DE2330015C3 - Heißgaswärmetauscher mit Verbundrohren - Google Patents
Heißgaswärmetauscher mit VerbundrohrenInfo
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F21/00—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials
- F28F21/08—Constructions of heat-exchange apparatus characterised by the selection of particular materials of metal
- F28F21/081—Heat exchange elements made from metals or metal alloys
- F28F21/082—Heat exchange elements made from metals or metal alloys from steel or ferrous alloys
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Description
25
Die Erfindung betrifft einen Heißgaswärmetauscher mit Verbundrohren /ur Abkühlung von Heißgasen aus
katalytischen Spaltprozessen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Heißgase aus katalytischen Spaltprozessen, die in der Regel als Synthesegas bezeichnet werden, dienen zur
Eri.'ugung von Stadtgas. VVasserstoffgas. Rohgasen für
Methanol· und Ammoniaksynthesen und ahnlichen Produkten. Die Erzeugung dieser Synthesegase erfolgl
nach dem Dampfreformingverfahrcn. Als Rohstoffe kommen im wesentlichen Erdgas und Ben/in /um
Einsat/ unter Beimischung von Dampf. Dieses Gemisch strömt durch katalysjtorgefullte Röhren, die in einem
Ofen von außen beheizt werden. Das Synthesegas erreicht am Ende der Reaktion cm»· Temperatur von -to
etwa 720-900 C bei Betriebsdrucken von etwa 20 — 40 ata und tritt anschließend in den Heißgaswärmetauscher
em. tint seine Warme /um grüßen Teil an
Speisewasser zur Dampferzeugung abzugeben. Wird in Anlagen /ur I r/eugung von Ammoniaksynthesegas -15
noch ein /weiter Reaktor da/wischen geschaltet, der
ebenfalls mit katalysator gefüllt ist. so wird durch
Zugabe von Luft dem Synthesegas der notwendige
Stickstoff beigemischt und der Rest Methangehalt wetter gesenkt In diesem lall tritt das Gas mit etwa
1000 ( in den Heißgaswarmetauscher ein. Wird als
Rohsicff Ben/in /ur Synthcsegaser/eugung eingesetzt,
muß dem Katalysator im Primarreformer Alkali,
üblit herweise Kalium zugegeben werden, um Rußbil
dung beim Spalten der höheren Kohlenwasserstoffe /u
vernifiden. Dabei läßt sich nicht vermeiden, daß im
Laufe der /cn Kalium mn ilitn Gas geringfügig
ausgetragen wird und im Heißgaswarmetauscher an
kälteren Stellen, /„ B, den Kauchruhren des Wärmetauschers«
in For til cities Gemisches aus KOH, K2GÖ3 Und
«(-(CÜÖj ausfällt* Dieses Gemisch Verursacht bei Metall·
tetnperattifen von 350-^420"C an Normalkesselrohren
starke Korrosionen, besonders oberhalb 380"C. Solange
die Temperatur des Klihlmediums um die Rohre und damit die Wandfeniperafur selbst unief der kritischen
Korrosionstemperatur gehalten wird, besteht keine Gefahr, Diese Bedingung kann nach den bisherigen
Erfahrungen bis zu Drücken von 85—90 aiii auf der
Wasserdampfseite eingehalten werden, jedoch mit einer Einschränkung, daß sorgfältig behandeltes Speisewasser
benutzt wird. Letztere Bedingung kann im allgemeinen als erfüllt vorausgesetzt werden. Mit
Rücksicht auf den Wirkungsgrad der gesamten Anlage — im Gaskühler werden bei Großanlagen 60— 100 t/h
Dampf erzeugt — strebt man jedoch an, die Dampferzeugung bei möglichst hohem Druck vorzunehmen,
beispielsweise bei 130 ata. Dies entspricht einer
Sattdampf temperatur von 3300C. Turbulenzen im
Bereich des Gaseintritts in die Rohre, die hohen Gastemperaturen, der hohe Druck und die Natur der
Synthesegase führen zu Heizflächenbelastungen, die die Manteltemperatur der Rohre auf kritische Werte
steigen lassen, bezüglich der Korrosion. Zur Lösung dieses Problems könnten austenitische tijhre mit
genügender Beständigkeit gewählt werden. Für Festbodenapparate, deren Druckmantel aus ferritischem Stahl
besteht und der dem Druck und der Temperatur des Kühlmediums ausgesetzt ist. scheiden austenitische
Rohre jedoch wegen der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten aus. ganz abgesehen von der Gefahr
der Spannungsrißkorrosion im Kesselspeisewasser. Hochchromhaltige ferritische Stähle (13% Chrom)
haben sich ebenfalls als genügend beständig erwiesen. Sie haben jedoch den Nachteil, daß sie oberhalb 300 C
im Dauerbetrieb stark verspröden und somit nicht zugelassen werden. Eine weitere Möglichkeit besteht
dann, normale Kesselstähle /u chromieren. Die Qualitätsforderungen für chromiertes Rohr können
jedoch nur für unlegierte Stahle mit niedrigem C-Gehalt
befriedigend erfüllt wi-nJen. deren Festigkeit bei
höheren Drücken und I emperaturen unzureichend ist. Weiterhin ergibt sich beim Einschweißen dieser Rohre
eine Zone unzureichender Korrosionsbeständigkeit, da
die C hromschieht beim Schweißen mit aufgeschmolzen
wird.
