WO2015028123A1 - Collector conduit for common removal of process gases from a reformer which is supplied by a plurality of reformer tubes - Google Patents

Collector conduit for common removal of process gases from a reformer which is supplied by a plurality of reformer tubes Download PDF

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WO2015028123A1
WO2015028123A1 PCT/EP2014/002236 EP2014002236W WO2015028123A1 WO 2015028123 A1 WO2015028123 A1 WO 2015028123A1 EP 2014002236 W EP2014002236 W EP 2014002236W WO 2015028123 A1 WO2015028123 A1 WO 2015028123A1
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collector
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PCT/EP2014/002236
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Oliver Meissner
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Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag
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    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming step

Abstract

The invention relates to a collector conduit for common removal of process gases from a reformer which is supplied by a plurality of reformer tubes (12, 14), said conduit comprising a collector tube (20) for receiving and conveying the process gases, at least one inlet fitting (24) communicating via a discharge opening (52) with the collector tube (20), wherein the inlet fitting (24) has at least one first intake connection (28) communicating with the discharge opening (52) and at least one second intake connection (32) communicating with the discharge opening (52), a first feed line (26) joined to the first intake connection (28) for connection to a reformer tube (12), a second feed line (30) joined to the second intake connection (32) for connection to a reformer tube (14) and a common flexibly shaped insulating cladding (34) surrounding both the first feed line (26) and the second feed line (30) for heat insulation. Due to the first feed line (26) and second feed line (30) combined to form a common inlet fitting (24) in a common insulating cladding (34), slight thermally induced loads caused by a reformer, in particular mechanical stresses due to effects of thermal expansion and/or a buildup of heat below the reformer, can be facilitated by simple design measures.

Description

Sammlerleitung zur gemeinsamen Abfuhr von aus mehreren Reformerrohren zugeleiteten  Collector's line for joint removal of pipes fed from several reformer pipes
Prozessgasen eines Reformers  Process gases of a reformer
B e s c h r e i b u n g Description
Die Erfindung betrifft eine Sammlerleitung zur gemeinsamen Abfuhr von aus mehreren Reformerrohren zugeleiteten Prozessgasen eines Reformers, mit dessen Hilfe die aus dem Reformer austretenden heißen Prozessgase gesammelt und einem weiteren Behandlungsschritt zugeführt werden können, beispielsweise um aus aliphatischen Kohlenwasserstoffen Propen oder Alkylate herzustellen. The invention relates to a header pipe for the common removal of fed from several reformer tubes process gases of a reformer, with the aid of the emerging from the reformer hot process gases can be collected and fed to a further treatment step, for example, to produce from aliphatic hydrocarbons propene or alkylates.
Ein als Dampfreformer ausgestalteter Reformer zur katalytischen Dehydrierung von Kohlenwasserstoffen weist eine Brennkammer auf, in der sich katalysatorgefüllte Reformerrohre befinden, die von einem Kohlenwasserstoff/Wasserdampf-Gemisch mit hohem Druck durchströmt werden, wobei das Kohlenwasserstoff/Wasserdampf-Gemisch durch die in der Brennkammer eingeleitete Wärme eine Dehydrierung erfährt. Bei Reformern größerer Kapazität ist es üblich, die Reformerrohre vertikal in der Brennkammer einzubauen und in Reihe mit jeweils einer Vielzahl von Rohren anzuordnen, wobei das Kohlenwasserstoff/Wasserdampf-Gemisch bevorzugt von oben nach unten durch eine in den Reformerrohre vorgesehene Katalysatorschüttung strömt. Die Reformerrohre durchdringen sowohl eine Decke als auch einen Boden der Brennkammer, so dass der Gaseintritt in die Reformerrohre und der Gasaustritt aus den Reformerrohren außerhalb der Brennkammer liegen. Die unterhalb der Brennkammer aus den Reformerrohren austretenden Prozessgase werden einem nachfolgenden Prozessschritt zugeführt. Zu diesem Zweck befindet sich unterhalb der Brennkammer an dem vertikalen Enden einer Reihe von Reformerrohren jeweils eine angeschlossene Sammlerleitung, die mit der Reihe von Reformerrohren verbunden ist und entlang der Reihe der Reformerrohre verläuft. Jeweils ein Reformerrohr ist über einen Einlassstutzen mit der Sammlerleitung verbunden. Bei mehreren Reihen von Reformerrohren ist eine der Anzahl der Reihen entsprechende Anzahl an Sammlerleitungen vorgesehen. Die mehreren Sammlerleitungen münden wiederum in eine quer zu den Sammlerleitungen horizontal verlaufenden Abführleitung ein, über deren Austritt sämtliche Prozessgase aller über die Sammlerleitungen zusammengeführten Reformerrohre dem nachfolgendem Prozessschritt zugeführt werden können. A reformer designed as a steam reformer for the catalytic dehydrogenation of hydrocarbons has a combustion chamber in which catalyst-filled reformer tubes are flowed through by a hydrocarbon / steam mixture at high pressure, the hydrocarbon / steam mixture being introduced by the heat introduced in the combustion chamber experiences dehydration. In larger capacity reformers, it is common to install the reformer tubes vertically in the combustion chamber and to place them in series with a plurality of tubes, with the hydrocarbon / steam mixture preferably flowing from top to bottom through a catalyst bed provided in the reformer tubes. The reformer tubes penetrate both a ceiling and a bottom of the combustion chamber, so that the gas inlet into the reformer tubes and the gas outlet from the reformer tubes are outside the combustion chamber. The process gases exiting the reformer tubes below the combustion chamber are fed to a subsequent process step. For this purpose, located below the combustion chamber at the vertical ends of a series of reformer tubes in each case a connected header pipe, which is connected to the series of reformer tubes and extends along the row of the reformer tubes. In each case a reformer tube is connected via an inlet connection with the header line. In the case of several rows of reformer tubes, a number of collector lines corresponding to the number of rows is provided. The multiple header lines in turn lead into a discharge line extending horizontally transversely to the header lines, via the outlet of which all process gases of all the reformer tubes brought together via the header lines can be supplied to the subsequent process step.
BESTÄTIGUNGS OPf Die aus der Brennkammer kommenden Prozessgase weisen eine vergleichbar hohe Temperatur auf, so dass die Sammlerleitungen von den Prozessgasen stark erwärmt werden können. Dies führt zu durch Wärmedehnungseffekten verursachten thermischen Ausdehnungen der Sammlerleitungen und der Abführleitung, wodurch sich die Lage der Sammlerleitungen relativ zu den Reformerrohren ändert, während ein Anschlusspunkt der Abführleitung an eine nachfolgende Prozesseinrichtung im Wesentlichen ortsfest bleibt. Dies macht es erforderlich die wärmebedingte Lageänderung der Sammlerleitungen durch spezielle konstruktive Maßnahmen bei der Aufnahme der Reformerrohre in der Brennkammer zu berücksichtigen, und beispielsweise die Reformerrohre an der Decke der Brennkammer beweglich aufzunehmen, um die Lageänderung und dadurch verursachte mechanische Spannungen zu kompensieren. Ferner kann sich zwischen dem Reformer und dem Sammlerrohr Wärme stauen, wodurch sich unerwünscht hohe Temperaturen unterhalb des Reformers einstellen können. Es besteht daher ein ständiges Bedürfnis durch einen Reformer verursachte thermische Belastungen zu reduzieren. Confirmation OPf The process gases coming from the combustion chamber have a comparatively high temperature, so that the collector lines can be strongly heated by the process gases. This leads to thermal expansions caused by thermal expansion of the collector lines and the discharge line, whereby the position of the header pipes changes relative to the reformer tubes, while a connection point of the discharge line to a subsequent processing device remains substantially stationary. This makes it necessary to take into account the heat-related change in position of the header pipes by special design measures in the inclusion of the reformer tubes in the combustion chamber, and for example to accommodate the reformer tubes movably on the ceiling of the combustion chamber to compensate for the change in position and thereby caused mechanical stresses. Furthermore, heat can accumulate between the reformer and the header pipe, which can set undesirably high temperatures below the reformer. There is therefore a constant need to reduce thermal loads caused by a reformer.
Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die geringe durch einen Reformer verursachte thermisch bedingte Belastungen ermöglichen. Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Sammlerleitung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben, die jeweils einzeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Erfindungsgemäß ist eine Sammlerleitung zur gemeinsamen Abfuhr von aus mehreren Reformerrohren zugeleiteten Prozessgasen eines Reformers vorgesehen mit einem Sammlerrohr zur Aufnahme und Weiterleitung der Prozessgase, mindestens einem über eine Ausgangsöffnung mit dem Sammlerrohr kommunizierenden Einlassstutzen, wobei der Einlassstutzen mindestens einen mit der Ausgangsöffnung kommunizierenden ersten Eingangsanschluss und mindestens einen mit der Ausgangsöffnung kommunizierenden zweiten Eingangsanschluss aufweist, einer mit dem ersten Eingangsanschluss verbundenen ersten Zuleitung zum Anschluss an ein Reformerrohr, einer mit dem zweiten Eingangsanschluss verbundenen zweiten Zuleitung zum Anschluss an ein Reformerrohr und einer sowohl die erste Zuleitung als auch die zweite Zuleitung umgebene gemeinsame formflexible Isolierummantelung zur Wärmedämmung. Die erste Zuleitung und die zweite Zuleitung können insbesondere zu einem Großteil parallel zueinander verlaufen, so dass die erste Zuleitung und die zweite Zuleitung über eine besonders lange Strecke mit der gleichen Isolierummantelung ummantelt sein können. Durch die Isolierummantelung kann eine Wärmeabgabe der Prozessgase an die Umgebung reduziert werden, wobei durch die Ummantelung von mindestens zwei Zuleitung mit nur einer gemeinsamen Isolierummantelung weniger Material an Isolierummantelung erforderlich ist als jeweils eine Isolierummantelung für jede einzelne Zuleitung. Beispielsweise können die mit der ersten Zuleitung und der zweiten Zuleitung verbundenen Reformerrohe aus einem zum Sammlerrohr weisenden Boden einer Brennkammer des Reformers mit einem Abstand D der jeweiligen Mittellinien von beispielsweise 275 mm zueinander herausragen, wobei die erste Zuleitung und die zweiten Zuleitung auf einen Abstand d der jeweiligen Mittellinien, der geringer als der Abstand D ist, von beispielsweise 60 mm aufeinander zu geführt werden können. Durch den geringeren Abstand der Zuleitungen wird entsprechend weniger Material der Isolierummantelung benötigt, um beide Zuleitungen zu umwickeln. Dadurch können unterhalb einer Reihe von Reformerrohren Bereiche geschaffen werden, in denen ein größerer Abstand L, insbesondere 0,5 D bis 1,5 D, beispielsweise 210 mm ± 50 mm, zwischen zwei benachbarten Isolierummantelungen vorgesehen werden kann, wodurch eine Wärmeabfuhr durch natürliche Konvektion erleichtert ist. Ein Wärmestau oberhalb des Sammlerrohrs und/oder unterhalb des Reformers kann dadurch zumindest reduziert werden. Ferner können die Zuleitungen besonders einfach mit einem Wärmedehnungsausgleichelement versehen werden, das zwischen einem abgekühlten ausgeschalteten Zustand und einem aufgeheizten Betriebszustand eine Änderung der Relativlage des Einlassstutzens zum Reformerrohr ausgleichen kann. Beispielsweise kann die Zuleitung zur Erhöhung der Flexibilität als Wärmedehnungsausgleichelement einen bogenförmigen Rohrleitungsverlauf aufweisen. Die Reformerrohre können dadurch in horizontaler Richtung im Wesentlichen ortsfest bleiben und allenfalls durch Wärmedehnungseffekte eine Vergrößerung ihrer Länge in vertikaler Richtung erfahren, wodurch die Reformerrohre wesentlich einfacher in der Brennkammer des Reformers aufgenommen werden können. Die Isolierummantelung kann hinreichend formflexibel ausgestaltet sein, damit sie einer wärmedehnungsbedingte Lageänderung und/oder Verformung des Wärmedehnungsausgleichelements folgen kann. Die gemeinsam isolierten Zuleitungen weisen eine geringere Oberfläche der Isolierummantelung auf, als wenn jede Zuleitung einzeln mit einer separaten Isolierummantelung versehen wäre. Dadurch ist die wärmeabgebende Oberfläche der gesamten Isolierummantelung reduziert, wodurch entsprechend weniger Wärme in den Bereich unterhalb des Reformers abgegeben wird und sich eine geringere Temperatur einstellt. Zusätzlich ist im Vergleich zu jeweils einzelnen Isolierummantelung für jede Zuleitung durch die gemeinsame Isolierummantelung für die mindestens zwei Zuleitungen das erforderliche Gesamtvolumen der Isolierummantelungen reduziert, so dass unterhalb des Reformers entsprechend mehr Freiraum für Luftbewegungen zur Verfügung steht, die eine Wärmeabfuhr erleichtert. Gleichzeitig ist durch die gemeinsame Isolierung von mindestens zwei Zuleitungen mit nur einer Isolierummantelung eine entsprechend geringe Menge an Isoliermaterial erforderlich, als wenn jede Zuleitung einzeln mit einer separaten Isolierummantelung versehen wäre. Dadurch muss jede Zuleitung einen entsprechend geringeren Anteil des Gewichts der Isolierummantelung tragen, wodurch mechanische Spannungen in den Zuleitungen deutlich reduziert und/oder die Zuleitungen filigraner und/oder zum Ausgleich von Wärmedehnungseffekten formflexibler ausgestaltet werden können. Durch die in einer gemeinsamen Isolierummantelung zu einem gemeinsamen Einlassstutzen zusammengeführte erste Zuleitung und zweite Zuleitung können durch einfache konstruktive Maßnahmen geringe durch einen Reformer verursachte thermisch bedingte Belastungen, insbesondere mechanische Spannungen infolge von Wärmedehnungseffekte und/oder ein Wärmestau unterhalb des Reformers, ermöglicht werden. It is the object of the invention to show measures that allow low caused by a reformer thermally induced stress. The object is achieved according to the invention by a collector conduit having the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims, which individually or in combination may represent an aspect of the invention. According to the invention, a collector pipe is provided for the common removal of process gases from a reformer fed from a plurality of reformer pipes, with a collector pipe for receiving and conveying the process gases, at least one inlet pipe communicating with the header pipe via an outlet opening, wherein the inlet pipe has at least one first inlet connection communicating with the outlet opening and at least one a second input port communicating with the output port, a first port connected to the first input port for connection to a reformer tube, one with the second Input connection connected second supply line for connection to a reformer tube and a both the first supply line and the second supply line surrounded formflexible common insulating jacket for thermal insulation. The first supply line and the second supply line can run in particular to a large extent parallel to each other, so that the first supply line and the second supply line can be covered over a particularly long distance with the same insulating sheath. Due to the insulating sheath, a heat output of the process gases can be reduced to the environment, with the sheathing of at least two supply line with only a common Isolierummantelung less material is required to Isolierummantelung than in each case an insulating sheath for each supply line. For example, the reformer tubes connected to the first supply line and the second supply line may protrude from a bottom of a combustion chamber of the reformer pointing to the collector pipe with a distance D of the respective center lines of, for example, 275 mm, the first supply line and the second supply line being at a distance d respective centerlines, which is less than the distance D, can be guided towards each other, for example 60 mm. Due to the smaller distance of the leads correspondingly less material of Isolierummantelung is required to wrap both leads. As a result, areas can be created below a series of reformer tubes, in which a greater distance L, in particular 0.5 D to 1.5 D, for example 210 mm ± 50 mm, can be provided between two adjacent Isolierummantelungen, whereby a heat dissipation by natural convection is relieved. A heat accumulation above the header pipe and / or below the reformer can thereby be at least reduced. Furthermore, the supply lines can be particularly easily provided with a thermal expansion equalization element, which can compensate for a change in the relative position of the inlet nozzle to the reformer tube between a cooled off state and a heated operating state. For example, the supply line to increase the flexibility as a thermal expansion equalization element have an arcuate pipe run. As a result, the reformer tubes can remain substantially stationary in the horizontal direction and, at most, experience an increase in their length in the vertical direction as a result of thermal expansion effects. whereby the reformer tubes can be much easier absorbed in the combustion chamber of the reformer. The Isolierummantelung can be designed sufficiently flexible so that they can follow a thermal expansion-induced change in position and / or deformation of the thermal expansion compensation element. The commonly insulated leads have a lower surface area of the insulating jacket than if each lead were individually provided with a separate insulating jacket. As a result, the heat-emitting surface of the entire Isolierummantelung is reduced, which is correspondingly less heat in the area below the reformer is released and sets a lower temperature. In addition, the required total volume of Isolierummantelungen is reduced compared to each insulating sheath for each supply by the common Isolierummantelung for at least two leads, so that below the reformer correspondingly more free space for air movements is available, which facilitates heat dissipation. At the same time a correspondingly small amount of insulating material is required by the common insulation of at least two leads with only one Isolierummantelung, as if each lead would be provided individually with a separate Isolierummantelung. As a result, each lead must carry a correspondingly smaller proportion of the weight of the insulating jacket, which significantly reduces mechanical stresses in the leads and / or the leads filigree and / or can be designed to compensate for thermal expansion effects formflexibler. By merging into a common Isolierummantelung to a common inlet pipe first supply line and second supply can be caused by simple design measures low caused by a reformer thermally induced stresses, in particular mechanical stresses due to thermal expansion effects and / or heat accumulation below the reformer.
