DE1051817B - Reaktor oder Waermeaustauscher mit parallel verlaufenden Rohren sechseckigen Querschnittes - Google Patents

Description

DEUTSCHES /0S*iffi\ PATENTAMT

kl. 12 g 1/01

INTERNAT. KL. B Ol j

AUSLEGESCHRIFT 1 03l817

U 3608 IVa/12 g

ANMELDETAG: 18. NOVEMBER 1955

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 5.MÄRZ1959

Die Erfindung betrifft einen Reaktor oder Wärmeaustauscher bzw. Kontaktofen mit parallel verlaufenden Rohren sechseckigen Querschnitts, deren Zwischenräume zur Aufnahme eines Kühlmittels dienen.

Bei den bekannten Reaktoren dieser Bauart wurden die Sechskantrohre unmittelbar aufeinandergelegt, oder es wurden zwischen die Sechskantrohre Zwischenstücke eingelegt. Legt man die Reaktorrohre unmittelbar aufeinander, so bleibt zwischen ihren Wänden nicht genügend Platz für ein Kühlmittel. Andererseits sind zwischen¹ den Rohren eingelegte Zwischenstücke schwer zu verteilen und anzuordnen. Auch ist ^;hr Ausdehnungsvermögen, das im allgemeinen ein anderes als das der Rohre ist, zu berücksichtigen. Man müßte ferner, um eine genügende Abdichtung an den Enden der vereinigten Rohre zu erhalten, die Zwischenstücke auf die Ro'hre aufschweißen. Zu diesem Zwecke müßte dann jedes Zwischenstück mit je zwei Rohrenden verschweißt werden, was umständlich und schwierig ist und die Sicherheit einer derartigen Abdichtung beeinträchtigt.

Will man ferner im Interesse einer Ersparnis an Kühlmitteln, z. B. an Quecksilber, den Abstand zwischen den Rohren sehr gering, z. B. in der Größe von etwa 1 mm halten, so lassen sich derart dünne Zwischenstücke bei erheblich größerer Stärke der Rohrwandung, die z. B. mehrere mm betragen kann, überhaupt nicht genau anschweißen. Aus den genannten Gründen ist diese Bauart eines Reaktors nicht zu praktischer Bedeutung gekommen.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Enden der mit sechseckigem Querschnitt gestalteten Rohre aufzuweiten und die Rohre mit diesen Enden dicht aufeinanderzulegen sowie an ihrer Außenkante durch eine Schweißnaht abzuschließen. Durch eine solche Ausbildung des Reaktors werden die obenerwähnten Nachteile behoben.

Die Aufweitung der Rohre an ihren Enden kann je nach der berechneten und benötigten Menge der Kühlflüssigkeit erfolgen, so daß, wenn die aufgeweiteten Enden aufeinandergelegt werden, sich zwischen den Rohren der zur Aufnahme der betreffenden Menge der Kühlflüssigkeit erforderliche Raum ergibt.

Als Kühlflüssigkeit kann in bekannter Weise z. B. Quecksilber oder eine Salzlösung verwandt werden. Um nicht zu große Mengen dieser Kühlflüssigkeit z. B. von Quecksilber aufwenden zu müssen, setzte man bisher zwischen den Rohren eines Reaktors Füllstäbe ein, die man, auch als »\^erdrängerstäbe« bezeichnete.

Eine solche Anordnung hat indes den Nachteil, daß die Verdrängerstäbe die Wärme sehr schlecht übertragen und daß es schwierig ist, die Temperatur genau einzustellen.

Reaktor oder Wärmeaustauscher

mit parallel verlaufenden Rohren

sechseckigen Querschnittes

Anmelder:

Union-Chemie Ernst Paul Jäger

Import — Export Chemischer Anlagen

und Rohstoffe, Düsseldorf

Ernst Jäger, Düsseldorf-Reisholz,
ist als Erfinder genannt worden

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung braucht man, da man den Zwischenraum zwischen den Rohrflächen genau einstellen kann, derartige Verdränger-

stäbe zwischen den Rohrwäniden nicht anzuordnen.

Die Sechskantrohre liegen im Innern des Kontaktofens nur mit ihren Enden aufeinander, mit ihrer ganzen Länge zwischen den Enden aber nicht Wand an Wand, sondern ihre Wandflächen verlaufen mit ge-

ringem Zwischenraum, z. B. mit einigen Millimetern, z. B. 1 bis 3 mm, Abstand.

Die Aufweitung der Enden der Sechskantrohre hat auch den Vorteil, daß die zum Verschluß der Fugen zwischen den Rohren erforderliche Schweißnaht nur

geringe Breite erhält, so daß die Schweißnähte unter einfachster Gestaltung exakt auszuführen sind.

