-06
Also published as: GB1356046A; FR2118099A1; JPS5128068B1; NL7117186A; IT943738B; US3762465A; JPS5445255U; AT320592B; NL172516B; FR2118099B1; DE2062095C3; BE776761A; DE2062095B2; NL172516C

Description

DEGGENDORi¹ER WERPT UND 836C Seggendorf /Donau, den 30.11.1970

EISENBAU, GES.M.B.H. ;

PA/LIZ
Ca/Pa Dg 66

Anordnung einer Heizeinrichtung bei Reakti^rons-

apparaten

Bei Reaktionsapparaten, mit denen thermische Reaktionen durchgeführt werden, wird zur Aufreehterhaltung einer- im ' wesentlichen gleichbleibenden Betriebstemperatur, im allgemeinen zwischen 350° und 450° C, üblicherweise ein ■ · Wärmetauschmittel mittels einer Pumpe umgewälzt, wobei es die beim ReaktionsVorgang freiwerdende Wärme an einen in seinen Kreislauf eingeschalteten Kühler wieder abgibt.'

Das System muss gelegentlich abgestellt und ansehliessend wieder angefahren werden,z.B.. beim Wechseln des Katalysators. Beim Anfahren setzt der Reaktionsvorgang erst nach Erreichen einer höheren Temperatur ein, als sie zunächst vorhanden ist. Infolgedessen ist eine entsprechende Vorwärmung des Reaktionsbehälters erforderlich; dazu ist die Verwendung eines zusätzlichen Wärmeträgers, der durch den Reaktionsraum geführt wird, an sich möglich. Jedoch steht Dampf mit genügend hoher Temperatur kaum zur Verfügung, während Heissluft und Rauchgase einen erheblichen Aufwand an Heizaggregaten und Zubehör erfordern bzw, betriebsmässi'-ge Mängel mit sich bringen. ·

Es gibt auch Heiζeinrichtungen, die in den Reaktionsbehälter (eingebaut sind und dort auf dae Wärmetauschmittel ein-209828/I8QS

wirken. Solche Einrichtungen sind jedoch in ihrer Grosse und damit auch Heizleistung beschränkt. Ausserdem bewirken diese Einbauten einen dauernden Druckverlust im Betrieb der Anlage, so dass die Umwälzpumpe des Wärmetauschmittels entsprechend stärker bemessen sein muss. Ferner muss'für jede Kontrolle oder Reparatur der Heizeinrichtung die ganze Anlage abgeschaltet werden, auch wenn ein Betrieb der Heizeinrichtung zu dem betreffenden Zeitpunkt gar nicht notwendig ist.

Demgegenüber geht die Erfindung von einer an sich ebenfalls bekannten Anordnung der Heizeinrichtung für das in einem Reaktionsbehälter umgewälzte Wärmetauschmittel ausserhalb desjkeaktionsbehälters aus. Dabei besteht das Neue und Besondere gemäss der Erfindung darin, dass die Heizeinrichtung in Parallelschaltung zu dem normalen Umlaufsystem des Wärmetauschmittels zum zeitweiligen Durchleiten eines vorzugsweise regelbaren Teilstromes desselben mit dem Reaktionsbehälter an zwei Stellen unterschiedlichen Druckes verbunden ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die Heizeinrichtung mit dem Reaktionsbehälter eintritts- oder austrittsseitig über ein kombiniertes Absperr- und Regelorgan verbunden sein.

Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung in zwei Ausführungsformen beispielsweise dargestellt. Es zeigen schematisch ι

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Pig. 1 einen Reaktionsbehälter mit aussenliegenden Einrichtungen zum Kühlen bzw. Heizen des umgewälzten Wärmetauschmiteels im Längsschnitt,

Pig. 2 die gleiche Ausführung im Querschnitt iii der Ebene II-II,

- ■ ■ ■ " ι

Pig. 3 eine andere Ausführung, bei der-nur die Heizein-' richtung ausserhalb, die Kühleinrichtung dagegen innerhalb des Reaktionsbehälters liegt, in entsprechender Darstellung wie Pig. I, -

Pig. 4 eine besondere Ausbildung nur der Heizeinrichtung.

