DE1642996C

DE1642996C - Reaction apparatus with an annular con tact tube bundle and heat exchanger

Info

Publication number: DE1642996C
Authority: DE
Inventors: Rudolf 8360 Deggendorf Vogl
Original assignee: Deggendorfer Werft u Eisenbau GmbH, 8360 Deggendorf
Publication date: 1971-12-16

Description

Bei Reaktionsapparaten verwendet man zur Durch- F i g, 1 zeigt einen Reaktionsapparat mit einemIn the case of reaction apparatuses, one uses for fig. 1 shows a reaction apparatus with a

führung von endothermen oder exothermen Reak- ringförmigen Kontaktrohrbündel 1, Diese mit einemguidance of endothermic or exothermic reac ring-shaped contact tube bundle 1, this with a

lionen über Katalysatoren Wärmeaustauscher, welche Katalysator gefüllten Rohre sind an ihrem oberenion over catalytic converters heat exchangers, which catalytic converter filled tubes are at their top

diesem ein Heizmittel bzw. Kühlmittel zuführen und und unteren Ende in je einem Rohrboden 2,3 be-Feed a heating medium or coolant to it and load the lower end into a tube sheet 2,3

dasselbe anschließend wieder auf die erforderliche 5 festigt. Über bzw. unter diesen Rohrböden befindetthe same then consolidates again to the required 5. Located above or below these tube sheets

Ausgangstemperatur zurückbringen; die freiwerdende sich als Abschluß des Apparates je eine Haube 4, 5,Bring back initial temperature; the one that is freed up as the end of the apparatus has a hood 4, 5,

Wärme wird meistens in Form von Dampf wieder die mit Anschlußstutzen 6, 7 für den Eintritt bzw.Heat is mostly in the form of steam again with connection pieces 6, 7 for the inlet or

nutzbar gemacht. Austritt der durch die Rohre 1 geleiteten Reaktions-made usable. Exit of the reaction conducted through the tubes 1

Bekannt sind Reaktionsapparate mit einem ring- gase versehen sind.Reaction apparatuses are known to be provided with a ring gas.

förmig um ein zentrales Leitrohr angeordneten Kon- io Oberhalb des Kontaktrohrbündels 1 ist ein Wärmetaktrohrbündel mit quer dazu liegenden Verteiler- austauscher 8 angeordnet, der ebenfalls in Form platten, einem Wärmeaustauscher und einer aus Pro- eines ringförmigen Rohrbündels ausgebildet ist. In peller und Antriebsmotor bestehenden Umwälzein- dem zentralen Innenraum dieses Rohrbündels berichtung für ein im Kreislauf geführtes Wärmeaus- findet sich ein Propeller 9, der mit einigem Abstand tauschmittel (deutsche Patentschriften 1 064 922 und 15 von einem Leitrohr 10 umgeben ist. Dieses Leitrohr 1 181 177). Eine solche Bauart läßt jedoch nur den erstreckt sich vom oberen Ende des Wärmeaustau-Einbau eines Wärmeaustauschers mit relativ geringer schers 8 bis zu der unteren von zwei horizontalen, Oberfläche zu, weil dieser innerhalb des Leitrohres ringförmigen Verteilerplatten 11,12, die in an sich angeordnet ist. Außerdem muß für den vorzugsweise bekannter Weise in einigem Abstand von den beiden von bzw. nacö oben erfolgenden Ein- und Ausbau 20 Rohrboden 2, 3 die einzelnen Rohre des Kontaktdes Wärmeaustauschers unter Berücksichtigung lohrbündels 5 zwecks möglichst gleichmäßiger Beder dafür erforderlichen Montageeinrichtung eine aufschlagung aller dieser Rohre durch das dort ententsprechend große freie Höhe oberhalb des Kon- sprechend den eingezeichneten Pfeillinien radial zutaktrohrbündels und der zugehörigen oberen Haube und abgeleitete Wärmeaustauschmittel mit radial von vorgesehen sein. 35 innen nach außen breiter werdenden ringförmigenin the form of a cone arranged around a central guide tube. Above the contact tube bundle 1, there is a heat contact tube bundle arranged with the distributor exchanger 8 lying transversely to it, which is also in the form plates, a heat exchanger and a pro-an annular tube bundle is formed. In Peller and drive motor existing circulation in the central interior of this tube bundle report a propeller 9 is found for a circulating heat, which is at a certain distance Exchange medium (German patents 1 064 922 and 15 is surrounded by a guide tube 10. This guide tube 1 181 177). Such a design, however, only allows the extends from the top of the heat exchange fitting a heat exchanger with a relatively low shear 8 to the lower of two horizontal ones, Surface too, because this inside the guide tube annular distributor plates 11,12, which in itself is arranged. In addition, it must be at some distance from the two for the preferably known manner from or after the above installation and removal 20 tube sheets 2, 3 the individual tubes of the contact Heat exchanger taking into account lohrbündels 5 for the purpose of the most uniform possible operator The installation equipment required for this is an impact of all these pipes through the corresponding there large free height above the cone according to the arrow lines drawn in the radial direction of the tube bundle and associated top hood and diverted heat exchange means with radially from be provided. 35 inside outward widening annular

