DE692836C - r katalytischer Gasreaktionen - Google Patents

Description

• Wärmeaustauscher für die Durchführung exothermer katalytischer Gasreaktionen Solche allgemein als Kontaktöfen bezeichneten Apparate entsprechen im westentlichen der auch sonst üblichen Bauart von ObNerflächenwärmeaustauschern; sie bestehen nämlich aus einem mit je einer Z und Abführungsöffnung versehenen Mittelraum, der von einer Anzahl gleichgerichteter Rohre durchsetzt ist, und zwei durch diese Rohre miteinander in Verbindung stehenden, vom Mittelraum durch Rohrböden getrennten Endkammern, von denen jede eine Öffnung zum Zu- bzw. Abführen des durch die Rohre zu leitenden Stoffes besitzt. Ein solcher Austauscher wird nun entweder so angeordnet, daß die Rohre waagerecht verlaufen; dann wird der Mitteiraum durch eine große Anzahl dünner Bleche, die quer zu den Rohren verlaufen und diese dicht umfassen, in gleichmäßige senkrechte Schächte zur Aufnahme der von einem geeigneten Gas durchströmten Kontaktmasse angeordnet. In diesent Falle ist jedoch nicht nur die Herstellung des Kontaktofens recht umständlich, sondern es muß außerdem ein besonderer Dampfabscheider bzw. Dampfsammler für die in den waagerechten Rohren mehr oder weniger verdampfte Kühlflüssigkeit angeordnet werden.
• Bei einer anderen bekannten Bauart wird die Kontaktmasse in die senkrecht verlaufenden Rohre des Austauschers eingebracht, während die Kuhiflüssigkeit den Mittelraum durchströmt. Von der letztgenannten Bauart ausgehend, soll die Wirksamkeit seines derartigen Austauschers noch besonders gSesteigert wer.den, indem die Kühltlüssigkeit in Form eines dünnen, ringförmiEgen Mantels um die zu kühlenden Rohre geführt wird.
• Ein derartiger Betrieb von Wärmeaustauschern mit paarweise ineinander angeordneten Rohren ist zwar in anderem Zusammenhang bekannt; dabei wird aber das Kühlmittel zwangsläufig von oben nach unten aus einer Eintrittskammer in eine mit dieser nur durch die betreffenden Rohre verbundene Austrittskammer geführt.
• Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß jedes Rohr in seiner ganzen Länge von einem Außenrohr umgeben ist, das nicht durch die Rohrböden geführt, sondern unmittelbar vor diesen an beiden Enden durch Abschrägungen o. dgl. so ausgebildet ist, daß die von je zwei Rohren eingeschlossenen schmalen Ringräume unten und hoben mit dem Mitteiraum in Verbindung stehen. Ein solcher Wärmeaustauscher wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung zweckmäßig so betrieben, daß die Kühlflüssigkeit den Mittelraum des Austauschers bei dessen Inbetriebsetzung ganz, während des laufenden Betriebes jedoch nur so weit füllt, als unter Berücksichtigung der in den Ringräumen selbsttätig aufsteigenden Strömung zum Abführen der jeweiligen Wärmemengen aus den inneren Rohren erforderlich ist, wobei der obere Teil des Mittelraumes als Abscheider für das aus den Ringräumen austretende Dampf-Flüssigkeits - Gemisch und gleichzeitig als Dampfspeicher dient.
• Der Gegenstand der Erfindung ist auf der Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel in drei Abbildungen dargestellt, von denen Abb. I den ganzen Wärmeaustauscher zeigt, während Abb. 2 und 3 Einzelheiten desselben in Igrerem Maßstab veranschaulichen.
