DE3409159A1

DE3409159A1 - Rohrbuendel-reaktionsapparat

Info

Publication number: DE3409159A1
Application number: DE19843409159
Authority: DE
Inventors: Rudolf 8360 Deggendorf Vogl
Original assignee: Deggendorfer Werft und Eisenbau GmbH
Current assignee: MAN DWE GmbH
Priority date: 1984-03-13
Filing date: 1984-03-13
Publication date: 1985-09-26
Also published as: DE3409159C2; US4657741A; FR2561132B1; JPS60206443A; FR2561132A1; JPH0122812B2

Description

Deggendorfef Werft und Eisenbau GmbH, D-8360 Deggendorf Rohrbündel-Reaktionsapparat

Die Erfindung betrifft einen Reaktionsapparat gemäß Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Reaktionsapparat ist beispielsweise aus der DE-OS 1 601 162 bekannt. Die betreffenden Ringleitungen gestatten es, das Wärmeträgermittel durch eine Vielzahl über den Umfang verteilter Öffnungen dem Inneren des Reaktionsapparats zu- bzw. aus diesem abzuführen. Dennoch und trotz zusätzlicher Verwendung von Verteilerscheiben etwa nach DE-OS 1 675 501 ergeben sich insbesondere bei sehr großen Reaktionsapparaten mit entsprechend zahlreichen Rohren wie auch bei der Durchführung von Reaktionen mit sehr starker Wärmetönung gewisse Schwierigkeiten hinsichtlich einer gleichmäßigen Wärmeab- bzw. -zuführung, da die einzelnen Öffnungen in sehr unterschiedlichen Entfernungen von der Zuführungs- bzw. Entnahmestelle an dem jeweiligen Ringkanal auftreten. Die Ringkanäle entsprechend groß zu dimensionieren würde einen großen Bauaufwand bedeuten und ist zuweilen auch platzmäßig problematisch. Die Verwendung geringer Öffnungsquerschnitte hingegen würde den Bedarf an Umwälzenergie für das Wärmeträgermittel untragbar erhöhen. Hinzu kommt, daß elektrische Antriebsmotoren von beispielsweise 400 kW, wie sie für große Reaktoren mit starker Wärmetönung in Betracht kommen, als Langsamläufer nur in Hochspannungsausführung zu entsprechend hohen Kosten und mit einem entsprechend großen Gewicht und Raumbedarf erhältlich sind.

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Der Erfindung.1iegt von daher die Aufgabe zugrunde, bei verhältnismäßig großen Reaktoren der im Gattungsbegriff angegebenen Art und im besonderen bei der dortigen Durchführung von Reaktionen starker Wärmetönung unter Erzielung einer hohen Ausbeute gleichmäßig guter Reaktionsprodukte den Bauaufwand in installations-, kosten- und raummäßiger Hinsicht zu verringern.

Diese Aufgabe ist maßgeblich durch das kennzeichnende Merkmal des Anspruchs 1 gelöst.

Die Verwendung mehrerer Pumpen für die Umwälzung des Wärmeträgermittels gewährleistet einen weitgehend gleichmäßigen Ein- und Austritt des Wärmeträgermittels selbst bei Verwendung verhältnismäßig enger Ringkanäle. Durch die Verkürzung der maximalen Förderwege verringert sich der Leistungsbedarf überproportional. Die durch die einzelnen Pumpen geförderten Mengen können je nach Bedarf individuell eingestellt und verändert werden. Dazu noch sind Pumpenantriebsmotoren von beispielsweise nur 200 kW noch in Normalspannungsausführung erhältlich. Entsprechend verringert sich zumindest der Installationsaufwand.

Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte WeiterbiIdungsmöglichkeiten im Rahmen der gestellten Aufgabe. So ermöglichen es die Maßnahmen vor allem nach den Ansprüchen 4 und 6, die Wärmeab- bzw. -zufuhr nicht nur örtlich, sondern auch zeitlich, etwa zum Anfahren des Reaktionsapparats, genau zu dosieren, ohne daß es dazu einer Steuerung im Bereich der Pumpen bedarf.

Nachfolgend wird ein entsprechendes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Figuren genauer beschrieben. Dabei zeigt
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Fig. 1 ein Schema eines erfindungsgemäßen Reaktionsapparats samt angeschlossenen Organen im Aufriß,

Fig. 2 ein Schnittschema durch die gleiche Anordnung in Höhe des oberen Ringkanals und

Fig. 3 ein ebensolches Schnittschema in Höhe des unteren Ringkanals.