Bekannt ist ferner die Anordnung eines Wärme- Durchtrittsqupischnitten umgeben. In dem Bereich austauschers seitlich neben dem Reaktionsapparat zwischen den beiden Verteilerplatten 11,12 ist das (deutsche Patentschrift 864 394). Auch diese Bauart Leitrohr 10 nach unten hin konisch erweitert. In dem eignet sich nur für einen verhältnismäßig geringen gleichen Bereich ist das Leitrohr 10 von einem zwei-Wärmeaustau:. :h. Außerdem ist bei det seitlichen 30 ten, zylindrischen Leitrohr 13 umgeben, das die Anordnung des Wärmeaustauschers, wie sie dort in innere Begrenzung der Verteilerplatte 11, 12 und des der Zeichnung dargestellt ist, kein von der Ofen- vom Wärmeaustauschmittel durchströmten Raumes mitte nach außen gleichmäßig verlaufender Kühl- zwischen den Kontaktrohren bildet,
mitteistrom gegeben, der die angestrebte gleich- Vom oberen Ende des Kontaktrohrbündels 1 gemäßige Temperaturverteilung im Reaktionsofen ge- 35 langt das Wärmeaustauschmittel durch einen nach währleistet. Ferner kann der Reaktor im Bereich der innen durch das Leitrohr 10 begrenzten Ringraum 14 Zuführungsrohre nicht berohrt werden, was ungleich- zu dem darüber angeordneten Wärmeaustauscher 8. mäßige Temperaturverteilung in den Rohrbündel- Nach dem Durchströmen der Wänweaustauschergruppen zur Folge hat und größere Außenabmessun- rohre wird das Kühl- oder Heizmedium — je nachgen des Reaktors erforderlich macht. Schließlich ist 40 dem, ob es sich um einen exothermen oder endoder Kühlmittelraum bei der letztgenannten Bauart thermcn Prozeß handelt — von oben her dem Pronur teilweise mit Kühlmittel gefüllt, was erfahrungs- peller 9 zugeführt und von diesem durch das Leitgemäß Korrosionen an den Rohren und Rohrboden rohr 10 abwärts zum wiederholten Umströmen des durch das Vorhandensein von Sauerstoff zur Folge Kontaktrohrbündels 1 in Umlauf gebracht. Der Anhat. 45 trieb des Propellers erfolgt durch ein oberhalb desAlso known is the arrangement of a heat passage square cut. In the area of the exchanger next to the reaction apparatus between the two distributor plates 11, 12 is the (German patent 864 394). This type of guide tube 10 also widens conically downwards. In which is only suitable for a relatively small equal area, the guide tube 10 is of a two-way heat exchange. :H. In addition, the side 30 th, cylindrical guide tube 13 surrounds the arrangement of the heat exchanger, as it is shown there in the inner boundary of the distributor plate 11, 12 and of the drawing, no space through which the furnace flows from the heat exchange medium center to the outside evenly running cooling between the contact tubes forms,
given central flow, which ensures the desired equal temperature distribution in the reaction furnace from the upper end of the contact tube bundle 1, the heat exchange medium reaches through one after. Furthermore, the reactor in the area of the annular space 14 supply pipes delimited on the inside by the guide pipe 10 cannot be exposed to tubing, which, unlike the heat exchanger 8 arranged above it, results in moderate temperature distribution in the pipe bundle after flowing through the heat exchanger groups and becomes larger outside measurement pipes the cooling or heating medium - depending on the reactor, makes it necessary. Finally, whether it is an exothermic or end or coolant space in the latter type of thermal process is partially filled with coolant from the top of the Pronur, which experience peller 9 is supplied and from this, as a result, corrosion on the tubes and tube sheets Tube 10 brought down for repeated flow around the contact tube bundle 1 resulting from the presence of oxygen. The anhat. 45 the propeller is driven by an above the