• Durch den Biechmantel a und die beiden Rohrböden b, c werden drei übereinanderliegende Räume d, le, f gebildet, deren mittlerer von zahlreichen in senkrechter Richtung verlaufenden geraden Rohren g durch setzt ist, die an ihren beiden Enden in die Rohrböden dicht eingewalzt sind. Jedes Rohr g ist in geringem Abstand von einem zweiten dünnwandigen Rohr Ii umgeben; diese Rohre werden durch mehrere Rippen i der inneren Rohre gleichachsig zu diesen gehalten, so daß zwischen beiden schmale Ringräume k gebildet werden. Die Rohre lt sind an ihren beiden Enden schräg abgeschnitten; dadurch stehen die Ringräume unten und oben mit dem großen Raum e in Verbindung, an dessen Außenwand zwei Stutzen m, n für den Wassereintritt bzw. den Dampfaustritt angeschlossen sind. Der obere Raum d ist mit einem Eintrittsstutzen o und der untere Raum f mit einem Austrittsstutzen p versehen.
• Wenn der mittlere Raum e mit Wasser gefüllt ist und ein für das Reaktionsverfahren geeignetes Gas durch die in den Rohren g angeordnete, von Zeit zu Zeit erneuerte Kontaktmasse von oben nach unten geleitet wird, wird die bei der chemischen Umwandlung frei werdende Wärme an die dünne Flüssigkeitsschicht zwischen den Rohren g, lt übertragen; dadurch entsteht in den Ringräumen k eine starke Aufwärtsströmung.
• Diese wird im weiteren Betrieb noch lebhafter, wobei das aus den oberen Öffnungen der Ringräume heraussprudelnde Dampf-Wasser-Gemisch durch den Anprall gegen die Unterseite des Rohrbodens b und die Außenseiten der blenachbarten, den Kühlmittelraum gleichsam siebartig unterteilenden Rohre lt wirksam entmischt wird. Während des Betriebes braucht der Mittelraum nicht vollständig mit Wasser gefüllt zu sein; dann genügt ein Wasserstand NW, der den Ringräumen stets eine genügende Zufuhr sichert, so daß eine unerwünschte Temperatursteigerung der Kontaktmasse vermieden wird.
• Der obere Teil dieses Raumes kann infolgedessen als Dampfspeicher dienen, aus dem der Dampf nach Bedarf durch den Stutzen lt entnommen wird, während das ausgeschiedene Wasser in den Kreislauf zurückkehrt.
• Eine bei anderen Wärmeaustauschern vorhandene besondere Dampftrommel ist in diesem - Falle nicht er£orderlich. Für die Ableitung der aus dem Reaktionsverfahren sich ergebenden Stoffe können auch mehrere Anschlüsse in dem unteren Raum I angeordnet werden. Wassereintrittstemperatur sowie Länge, burchmlesser und Wandstärke der Innen- bzw. Außenrolire sind entsprechend der jeweils erforderlichen Kühlwirkung zu bemessen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Wärmeaustauscher für die Durchführung exothermer katalytischer Gasreaktionen mit zahlreichen dünnwandigen, senkrecht angeordneten Rohren zur --Aufnahme der körnigen oder pulverförmigen Kontaktmasse und zwei die Rohrenden abdichtend umschlileßenden Rohrböden, durch die lein mit je einer Zu- und Abs führungsöffnung für ein Kühlmittel versehener Mittelraum von zwei mit einer Zu- bzw. Abführungsöffnung für Reaktionsgase versehenen, durch die Rohre miteinander in Verbindung stekenden Sammelräumen getrennt wird,dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rohr (g) in seiner ganzen Länge von einem Außenrohr (h) umgeben ist, das nicht durch die Rohrböden (b, c) geführt, sondern unmittelbar vor diesen an beiden Enden durch Abschrägungen 0. dgl. so ausgebildet ist, daß die schmalen Ringräume (k) zwischen den inneren Rohren (g) und den AuBenrohren (h) unten und oben mit dem Mittelraum (e) in Verbindung stehen.
2. 2. Verfahren zum Betrieb des Wärmeaustauschers nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der MitteIraum des Austauschers bei dessen Inbetriebsetzung ganz, während des laufenden Betriebes jedoch nur so weit mit Kühlflüssigkeit gefüllt wird, als unter Berücksichtigung der in den Ringräumen selbsttätig aufsteigenden Strömung zum Abführen der jleweiligen Wärmemengen aus den inneren Rohren erforderlich ist, wobei der obere Teil des Mittelraumes als Abscheider für das aus den Ringräumen austretende Dampf-Flüssigkeits-Gemisch und gleichzeitig als Dampfspeicher dient.