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Kühlvorrichtung für die Benzin-Niederdrucksynthese Bei der bisherigen
Bauart der Niederdrucksyntheseöfen strömt das Wassergas durch einen prismatischen
Lamellenkörper, wobei der Raum zwischen den einzelnen Lamellen mit Kontaktmasse
ausgefüllt ist. Das in Benzin umzuwandelnde Gasgemisch wird an der oberen Fläche
des Lamellenkörpers zugeführt, strömt also durch den mit Kontaktmasse angefällten
Raum von oben nach unten, wobei der Gesamtquerschnitt für den Durchfluß von Gas
und gebildeten Syntheseprodukten konstant bleibt.
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In den Lamellenkörper sind Ofenrohre eingezogen, durch die Wasser
geleitet wird, um die bei der chemischen Reaktion frei werdende Wärme abzuführen.
Es können dabei die Ofenrohre an den beiden Stirnseiten des Ofens durch Umkehrbogen
verbunden sein, so daß das Kühlwasser bzw. der Kühldampf mehrmals durch den Ofen
hindurchgeleitet wird, um dann im Dampfsammler gesammelt zu werden. Bei einer anderen
Bauart von Syntheseöfen werden an Stelle dieser Umkehrbögen zu beiden Seiten des
Kontaktofenkörpers Dampfsammelkästen angeordnet, so daß das Kühlwasser nur ein einziges
Mal durch den Kontaktofen bindurchgeleitet wird.
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Es ist bei dieser Bauart auch möglich, die Verteilerkästen durch Zwischenwände
in einzelne Kästen aufzuteilen, derart, daß in zwei benachbarten Kästen die Durchflußrichtungen
der Kühlflüssigkeit gegen ein an der verlaufen, also eine Durchströmung im Gegenstrom
durchgeführt wird.
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Die prismatische Bauart des Kontaktofenkörpers bedingt für die Anordnung
von Wasser- bzw. Dampfsammelkästen an den beiden Stirnseiten des Ofens ebenfalls
prismatische Formen für diese, welche für die relativ hohen Drücke des Kühlsystems
(d. h. innerhalb der Ofenrohre und der Verteilerkästen) hinsichtlich der auftretenden
W+erkstoffbeanspruchungen sehr ungünstig sind. Außerdem wird bei dieser Bauart der
Kontaktofen kompliziert und sehr schwer zugänglich in seinen ein2elnen Teilen. Reparaturen
innerhalb des Kontaktofens
sind kaum möglich. da man an den Lamellenkörper
sowie an die Rontitofenrohre selbst nur sehr schwer heran kaun.
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Es ist weiter bekannt, Kontaktöfen mit waage- -rechten Lamellen,
zwischen denen die Kontaktmasse lieg, und senkrechten Kühlrohren die durch die Lamellen
hindurchgehen, auszustatten. Diese Bauart hat sich in der Praxis trotz ihrer grundsätzlichen
Vorteile nicht bewährt, weil die zwischen den Lamellen liegende Kontaktmasse, wenn
sie während des Betriebes zusammensackt, Hohlräume bildet, durch die das Gas ohne
eine genügende Blerührung- mit der Kontaktmasse hindurchströmen kann.
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Diesem Mangel wird gemäß der Erfindung dadurch abgeholfen, daß die
Lamellen konusartig so ausgebildet sind, daß alle Lamellen Flächen von koaxial angeordneten
Kegelstumpfen bilden. Bei dieser Anordnung ist für eine ständige vollkommene Ausfüllung
der Hohlräume zwischen den Lamellen mit Kontaktmasse gesorgt, denn diese rutscht
beim Zusammensacken nach infolge der Schräge der Lamellen. Auch das' Einbringen
der Kontaktmasse ist ebenso wie das Ausbringen derselben zum Zwecke der Erneuerung
wesentlich erleichtert. Schließlich ist auch der Abfluß der entstandenen Syntheseprodukte
aus dem mit Kontaktmasse angefüllten Raum erleichtert.
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Es ist zwar bei Vorrichtungen für das Druckhydrierverfahren, bei
dein elektrisch beheizte Katalysatoren Verwendung fluten, bekanntgeworden, die Katalysatorträger
in ähnlicher Weise auszubilden und anzuordnen, wie gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
und auf den Lamellenblechen eine dünne, festhaftende Katalysatorschicht aufzubringen.
Dabei sind jedoch die zu lösenden Aufgaben völlig andere. Eine Kühlung kommt nicht
in Betracht, und es sind daher auch Kühlrohre nicht vorgesehen, im Gegenteil dienen
dabei die Wärrmeaustauschvorrichtungen zum Erwärmen. Es tritt also auch nicht das
Problem auf, wie man die Kühlrohranordnung in Verbindung mit den Kühlrippen am günstigsten
gestalten muß, wenn man eine bequeme Ausbau- und Entleerungsmöglichkeit und ein
einwandfreies Arbeiten einer dickeren Katalysatorschicht erzielen will.
