DE3813861C1

DE3813861C1 -

Info

Publication number: DE3813861C1
Application number: DE3813861A
Authority: DE
Inventors: Hans-Dieter Dipl.-Ing. 4600 Dortmund De Marsch
Original assignee: Uhde GmbH
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1988-04-23
Filing date: 1988-04-23
Publication date: 1989-09-28
Also published as: NO890885L; GB2217627A; GB2217627B; GB8906191D0; NO890885D0; ZA892663B

Abstract

A device for the production of synthesis gas in an autothermal reformer with at least one catalyst in a plurality of vertical tubes is constructed to produce an improved equilibrium adjustment and constant temperature regulation. This is achieved in that the open end (2) of each reformer tube (1) has a catalyst-free section (3) of reduced diameter surrounded by insulating material (4). The insulating material may be provided in the form of discs 5 slotting onto section 3 and interlocking. The discs may be of ceramic and have an outer catalytic <IMAGE>

Description

Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zur Erzeu gung eines Synthesegases in einem autothermen Reformer mit wenigstens einem Primärkatalysator in einer Vielzahl von vertikal angeordneten Rohren, wobei jedes Reformerrohr im Bereich seines freien Endes in einem verjüngten, katalysa torfreien Teil, der von einer Isolierung umgeben ist, über geht und in eine Oxidationskammer hineinreicht.The invention is directed to a device for generating supply of a synthesis gas in an autothermal reformer at least one primary catalyst in a variety of vertically arranged tubes, each reformer tube in the Area of its free end in a tapered, catalytic converter gate-free part, which is surrounded by insulation, over goes and extends into an oxidation chamber.

