Vorrichtung zum Abführen der Wärme aus Reaktionsöfen Es ist bekannt,
die bei exotherm verlaufenden katalytischen Umsetzungen in den Reaktionsöfen entstehende
Wärme mit Hilfe der sogenannten Siedekühlung abzuführen, wobei die Verdampfungswärme
einer Flüssigkeit zum Abführen der Wärme benutzt wird. Die Siedekühlung hat gegenüber
der Kühlung mittels strömender Medien den Vorteil, daß im Ofen eine gleichmäßige
Temperatur eingehalten werden kann, während bei der Kühlung mittels strömender Medien
ein Temperaturunterschied zwischen dem Eingang des Kühlmittels und seinem Ausgang
unvermeidbar ist.Device for removing heat from reaction furnaces It is known
the catalytic reactions that occur in the reaction ovens during exothermic reactions
Dissipate heat with the help of so-called evaporative cooling, with the heat of vaporization
a liquid is used to dissipate the heat. Evaporative cooling has opposite
the cooling by means of flowing media has the advantage that in the furnace a uniform
Temperature can be maintained while cooling by means of flowing media
a temperature difference between the inlet of the coolant and its outlet
is inevitable.
Im allgemeiinen wird ein Reaktionsofen mit Siedekühlung als Röhrenofen
ausgebildet, wobei die Rohre der Aufnahme des Katalvsators dienen und die am Katalysator
umzusetzenden Gase oder Dämpfe durch die Rohre geleitet werden. Die Rohre sind von
einer Flüssigkeit, normalerweise Wasser, umgeben, durch deren Verdampfung die Reaktionswärme
aus den Rohren abgeführt wird. Die Dämpfe werden in einem Kühler niedergeschlagen
und als Kondensat in den Raum um die Reaktionsrohre zurückgeführt. Die Siedetemperatur
der Flüssigkeit kann durch Variieren des Druckes, unter dem das Kühlsystem steht,
geregelt werden. Röhrenöfen dieser Art sind aber. insbesondere wenn das Kühlmittel
im Hinblick auf eine hohe Siedetemperatur einem beträchtlichen Druck ausgesetzl
werden muß, in ihren Abmessungen begrenzt, da die Wandstärke bei größeren Abmessungen
des Kühlsystems die wirtschaftlich und technisch tragbare Grenze übersteigt. In general, a reaction furnace with evaporative cooling is used as a tube furnace
formed, with the tubes serving to accommodate the catalyst and those on the catalyst
gases or vapors to be converted are passed through the pipes. The pipes are from
surrounded by a liquid, usually water, the heat of reaction due to its evaporation
is discharged from the pipes. The vapors are condensed in a cooler
and returned as condensate to the space around the reaction tubes. The boiling temperature
the liquid can be adjusted by varying the pressure under which the cooling system is
be managed. Tube furnaces of this type are, however. especially if the coolant
exposed to considerable pressure in view of a high boiling point
must be limited in their dimensions, since the wall thickness with larger dimensions
of the cooling system exceeds the economically and technically acceptable limit.
Bekanntlich hat man daher auch schon vorgeschlagen, zu Schlangen
gewickelte Rohre, die hohen Drücken gewachsen sind, in einen Reaktionsofen einzubauen
und die Wärmeabführung aus dem Ofen durch Verdampfen des Kühlmittels in diesen schlangenförmigen
Rohren zu bewirken. Nachteilig bei dieser Verfahrensweise ist, daß. insbesondere
im Falle dei Abführung großer Wärmemengen, durch den sich entwickelnden Dampf die
Flüssigkeit aus der Schlange verdrängt wird und es an den Stellen, an denen sich
große Dampfblasen ansammeln, leicht zu einer Überhitzung des Reaktionsmediums infolge
ungenügender Wärmeabfuhr kommt. As is well known, it has therefore already been suggested to snake
to install coiled tubes that can withstand high pressures in a reaction furnace
and the heat dissipation from the furnace by evaporating the coolant in these serpentine
Effect pipes. The disadvantage of this procedure is that. in particular
in the case of the dissipation of large amounts of heat, due to the developing steam the
Liquid is displaced from the snake and it is in the places where it is
large vapor bubbles accumulate, easily resulting in overheating of the reaction medium
insufficient heat dissipation occurs.