Zusätzlich können die Zuleitungen so nah beieinander verlaufen, dass sie über den gemeinsamen Einlassstutzen mit dem Sammlerrohr verbunden werden können. Dies ermöglicht es über einen Einlassstutzen mit insbesondere einer einzigen Ausgangsöffnung zwei oder mehr Zuleitungen über entsprechende Einlassanschlüsse bauraumsparend zusammenzuführen, wobei zur Anbindung mehrerer Zuleitungen lediglich ein Einlassstutzen mit dem Sammlerrohr verbunden wird. Die Anzahl an mit dem Sammlerrohr verbundenen Einlassstutzen sowie eine entsprechende Anzahl an Durchbrüchen im Sammlerrohr für die Einleitung der Prozessgase kann dadurch reduziert werden. Durch die geringere Durchlöcherung einer inneren isolierenden Auskleidung des Sammlerrohrs kann eine erhöhte Wärmedämmung des Sammlerrohrs erreicht werden, so dass ein Aufheizen des Bereichs unterhalb des Reformers durch eine Wärmeabgabe des Sammlerrohrs reduziert werden kann. In addition, the supply lines can run so close to each other that they can be connected via the common inlet pipe with the header pipe. This makes it possible to combine two or more supply lines via corresponding intake ports in a space-saving manner via an inlet connection with, in particular, a single outlet opening, with only one inlet connection being connected to the collector tube for connecting a plurality of supply lines. The number of connected to the header pipe inlet pipe and a corresponding number of openings in the header pipe for the Introduction of the process gases can be reduced. Due to the lower perforation of an inner insulating lining of the collector tube, an increased thermal insulation of the collector tube can be achieved, so that heating of the region below the reformer can be reduced by a heat output of the collector tube.
Ferner kann der Reformer besonders kompakt aufgebaut sein, indem die Reformerrohre möglichst nah beieinander positioniert werden. Eine natürliche Konvektion der Luft unter dem Boden des Reformers quer zu einer Reihe von Reformerrohren und/oder quer zu den Sammlerohren kann durch die Zwischenräume zwischen nachfolgenden zwei oder mehr Zuleitungen ummantelnden Isolierummantelungen auch bei engen Abständen der Reformerrohre zueinander sicher gestellt werden. Furthermore, the reformer can be made particularly compact by the reformer tubes are positioned as close to each other. A natural convection of the air under the bottom of the reformer across a series of reformer tubes and / or transversely to the header pipes can be ensured by the spaces between subsequent two or more leads sheathing insulating sheaths even at close intervals of the reformer tubes to each other.
Die Isolierummantelung kann beispielsweise als formflexibles Isoliermaterial Steinwolle und/oder Glaswolle aufweisen, die insbesondere an den Zuleitungen anliegen kann. Die Isolierummantelung kann insbesondere an der von den Zuleitungen weg weisenden Außenseite eine Metallschicht, insbesondere eine Aluminiumplatte, aufweisen, wodurch das Isoliermaterial zur Umgebung hin abgedeckt und geschützt ist. Der Einlassstutzen kann mit dem Sammlerrohr verschweißt sein. Hierzu kann das Sammlerrohr insbesondere einen nach radial außen abstehenden Befestigungsstutzen aufweisen. Vorzugsweise ist der Einlassstutzen aus einem besonders temperaturbeständigen, insbesondere hochlegierten Stahl hergestellt. Der Einlassstutzen ist beispielsweise aus einem legierten austenitischen Gussstahl hergestellt. Ein Befestigungsstutzen, mit dem der Einlassstutzen verschweißt werden kann, und/oder der Einlassstutzen können mit einer Isoliermasse, beispielsweise Beton, ausgekleidet sein, so dass die Temperatur des Befestigungsstutzen so gering gehalten werden kann, dass der Befestigungsstutzen beispielsweise aus einem ferritischen Stahl hergestellt sein kann. Die Reformerrohre sind insbesondere im Wesentlichen vertikal ausgerichtet, wobei die Prozessgase insbesondere in Schwerkraftrichtung von oben nach unten zum in Schwerkraftrichtung unterhalb der Brennkammer des Reformers angeordneten Sammlerleitung strömen. Innerhalb der Brennkammer können die in den Reformerrohren befindlichen Edukte zum Prozessgas reagieren. Außerhalb der Reformerrohre kann über Brenner der Brennkammer Wärme zugeführt werden, um zur Durchführung einer endothermen Reaktion innerhalb der Reformerrohre ausreichend Wärme zuführen zu können. Das Prozessgas kann bei Reformern für Propandehydrierungsanlagen beim Verlassen der Brennkammer des Reformers eine Temperatur von 560°C bis 620°C aufweisen. Zu Reinigungszwecken, beispielsweise um Ablagerungen abzubrennen, können die Reformerrohre mit einem Reinigungsgas gespült werden, wodurch sich am Ausgang der Reformerrohre auch Temperaturen von 710°C ± 20°C einstellen können. Im Sammlerrohr kann sich ein Druck von beispielsweise 8,5 bar ± 2 bar einstellen. Bei Reformern für Wasserstoff- und/oder Ammoniakanlagen können die Austrittstemperaturen bis 900°C bei Drücken von 30 bar bis 40 bar betragen. Insbesondere ist innerhalb der gemeinsamen Isolierummantelung zwischen der ersten Zuleitung und der zweiten Zuleitung ein Freiraum ausgebildet. Durch den Freiraum kann ein Hohlraum ausgebildet werden, der nicht mit Material der Isolierummantelung gefüllt werden braucht. Dies erleichtert die Montage der Isolierummantelung, die lediglich um die mindestens zwei Zuleitungen herum gewickelt werden braucht. The Isolierummantelung may have, for example, as formflexibles insulating rockwool and / or glass wool, which may be applied in particular to the leads. The insulating jacket may have a metal layer, in particular an aluminum plate, in particular on the outside facing away from the feed lines, whereby the insulating material is covered and protected from the environment. The inlet socket can be welded to the header pipe. For this purpose, the collector tube may in particular have a radially outwardly projecting attachment piece. Preferably, the inlet nozzle is made of a particularly temperature-resistant, in particular high-alloy steel. The inlet nozzle is made of an alloyed austenitic cast steel, for example. A fixing stub, with which the inlet stub can be welded, and / or the inlet stub can be lined with an insulating material, for example concrete, so that the temperature of the fastening stub can be kept so low that the fastening stub can be made, for example, from a ferritic steel , In particular, the reformer tubes are oriented substantially vertically, with the process gases flowing in particular in the direction of gravity from top to bottom to the collector line arranged in the direction of gravity below the combustion chamber of the reformer. Within the combustion chamber, the educts located in the reformer tubes can react to the process gas. Outside of the reformer tubes, heat can be supplied to the combustion chamber via burners in order to be able to supply sufficient heat to carry out an endothermic reaction within the reformer tubes. The process gas may have a temperature of 560 ° C to 620 ° C in reformers for propane dehydrogenation plants leaving the combustion chamber of the reformer. For cleaning purposes, for example, to burn off deposits, the reformer tubes can be flushed with a cleaning gas, which can also set temperatures of 710 ° C ± 20 ° C at the outlet of the reformer tubes. In the header pipe, a pressure of, for example, 8.5 bar ± 2 bar can be set. In reformers for hydrogen and / or ammonia plants, the outlet temperatures can be up to 900 ° C at pressures of 30 bar to 40 bar. In particular, a free space is formed within the common insulating sheath between the first supply line and the second supply line. Through the space, a cavity can be formed, which does not need to be filled with material of Isolierummantelung. This facilitates the assembly of the insulating jacket, which only needs to be wound around the at least two leads.