Vorrichtungen zur Erzeugung von Synthesegas sind in einer Mehrzahl unterschiedlicher Gestaltungsformen bekannt, so zeigt beispielsweise die DE-OS 32 44 252 einen entsprechen den Reaktor, der in stehender Bauweise an einem Rohrboden hängend eine Vielzahl von Reformerrohren aufweist, die mit Katalysatormedium gefüllt sind. Das Gas verläßt die Refor merrohre, um in einer darunter liegenden Reaktionskammer partiell zu oxidieren und strömt zwischen den Reformerroh ren und den sie umgebenden Hüllrohren zurück in den oberen Teil des Reaktors. Ähnliche Lösungen zeigen auch die DE-OS 35 32 413 oder DE-OS 36 05 811. Nachteilig bei diesen be kannten Lösungen ist jedoch die unbefriedigende Steuerung der Temperaturführung insbesondere im Bereich der Reformer rohraustrittsöffnungen, wo ungewünschte Temperaturspitzen auftreten können. Devices for generating synthesis gas are in one A number of different design forms are known shows for example DE-OS 32 44 252 a correspond the reactor, which is standing on a tube plate hanging has a variety of reformer tubes with Catalyst medium are filled. The gas leaves the refor merrohre to in an underlying reaction chamber partially oxidize and flows between the reformer tubes and the surrounding cladding tubes back into the upper one Part of the reactor. Similar solutions are also shown in the DE-OS 35 32 413 or DE-OS 36 05 811. Disadvantageous in these be Known solutions, however, is the unsatisfactory control temperature control especially in the area of reformers pipe outlet openings where undesirable temperature peaks may occur.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der WO 88/01 983 A2 bekannt. Bei dieser Vorrichtung sind die Reformerrohre im Bereich ihrer freien Enden in einen verjüngten, katalysa torfreien Teil verlängert, der von einer Isolierung umge ben ist und in eine darunter angeordnete Oxidationskammer hineinreicht. Dabei ist die Isolierung gleichzeitig als Stützboden für die Reformerrohre und als Verteilerschicht für die gleichmäßige Einleitung von Heizgas in den Außen raum der Reformerrohre ausgebildet, wobei sich das Heizgas nicht mit dem Synthesegas vermischen kann. Diese Isolier schicht ist zwar dazu geeignet, die Temperatur des aus den Reformerrohren in die Oxidationskammer austretenden Gases zu steuern, derart, daß insbesondere keine örtlichen Tempe raturspitzen auftreten, aber die Ausgestaltung dieser Isolierschicht ist relativ aufwendig und insbesondere für hängende, einzeln entnehmbare Reformerrohre nicht beson ders gut geeignet. So ist es notwendig, bei der Beschädi gung der Isolierung, sämtliche Reformerrohre und die gesam te Isolierschicht abzubauen. Außerdem ist die Anpassungs fähigkeit einer derartigen Isolierschicht an unterschied liche Baugrößen sehr schlecht, insbesondere wenn beispiels weise die Länge der Reformerrohre oder des Reaktors verän dert werden soll.A generic device is from WO 88/01 983 A2 known. In this device, the reformer tubes are in the Area of their free ends into a tapered, catalytic converter extended gate-free part, the reverse of insulation ben and in an oxidation chamber arranged below reaches in. The insulation is at the same time as Support floor for the reformer pipes and as a distribution layer for the uniform introduction of heating gas into the outside Room of the reformer tubes formed, the heating gas cannot mix with the synthesis gas. This isolation Although the layer is suitable for the temperature of the Reformer tubes in the gas emerging from the oxidation chamber to control such that in particular no local tempe maturity peaks occur, but the design of these Insulating layer is relatively complex and especially for hanging, individually removable reformer tubes not particularly well suited. So it is necessary in the case of damage insulation, all reformer pipes and the total dismantling the insulating layer. Besides, the customization ability of such an insulating layer to difference Liche sizes very bad, especially if for example change the length of the reformer tubes or the reactor to be changed.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Isolierung für die Austrittsenden derartiger hängend angeordneter Refor merrohre zu schaffen, welche eine gute Handhabbarkeit, ins besondere leichte Auswechselbarkeit und Anpassungsfähig keit derselben an unterschiedliche Baugrößen von Reaktoren und/oder Reformerrohren ermöglicht.The object of the invention is therefore to provide insulation for the outlet ends of such hanging refor To create merrohre which are easy to handle, ins easy replacement and adaptability of different reactor sizes and / or reformer tubes.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die Isolierung des verjüngten Rohrteiles aus einzelnen, in der Gebrauchslage zu einem geschlossenen Zylinder zusammen gefügten Scheiben aus inertem Material gebildet ist.This object is achieved according to the invention in that the isolation of the tapered tube part from individual, in the position of use into a closed cylinder joined disks is formed from inert material.

Durch die Ausbildung der Isolierung wird jedem Reformer rohr eine eigene Isolierung zugeordnet, so daß bei Beschä digung derselben eine besonders leichte Auswechselbarkeit gegeben ist, ohne dazu die Isolierung anderer Reformer rohre oder die Reformerrohre selbst auswechseln zu müssen. Die scheibenförmige Gestaltung der Isolierung hat den zu sätzlichen Vorteil, daß eine große Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Längen je nach Baugröße der einzelnen Reaktoren bzw. Reformerrohre möglich ist. Außerdem braucht bei einer teilweisen Beschädigung der Isolierung jeweils nur die betreffende Isolierscheibe ausgewechselt zu wer den.By training the insulation every reformer pipe assigned its own insulation, so that the a particularly easy interchangeability is given without isolating other reformers pipes or having to replace the reformer pipes yourself. The disc-shaped design of the insulation has to added advantage that great adaptability different lengths depending on the size of the individual Reactors or reformer tubes is possible. Also needs if the insulation is partially damaged only the relevant insulating washer to be replaced the.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgese hen, daß die Scheiben zum Aufstecken auf den verjüngten Teil des Reformerrohres mit einem entsprechend gestalteten Schlitz versehen sind, wobei jede Scheibe mit einem Vor sprung zum Eingriff in den Schlitz einer benachbarten Iso lierscheibe ausgerüstet ist. Die Schlitzung läßt es zu, auch individuell einzelne, ggf. zerstörte Isolierscheiben auszuwechseln, ohne dazu die gesamte Isolierung entfernen zu müssen. Durch die Verbindung der einzelnen Scheiben mittels des jeweiligen Vorsprunges an jeder Scheibe und dem entsprechenden Eingriffsschlitz ergibt sich trotz der einzelnen Isolierscheiben eine völlig geschlossene äußere und innere Kontur des Isolierzylinders.In an advantageous embodiment of the invention, it is provided hen that the washers to put on the tapered Part of the reformer tube with an appropriately designed Slot are provided, with each disc with a front jump to the slot in a neighboring ISO washer is equipped. The slitting allows also individually individual, possibly destroyed insulating washers to be replaced without removing all the insulation to have to. By connecting the individual panes by means of the respective projection on each disc and the corresponding engagement slot results despite the individual insulating washers a completely closed outer and inner contour of the insulating cylinder.

