JPH02213697A - フィン付き多管式伝熱装置 - Google Patents
フィン付き多管式伝熱装置Info
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- JPH02213697A JPH02213697A JP2995189A JP2995189A JPH02213697A JP H02213697 A JPH02213697 A JP H02213697A JP 2995189 A JP2995189 A JP 2995189A JP 2995189 A JP2995189 A JP 2995189A JP H02213697 A JPH02213697 A JP H02213697A
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- B01J2219/00763—Baffles
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、熱交換媒体がその胴側を流動し伝熱管の冷却
あるいは加熱を行う多管式触媒充填反応装置等の多管式
伝熱装置に関する。
あるいは加熱を行う多管式触媒充填反応装置等の多管式
伝熱装置に関する。
Ｃ従来の技術、発明が解決しようとする課題〕従来、プ
ロピレンの酸化により合成されるアクリル酸は、モリブ
デン系触媒を充填した管状反応器に於いて、プロピレン
が水蒸気の存在下気相高温で接触酸化をうけアクロレイ
ンが生成し、ついでこのアクロレインが酸化されてアク
リル酸が生成されるが、その際に発生する反応熱を除去
すると共にその熱を有効に利用するために反応装置の触
媒反応管の外側に硝酸塩系の溶融塩等の熱媒を循環させ
るようになっている。第３回に従来のこの種の反応装置
を示す。
ロピレンの酸化により合成されるアクリル酸は、モリブ
デン系触媒を充填した管状反応器に於いて、プロピレン
が水蒸気の存在下気相高温で接触酸化をうけアクロレイ
ンが生成し、ついでこのアクロレインが酸化されてアク
リル酸が生成されるが、その際に発生する反応熱を除去
すると共にその熱を有効に利用するために反応装置の触
媒反応管の外側に硝酸塩系の溶融塩等の熱媒を循環させ
るようになっている。第３回に従来のこの種の反応装置
を示す。
第３図に於いて触媒の充填された反応管（伝熱管）１は
、上下の管板２により固定されている。
、上下の管板２により固定されている。
熱媒は反Ａｒ１Ｘ部の入口ノズル３より反応器胴ｌｌ内
へ導入され反応熱を回収した後反応器胴１１の下部の出
口ノズル４より排出される。その際熱媒の伝熱性能を向
上させるために、反応器網内に邪魔板５が設置される。
へ導入され反応熱を回収した後反応器胴１１の下部の出
口ノズル４より排出される。その際熱媒の伝熱性能を向
上させるために、反応器網内に邪魔板５が設置される。
加熱流体であるプロピレンと空気を混合した原料ガスは
ノズル６より上方から反応管ｌ内へ流入し、管内にてア
クリル酸を生成した後ノズル７より排出されるよう構成
されている。
ノズル６より上方から反応管ｌ内へ流入し、管内にてア
クリル酸を生成した後ノズル７より排出されるよう構成
されている。
上記の従来の反応装置に於いては、その胴側流体の熱交
換率を上げるために、従来は、第４図、第５図、第６図
に示される邪魔板又はロッドが設置されてきた。
換率を上げるために、従来は、第４図、第５図、第６図
に示される邪魔板又はロッドが設置されてきた。
第４図は最も一般的に使用される欠円形の邪魔板を示し
、図示されるような欠円板５”＋ ５ａ’が胴側流体の
流れ方向に交互に設けられる。この形式の邪魔板を伝熱
管本数の大なるまたは管長の大なる大型伝熱装置に適用
した場合には、以下の問題点があった。
、図示されるような欠円板５”＋ ５ａ’が胴側流体の
流れ方向に交互に設けられる。この形式の邪魔板を伝熱
管本数の大なるまたは管長の大なる大型伝熱装置に適用