Der dargestellte Reaktionsapparat weist einen Reaktormantel 2, umgeben von zwei Ringkanälen 4 bzw. 6, auf. Die Ringkanäle 4 und 6 stehen mit dem Inneren des Reaktormantels 2 im Bereich des Reaktionsrohrbündels jeweils über eine Vielzahl über den Umfang verteilter Öffnungen 8 in Verbindung, durch die das Wärmeträgermittel, wie in den Figuren 2 und 3 durch Pfeile angedeutet, zum Inneren des Reaktormantels Zutritt findet bzw. daraus abfließen kann. Das Reaktionsrohrbündel ist in den Figuren der Einfachheit halber nicht dargestellt.

An zwei diagonal einander gegenüberliegenden Stellen sind an die Ringkanäle 4 und 6 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise zwei-Umwälzpumpen 10 für das Wärmeträgermittel angeschlossen. Die betreffenden Pfeile geben die Flußrichtung des Wärmeträgermittels an, dessen Teilströme sich im Inneren des Reaktormantels 2 vereinen, wodurch eine zusätzliche Durchmischung entsteht. In gleichen Abständen von den Anschlußstellen 12 sind die Ringkanäle 4 und 6 durch Trennwände 14 gegeneinander abgeteilt (Figuren 2 und 3).

Auf diese Weise steht jede Pumpe 10 mit zwei Vierteln eines jeden Ringkanals in Verbindung. Jeweils ein Ende der so gebildeten Ringkanalabschnitte 16 - 22 ist mit einem Wärmetauscher 24 verbunden, wobei die Verbindung mit den oberen Ringkanalabschnitten 16 und 18 über individuell verstell-

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Stellglieder 26 hergestellt ist. Durch den Wärmetauscher 24, je nach Art den auftretenden Wärmetönung einen Kühler oder Erhitzer, wird dem Wärmeträgermittel im Nebenschluß zu dem eigentlichen Kreislauf Wärme entzogen bzw. zugeführt. Dabei erlauben die Stellglieder 26, eine Steuerung der jeweils ab- bzw. zugeführten Wärme getrennt für beide Seiten des Reaktionsapparates wie auch nach den augenblicklichen Erfordernissen, die beim Anfahren in der Regel andere sind als im Betrieb des Reaktionsapparates. Zweckmäßigerweise werden die Stellglieder 26 Bestandteil eines Regelkreises sein.

Die beschriebene Schaltung des Wärmetauschers 24 erlaubt es, diesen bei stets gleichbleibenden Ein- und Austrittstemperaturen einzusetzen, während die mittlere Temperatur des Kreislaufs durch die jeweils in den Wärmetauscher abgezweigte Menge bei kontinuierlichem Betrieb der Pumpen 10 steuerbar ist.

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Claims

Patentansprüche:

1. Reaktionsapparat zur Durchführung exothermer und endothermer katalytischer Reaktionen, mit einem von einem Reaktormantel (2) umgebenen Kontaktrohrbündel und radialer Zu- bzw. Abführung eines Wärmeträgermittels über je einen Ringkanal (4, 6) mittels einer Pumpe (10) im Kreislauf über einen außenliegenden Wärmetauscher (24), dadurch gekennzeichnet , daß zwei oder mehr Pumpen (10) über den Umfang verteilt an die Ringkanäle (4, 6) angeschlossen sind.
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2. Reaktionsapparat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zumindest einer der Ringkanäle (4, 6) zwischen den Anschlußstellen (12) der Pumpen (10) und vorzugsweise in gleicher Entfernung von diesen Anschlußstellen in Abschnitte (16 - 22) abgeteilt ist.

3. Reaktionsapparat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die einzelnen Pumpen (10) geförderten Teilmengen des Wärmeträgermittels im Inneren des Reaktormantels (2) zu einem gemeinsamen Strom zusammengeführt sind.

4. Reaktionsapparat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an die Ringkanäle (4, 6) zwischen den Anschlußstellen (12) der einzelnen Pumpen (10) ein gemeinsamer Wärmetauscher (24) angeschlossen ist.

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5. Reaktionsapparat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußstellen des Wärmetauschers (24) in gleicher Entfernung von den Anschlußstellen (12) der Pumpen (10) auftreten.

6. Reaktionsapparat nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Wärmetauscher (24) an zumindest einen (4) der Ringkanäle (4, 6) über eine der Zahl seiner dortigen Anschlußstellen entsprechende Anzahl - vorzugsweise individuell - verstellbarer Stellglieder (26) angeschlossen ist.

7. Reaktionsapparat nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellglieder (26) Bestandteil eines Regelkreises sind.