PL58082B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Opublikowano: 22.111.1965 (P 108 039) 5.XI.1964 Niemiecka Republika Federalna 25.VIII.1969 58082 KI. 12 g, l/Ol MKP BOlj 9/0 Wlasciciel patentu: Battelle Development Corporation (B.D.C.), Columbus, Ohio (Stany Zjednoczone Ameryki) Sposób umieszczenia ksztaltek wypelniajacych w rurach urzadzen chemicznych Przedmiotem wynalazku jest sposób umieszczenia ksztaltek wypelniajacych w rurach urzadzen che¬ micznych.W przemysle chemicznym stosuje sie czesto tak zwane nieruchome zloze ksztaltek wypelniajacych, umieszczone w rurach urzadzen chemicznych.Ksztaltki te moga spelniac rózne zadania, na przy¬ klad moga sluzyc do absorbcji, kierowania stru¬ mienia, jako zasobnik ciepla lub dzialac jako ka¬ talizator. Ksztaltki wypelniajace stosuje sie zwykle w postaci bryl, kul, tabletek lub pierscieni.Stwierdzono, ze sposób umieszczenia ksztaltek wypelniajacych w rurach urzadzen chemicznych wplywa w znacznym stopniu na przebieg procesu.Z tego wzgledu umieszczenie ksztaltek nalezy zawsze dostosowac do wymaganych predkosci przeplywu gazów, czasu reakcji, wartosci akumu¬ lacji ciepla przez ksztaltke, powierzchni katali¬ tycznej i tym podobnych. Sposób umieszczenia ksztaltek wypelniajacych ma szczególnie duzy wplyw na mechaniczne obciazenie^scian rur urza¬ dzenia oraz na ewentualny montaz rur, jak rów¬ niez na same ksztaltki wypelniajace.Jezeli ksztaltki wypelniajace umieszcza sie w rurach przez swobodne wsypanie ich, co zwykle stosuje sie przy umieszczeniu ich w rurach o sto¬ sunkowo malej srednicy, w takim przypadku wy¬ stepuje zwykle dodatkowe obciazenie scian rur, poniewaz w zaleznosci od kata zsypu ksztaltek dzialaja rózne sily poziome na sciany rur. Ponadto 15 20 25 30 dolne ksztaltki wypelniajace zostaja znacznie ob¬ ciazone przez górne ksztaltki i wskutek tego nie moga swobodnie wykonywac ruchów spowodowa¬ nych róznicami temperatur. Trudnosci te sa oczy¬ wiscie tym wieksze, im wieksza jest wysokosc na¬ sypanej warstwy obrabianych materialów, im mniejszy jest przekrój rur oraz im wieksze i czest¬ sze sa wystepujace róznice temperatur. Istotne znaczenie ma przy tym stosunek srednicy rury do srednicy ksztaltek wypelniajacych.Wskutek ruchów wystepujacych przy kazdej zmianie temperatur, warstwa ksztaltek wypelnia¬ jacych nie zachowuje pierwotnego polozenia, lecz luzno wsypane ksztaltki obsuwaja sie coraz bar¬ dziej i zakleszczaja sie wzajemnie oraz w stosunku do scian rur albo wbudowanych innych elemen¬ tów tak, iz w koncu nie moze zajsc jakiekolwiek rozszerzenie sie warstwy wypelniajacej, poniewaz z ksztaltek tworzy sie sztywne zloza. W tych wa¬ runkach nastepuje przy zmianach temperatury rozszerzanie scian rur albo ksztaltki wypelniajace zaopatrzone zwykle w wydrazenia ulegaja skru¬ szeniu i zgnieceniu i traca przez to swe pierwotne wlasciwosci. Przy czestych zmianach temperatur moga opisane zjawiska doprowadzic do zniszczenia scian rur.Przez spieczenie sie ksztaltek przebieg prooesu w rurze reakcyjnej zostaje znacznie znieksztalcony.Wreszcie moze ulec calkowitemu zahamowaniu, 5808258082 N ¦''¦•¦ S- 3 zwlaszcza jesli spadek cisnienia w spieczonej ma¬ sie ksztaltek przekroczy dopuszczalna