Zum Unterschied davon soll mit der Erfindung Wärmeaustauschers 8 ortsfest angeordnetes Rühreine Bauart von Reaktionsapparaten geschaffen wer- werk mit Mu'~^r 15.In contrast it is to the invention, the heat exchanger 8 fixedly arranged Rühreine type of reaction apparatuses created advertising factory with Mu '~ ^r 15th

den, bei der die Mangel der bekannten Bauarten Zur Wiederherstellung der Ausgangstemperaturthe one in which the deficiency of the known types to restore the initial temperature

vermieden werden. Die Erfindung besteht, ausgehend des im Kreislauf geführten Wärmeaustauschmittelsbe avoided. The invention consists, starting from the circulated heat exchange medium

von dem zuerst genannten Stand der Technik, im 00 ist der außerhalb der Wänneaustauschrohre liegendefrom the first mentioned prior art, in 00 is the one outside of the heat exchanger pipes

wesentlichen darin, daß der Wärmeaustauscher und Raum des Wärmeaustauschers 8 mit zwei Anschluß-essential in the fact that the heat exchanger and space of the heat exchanger 8 with two connection

die Umwiilzeinrichtung oberhalb des Kontaktrohr- leitungen 16,17 für den Eintritt von Wasser bzw.the circulation device above the contact pipes 16, 17 for the entry of water or

bündeis angeordnet sind, wobei der Propeller vom den Austritt von Dampf — oder umgekehrt — ver-are arranged in a bundle, whereby the propeller is protected from the escape of steam - or vice versa.

Leitrohr umgeben ist, das sich vom oberen Ende des sehen.Guide scope is surrounded, which extends from the top of the see.

Wärmeaustauschers bis zur unteren Verteilerplatte 55 F i g. 2 zeigt eine etwas andere Ausführung, dieHeat exchanger to the lower distributor plate 55 F i g. 2 shows a slightly different embodiment that

erstreckt · sich von der Ausführung gemäß Fig 1 allerdingsextends from the embodiment according to FIG. 1, however

Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist der nur dadurch unterscheidet, daß die Rohre des ober-According to further features of the invention, the only difference is that the tubes of the upper

Propeiter der Umwälzeinrichtung innerhalb des in halb des Kontaktrohrbündels 1 angeordneten Wärme-Propeiter of the circulating device within the arranged in half of the contact tube bundle 1 heat

an sich bekannter Weise ringförmig ausgebildeten austauschen 18 von dem entsprechend den Pfeil-in a known manner, exchange 18 formed in a ring shape from the one corresponding to the arrow

und konzentrisch zu dem KontaktrohrbUndel liegen* βο linien im Kreislauf geführten Wärmeaustauschmitteland concentric to the contact tube bundle lie * βο lines of circulating heat exchange means

den Wärmeaustauschers angeordnet. umslfömt werden, während die für den Eintritt vonthe heat exchanger arranged. be umslfömt, while those for the entry of