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Auf der Zeichnung ist die Ausführung der Erfindung in drei Abbildungen
dargestellt.
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Wie man daran erkennt, sind bei sämtlichen Ausführungen die Kontaktbleche
oder Lamellen a konisch angeordnet, derart, daß sie Flächen von Kegelstümpfen bilden,
die koaxial angeordnet sind. Die durch sie hindurchgeführten Kühlrohre b stehen
senkrecht.
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Die Zufuhr des Gases erfolgt dabei zweckmäßigelaveise entweder durch
ein Zufuhrrohr c, das die Achse des Lamellenkörpers ebenfalls als Achse besitzt
(Abb. 1) oder durch ein Zufuhrrohr d, das den gesamten zylindrischen Lamelienkörper
umgibt und zugleich die äußere Ummantelung des E4ontaktofens bildet (Abb. 2). Der
zylindrische Lamellenkörper ist außen und innen von einem Drahtnetze umgeben, welches
verhindert, daß die Kontaktmasse aus den Zwischenräumen der einzelnen Lamellen herausfallen
kann. Im ersten Falle strömt das Gas durch das zentral liegende Zufuhrrohr, verläßt
dieses durch Schlitze des Zufuhrrohres und strömt durch den sich stetig erweiternden,
mit Kontaktmasse ausgefüllten Raum zwischen den Lameisen. Die Strömung ähnelt also
einer Quellströmung. Im Falle der Gaszufuhr von außen strömt das Gas nach dem zentral
liegenden Sammelrohr, die Strömung ähnelt also einer Senkenströmung. Durch diese
verschiedenen Anordnungen kann man gegebenenfalls erreichen, daß je nach den Eigenschaften
der Kontaktmlasse durch die stetig veränderlichen Strömungsgeschwindigkeiten innerhalb
des Kontaktraumes der Reaktionsverlauf beeinflußt wird.
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Es ist beispielsweise bei dieser Anordnung des Kontaktofens möglich,
in dem Ofenteil, in dem eine größere Durchflußgeschwindigkeit des Synthesegases
besteht, eine rascher wirkende Kontaktmasse anzuordnen und dagegen in den Teil des
Kontaktofens, in dem geringere Strömungsgeschwindigkeiten des Gases durch den Ofenraum
herrschen, eine träger wirkende Kontaktinasse einzufüllen.
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Man kann dabei auch beispielsweise eine Auf. teilung des Ofens vornehmen
dadurch, daß zwei oder mehrere solcher zylinderförmiger Lamellenkörper konzentrisch
ineinander angeordnet werden, wobei diese Lamellenkörper an den äußeren und inneren
zylindrischen Begrenzungsflächen mit Drahinetzen versehen sind, um ein Heraus fallen
der Kontaktmasse zu verhindern (Abb.3). Bei dieser Ausführung kann in einem Apparat
die Kontaktsynthese in zwei hintereinandergeschalteten Stufen durchgeführt werden,
wozu man sonst zwei Öfen benötigte.
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Wie bereits erwähnt, ist die Hauptachse des Ofens senkrecht angeordnet,
und die Lamellenbleche bilden Flächen von Kegelstumpfen, deren Erzeugende nach oben
oder nach unten geneigt sind. Die kegelförmigen Anordnungen der Lamellenbleche sollen
den Abfluß der entstandenen Syntheseprodukte aus dem mit Kontaktmasse angefüllien
Raum erleichtern.
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Bei allen vorerwähnten Anordnungen mit senkrechter Achse des Kontaktofens
ergibt sich eine besonders leichte und schnelle Auf-und Ausbaumöglichkeit des Kontaktofens.
Der
an der Unterseite des Lamellenkörpers befindliche Verteilerkasten
für die Kühlflüssigkeit erhält in gleicher Weise wie die äußere Ummantelung des
Kontaktofens eine zylindrische Form und ist daher für die Aufnahme höherer Dampfdrücke
hinsichtlich der Werkstoff: ausnutzung besonders gut geeignet. Es kann der äußere
Durchmesser des unteren Verteilerkastens kleiner gehalten werden als die lichte
Weite der Ofenummantelung. Durch entsprechende konstruktive Formgebung des unteren
Ofenabschlusses (Abb. I, 2, 3) ist zu erreichen, daß lnan nach Loslösen der Flanschverbindungen
den gesamten Lamellenkörper nach oben herausziehen kannn, so daß in ein facher Weise
jeder Teil des Ofens besonders leicht zugänglich ist.