Vorzugsweise bilden die erste Zuleitung und die zweite Zuleitung jeweils einen elastisch verbiegbaren Wärmedehnungsbogen zum Ausgleich einer über das Sammlerrohr aufgeprägten wärmedehnungsbedingten Änderung der Relativlage des Einlassstutzens zum Reformerrohr aus. Der Wärmedehnungsbogen kann bei einer wärmedehnungsbedingten Änderung der Relativlage des Einlassstutzens zum Reformerrohr elastisch gebogen werden, so dass sich der Wärmedehnungsbogen je nach Ausmaß der Wärmedehnung stärker oder schwächer aufweiten beziehungsweise zusammenziehen kann. Hierbei können vergleichsweise geringe Lageänderungen beim Wärmedehnungsbogen entstehen, die leicht durch die formflexible Isolierummantelung kompensiert werden können. Ferner kann zwischen zwei jeweils mindestens zwei Zuleitungen umgebenen benachbarten Isolierummantelungen genügend Raum geschaffen sein, dass der Wärmedehnungsbogen sich auch etwas verschwenken kann, ohne dass die Isolierummantelungen aneinander anschlagen. Preferably, the first supply line and the second supply line each form an elastically bendable thermal expansion arc for compensating a heat expansion-related change in the relative position of the inlet connection to the reformer tube which is impressed via the collector tube. The thermal expansion arc can be elastically bent with a change in the relative position of the inlet nozzle to the reformer tube due to thermal expansion, so that the thermal expansion arc can expand or contract more strongly or less depending on the extent of the thermal expansion. In this case, comparatively small changes in position can occur in the thermal expansion arc, which can be easily compensated by the flexible insulating sheathing formflexible. Furthermore, enough space can be created between two adjacent at least two leads surrounding adjacent Isolierummantelungen that the thermal expansion arc can also pivot slightly without the Isolierummantelungen strike each other.
Besonders bevorzugt weist der Einlassstutzen einen mit der Ausgangsöffnung kommunizierenden weiteren ersten Eingangsanschluss und einen mit der Ausgangsöffnung kommunizierenden weiteren zweiten Eingangsanschluss auf, wobei mit dem weiteren ersten Eingangsanschluss eine weitere erste Zuleitung zum Anschluss an ein weiteres Reformerrohr und mit dem weiteren zweiten Eingangsanschluss eine weitere zweite Zuleitung zum Anschluss an ein weiteres Reformerrohr verbunden ist, wobei eine sowohl die weitere erste Zuleitung als auch die weitere zweite Zuleitung umgebene gemeinsame formflexible weitere Isolierummantelung zur Wärmedämmung vorgesehen ist, wobei das Reformerrohr und das weitere Reformerrohr quer zu einer Strömungsrichtung des Sammlerrohrs beabstandet sind. Dies ermöglicht es auch Reformerrohre einer seitlich versetzten anderen Reihe in der gleichen Art und Weise mit dem selben Einlassstutzen zu verbinden. Gegebenenfalls können in einem Teilbereich in der Nähe des Einlassstutzens sämtliche mit dem Einlassstutzen verbundene Zuleitungen von einer gemeinsamen Isolierummantelung umwickelt sein. Dadurch kann in einem Bereich, in dem die mit verschiedenen Reihen von Reformerrohren verbundenen Zuleitungen eng beieinander in den Einlassstutzen münden leicht von einer einzelnen Isolierummantelung thermisch isoliert werden. In diesem Fall sind erst in einem Bereich, in dem Zuleitungen und die weiteren Zuleitungen aufgrund des seitlichen Versatzes in unterschiedliche Richtungen verlaufen verschiedene Isolierummantelungen für die jeweils mindestens zwei Zuleitungen beziehungsweise weiteren Zuleitungen vorgesehenen. Die Ausgestaltung und Anordnung der weiteren Bauteile kann jeweils analog, insbesondere symmetrisch zu den vorstehend beschrieben Bauteilen erfolgen. Particularly preferably, the inlet pipe has a further first input connection communicating with the output opening and a further second input connection communicating with the output opening, wherein with the further first input connection a further first supply line for connection to a further reformer pipe and with the further second input terminal, a further second supply line is connected for connection to another reformer tube, wherein a common formflexible further Isolierummantelung is provided for thermal insulation surrounding both the further first supply line and the further second supply line, wherein the reformer tube and the further reformer tube transversely are spaced to a flow direction of the collector tube. This also makes it possible to connect reformer tubes to a laterally offset other row in the same way with the same inlet nozzle. Optionally, in a partial area in the vicinity of the inlet nozzle, all supply lines connected to the inlet connection can be wrapped by a common insulating jacket. Thereby, in a region in which the leads connected to different rows of reformer tubes close to each other in the inlet ports open can be easily thermally isolated from a single insulating jacket. In this case, only in an area in which leads and the other leads due to the lateral offset in different directions are different Isolierummantelungen for each provided at least two leads or other leads. The configuration and arrangement of the other components can each be analog, in particular symmetrical to the components described above.
Insbesondere ist ein über eine weitere Ausgangsöffnung mit dem Sammlerrohr kommunizierender weiterer Einlassstutzen vorgesehen, wobei der weitere Einlassstutzen mindestens einen mit der weiteren Ausgangsöffnung kommunizierenden weiteren ersten Eingangsanschluss und mindestens einen mit der Ausgangsöffnung kommunizierenden weiteren zweiten Eingangsanschluss aufweist, wobei mit dem weiteren ersten Eingangsanschluss eine weitere erste Zuleitung zum Anschluss an ein weiters Reformerrohr und mit dem weiteren zweiten Eingangsanschluss eine weitere zweite Zuleitung zum Anschluss an ein weiteres Reformerrohr verbunden ist, wobei eine sowohl die weitere erste Zuleitung als auch die weitere zweite Zuleitung umgebene gemeinsame formflexible weitere Isolierummantelung zur Wärmedämmung vorgesehen ist, wobei das Reformerrohr und das weitere Reformerrohr quer zu einer Strömungsrichtung des Sammlerrohrs beabstandet sind, wobei der Einlassstutzen und der weitere Einlassstutzen in Umfangsrichtung des Sammlerrohrs versetzt mit dem Sammlerrohr verbunden sind, wobei insbesondere der Einlassstutzen und der weitere Einlassstutzen im Wesentlichen auf einer gemeinsamen axialen Höhe des Sammlerrohrs positioniert sind. Dies ermöglicht es auch Reformerrohre einer seitlich versetzten anderen Reihe in der gleichen Art und Weise über einen eigenen insbesondere gleichartig ausgestalteten Einlassstutzen zu verbinden. Durch die in Umfangsrichtung versetzten Einlassstutzen ist ein Bereich in einem gemeinsamen Axialbereich des Sammlerrohrs vermieden, in denen die Zuleitungen und die weiteren Zuleitungen eng beieinander verlaufen. Dies erleichtert es die Zuleitungen einerseits mit der Isolierummantelung und die weiteren Zuleitungen andererseits mit der weiteren Isolierummantelung zu ummanteln, ohne dass die Isolierummantelung und die weitere Isolierummantelung aneinander anstoßen und/oder ohne sich bei der Montage gegenseitig stören. Die Ausgestaltung und Anordnung der weiteren Bauteile kann jeweils analog, insbesondere symmetrisch zu den vorstehend beschrieben Bauteilen erfolgen. In particular, a further inlet port communicating via a further outlet opening with the header pipe is provided, wherein the further inlet port has at least one further first input port communicating with the further output port and at least one further second input port communicating with the output port, wherein with the further first input port a further first input port Supply line for connection to a further reformer tube and with the further second input terminal, a further second supply line is connected for connection to another reformer tube, wherein a both the further first supply line and the further second supply line is surrounded common formflexible further Isolierummantelung provided for thermal insulation, the reformer tube and the further reformer tube are spaced transversely to a flow direction of the collector tube, wherein the inlet nozzle and the further inlet nozzle in the circumferential direction the collector tube offset with the collector tube are connected, in particular the inlet port and the further inlet port substantially on a common axial Height of the collector tube are positioned. This also makes it possible to connect reformer tubes of a laterally offset other row in the same manner via its own, in particular, similarly designed inlet connection. By circumferentially offset inlet nozzle an area in a common axial region of the header tube is avoided, in which the leads and the other leads are close together. This makes it easier to wrap the leads on the one hand with the Isolierummantelung and the other leads on the other hand with the other Isolierummantelung without the Isolierummantelung and the further Isolierumantelung abut each other and / or interfere with each other during assembly. The configuration and arrangement of the other components can each be analog, in particular symmetrical to the components described above.