Der Erfindung hegt die Aufgabe zugrunde, einen
Heißgaswarmetauscher nach dem Oberbegriff des Anspruchs so auszugestalten, daß in dem beschriebenen
Anwendungsfall die Korrosion an den Verbundrohren
vermieden werden kann, alle f estigksits- und Bestan
digkeitsanforderungen erfüllt und die Ausdehnungs
spannungen in zulässigem Maße begrenzt werden
Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß dadurch gelöst,
daß das Hai henverhalinis der Materialquerschnittc des
Außenrohres/um Innenrohrim Bereich 4— 10 liegt.
Mit der Wahl eines Verbundrohrtj ist auch d.is
Problem der korrosionssicheren Einschweißung in die Roh platten gelost, da zunächst der äußere ferntische
Teil des Rohres r.iit der ferritischen Platte und dann der
innere korrosionsbeständige feil des Rohres mit der
korrosionsbeständigen Platlierung der ferritischen
Platte durch entsprechendes Vorgehen verbunden worden kann Das crfindungsgemäßc Fla« hcnverhältnis
der beulen M.itenalqtierschnilte fcrritisih /u austeni
tisi h erweist sich so gunstig, d.iß alle f estigkeitsanfor
dcrungen erfüll) werden Dariiberhinaus gcnugt die
dadurch vorliegende Wandstärke auch allen KurrusiahsänfofdcfUngen,
Bih IleizgaswäfmctausGhöi1 friil Verbundröhren zur
Abkühlung von Heißgasen aus katalytischer) Spaltprozesseh
ist aufgebaut wie ein normaler Röhrbündelwär1
metauschcr mit zwei Rohrbodenplatten. In den beiden
Rohrbodehplatien sind die ferritischen Rohre eilige'
schweißt und der auslenilische Teil der Verbundröhre
ist mit der auf den Rohrbödenpläiten angebrachicn
Platlierung gasdicht verbunden. Es ist Sorge dafür zu
tragen, daß die Verbundröhre mit guter metallischer Bindung zwischen den Werkstoffkomponenten hergestellt
werden. Die erfindungsgemäße Wahl der FlSchenverhältnisse
garantiert darüberhinaus eine gute metallurgische Bindung bei dem hohen Temperaturwechsel
zwischen Betriebstemperatur und Stillstand der Anlage.
Claims (2)
1. Heißgaswärmetauscher mit Verbundrohren zur Abkühlung von Heißgasen aus katalytischen Spaltprozessen,
deren Katalysator Alkalien enthält, wobei gasseitig die Betriebsbedingungen größer
20 ata und größer 7200C und wasserseitig größer 85 ata vorliegen und die gasführenden Rohre
Verbundrohre sind, bestehend aus einem Innenrohr aus einem gegen Alkaltkorrosion beständigen
Austenit oder hochnickelhaltigem Stahl und einem Außenrohr aus ferritischem Kesselbaustahl, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächenverhältnis
der Materialquerschnitte des Außenrohres zum Innenrohrim Bereich 4—10 liegt.
2. Heißgaswärmetauscher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbundrohre mit
ihren äußeren Enden mit dem ferritischen Teil des Rohrbodens verschweißt sind und die Enden des
austenitischen Teils der Verbundrohre mit der
Rohrboden-Plattierung verschweißt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2330015A DE2330015C3 (de) | 1973-06-13 | 1973-06-13 | Heißgaswärmetauscher mit Verbundrohren |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2330015A DE2330015C3 (de) | 1973-06-13 | 1973-06-13 | Heißgaswärmetauscher mit Verbundrohren |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2330015A1 DE2330015A1 (de) | 1975-01-09 |
DE2330015B2 DE2330015B2 (de) | 1979-05-31 |
DE2330015C3 true DE2330015C3 (de) | 1980-01-31 |
Family
ID=5883846
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2330015A Expired DE2330015C3 (de) | 1973-06-13 | 1973-06-13 | Heißgaswärmetauscher mit Verbundrohren |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2330015C3 (de) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3022480A1 (de) * | 1980-06-14 | 1982-01-07 | Uhde Gmbh, 4600 Dortmund | Vorrichtung zum waermetausch zwischen einen nh (pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts) -konverter verlassendem kreislaufgas und wasser |
DE3044902A1 (de) * | 1980-11-28 | 1982-07-08 | Basf Ag, 6700 Ludwigshafen | Waermeaustauscher |
SE9603890L (sv) * | 1996-10-22 | 1998-04-23 | Kanthal Ab | Värmeväxlare |
-
1973
- 1973-06-13 DE DE2330015A patent/DE2330015C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2330015B2 (de) | 1979-05-31 |
DE2330015A1 (de) | 1975-01-09 |
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