した場合には、以下の問題点があった。
（１）胴側流体である熱媒が、各円板によって形成され
る方向変換する通路のそれぞれに於いて流れの方向に対
し横に配置された伝熱管を横切ることとなり、胴側流体
の流れの抵抗が極めて増大する。このことば熱媒の循環
に高いエネルギを消費することを意味する。
る方向変換する通路のそれぞれに於いて流れの方向に対
し横に配置された伝熱管を横切ることとなり、胴側流体
の流れの抵抗が極めて増大する。このことば熱媒の循環
に高いエネルギを消費することを意味する。
（２）胴側流体の速度分布が不均一となる。すなわち反
応器胴の軸方向流れが大となる個所、半径方向の流れが
大なる個所及び流体の滞留個所が生じる。このために、
胴側伝熱係数に大きなバラツキをＨＥし、したがって触
媒反応温度に生ずる不均一な分布が生じて、触媒の劣化
を早めるとともに、反応速度にも不均一が生じ効率が低
下する。
応器胴の軸方向流れが大となる個所、半径方向の流れが
大なる個所及び流体の滞留個所が生じる。このために、
胴側伝熱係数に大きなバラツキをＨＥし、したがって触
媒反応温度に生ずる不均一な分布が生じて、触媒の劣化
を早めるとともに、反応速度にも不均一が生じ効率が低
下する。
第５図は他の邪魔板の例を示し、これは環状板（ドーナ
ツ板）５ｂと円板５ｂ’を胴側流体の流れ方向に交互に
設けるようにした円板−環状板形邪魔板を用いるもので
ある０本形式の場合は、上記第４図の欠円形の邪魔板に
比し圧力損失は低下するものの上記の（２）の問題点は
依然解消されぬために、胴伝熱係数にバラツキが生じ、
例えば温度依存性の高い触媒を充填した反応器にとって
は不都合であった。
ツ板）５ｂと円板５ｂ’を胴側流体の流れ方向に交互に
設けるようにした円板−環状板形邪魔板を用いるもので
ある０本形式の場合は、上記第４図の欠円形の邪魔板に
比し圧力損失は低下するものの上記の（２）の問題点は
依然解消されぬために、胴伝熱係数にバラツキが生じ、
例えば温度依存性の高い触媒を充填した反応器にとって
は不都合であった。
一方、低圧力損失かつ伝熱係数の均一化を可能ならしめ
る形式として第６図に示すロッドバッフルがある。これ
は、バッフルリング０ＩＡ−０１０に取付けられた４種
類のロッド０１−０４によって反応管（伝熱管）１を支
持すると共に、平行流となって流れる胴側流体に若干の
乱れを生じさせるものであるが、これを上記の大型反応
器等に適用する際には、新たに以下の問題点が生ずる。
る形式として第６図に示すロッドバッフルがある。これ
は、バッフルリング０ＩＡ−０１０に取付けられた４種
類のロッド０１−０４によって反応管（伝熱管）１を支
持すると共に、平行流となって流れる胴側流体に若干の
乱れを生じさせるものであるが、これを上記の大型反応
器等に適用する際には、新たに以下の問題点が生ずる。
（１）構造上、反応管は第４図（Ａ）に示すように直角
配列とせねばならず、三角配列に比し胴径が大となるた
めに、流体の流速が低下し、従って伝熱係数の改善度は
小さい。
配列とせねばならず、三角配列に比し胴径が大となるた
めに、流体の流速が低下し、従って伝熱係数の改善度は
小さい。
（２）伝熱係数を保つためロッド設置間隔を小さくする
必要があり、反応管長の大なる反応器に於いてはロッド
数が掻めて増加する。
必要があり、反応管長の大なる反応器に於いてはロッド
数が掻めて増加する。
（３）胴径の大きい大型反応器に於いてはロッドのタワ
ミ等により、製作と組立てが困難となる。
ミ等により、製作と組立てが困難となる。
本発明は、上記のような従来型の多管式伝熱装置が有す
る問題点を解決すべ〈発明されたものであり、低い圧力
損失あるいは均一な伝熱性能であることを要求される特
に大容量の反応装置あるいは熱交換装置として有効な多
管式伝熱装置を提供しようとするものである。
る問題点を解決すべ〈発明されたものであり、低い圧力
損失あるいは均一な伝熱性能であることを要求される特
に大容量の反応装置あるいは熱交換装置として有効な多