Bei der Ausführung gemäss den Pig. 1 und 2 ist ein Reaktionsbehälter 1, in dessen mitleren,· zwischen einer oberen und einer unteren Haube 2 bzw. 3 liegenden, durch zwei Rohrboden 4, 5 begrenzten Teil sich in an sich bekannter Weise ein Rohrbündel 6 befindet, mit dem die Rohre dieses Rohrbündels umgebenden Raum dicht unterhalb de's oberen Rohrbodens 4 und dicht oberhalb des unteren Rohrbodens 5 an je einen den . Reaktionsbehälter 1 konzentrisch umgebenden Ringkanals 7 . bzw. 8 angeschlossen.

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Mt den beiden Ringkanälen 7» 8 ist auf gegenüberliegenden Seiten des Reaktionsbehälters 1 je ein Gehäuse 9»10 verbunden, in dem eine Kühleinrichtung 11 bzw. eine Heizeinrichtung 12 untergebracht ist. In dem Gehäuse 9 der Kühleinrichtung befindet sich ausserdem ein als Pumpe wirkendes Flügelrad 13, das durch einen ausserhalb des Gehäuses liegenden, nicht dargestellten Motor angetrieben wird. An der unteren Verbin-. dungsstelle des anderen Gehäuses, 10, in dem&ie Heizeinrichtung 12 untergebracht ist, befindet sich ein kombiniertes Absperr- und Regelorgan 14. .

Wenn die Anlage in Betrieb ist, erfolgt der durch das Plü-

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gelrad 13 bewirkte Kreislauf des Wärmetauschmittels nur zwischen dem Reaktionsbehälter 1 und dem Gehäuse 9 der Kühleinrichtung 11. Dabei tritt das von der letzteren rückgekühlte Wärmetauschmittel, wie die Pfeile in Pig. 1 bzw. Pig. 2 erkennen lassen, über den unteren Ringkanal 8 von allen Seiten verteilt in den die Rohre des Rohrbündels 6 umgebenden Innenraum des Reaktionsbehälters 1 ein. Nachdem es dort im wesentlichen aufwärts, d.h. im Gegenstrom zu dem von oben nach unten durch die Rohre geleiteten Reaktionsstoff, geströmt ist und dabei die beim ReaktionsVorgang freiwerdende Wärme aufgenommen hat, tritt es nach allen Seiten verteilt in den oberen Ringkanal 7 ein und gelangt von dort wieder in das Gehäuse 9 zur Rückkühlung.

Wenn die Anlage angefahren wird' oder aus einem sonstigen Grunde die zur Durchführung des Reaktionsvorganges erforderliche Temperatur in dem Reaktionsbehälter 1 nicht vorhanden ist, wird das Absperr- und Regelorgan 14 geöffnet und die Heizeinrichtung 12 eingeschaltet. Dann strömt in Abhängigkeit von dem freigegebenen Durchtrittsquerschnitt eine grössere oder kleinere Teilmenge des Wärmetauschmitteis aus dem unteren Ringkanal 8 in das Gehäuse 10, und nach Erwärmung durch die Heizeinrichtung 12 weiter in den oberen Ringkanal 7, in dem sie sich mit der anderen Teilmenge, die/das Rohrbündel 6 umströmt hat, wieder vermischt. Die Aufwärtsströmung der an der Heizeinrichtung 12 vorbeigeleiteten Teilmenge· des Wärmetauschmittels wird, abgesehen von dem Einfluss

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der zunehmenden Erwärmung, durch das zwischen dem unterenund dem oberen Ringkanal 8 bzw. 7> d.h. im wesentlichen zwischen der Druckseite und der Saugseite des Flügelrades 13 herrschende Druckgefälle bewirkt. ■ ^r

Bei der zweiten Ausführung gemäss Pig. 3 sind in ebenfalls an sich bekannter Weise das Flügelrad 15 und die Kühleinrichtung 16 zentral innerhalb des Reaktionsbehälters 17 angeordnet, wobei das Rohrbündel 18 ringförmig ausgebildet ist. Ein den freien zentralen Raum des Rohrbündels 18 in seinem mittleren Bereich begrenzendes.Leitrohr 19 und drei dasselbe in gleichmässigen axialen Abständen umgebende ringförmige Platten 20-22 mit ab- · . wechselnd an ihrem äusseren und inneren Rand auf verschiedenen Durchmessern liegenden Durchtrittsquerschnitten dienen, wie die Pfeile erkennen .lassen, zur lenkung'des. im Kreislauf durch den Reaktionsbehälter 17 geführten Wärmetauschmittels.