An Hand der Aufbördelunig oder Aufweitung kann man ferner das Maß der von dem Reaktor aufgenommenen Kühlflüssigkeit, z. B. Salzlösungen, hochtem-

peraturbeständigen, synthetischen ölen, Mineralölen, oder sonstiger Kühlstoffe, z. B. Kühlgase, Metallschmelzen u. dgl., genau berechnen. Ein derartiger Reaktor oder Kontaktofen läßt sich für alle bisher üblichen Zwecke verwenden, indem er mit Gasen oder

Gasgemischen beschickt wird, z. B. mit Gasen für die Herstellung von Säuren, mit durch Katalyse beeinflußbaren gasförmigen Stoffen usw. Der erfindungsgemäß ausgestaltete Reaktor läßt sich insbesondere vorteilhaft zur Durchführung solcher exothermischer

Reaktionen verwenden, bei denen eine verhältnismäßig kostspielige Kühlflüssigkeit, wie Quecksilber, benutzt wird.

Gegenüber der Verwendung runder Rohre ist es mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung möglich, die

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Menge der Kühlflüssigkeit um mindestens 30 bis 60% herabzumindern. Werden also z. B. 4000 1 Quecksilber bei einem Reaktor mit zylindrischen Rohren trotz Einsatz von Füllstäben benötigt, so wären mit Hilfe der neuen Ausbildungsform eines Reaktors nur noch etwa 25001 Kühlflüssigkeit erforderlich, was für den wirtschaftlichen Betrieb des Reaktors ausschlaggebend sein kann.

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäß ausgebildeten Reaktor im senkrechten Schnitt;

Fig. 2 zeigt einen Teil der Rohre des Reaktors ebenfalls im Längsschnitt in vergrößertem Ma₍ßstab; Fig. 3 ist ein Schnitt nach Linie C-D in Fig. 2.

Im einzelnen bezeichnet das Bezugszeichen 1 die äußere Wandung 'des Reaktors, die z. B. in Form eines Zylindermantels ausgebildet sein kann, mit einer Zuführungsleitung mit der z. B. trichterförmig gestalteten Haube 2 und der ebenfalls trichterförmig gestalteten Boden 3. Die Einführung der zu behandelnden Gase erfolgt von oben durch eine Leitung 4, ihre Abführung durch eine Leitung 5.

Die Zuführung dler Kühlstoffe, z. B. von Quecksilber, erfolgt durch die Leitungen 6 und 7, ihre Ableitung durch eine am unteren Teil des Reaktors angeschlossene Leitung 8.

Der von dem Mantel 1 umschlossene Raum des Kontaktofens ist mit in dem Ausführungsbeispiel senkrecht stehenden Rohren 9 ausgestattet. Diese Rohre besitzen erfindungsgemäß sechseckigen Querschnitt und sind an ihren Enden 10, 11 gemäß (Fig. 2) derart aufgeweitet, daß, wenn sie mit den Enden aufeinandergelegt werden, zwischen den Rohren Zwischenräume 12 verbleiben, die in ihrer Größe der Menge der aufzunehmenden Kühlstoffe entsprechen.

Die Rohre werden an ihreft' aufeinanderliegenden Enden durch Schweißnähte 13 miteinander verbunden.

Das ganze Rohrbündel kann ilu bekannter Weise, z. B. mittels eines oberen Ringes 14 sowie mittels eines unteren Ringes 15, mit der Wandung 1 des Ofenmantels verschweißt werden.

Der größere Zwischenraum 16, der sich zwischen dem Mantel 1 und der äußersten Rohrreihe ergibt, kann gegebenenfalls durch in der Zeichnung punktiert angedeutete Kühlstäbchen 17 ausgefüllt werden.

Claims (3)

Patentansprüche

1. Reaktor oder Wärmeaustauscher mit parallel verlaufenden Rohren sechseckigen Querschnitts, deren Zwischenräume zur Aufnahme eines Kühlmittels dienen, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Rohre (9) aufgeweitet und die Rohre mit diesen Enden (10, 11) dicht aufeinandergelegt sowie an ihrer Außenkante durch eine Schweißnaht abgeschlossen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen dem Mantel (1) des Ofens und der äußeren Rohrreihe verbleibende Zwischenraum durch Verdrängungsstäbe (17) ausgefüllt ist.

3. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Rohrbündel mittels eines oberen Rings (14) sowie mittels eines unteren Rings (15) mit der Wandung (1) des Ofenmantels verschweißt ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Österreichische Patentschrift Nr. 116 364.

Im Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 948 781.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 809 768/497 2.