管式伝熱装置を提供しようとするものである。
（１）邪魔板に伝熱管の外径より大きい複数の孔を設け
、同孔のそれぞれにフィンを備えた伝熱管を貫通させ、
伝熱管の外周部と邪魔板の孔との間の環状部分を胴側流
体の流路とした。
、同孔のそれぞれにフィンを備えた伝熱管を貫通させ、
伝熱管の外周部と邪魔板の孔との間の環状部分を胴側流
体の流路とした。
（２）上記（１）の多管式伝熱装置において、邪魔板の
孔壁に伝熱管フィンを接触させ、伝熱管を支持するよう
にした。
孔壁に伝熱管フィンを接触させ、伝熱管を支持するよう
にした。
上記（１）の本発明では、邪魔板の孔と伝熱管とによっ
て形成される環状流路を通って胴側流体が流れるために
、同環状流路の面積を適当な大きさにすることができ、
これによって胴側流体の圧力損失が低下し伝熱性能が高
められる。また、伝熱管に設けられたフィンによってよ
り高い均一な伝熱性能が得られる。
て形成される環状流路を通って胴側流体が流れるために
、同環状流路の面積を適当な大きさにすることができ、
これによって胴側流体の圧力損失が低下し伝熱性能が高
められる。また、伝熱管に設けられたフィンによってよ
り高い均一な伝熱性能が得られる。
上記（２）の本発明では、上記に加えて、フィンを邪魔
板の孔壁に接触させて、同フィンによって伝熱管を支持
しているために、他の特別な伝熱管の支持装置を必要と
しない。
板の孔壁に接触させて、同フィンによって伝熱管を支持
しているために、他の特別な伝熱管の支持装置を必要と
しない。
本発明の一実施例を第１図及び第２図によって説明する
。
。
本実施例は、上記第４図に示す形式の反応器に適用され
たものであうで、以下説明する部分に改良が加えられた
ものである。第１図及び第２図において、同一の部分は
第４図におけると同一の符号が付せられており、その説
明を省略する。
たものであうで、以下説明する部分に改良が加えられた
ものである。第１図及び第２図において、同一の部分は
第４図におけると同一の符号が付せられており、その説
明を省略する。
本実施例では、第２図に示されるように、反応器胴１１
に下方から上方へ胴側流体の流れ方向に間隔をおいて＃
１〜＃７の７個の邪魔板が設けられ、各邪魔板の外周は
、反応器胴１１の外壁内周の全面に取付けられている。
に下方から上方へ胴側流体の流れ方向に間隔をおいて＃
１〜＃７の７個の邪魔板が設けられ、各邪魔板の外周は
、反応器胴１１の外壁内周の全面に取付けられている。
また、胴側流体の入口ノズル３及び出口ノズル４には、
複数のスリット孔８′をもち反応器１ｉ４１１を取囲む
環状分散管８が連設されている。
複数のスリット孔８′をもち反応器１ｉ４１１を取囲む
環状分散管８が連設されている。
各邪魔板５には、第１図に示すように、伝熱管（反応管
）ｌの外径よりも十分大きい径をもつ複数の孔が設けら
れ、各孔には伝熱管１が貫通しており、液孔と伝熱管ｌ
の外周部との間に形成される環状部分を胴側流体の流路
１０としている。また、伝熱管１の外周には、伝熱管１
の軸方向に斜めに同伝熱管１を回転して取囲む２個のフ
ィン２０が取付けられ、同フィン２０の外径は邪魔板５
の孔の径と同一にされており、同フィン２０の一方は孔
の壁５ａに接触して伝熱管１を支持するようになってい
る。なお、９は整流板、第１図（Ａ）中の矢印は胴側流
体の流れの方向を示す。
）ｌの外径よりも十分大きい径をもつ複数の孔が設けら
れ、各孔には伝熱管１が貫通しており、液孔と伝熱管ｌ
の外周部との間に形成される環状部分を胴側流体の流路
１０としている。また、伝熱管１の外周には、伝熱管１
の軸方向に斜めに同伝熱管１を回転して取囲む２個のフ
ィン２０が取付けられ、同フィン２０の外径は邪魔板５
の孔の径と同一にされており、同フィン２０の一方は孔
の壁５ａに接触して伝熱管１を支持するようになってい
る。なお、９は整流板、第１図（Ａ）中の矢印は胴側流
体の流れの方向を示す。
本実施例において、プロセス流体は、入口ノズル６より