Die Heizeinrichtung 23 ist auch in diesem Falle in einem besonderen Gehäuse 24 untergebracht, das ausserhalb des Reaktionsbehälters 17 liegt und mit diesem an zwei Stellen, nämlich etwa am unteren und oberen Ende des Rohrbündels 18, durch Rohrstützen 25 bzw. 26 verbunden ist. In den oberen Rohrstutzen 26 ist ein kombiniertes Absperr- und Regelorgan 27 eingeschaltet, durch das grundsätzlich ebenso wie bei der ersten Ausführung gemäss den Fig. 1 und 2, zum Unterschied davon jedoch im Rückströmbereich, die gegebenenfalls durch die Heizeinrichtung 23 209828/0806

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zu erwärmende Teilmenge des im Kreislauf geführten Wärmetauschmittels bemessen werden kann.

Ferner zeigt Pig. 4 noch die besondere Ausbildung.einer im Sinne der Erfindung zu verwendenden elektrischen Heizeinrichtung. Bei dieser ragen in das Gehäuse 28, das wieder an zwei Stellen in verschiedener Höhe durch Stutzen 29, mit dem - hier nicht dargestellten - Reaktionsbehälter verbunden ist, von oben her Schutzrohre 31 hinein, die an ihren unteren Enden geschlossen sind und mit ihren offenen oberen Enden gegen eine Rohrplatte 32 abdichten. In diese Schutzrohre sind elektrische Heizstäbe 33 eingesetzt, deren Anschlussklemmen 34 in einer abnehmbaren und belüfteten oberen Haube 35 des Gehäuses 28 gegen Explosionsgefahr geschützt untergebracht sind. Ein auf- und abwärts bewegbarer Schieber 36 dient zum Absperren a^:t Eintrittsstutzen 29 oder gegebenenfalls zum regelbaren Einstellen ■ eines beliebigen Durchtrittsquerschnittes desselben.

Die Heizeinrichtung kann aber auch mit jeder anderen jeweils geeigneten Wärmeenergie betrieben werden.

Die besonderen Vorteile des Erfindungsgegenstandes bestehen vor allem darin, dass die Heizeinrichtung sich nicht nur ausserhalb des Reaktionsbehälters befindet, sondern dazu auch so angeordnet ist, dass vollkommen unabhängig von ihr die übrige Anlage'einschliesslich der Umwälz- und der Kühleinrichtung des Wärmetauschmittels betrieben werden kann. Die Heizeinrichtung kann also jeder-

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zeit ohne Beeinträchtigung der Betriebsfähigkeit der Anlage repariert oder ganz ausgebaut werden. Ausserdem entsteht kein zusätzlicher Druckverlust im Kreislaufsystem des Wärmetauschinittels, weil dieses bei abgeschalteter Heizeinrichtung mit seiner ganzen Menge am Rohrbündel des Reaktionsbehälters vorbeiströmt und bei eingeschalteter Heizeinrichtung die an dieser vorbeiströmende !Teilmenge nicht an dem anderen Rohrbündel vorbeizuströmen braucht.

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Claims

8360 Deggendorf, den 30.11.1970 Patentansprüche:

1. Anordnung einer Heizeinrichtung ausserhalb eines Reaktionsbehälters für den in diesem umgewälzten Wärmeträger, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung (12; 23) in Parallelschaltung zu dem normalen Umlaufsystem des Wärmeträgers zum zeitweiligen Durchleiten eines vorzugsweise regelbaren Teilstromes des umgewälzten Wärmeträgers mit dem Reaktionsbehälter (1 ;17) an zwei Stellen unterschiedlichen Druckes verbunden ist. " .

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, Ψ dass die Heizeinrichtung mit dem Reaktionsbehälter

eintritts- oder austrittsseitig über e.in kombiniertes Absperr- und Regelorgan (14; 27) verbunden ist.

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