Vorzugsweise weist der Einlassstutzen einen die Ausgangsöffnung mit dem ersten Eingangsanschluss und dem zweiten Eingangsanschluss verbindenden Einlasskanal auf, wobei zwischen dem Einlasskanal und einer den Einlasskanal abdeckenden Gehäusehaube des Einlassstutzens eine Isoliermasse zur Wärmedämmung, insbesondere Beton, vorgesehen ist. Über den Einlasskanal können die mindestens zwei Eingangsanschlüsse zu der gemeinsamen Ausgangsöffnung zusammengeführt werden. Hierbei kann sich zwischen dem radial inneren Einlasskanal und der radial äußeren Gehäusehaube ein insbesondere ringförmiger Hohlraum ausbilden, der leicht mit einem wärmedämmenden Beton vergossen werden kann. Auftretende Kräfte, insbesondere durch den Betriebsdruck der Prozessgase, können über die Gehäusehaube abgetragen werden, während insbesondere die Isoliermasse im Wesentlichen ausschließlich die Funktion wahrnimmt einen Wärmetransport von den Prozessgasen über die Gehäusehaube an die Umgebung zu hemmen. Es können auch verschiedene Sorten an Isoliermassen, insbesondere verschiedenen Betonsorten, verwendet werden, die für ein zu erwartendes Temperaturprofil unterschiedliche Wärmedämmungs Eigenschaften aufweisen. Insbesondere kann in der Nähe der Einlassanschlüsse eine Isoliermasse mit einem besonders geringen Wärmeleitungskoeffizienten verwendet werden, um bei einem vergleichsweise geringen Wärmeleitungsweg, der nicht zu einer radial äußeren Mantelfläche sonder zu einer die Einlassanschlüsse ausbildenden Stirnseite führt, eine gewünschte Wärmedämmung erreichen zu können. Der Beton kann insbesondere in die Gehäusehaube gegossen werden, wenn sich die Eingangsanschlüsse in Schwerkraftrichtung unten befinden. Nach dem Aushärten des Betons kann der Einlassstutzen gedreht werden und in Schwerkraftrichtung von oben mit dem Sammlerrohr, vorzugsweise durch Schweißen, verbunden werden. Ein Befestigungsstutzen, mit dem der Einlassstutzen verschweißt werden kann, kann ebenfalls mit einer Isoliermasse, beispielsweise Beton, ausgekleidet sein, so dass die Temperatur des Befestigungsstutzen so gering gehalten werden kann, dass der Befestigungsstutzen beispielsweise aus einem ferritischen Stahl hergestellt sein kann. The inlet connection piece preferably has an inlet channel connecting the outlet opening with the first inlet connection and the second inlet connection, an insulating compound for thermal insulation, in particular concrete, being provided between the inlet channel and a housing hood of the inlet connection which covers the inlet channel. Via the inlet channel, the at least two input ports can be merged to the common output port. In this case, between the radially inner inlet channel and the radially outer housing cap, a particular annular cavity can be formed, which can easily be cast with a heat-insulating concrete. Occurring forces, in particular by the operating pressure of the process gases can be removed via the housing cover, while in particular the insulating essentially only the function perceives a heat transfer from the process gases on the housing cover to the environment to inhibit. It is also possible to use different types of insulating compounds, in particular different types of concrete, which have different thermal insulation properties for an expected temperature profile. In particular, an insulating compound having a particularly low coefficient of thermal conduction can be used in the vicinity of the inlet connections in order to be able to achieve a desired thermal insulation with a comparatively small heat conduction path which does not lead to a radially outer jacket surface but rather to an end face forming the inlet connections. In particular, the concrete may be poured into the housing hood when the input ports are in the direction of gravity located below. After curing of the concrete, the inlet nozzle can be rotated and connected in the direction of gravity from above with the header tube, preferably by welding. An attachment stub with which the inlet stub can be welded can also be lined with an insulating material, for example concrete, so that the temperature of the attachment stub can be kept so low that the attachment stub can be made, for example, from a ferritic steel.
Besonders bevorzugt weist das Sammlerrohr eine durch eine Isoliermasse zur Wärmedämmung, insbesondere Beton, ausgebildete einen Sammlerkanal radial begrenzende Auskleidung auf, wobei ein Einlasskrümmer zur Verbindung der Ausgangsöffnung des Einlassstutzens mit dem Sammlerkanal durch die Auskleidung hindurch geführt ist. Auftretende Kräfte, insbesondere durch den Betriebsdruck der Prozessgase, können über eine metallische Außenhülle des Sammlerrohrs abgetragen werden, während insbesondere die Isoliermasse im Wesentlichen ausschließlich die Funktion wahrnimmt einen Wärmetransport von den Prozessgasen über die Außenhülle an die Umgebung zu hemmen. Beispielsweise kann das Prozessgas innerhalb des Sammlerrohrs eine Temperatur von 570°C aufweisen, wobei eine Außenseite der Außenhülle des Sammlerrohrs eine Temperatur von ca. 160°C aufweisen kann. Insbesondere kann ein die Ausgangsöffnung ausbildender Einlasskanal in den Einlasskrümmer eingeschoben werden, so dass das über den Einlassstutzen eingeleitete Prozessgas leicht durch die Isoliermasse der Auskleidung des Sammlerrohrs hindurch in den Sammlerkanal gelangen kann. Der Einlasskrümmer kann insbesondere das Prozessgas in eine designierte Strömungsrichtung des Sammlerrohrs zumindest teilweise umlenken. Particularly preferably, the collector tube has a lining formed by an insulating material for thermal insulation, in particular concrete, a collector channel radially delimiting an inlet manifold for connecting the outlet opening of the inlet nozzle with the collector channel is guided through the lining. Occurring forces, in particular by the operating pressure of the process gases can be removed via a metallic outer shell of the collector tube, while in particular the insulating essentially only the function perceives a heat transfer from the process gases on the outer shell to the environment to inhibit. For example, the process gas may have a temperature of 570 ° C within the header pipe, wherein an outer side of the outer shell of the header pipe may have a temperature of about 160 ° C. In particular, an inlet channel forming the outlet opening can be inserted into the inlet manifold so that the process gas introduced via the inlet nozzle can easily pass through the insulating compound of the liner of the collector tube into the collector channel. In particular, the intake manifold can at least partially divert the process gas into a designated flow direction of the collector tube.
Die Erfindung betrifft ferner einen Reformer zur Abtrennung von Wasserstoff aus Kohlenwasserstoffen, insbesondere CH | C3H8, C4H10, mit mehreren in einer ersten Reihe in einer Brennkammer angeordneten Reformerrohren zur Dehydrierung eines Kohlenwasserstoffgases in dem Reformerrohr und mehreren in einer zweiter Reihe in der Brennkammer angeordneten weiteren Reformerrohren zur Dehydrierung eines Kohlenwasserstoffgases in dem weiteren Reformerrohr und einer mit den Reformerrohren und/oder den weiteren Reformerrohren verbundenen Sammlerleitung, die wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann. Durch die in einer gemeinsamen Isolierummantelung zu einem gemeinsamen Einlassstutzen zusammengeführte erste Zuleitung und zweite Zuleitung können durch einfache konstruktive Maßnahmen geringe durch einen Reformer verursachte thermisch bedingte Belastungen, insbesondere mechanische Spannungen infolge von Wärmedehnungseffekte und/oder ein Wärmestau unterhalb des Reformers, ermöglicht werden. Die erste Reihe und die zweite Reihe können insbesondere in im Wesentlichen zueinander parallelen Linien angeordnet sein. Vorzugsweise münden die Prozessgase sämtlicher Reformerrohre der ersten Reihe und die Prozessgase sämtlicher weiterer Reformerrohre der zweiten Reihe über entsprechende Zuleitungen in das selbe Sammlerrohr ein. Insbesondere ist das Sammlerrohr zur Strömungsrichtung des Sammlerrohrs seitlich versetzt zwischen der ersten Reihe und der zweiten Reihe angeordnet. Vorzugsweise ist das Sammlerrohr mittig zur ersten Reihe und zur zweiten Reihe angeordnet, wobei das Sammlerrohr insbesondere im Wesentlichen parallel zur ersten Reihe und zur zweiten Reihe verläuft. Dadurch ist es möglich für die Zuleitungen der ersten Reihe und die weiteren Zuleitungen der zweiten Reihe Gleichteile zu verwenden. The invention further relates to a reformer for the separation of hydrogen from hydrocarbons, in particular CH | C 3 H 8 , C 4 H 10 , having a plurality of arranged in a first row in a combustion chamber reformer tubes for dehydrogenation of a hydrocarbon gas in the reformer tube and a plurality of arranged in a second row in the combustion chamber further reformer tubes for dehydrogenation of a hydrocarbon gas in the further reformer tube and a associated with the reformer tubes and / or the other reformer tubes header line, which may be trained and further developed as described above. By merging in a common Isolierummantelung to a common inlet port first Supply line and second supply line can be made possible by simple design measures low caused by a reformer thermally induced stresses, in particular mechanical stresses due to thermal expansion effects and / or heat accumulation below the reformer. The first row and the second row may in particular be arranged in substantially parallel lines. Preferably, the process gases of all reformer tubes of the first row and the process gases of all other reformer tubes of the second row open via corresponding supply lines into the same collector tube. In particular, the collector tube is arranged laterally offset in relation to the flow direction of the collector tube between the first row and the second row. Preferably, the collector tube is arranged centrally to the first row and the second row, wherein the collector tube in particular runs substantially parallel to the first row and the second row. This makes it possible for the leads of the first row and the other leads of the second row to use identical parts.