granice.Opisane zjawiska wystepuja szczególnie ostro przy cyklicznie pracujacych urzadzeniach chemicz¬ nych, w których zdarza sie, iz w odstepach kilku¬ minutowych cala masa wypelniajaca zostaje ogrza¬ na do temperatur rózniacych sie miedzy soba o 400°C i nastepnie ochlodzona. Przy tego rodzaju procesach wymagane sa szczególnie wrazliwe ka¬ talityczne wypelniacze, które sa bardzo wrazliwe na opisane uszkodzenia. W takich urzadzeniach konieczna jest zatem wymiana calej masy katali¬ zatorów w stosunkowo krótkich odstepach czasu, wzglednie odsianie kruszywa i uzupelnienie swie¬ zym materialem katalitycznym. Potrzebne w tym celu naklady robocizny il materialów katalitycz¬ nych oraz przerwy produkcyjne sa przy uzyciu ta¬ kich ptyc&W rurowych, nadzwyczaj wysokie i de¬ cyduja jo oplacalnosci calego procesu.Znane jest równiez stosowanie szeregu przegród, na których umieszcza sie warstwy ksztaltek. Ten sposób umieszczania ksztaltek w rurach lagodzi opisane wyzej trudnosci, jednak calkowicie ich nie likwiduje. Umieszczenie i wymiana ksztaltek wy¬ pelniajacych przy stosowaniu takich przegródek jest polaczone ze znacznymi trudnosciami, zwlasz¬ cza przy stosowaniu rur o malej srednicy.Znane jest równiez umieszczanie w rurach ksztaltek wypelniajacych w postaci powloki umie¬ szczonej na wewnetrznej powierzchni rur wzgled¬ nie polaczenie poszczególnych ksztaltek wypelnia¬ jacych sluzacych jako katalizator przez spiekanie z powierzchnia wewnetrzna rur.Sposób ten jest jednak bardzo kosztowny i moze byc zastosowany tylko w rurach o stosunkowo malych srednicach lub szczelinach obwodowych, poniewaz w przeciwnym razie na przechodzace w srodku glówne masy gazu nie dziala wystarcza¬ jaco katalizator umieszczony w scianach albo na scianach. Ponadto nie nadaje sie ten sposób przy stosowaniu wyzszych cisnien roboczych w rurach wskutek oslabienia rur przy osadzeniu ksztaltek wypelniajacych w scianach rur.Proponowano równiez sposób elastycznego umie¬ szczania ksztaltek wypelniajacych. Miedzy ksztalt¬ kami-umieszczono sprezyny stalowe o specjalnym ksztalcie.. Umieszczono równiez ksztaltki wypelnia¬ jace W majynh gt.^^yrh^jr^gTypaph tl pprforp-yy^- nySiTskosnymi prowadnicami slizgowymijw war¬ stwie ksztaltek wypelniajacych zakladajac, ze przy ochlodzeniu i kurczeniu sie scian rur ksztaltki wypelniajace zostaja odepchniete od tych scian.Wszystkie te próby okazaly sie niezadawalniajace.Sprezyny stalowe umieszczone miedzy ksztaltkami tracily sprezystosc w wyzszych temperaturach.Koszyczki pomocnicze ulegaly po krótkim okresie pracy deformacji, a proponowane prowadnice slizgowe znieksztalcaly sie pod wplywem tempe¬ ratury w taki sposób, iz nie spelnialy przewidy¬ wanych zadan.Celem wynalazku jest wyeliminowanie wad znanych sposobów umieszczania ksztaltek. Wedlug tego sposobu kazda ksztaltke wypelniajaca utrzy¬ muje sie przez elementy nosne w ustalonym po¬ lozeniu, które w rurach przeciwpradowych przy¬ mocowane sa do zewnetrznej sciany rury we¬ wnetrznej albo w przypadku rur pojedynczych na wprowadzanym wspólosiowo do niej precie.W sposobie wedlug wynalazku stosujac takie 5 rozmieszczenie ksztaltek wypelniajacych, uzyskuje sie wystarczajace miejsce na ich rozszerzalnosc