Vorteilhaft kann es sein, wenn das freie Ende des verjüng ten Teils mit einer Gasdüse ausgerüstet ist, die das Trag element für die Isolierscheiben bildet. Diese Gasdüse kann z. B. als Schraubelement ausgerüstet sein, um auch Isolier scheiben mit nur einer Innenbohrung zu verwenden, die nach einander auf das verjüngte Rohrteil aufgesteckt werden und dann schließlich durch die aufgeschraubte Düse gehalten und befestigt sind.It can be advantageous if the free end of the tapered part is equipped with a gas nozzle that supports the support element for the insulating washers. This gas nozzle can e.g. B. be equipped as a screw element to also insulating discs with only one inner hole to be used after are placed on the tapered tube part and then finally held by the screwed-on nozzle and are attached.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß wenigstens die Außenoberfläche der Isolierung katalytisch wirksam ausgebildet sein kann, wie dies die Erfindung eben falls vorsieht. So kann die Isolierung aus einem wenig stens in der Außenschicht porösen Keramikmaterial gebildet sein, wobei in den Keramikporen katalytisches Material eingebaut ist.A particular advantage of the invention is that at least the outer surface of the insulation is catalytic can be effectively formed, as is the invention if provided. So the insulation can be a little least porous ceramic material is formed in the outer layer be, with catalytic material in the ceramic pores is installed.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei spielsweise näher erläutert. Diese zeigt inThe invention is below with reference to the drawing explained in more detail, for example. This shows in

Fig. 1 den unteren Teil eines ansonsten nicht näher dar gestellten Reformerrohres nach der Erfindung mit zwei Isolierungsvarianten, in Fig. 1 shows the lower part of an otherwise not shown reformer tube according to the invention with two insulation variants, in

Fig. 2 eine Aufsicht gemäß Linie II-II in Fig. 1 um 90° versetzt sowie in Fig. 2 is a plan according to line II-II in Fig. 1 offset by 90 ° and in

Fig. 3 den unteren Teil eines Reformerdruckgefäßes mit einer Anzahl von Reformerrohren. Fig. 3 shows the lower part of a reformer pressure vessel with a number of reformer tubes.

In einem in Fig. 3 teilweise dargestellten Reformerdruck gefäß 6 sind an einem nicht dargestellten Rohrboden eine Vielzahl von Reformerrohren 1 angeordnet. Diese weisen im Bereich ihres freien Endes 2 einen verjüngten, katalysa torfreien Teil 3 auf, der mit einer allgemein mit 4 be zeichneten Isolierschicht ausgerüstet ist.In a reformer pressure vessel 6 partially shown in FIG. 3, a plurality of reformer tubes 1 are arranged on a tube sheet, not shown. These have in the area of their free end 2 a tapered, catalyst-free part 3 , which is equipped with a generally with 4 be insulated layer.

Diese Isolierschicht besteht nach in Fig. 1, obere Figu renhälfte dargestellten Beispiel aus einer Mehrzahl von gleichförmig gestalteten Ringscheiben 5 aus einem kerami schen Material, welches besonders hohe Temperaturen ver kraften kann.This insulating layer consists of the example shown in FIG. 1, the upper half of FIG. Ren from a plurality of uniformly shaped washers 5 made of a ceramic material which can withstand particularly high temperatures.