Es wurde nun gefunden, daß sich diese Nachteile vermeiden lassen,
wenn man die Wärme durch ein oder mehrere in den Reaktionsofen eingeführte, von
einer siedenden Flüssigkeit durchströmte Sammelrohre abführt, deren Durchmesser
so bemessen ist, daß eine Stauung der Flüssigkeit durch in den Rohren gebildete
Dampfblasen verhindert wird, und die jeweils mit einer oder mehreren Rohrschleifen
von geringer Steigung versehen sind. It has now been found that these disadvantages can be avoided
when the heat is introduced into the reaction furnace through one or more of
a boiling liquid flows through collecting pipes discharges whose diameter
is dimensioned so that a stagnation of the liquid through formed in the tubes
Steam bubbles are prevented, and each with one or more pipe loops
are provided with a slight slope.
Der in den Rohrschleifen gebildete Dampf gelangt
in das jeweilige
Sammelrohr und von dort in einen Siedekühler, in dem er kondensiert wird und von
wo das Kondensat in das Sammelrohr zurückgeleitet wird. The steam formed in the pipe loops arrives
in the respective
Collection pipe and from there into a boiling cooler, in which it is condensed and from
where the condensate is returned to the collecting pipe.
Die Abmessungen der Rohrschleifen werden so gewählt, daß der in ihnen
gebildete Dampf zu keiner Stauung führen kann. Zu diesem Zweck kann man die Rohrschleifen
in ihrer Länge kurz bemessen, wodurch die in der einzelnen Rohrschleife gebildete
Dampfmenge gering bleibt. Als besonders geeignet haben sich Rohrschleifen mit einer
lichten Weite von etwa 20 bis 70 mm und einer Steigung von etwa 2 bis 200 erwiesen.The dimensions of the pipe loops are chosen so that the in them
formed steam cannot lead to a stowage. For this purpose one can use the pipe loops
shortened in length, whereby the formed in the individual pipe loop
The amount of steam remains low. Pipe loops with a
clear width of about 20 to 70 mm and a pitch of about 2 to 200.
Einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Rohranordnung sind
in den Abb. la, lb und 2 a, 2 b schematisch veranschaulicht. Some embodiments of the tube assembly of the invention are
Illustrated schematically in Figs. la, lb and 2a, 2b.
Tn Abb. 1 a ist im Aufriß ein Stück eines Sammelrohres 1 mit daran
angeschweißten Rohrschleifen 2, 3, 4, 5, 6, 7 dargestellt. Abb. 1 b zeigt diese
Anordnung im Grundriß. In Abb. 2 a bedeutet R einen Reaktionsofen, in den die in
ihrem unteren Teil gegabelten Sammelrohre S und S' eingeführt sind. Diese Sammelrohre
sind mit Rohrschleifen T bzw. T' versehen, die aus ihnen heraus und in sie zurückführen
und einen kleineren Bogen um die Sammelrohre beschreiben als die Rohrschleifen U
und V bzw. U' und V'. Zwecks besserer Übersichtlichkeit sind diese Rohrschleifen
mit dem größeren Radius in der Abb. 2 a unterbrochen gezeichnet. Abb. 2b stellt
einen Schnitt durch die Anordnung in Richtung A-B dar. Tn Fig. 1 a is an elevation of a piece of a manifold 1 with it
welded pipe loops 2, 3, 4, 5, 6, 7 shown. Fig. 1 b shows this
Arrangement in the plan. In Fig. 2 a, R denotes a reaction furnace in which the in
their lower part bifurcated manifolds S and S 'are inserted. These manifolds
are provided with pipe loops T or T 'that lead out of them and back into them
and describe a smaller arc around the header pipes than the pipe loops U
and V or U 'and V'. For the sake of clarity, these are pipe loops
with the larger radius in Fig. 2 a drawn interrupted. Fig. 2b represents
a section through the arrangement in direction A-B.
Die erfindungsgemäße Anordnung läßt sich mit besonderem Vorteil auch
auf Wirbelschichtöfen anwenden. In ihnen bewirkt sie überdies eine Verhinderung
des
sogenannten storens der VVlrbelschlcht und der Kanalbildung, denen man sonst nur
durch besondere Einbauten begegnen kann. The arrangement according to the invention can also be used with particular advantage
apply to fluidized bed ovens. In them, moreover, it causes a hindrance
of
so-called storens of the VVlrbelschlcht and the channel formation, which one otherwise only
can be countered by special built-in components.