Vorzugsweise sind zwei benachbarte mit einem gemeinsamen Einlassstutzen verbundene Zuleitungen zu in der ersten Reihe nachfolgend vorgesehenen zwei benachbarten mit einem gemeinsamen anderen Einlassstutzen verbundene Zuleitungen zur Ausbildung eines Belüftungsfensters für eine natürliche konvektive Wärmeabfuhr beabstandet angeordnet. Insbesondere weisen die in einer Reihe angeordneten Reformerrohre, die mit den Zuleitungen verbunden sind, einen konstanten Abstand auf. Die aufeinander zu weisenden Zuleitungen können jeweils einen von einander weg umgebogenen Verlauf aufweisen. Beispielsweise kann von den Zuleitungen innerhalb einer gemeinsamen Isolierummantelung die eine Zuleitung einen im Wesentlichen vertikalen Verlauf aufweisen, während die andere Zuleitung über einen im Wesentlichen horizontal verlaufenden Abschnitt zu dieser Zuleitung hin verläuft und erst danach auf einem kleineren Abstand im Wesentlichen parallel zu dieser Zuleitung vertikal verläuft. Die innerhalb einer gemeinsamen Isolierummantelung verlaufenden Zuleitungen können derart gestaltet sein, dass sich entlang des Strömungswegs deren Abstand stark verringert, während die in einer Reihe angeordneten Reformerrohre einen konstanten Abstand aufweisen. Das andere Paar Zuleitungen, die in einer anderen gemeinsamen Isolierummantelung verlaufen, können spiegelbildlich ausgestaltet sein, so dass die jeweiligen Zuleitungen mit dem horizontal verlaufenden Teilstück in ihrem vertikal verlaufenden Teilstück besonders weit zueinander beabstandet sind und zur Ausbildung des Belüftungsfensters einen von einander weg umgebogenen Verlauf aufweisen. Dadurch ergibt sich zwischen den zueinander beabstandeten Zuleitungen ein Abstand L, insbesondere 0,5 D bis 1,5 D, beispielsweise 210 mm ± 50 mm, mit dem diese Zuleitungen aus der Brennkammer des Reformers herauskommen. Der Abstand L kann dadurch so groß werden, dass sich ein freier Bereich zwischen den Zuleitungen ergibt, der das Belüftungsfenster ausbilden kann, über das eine Wärmeabfuhr durch natürliche Konvektion erleichtert ist. Zumindest in dem Bereich des Belüftungsfensters können Zonen ohne konvektiven Luftaustausch vermieden werden. Preferably, two adjacent feeders connected to a common inlet nozzle are spaced apart from two adjacent feeders connected to a common other inlet nozzle in the first row to form a ventilation window for natural convective heat removal. In particular, the reformer tubes arranged in a row, which are connected to the supply lines, have a constant spacing. The mutually facing leads can each have a bent away from each other course. For example, of the leads within a common insulating sheath, one lead has a substantially vertical course, while the other lead extends over a substantially horizontally extending portion to this lead and only then extends vertically to a smaller distance substantially parallel to this lead , The supply lines running within a common insulating jacket can be designed such that their distance along the flow path is greatly reduced, while the reformer tubes arranged in a row have a constant spacing. The other pair of leads, which run in a different common Isolierummantelung, may be configured in mirror image, so that the respective Supply lines with the horizontally extending portion in its vertically extending portion are particularly widely spaced and have to form the ventilation window a bent away from one another course. This results between the spaced apart leads a distance L, in particular 0.5 D to 1.5 D, for example, 210 mm ± 50 mm, with which these leads come out of the combustion chamber of the reformer. The distance L can thus become so great that there is a free area between the supply lines, which can form the ventilation window, via which a heat dissipation is facilitated by natural convection. At least in the area of the ventilation window, zones without convective air exchange can be avoided.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen: The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings with reference to preferred embodiments, wherein the features shown below, both individually and in combination may represent an aspect of the invention. Show it:
Fig. 1: eine schematische geschnittene Vorderansicht einer Sammlerleitung in einer ersten Ausführungsform, 1 is a schematic sectional front view of a header pipe in a first embodiment,
Fig. 2: eine schematische geschnittene Seitenansicht eines Details der Sammlerleitung aus Fig. 1, 2 is a schematic sectional side view of a detail of the collector line of FIG. 1,
Fig. 3: eine schematische geschnittene Vorderansicht einer Sammlerleitung in einer zweiten Ausführungsform, Fig. 4: eine schematische geschnittene Vorderansicht eines Details der Sammlerleitung aus Fig. 3 und 3 is a schematic sectional front view of a header pipe in a second embodiment, FIG. 4 is a schematic sectional front view of a detail of the header pipe of FIG. 3 and FIG
Fig. 5: eine schematische geschnittene Seitenansicht eines Teils der Sammlerleitung aus Fig. 1. 5 shows a schematic sectional side view of a part of the collector line from FIG. 1.
Eine in Fig. 1 teilweise dargestellte Brennkammer 10 eines Reformers weist eine erste Reihe mit Reformerrohren 12, 14 und eine zweite Reihe mit weiteren Reformerrohren 16, 18 auf, die jeweils mit einem Sammlerrohr 20 einer Sammlerleitung 22 über einen gemeinsamen Einlassstutzen 24 verbunden sind. Wie insbesondere in Fig. 2 exemplarisch an der ersten Reihe dargestellt kann ein erstes Reformerrohr 12 über eine erste Zuleitung 26 mit einem ersten Eingangsanschluss 28 des Einlassstutzens 24 verbunden sein, während ein zweites Reformerrohr 14 über eine zweite Zuleitung 30 mit einem zweiten Eingangsanschluss 32 des Einlassstutzens 24 verbunden sein kann. Sowohl die erste Zuleitung 26 als auch die zweite Zuleitung 30 sind von einer gemeinsamen Isolierummantelung 34 umgeben, wobei ein sich zwischen der ersten Zuleitung 26 und der zweiten Zuleitung 30 ergebender Freiraum 36 ebenfalls von der Isolierummantelung 34 ummantelt ist ohne den Freiraum 36 durch die Isolierummantelung 34 auszufüllen. Entsprechend kann ein weiteres erstes Reformerrohr 16 über eine weitere erste Zuleitung 38 mit einem weiteren ersten Eingangsanschluss 40 des Einlassstutzens 24 verbunden sein, während ein weiters zweites Reformerrohr 18 über eine weitere zweite Zuleitung 42 mit einem weiteren zweiten Eingangsanschluss 44 des Einlassstutzens 24 verbunden sein kann. Sowohl die weitere erste Zuleitung 38 als auch die weitere zweite Zuleitung 42 sind von einer gemeinsamen weiteren Isolierummantelung 46 umgeben. Die Zuleitungen 26, 30, 38, 42 verlaufen nicht vertikal sondern weisen jeweils in ihrem Verlauf einen Wärmedehnungsbogen 47 auf, durch den ein sogenanntes„pigtail" zum Ausgleich einer durch Wärmedehnung verursachen Veränderung der Relativlage des Einlassstutzens 24 zur Brennkammer 10 und den Reformerrohren 12, 14, 16, 18 der Brennkammer 10, indem sich die Zuleitungen 26, 30, 38, 42 im Bereich des Wärmedehnungsbogens 47 elastisch verbiegen können, ausgebildet ist. A partially illustrated in Fig. 1 combustion chamber 10 of a reformer has a first row with reformer tubes 12, 14 and a second row with further reformer tubes 16, 18 which are each connected to a header pipe 20 of a header pipe 22 via a common inlet port 24. As illustrated particularly in FIG. 2 by way of example on the first row, a first reformer tube 12 can be connected via a first supply line 26 to a first input connection 28 of the inlet connection 24, while a second reformer tube 14 can be connected via a second supply line 30 to a second input connection 32 of the inlet connection 24 can be connected. Both the first supply line 26 and the second supply line 30 are surrounded by a common Isolierummantelung 34, wherein a resulting between the first supply line 26 and the second supply line 30 space 36 is also sheathed by the Isolierummantelung 34 without the space 36 through the Isolierummantelung 34th fill. Correspondingly, a further first reformer tube 16 can be connected via a further first supply line 38 to a further first input connection 40 of the inlet connection 24, while a further second reformer tube 18 can be connected via a further second supply line 42 to a further second input connection 44 of the inlet connection 24. Both the further first supply line 38 and the further second supply line 42 are surrounded by a common further insulating jacket 46. The supply lines 26, 30, 38, 42 are not vertical but each have in their course a thermal expansion arc 47, through which a so-called "pigtail" to compensate for a thermal expansion causing change in the relative position of the inlet nozzle 24 to the combustion chamber 10 and the reformer tubes 12, 14, 16, 18 of the combustion chamber 10, by the leads 26, 30, 38, 42 can bend elastically in the region of the thermal expansion arc 47, is formed.