pod dzialaniem ciepla a tym samym ksztaltki nie ulegaja zakleszczeniu i zniszczeniu. Zewnetrzny plaszcz rurowy jest calkowicie oddzielony od 10 ksztaltek wypelniajacych i tym samym nie jest obciazony ksztaltkami. Plaszcz ten jest cieplnie najsilniej obciazony i moze rozszerzac sie lub kur¬ czyc zarówno w kierunku osi podluznej jak rów¬ niez w kierunku obwodowym pod wplywem wa- 15 han temperatur, bez przeszkody ze strony materia¬ lu wypelniajacego. Mozliwe wskutek spiekania ma¬ terialu wypelniajacego roztloczenie i w efekcie uszkodzenie plaszcza rurowego zostaje w ten spo¬ sób wykluczone. Ponadto przez regularne i do- 20 kladnie ustalone i trwale rozmieszczenie ksztaltek wypelniajacych zapewnia sie dzieki wynalazkowi to, ze w calej rurze panuja jednakowe warunki przeplywowe, przez co przebieg procesu w rurach reakcyjnych jest szczególnie korzystny. 25 Bardzo korzystny i prosty sposób umieszczenia ksztaltek wypelniajacych uzyskuje sie dzieki za¬ stosowaniu jako elementów nosnych podtrzymuja¬ cych ksztaltki wypelniajace kolków metalowych, przyspawanych do wewnetrznej powierzchni rury 30 lub do ukladu pretowego. Na tych kolkach osadza sie jedna lub kilka pierscieniowych ksztaltek wy¬ pelniajacych. Obciazenie poszczególnych kolków jest tak nieznaczne, iz mozna stosowac kolki sto¬ sunkowo cienkie z odpowiedniej zaroodpornej stali 35 stopowej, bez obawy wygiecia kolków. Przymoco¬ wanie takich kolków nosnych mozna wykonac szybko i latwo za pomoca zgrzewarki punktowej pistoletowej, a osadzenie lub nalozenie poszczegól¬ nych ksztaltek na kolki odbywa sie równiez szyb- 40 ko. W kazdym razie dodatkowe koszty z tym zwia¬ zane nie stoja w zadnej proporcji do uzyskanych korzysci.Ksztaltki wypelniajace moga byc równiez umie¬ szczone swobodnie na elementach nosnych. W ta-' 45 kim przypadku elementy podtrzymujace maja po¬ stac na przyklad kilku zeber nosnych, miedzy którymi znajduja sie szczeliny do przeplywu me¬ dium reakcyjnego. Korzystnie jest elementy nosne przymocowac do rury od wewnatrz lub do wkladki 50 pretowej, lekko w dól pochylone, poniewaz w ten sposób uzyskuje sie stateczny uklad ksztaltek na elementach nosnych.Ponadto mozna poszczególnym ksztaltkom wypel¬ niajacym nadas^-ksztalt stozkowy rozwarty w kie- 55 runku zewnetrznej sciany rury lub przy zastosowa¬ niu kilku ksztaltek wypelniajacych na poszczegól¬ nych elementach nosnych nadac im w miare odste¬ pu w kierunku promienia odpowiednio wieksze wymiary, tak iz przestrzenie miedzy poszczególny- 6o mi ksztaltkami pozostaja w przyblizeniu jednakowe w kierunku obwodu.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony przy¬ kladowo na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia sposób umieszczenia ksztaltek wypelniajacych 65 w rurach przeciwpradowych, fig. 2 — przedstawia; 58082 umieszczenie ksztaltek w przekroju pionowym wzdluz linii I—I fig. 1, fig. 3 — przekrój poziomy ksztaltek wedlug fig. 1 i 2, fig. 4 — przedstawia w widoku perspektywicznym ksztaltki wypelniaja¬ ce zaopatrzone w kolki nosne, fig. 5 — przedstawia widok umieszczenia ksztaltek na elementach nos¬ nych, fig. 6 — przekrój pionowy wzdluz linii II—II wedlug fig. 5, fig. 7 — podobne umieszczenie ksztaltek