In der unteren Figurenhälfte der Fig. 1 ist eine Gestal tung von Isolierscheiben 5 a wiedergegeben. Diese Isolier scheiben sind auch in Fig. 2 in Aufsicht dargestellt. Die Besonderheit besteht darin, daß diese Isolierscheiben 5 a mit einem Schlitz 7 zum Überstecken über den verjüngten Teil 3 des Reformerrohres 1 ausgerüstet sind und auf ihrer dem Schlitz 7 abgewandten Seite mit einem Vorsprung 8 ver sehen sind, der in den Schlitz der darüberliegenden Schei be eingreifen kann, um eine geschlossene Kontur zu errei chen.In the lower half of FIG. 1, a design of insulating washers 5 a is shown . This insulating washers are also shown in Fig. 2 in supervision. The special feature is that these insulating washers 5 a are equipped with a slot 7 for plugging over the tapered part 3 of the reformer tube 1 and are seen on their side facing away from the slot 7 with a projection 8 , which be in the slot of the overlying disk can intervene to achieve a closed contour.

Getragen wird das Scheibenpaket von einem Düsenkörper 10, der z. B. auf das freie Ende des lanzenförmigen Teiles 3 aufgeschraubt sein kann oder aber in anderer Weise dort verbunden ist, worauf es hier nicht näher ankommt.The disk package is carried by a nozzle body 10 which , for. B. can be screwed onto the free end of the lance-shaped part 3 or is connected there in some other way, which is not important here.

In Fig. 3 ist die Einbausituation der Reformerrohre 1 in nnerhalb eines andeutungsweise wiedergegebenen Reformer druckgefäßes 6 dargestellt. Die Strömung ist durch kleine Pfeile angedeutet, sie dient nur zur Veranschaulichung, ohne daß dies Teil der Erfindung wäre. Entscheidend ist die Möglichkeit, mit der Länge und der Art der isolierten, verjüngten, katalysatorischen Teile 3 der Reformerrohre 1 eine Art "Trimmung" vornehmen zu können, wie dies weiter oben bereits ausgeführt wurde. FIG. 3 shows the installation situation of the reformer tubes 1 in a pressure vessel 6 inside a reformer which is indicated. The flow is indicated by small arrows, it is only for illustration, without this being part of the invention. The decisive factor is the possibility of being able to carry out a type of “trimming” with the length and type of the insulated, tapered, catalytic parts 3 of the reformer tubes 1 , as has already been explained above.

Natürlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung noch in vielfacher Weise abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So müssen die Keramikscheiben 5 nicht geschlitzt ausgebildet sein, sie können auch ledig lich mit einem inneren Übersteckloch versehen sein, je nach dem, welche Art der Befestigung für das Düsenelement 10 vorgesehen ist.Of course, the described exemplary embodiments of the invention can be modified in many ways without departing from the basic idea. The ceramic disks 5 do not have to be slotted, they can also be provided with an inner slip hole, depending on the type of attachment provided for the nozzle element 10 .

Claims

1. Device for generating a synthesis gas in an autothermal reformer with at least one primary catalyst in a plurality of vertically arranged tubes, each reformer tube in the region of its free end in a tapered, catalyst-free part, which is surrounded by insulation, and in a Oxidation chamber reaches in, characterized in that the insulation ( 4 ) of the tapered tube part ( 3 ) from individual, in the position of use to a closed Zy cylinder joined disks ( 5, 5 a) is formed from inert mate rial.

2. Device according to claim 1, characterized in that the disks ( 5 a) for attachment to the tapered part ( 3 ) of the reformer tube ( 1 ) are provided with a correspondingly shaped slot ( 7 ), each disk ( 5 a) with a projection ( 8 ) for engaging in the slot ( 7 ) of an adjacent insulating washer.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the free end ( 2 ) of the tapered part ( 3 ) is equipped with a gas nozzle ( 10 ) which forms the support element for the insulating washers ( 5 a) .

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that at least the outer surface ( 6 ) of the insulation is catalytically effective.