Die Einlassanschlüsse 28, 32, 40, 44 sind durch eine Gehäusehaube 48 ausgebildet. Die über die Einlassanschlüsse 28, 32, 40, 44 in den Einlassstutzen 24 eingeleiteten Prozessgase werden in einem mit der Gehäusehaube 48 verschweißten Einlasskanal 50 zusammengeführt und über eine einzige Ausgangsöffnung 52 in einen Einlasskrümmer 54 des Sammlerrohrs 20 geleitet. Der Einlasskanal 50 kann mit der Gehäusehaube 48 verschweißt sein, wobei diese Schweißverbindung nihct druckfest zu sein braucht. Das Sammlerrohr 20 weist eine durch Beton ausgebildete Auskleidung 56 auf, durch die ein Sammlerkanal 58 für die Prozessgase begrenzt wird. Die Auskleidung 56 liegt von radial innen an einer metallischen Außenhülle 60 des Sammlerrohrs 20 an. Die Außenhülle 60 kann einen Befestigungsstutzen 62 ausbilden, mit dem die Gehäusehaube 48 des Einlassstutzens 24 über eine Schweißnaht 64 fest verbunden sein kann. Die Auskleidung 56 kann bis in den Befestigungsstutzen 62 hineinragen und dadurch innerhalb des Befestigungsstutzens 62 radial außen an dem Einlasskrümmer 54 anliegen. Die Befestigungshaube 48 kann ebenfalls mit Beton ausgegossen sein, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei verschiedenartige schichtweise übereinander gegossene Sorten Beton als Isoliermasse 66 vorgesehen sind. Zum Ausgleich von Toleranzen kann zwischen der Isoliermasse 66 des Einlassstutzens 24 und der Auskleidung 56 des Sammlerrohrs 20 eine temperaturfeste Fasermatte 68 vorgesehen sein. The inlet ports 28, 32, 40, 44 are formed by a housing cover 48. The process gases introduced into the inlet connection 24 via the inlet connections 28, 32, 40, 44 are combined in an inlet channel 50 welded to the housing cover 48 and directed via a single outlet opening 52 into an inlet manifold 54 of the collector tube 20. The inlet channel 50 may be welded to the housing cover 48, but this weld does not need to be pressure resistant. The header pipe 20 has a lining 56 formed by concrete, through which a collector channel 58 for the process gases is limited. The lining 56 abuts from radially inward on a metallic outer shell 60 of the collector tube 20. The outer sheath 60 may form a fastening stub 62 with which the housing cap 48 of the inlet stub 24 is fixed via a weld seam 64 can be connected. The liner 56 may protrude into the attachment stub 62 and thereby abut within the attachment stub 62 radially outward of the intake manifold 54. The attachment hood 48 may also be filled with concrete, wherein in the illustrated embodiment, two different types of layers superimposed cast concrete types are provided as Isoliermasse 66. To compensate for tolerances, a temperature-resistant fiber mat 68 may be provided between the insulating material 66 of the inlet nozzle 24 and the liner 56 of the collector tube 20.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform erfolgt im Vergleich zu der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform die Anbindung der weiteren ersten Zuleitung 38 und der weiteren zweiten Zuleitung 42 über einen von dem mit der ersten Zuleitung 26 und der zweiten Zuleitung 30 verbundenen Einlassstutzen 24 verschiedenen weiteren Einlassstutzen 70. Der weitere Einlassstutzen 70 ist auf einer gemeinsamen axialen Höhe zu dem Einlassstutzen 24 mit dem Sammlerrohr 20 verbunden, wobei der weitere Einlassstutzen 70 lediglich in Umfangsrichtung zu dem Einlassstutzen 24 versetzt positioniert ist. Wie in Fig. 4 dargestellt kann die Anbindung des weiteren Einlassstutzens 70 im Wesentlichen symmetrisch zu dem Einlassstutzen 24 mit Hilfe eines weiteren Einlasskrümmers 72 erfolgen, wobei der weitere Einlasskrümmer 72 ebenfalls die Ausmauerung 56 des Sammlerrohrs 20 durchdringen kann, um die Prozessgase aus der weiteren Ausgangsöffnung 78 des weiteren Einlassstutzens 70 in den Sammlerkanal 58 einzuleiten. In the embodiment shown in FIG. 3, in comparison to the embodiment shown in FIG. 1, the connection of the further first supply line 38 and the further second supply line 42 takes place via an inlet connection 24 connected to the first supply line 26 and the second supply line 30 further inlet port 70. The further inlet port 70 is connected at a common axial height to the inlet port 24 to the header pipe 20, wherein the further inlet port 70 is positioned offset only in the circumferential direction to the inlet port 24. As shown in FIG. 4, the connection of the further inlet stub 70 can take place substantially symmetrically with respect to the inlet stub 24 with the aid of another inlet manifold 72, whereby the further inlet manifold 72 can also penetrate the lining 56 of the collector tube 20 in order to supply the process gases from the further outlet opening 78 of the further inlet nozzle 70 into the collector channel 58 to initiate.
Wie in Fig. 5 dargestellt können in einer Reihe linienförmig angeordneter Reformerrohre 12, 14 mit einem im Wesentlichen konstanten Abstand D durch einen Boden 74 der Brennkammer 10 hindurchtreten. Die beispielsweise paarweise durch gemeinsame Isolierummantelungen 34 geführten zugeordneten Zuleitungen 26, 30 können eine im Wesentlichen vertikal verlaufende Zuleitung 26, 30 und eine Zuleitung 30, 26 mit einem horizontalen Anteil aufweisen, so dass sich Bereiche ausbilden können, in denen nachfolgende Isolierummantelungen 34 um einen Abstand L zueinander beabstandet sind. In diesen Bereichen können vergleichsweise große Belüftungsfenster 76 ausgebildet werden, die einen signifikanten Wärmeabtransport durch natürliche Konvektion quer zur Strömungsrichtung des Sammlerrohrs 20 ermöglichen können. As shown in FIG. 5, in a series of linearly arranged reformer tubes 12, 14 with a substantially constant distance D can pass through a bottom 74 of the combustion chamber 10. The paired lead through common Isolierummantelungen 34 associated supply lines 26, 30 may have a substantially vertically extending supply line 26, 30 and a supply line 30, 26 with a horizontal portion, so that can form areas in which subsequent Isolierummantelungen 34 by a distance L are spaced from each other. In these areas, relatively large ventilation windows 76 can be formed, which can enable significant heat removal by natural convection transverse to the flow direction of the collector tube 20.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e  P a n t a n s p r e c h e
Sammlerleitung zur gemeinsamen Abfuhr von aus mehreren Reformerrohren (12, 14) zugeleiteten Prozessgasen eines Reformers, mit Collector line for the common removal of process gases from a reformer fed from several reformer tubes (12, 14), with
einem Sammlerrohr (20) zur Aufnahme und Weiterleitung der Prozessgase, mindestens einem über eine Ausgangsöffnung (52) mit dem Sammlerrohr (20) kommunizierenden Einlassstutzen (24), wobei der Einlassstutzen (24) mindestens einen mit der Ausgangsöffnung (52) kommunizierenden ersten Eingangsanschluss (28) und mindestens einen mit der Ausgangsöffnung (52) kommunizierenden zweiten Eingangsanschluss (32) aufweist, a collector pipe (20) for receiving and conveying the process gases, at least one inlet pipe (24) communicating with the header pipe (20) via an outlet opening (52), the inlet pipe (24) having at least one first inlet port (52) communicating with the outlet opening (52) 28) and at least one second input port (32) communicating with the output port (52),
einer mit dem ersten Eingangsanschluss (28) verbundenen ersten Zuleitung (26) zum Anschluss an ein Reformerrohr (12), a first supply line (26) connected to the first input connection (28) for connection to a reformer tube (12),
einer mit dem zweiten Eingangsanschluss (32) verbundenen zweiten Zuleitung (30) zum Anschluss an ein Reformerrohr (14) und a second supply line (30) connected to the second input connection (32) for connection to a reformer tube (14) and
einer sowohl die erste Zuleitung (26) als auch die zweite Zuleitung (30) umgebene gemeinsame formflexible Isolierummantelung (34) zur Wärmedämmung. one of both the first supply line (26) and the second supply line (30) surrounded common formflexible insulating sheath (34) for thermal insulation.
Sammlerleitung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der gemeinsamen Isolierummantelung (34) zwischen der ersten Zuleitung (26) und der zweiten Zuleitung (30) ein Freiraum (36) ausgebildet ist. Header line according to Claim 1, characterized in that a free space (36) is formed within the common insulating sheathing (34) between the first supply line (26) and the second supply line (30).