jak na fig. 1 i 5 w widoku z boku, a fig. 8 — przekrój ukladu ksztaltek wypelniaja¬ cych na fig. 7 wzdluz linii III—III.Na fig. 1—3 przedstawiono szczególnie korzystna postac wykonania wynalazku. Do rury wewnetrz¬ nej 2 rury przeciwpradowej przymocowane sa kolki nosne 3 w regularnym geometrycznym ukla¬ dzie rozmieszczone tak, iz powstaja regularne szczeliny miedzy ksztaltkami wypelniajacymi 4 osadzonymi na kolkach nosnych 3. W przykladzie uwidocznionym na fig. 1—3 nasuniete sa na kazdy kolek dwie pierscieniowe ksztaltki 4, przy czym, zewnetrzne ksztaltki w kierunku osi promieniowym, posiada wieksza srednice tak, iz odstepy miedzy poszczególnymi ksztaltkami sa w kierunku obwodu w przyblizeniu jednakowe. Oczywiscie mozna w za¬ leznosci od wielkosci szczeliny obwodowej miedzy rura wewnetrzna 2 i rura zewnetrzna 1 umiescic wiecej lub tylko jedna ksztaltke wypelniajaca na kazdym kolku nosnym. Ponadto mozna poszczegól¬ nym ksztaltkom nadac ksztalt stozkowy rozsze¬ rzony w kierunku sciany zewnetrznej w celu uzy¬ skania jeszcze lepszego wykorzystania przestrzeni oraz jeszcze równomierniejszego przeplywu przez jednakowe przedzialy miedzy poszczególnymi ksztaltkami wypelniajacymi w kierunku obwodu.Jak uwidoczniono na fig. 4 mozna zgodnie z wy¬ nalazkiem nadawac odpowiednie ksztalty wypel¬ niajacym ksztaltkom 4a polepszajac skutecznosc dzialania, bez obawy iz ksztaltki dzieki wydraze¬ niom osiowym lub promieniowym zostana uszko¬ dzone. Mozna równiez stosowac profilowane kolki 3a.Przedstawione na fig. 5—8 przyklady wykonania sa w zasadzie takie same, jak przyklad 1—4.Ksztaltkom 4b wzglednie 4c nadano postac kulista lub walcowa (fig. 1—4) zamiast ksztaltu pierscie- 5 niowego. Spoczywaja one na odpowiednio uksztal¬ towanych elementach nosnych 3b wzglednie 3c, przytwierdzonych do rury wewnetrznej 2.Oczywiscie mozna stosowac dalsze odmiany ksztaltów wypelniajacych ksztaltek oraz elementów 10 nosnych. PL PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe 15 i. Sposób umieszczania ksztaltek wypelniajacych w rurach urzadzen chemicznych, znamienny tym, ze ksztaltki wypelniajace umieszcza sie w stalym polozeniu na elementach nosnych, które w rurach przeciwpradowych przymoco- 20 wane sa do zewnetrznej sciany rury wewnetrz¬ nej a w przypadku rury pojedynczej, przymoco¬ wane sa na wprowadzonym wspólosiowo do niej precie.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 25 poszczególne ksztaltki wypelniajace umieszcza sie na elementach nosnych w postaci kolków (3), przy czym na kolku umieszcza sie jedna lub kilka ksztaltek.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze na elementach nosnych (3b, 3c) umieszczone sa ksztaltki wypelniajace o ksztalcie walców (4b) i w ksztalcie cylindra (4c).

4. Sposób wedlug zastrz. 1—2, znamienny tym, ze 35 stosuje sie ksztaltki wypelniajace w ksztalcie stozka rozszerzajacego sie w kierunku sciany zewnetrznej rury.

5. Sposób wedlug zastrz. 1—4, znamienny tym, ze elementy nosne przymocowane do rury we- 40 wnetrznej (2) lub do wkladki pretowej sa w po¬ lozeniu lekko pochylonym na dól. 30KI. 12g, 1/01 58082 MKP B 01 j Fig.2 /*h W ib l*i F'9-5 3b , £W J-H F/0.7 Zaklady Kartograficzne — C/453, 240 PL PL