Beim !Betrieb des Reaktionsapparates wird das Wasser bzw. den Austritt von Dampf dienenden An-Rohrbündul des Wärmeaustauschers von dem aus schlußieitungen 16,17 mit einem unteren bzw. obedem Bereich des KontaktrohrbUndels von unten her ren ringförmigen Sammelkasten 19 bzw. 20 der zugefUhrttm Wärmeaustauschmittel in Aufwärts· (5 Wärmeaustauscherrohre in Verbindung stehen, richtung durch· oder umströmt. * AJlIe Übrigen Bauteile sind mit den gleichen Bein der Zeichnung sind zwei Ausführungsformen zugazelchen versehen wie in Fig. 1. des Erflnduingsgegenstandes beispielsweise dargestellt. Die Vorteile dieser neuen Gesaratbauart einesWhen the reaction apparatus is in operation, the water or the outlet of steam serving on-tube bundle of the heat exchanger from the connection lines 16, 17 with a lower or upper area of the contact tube bundle from below ren annular collecting box 19 or 20 of the supplied heat exchange medium in upward (5 heat exchanger tubes are connected, direction through · or flows around. * All other components have the same legs in the drawing, two embodiments are provided as in FIG. 1. of the subject of the invention, for example. The advantages of this new type of Gesaratbauart

Reaktionsappurntes bestehen darin, dall für Produkte mit hoher Wnrmetönung eine beliebig große Kühlfläche des Wärmeaustauschers durch Verlängerung seiner Rohre oder/und Vergrößerung seines Durchmessers erreicht werden kann, ohne den Raumbe- S darf des Kontaktrohrbündels vergrößern zu müssen. Der Wärmeaustauscher kann abnehmbar oder auch fest angeordnet sein, da er ohnehin leicht zugänglich ist. Da die Umwiilzeinrichtung im Oberteil angeordnet und die Umwälzrichtung im Leitrohr nach unten vorgesehen ist, braucht die Förderhöhe der Pumpe nur für die Überwindung der Widerstände im Reaktionsofen und im Wärmeaustauscher ausgelegt werden. Die Anschlußleitungen 16, 17 für die Zu- bzw. Abführung von Wasser und Dampf können nach oben oder seitlich angebaut sein.Reaction apparatuses consist in dall for products Any size cooling surface with a high warmth of the heat exchanger by lengthening its tubes and / or increasing its diameter can be achieved without having to increase the space requirement of the contact tube bundle. The heat exchanger can be detachable or fixed, since it is easily accessible anyway is. Because the Umwiilzeinrichtung arranged in the upper part and the direction of circulation in the guide tube is downwards is provided, the delivery head of the pump only needs to overcome the resistances in the reaction furnace and laid out in the heat exchanger. The connecting lines 16, 17 for the supply or the discharge of water and steam can be built on top or on the side.

Claims

Patent claims:

1. Reaction apparatus with a contact tube ao arranged in a ring around a central guide tube Bundle with distribution plates lying across, a heat exchanger and a propeller and drive motor existing circulating device for a circulating heat exchange medium, resulting in an unmarking, that the heat exchanger (8,10) and the circulation device (9, 15) are arranged above the contact bundle (1), the propeller (·>) is surrounded by the guide tube (10) extending from the upper end of the heat exchanger (8, 18) to extends to the lower distributor plate (12).

2 reaction apparatus according to claim 1, characterized in that the propeller (9) within of the ring-shaped in a manner known per se and concentric to the contact tube bundle (1) lying heat exchanger (8; 18) is arranged.

3 method for operating a reaction apparatus according to claim 1, characterized that represents, tube bundle of the heat exchanger (8; 18) from which from the area of the Contact tube bundle (1) from below supplied heat exchanger ^ - 'hmittel in the upward direction flows through or around: is.

1 sheet of drawings