Sammlerleitung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zuleitung (26) und die zweite Zuleitung (30) jeweils einen elastisch verbiegbaren Wärmedehnungsbogen (47) zum Ausgleich einer über das Sammlerrohr (20) aufgeprägten wärmedehnungsbedingten Änderung der Relativlage des Einlassstutzens (24) zum Reformerrohr (12, 14) ausbilden. Header line according to claim 1 or 2, characterized in that the first supply line (26) and the second supply line (30) each have an elastically bendable thermal expansion arc (47) for compensating a heat expansion-related change in the relative position of the inlet stub (24) impressed via the collector tube (20). form the reformer tube (12, 14).
Sammlerleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassstutzen (24) einen mit der Ausgangsöffnung (52) kommunizierenden weiteren ersten Eingangsanschluss (40) und einen mit der Ausgangsöffnung (52) kommunizierenden weiteren zweiten Eingangsanschluss (44) aufweist, wobei mit dem weiteren ersten Eingangsanschluss (40) eine weitere erste Zuleitung (38) zum Anschluss an ein weiteres Reformerrohr (16) und mit dem weiteren zweiten Eingangsanschluss (44) eine weitere zweite Zuleitung (42) zum Anschluss an ein weiteres Reformerrohr (18) verbunden ist, wobei eine sowohl die weitere erste Zuleitung (38) als auch die weitere zweite Zuleitung (42) umgebene gemeinsame formflexible weitere Isolierummantelung (46) zur Wärmedämmung vorgesehen ist, wobei das Reformerrohr (12, 14) und das weitere Reformerrohr (16, 18) quer zu einer Strömungsrichtung des Sammlerrohrs (20) beabstandet sind. Header pipe according to one of claims 1 to 3, characterized in that the inlet pipe (24) has a further first input port (40) communicating with the outlet port (52) and a further second input port (44) communicating with the outlet port (52) the further first input terminal (40) has a further first supply line (38) for Connection to a further reformer tube (16) and to the further second input connection (44) a further second supply line (42) for connection to another reformer tube (18) is connected, one of the further first supply line (38) and the other second feed line (42) surrounded common formflexible further Isolierummantelung (46) is provided for thermal insulation, wherein the reformer tube (12, 14) and the further reformer tube (16, 18) transversely to a flow direction of the collector tube (20) are spaced.
Sammlerleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass ein über eine weitere Ausgangsöffnung (78) mit dem Sammlerrohr (20) kommunizierender weiterer Einlassstutzen (70) vorgesehen ist, wobei der weitere Einlassstutzen (70) mindestens einen mit der weiteren Ausgangsöffnung (78) kommunizierenden weiteren ersten Eingangsanschluss (40) und mindestens einen mit der Ausgangsöffnung (78) kommunizierenden weiteren zweiten Eingangsanschluss (44) aufweist, wobei mit dem weiteren ersten Eingangsanschluss (40) eine weitere erste Zuleitung (38) zum Anschluss an ein weiters Reformerrohr (16) und mit dem weiteren zweiten Eingangsanschluss (44) eine weitere zweite Zuleitung (42) zum Anschluss an ein weiteres Reformerrohr (18) verbunden ist, wobei eine sowohl die weitere erste Zuleitung (38) als auch die weitere zweite Zuleitung (42) umgebene gemeinsame formflexible weitere Isolierummantelung (46) zur Wärmedämmung vorgesehen ist, wobei das Reformerrohr (16) und das weitere Reformerrohr (18) quer zu einer Strömungsrichtung des Sammlerrohrs (20) beabstandet sind, wobei der Einlassstutzen (24) und der weitere Einlassstutzen (70) in Umfangsrichtung des Sammlerrohrs (20) versetzt mit dem Sammlerrohr (20) verbunden sind, wobei insbesondere der Einlassstutzen (24) und der weitere Einlassstutzen (70) im Wesentlichen auf einer gemeinsamen axialen Höhe des Sammlerrohrs (20) positioniert sind. Header line according to one of claims 1 to 4, characterized in that a further inlet port (70) communicating with the header pipe (20) via a further outlet opening (78) is provided, the further inlet port (70) being at least one with the further outlet port (78 ) and at least one further second input connection (44) communicating with the output opening (78), wherein with the further first input connection (40) a further first supply line (38) for connection to a further reformer tube (16 ) and to the further second input connection (44) a further second supply line (42) for connection to another reformer tube (18) is connected, wherein one of both the further first supply line (38) and the further second supply line (42) surrounded common mold flexible further Isolierummantelung (46) is provided for thermal insulation, wherein the reformer tube (16) and the other Reformer tube (18) transversely to a flow direction of the collector tube (20) are spaced, wherein the inlet port (24) and the further inlet port (70) in the circumferential direction of the collector tube (20) offset with the collector tube (20) are connected, in particular the inlet port (24) and the further inlet port (70) are positioned substantially at a common axial height of the collector tube (20).
Sammlerleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass der Einlassstutzen (24) einen die Ausgangsöffnung (52) mit dem ersten Eingangsanschluss (28) und dem zweiten Eingangsanschluss (32) verbindenden Einlasskanal (50) aufweist, wobei zwischen dem Einlasskanal (50) und einer den Einlasskanal (50) abdeckenden Gehäusehaube (48) des Einlassstutzens (24) eine Isoliermasse (66) zur Wärmedämmung, insbesondere Beton, vorgesehen ist. Header pipe according to one of claims 1 to 5, characterized in that the inlet pipe (24) has an inlet channel (50) connecting the outlet opening (52) to the first inlet port (28) and the second inlet port (32), between the inlet channel (50 ) and a the Inlet duct (50) covering the housing hood (48) of the inlet nozzle (24) an insulating material (66) for thermal insulation, in particular concrete, is provided.
Sammlerleitung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass das Sammlerrohr (20) eine durch eine Isoliermasse zur Wärmedämmung, insbesondere Beton, ausgebildete einen Sammlerkanal (58) radial begrenzende Auskleidung (56) aufweist, wobei ein Einlasskrümmer (54) zur Verbindung der Ausgangsöffnung (52) des Einlassstutzens (24) mit dem Sammlerkanal (58) durch die Auskleidung (56) hindurch geführt ist. Header pipe according to one of claims 1 to 6, characterized in that the header pipe (20) has a liner (56) radially defining a collector channel (58) formed by an insulating material for thermal insulation, in particular concrete, an inlet manifold (54) for connecting the header Outlet opening (52) of the inlet nozzle (24) with the collector channel (58) through the liner (56) is guided.
Reformer zur Abtrennung von Wasserstoff aus Kohlenwasserstoffen, insbesondere CH4, C3H8, C4H10, mit mehreren in einer ersten Reihe in einer Brennkammer (10) angeordneten Reformerrohren (12, 14) zur Dehydrierung eines Kohlenwasserstoffgases in dem Reformerrohr (12, 14) und mehren in einer zweiter Reihe in der Brennkammer (10) angeordneten weiteren Reformerrohren (16, 18) zur Dehydrierung eines Kohlenwasserstoffgases in dem weiteren Reformerrohr (16, 18) und einer mit den Reformerrohren (12, 14) und/oder den weiteren Reformerrohren (16, 18) verbundenen Sammlerleitung (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 7. Reformer for the separation of hydrogen from hydrocarbons, in particular CH 4 , C 3 H 8 , C 4 H 10 , with a plurality of reformer tubes (12, 14) arranged in a first row in a combustion chamber (10) for dehydrogenating a hydrocarbon gas in the reformer tube (12 , 14) and more in a second row in the combustion chamber (10) arranged further reformer tubes (16, 18) for dehydrogenation of a hydrocarbon gas in the further reformer tube (16, 18) and one with the reformer tubes (12, 14) and / or further reformer tubes (16, 18) connected collector line (22) according to one of claims 1 to 7.
Reformer nach Anspruch 8 dadurch gekennzeichnet, dass das Sammlerrohr (20) zur Strömungsrichtung des Sammlerrohrs (29) seitlich versetzt zwischen der ersten Reihe und der zweiten Reihe angeordnet ist. Reformer according to claim 8, characterized in that the collector tube (20) to the flow direction of the collector tube (29) laterally offset between the first row and the second row is arranged.
Reformer nach Anspruch 8 oder 9 dadurch gekennzeichnet, dass zwei benachbarte mit einem gemeinsamen Einlassstutzen (24) verbundene Zuleitungen (26, 30) zu in der ersten Reihe nachfolgend vorgesehenen zwei benachbarten mit einem gemeinsamen anderen Einlassstutzen (24) verbundene Zuleitungen (26, 30) zur Ausbildung eines Belüftungsfensters (76) für eine natürliche konvektive Wärmeabfuhr beabstandet angeordnet sind. A reformer according to claim 8 or 9, characterized in that two adjacent feed lines (26, 30) connected to a common inlet pipe (24) to two subsequently provided in the first row two adjacent with a common other inlet nozzle (24) leads (26, 30) arranged to form a ventilation window (76) spaced for a natural convective heat dissipation.
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