反応器内へ導入され、触媒を充填した伝熱管１の内部で
所定の反応をし、その際発生する反応熱は、フィン効果
により極めて高い伝熱係数にて伝熱管外部を流動してい
る熱媒により回収され、そして反応後のプロセス流体は
出口ノズル７より排出されている。
反応器内へ導入され、触媒を充填した伝熱管１の内部で
所定の反応をし、その際発生する反応熱は、フィン効果
により極めて高い伝熱係数にて伝熱管外部を流動してい
る熱媒により回収され、そして反応後のプロセス流体は
出口ノズル７より排出されている。
一方、硝酸塩系溶融塩である熱媒は入口ノズル３よりス
リット孔を有する環状分散管８を経由して反応器胴外周
部より反応器胴の内部へ導入され、管支持板を兼ねた邪
魔板５の孔と支持装置を兼ねたフィン２０をもつ伝熱管
１とによって形成される環状路１０を下方より上方へと
流動する。
リット孔を有する環状分散管８を経由して反応器胴外周
部より反応器胴の内部へ導入され、管支持板を兼ねた邪
魔板５の孔と支持装置を兼ねたフィン２０をもつ伝熱管
１とによって形成される環状路１０を下方より上方へと
流動する。
本実施例では、上記の構成を採用したことによって、環
状流路１０の面積を適当な大きさに設定することができ
、胴側流体の圧力損失を減少させることができる。
状流路１０の面積を適当な大きさに設定することができ
、胴側流体の圧力損失を減少させることができる。
また、胴側流体は胴肉をほぼ伝熱管と平行に流動するこ
とが可能であり、半径方向流れによって生ずる圧力損失
の低下がなく、またフィン２０の効果により高くかつ半
径方向及び軸方向に−様な伝熱性能を保つことが可能で
ある。
とが可能であり、半径方向流れによって生ずる圧力損失
の低下がなく、またフィン２０の効果により高くかつ半
径方向及び軸方向に−様な伝熱性能を保つことが可能で
ある。
また更に、フィン２０は邪魔板５の孔壁５ａに接触して
伝熱管１を支持しているために、伝熱管１のための特別
な支持装置を必要としない。
伝熱管１を支持しているために、伝熱管１のための特別
な支持装置を必要としない。
なお、上記実施例は、伝熱管ｌの軸方向に伝熱管を一回
転して取囲むフィンを設けているが、フィンはこれに限
られるものではなく、環状流路における胴側流体の流れ
が可能な限り他の形式のものを採用することができる。
転して取囲むフィンを設けているが、フィンはこれに限
られるものではなく、環状流路における胴側流体の流れ
が可能な限り他の形式のものを採用することができる。
以上説明したように、本発明は、邪魔板の孔とこれを貫
通する伝熱管との間に環状の胴側流体の流路を設けると
いう簡単な手段によって、圧力損失を低下させることが
できる。また伝熱管のフィンによって高く均一な伝熱性
能を得ることができ更に本発明は、伝熱管がフィンと邪
魔板の孔壁とによって支持され、特別な支持装置を必要
とせず伝熱管を支持することができる。
通する伝熱管との間に環状の胴側流体の流路を設けると
いう簡単な手段によって、圧力損失を低下させることが
できる。また伝熱管のフィンによって高く均一な伝熱性
能を得ることができ更に本発明は、伝熱管がフィンと邪
魔板の孔壁とによって支持され、特別な支持装置を必要
とせず伝熱管を支持することができる。
第１図は本発明の一実施例の邪魔板及び伝熱管の部分を
示し、第１図（Ａ）はその縦断面図、第１図（８）はそ
の横断面図、第２図は同実施例に係る反応装置の縦断面
図、第３図は従来の多管式触媒反応装置の説明図、第４
図は従来の欠円形邪魔板の説明図、第５図は従来の円板
−環状板形邪魔板の説明図、第６図は従来のロッドバッ
フルを示し、同図（Ａ）はその立面図、同図（Ｂ）はそ
の斜視説明図、同図（Ｃ）は反応管とロッドの説明図で
ある。 １・・・伝熱管、 ２・・・管板。 ３・・・胴側流体の入口ノズル。 ４・・・胴側流体の出口ノズル。 ５・・・邪魔板、 ５ａ・・・邪魔板の孔壁
。 ８・・・環状分散管。 １０・・・胴側流体の環状流路。 １１・・・反応器胴。 ２０・・・フィン。
示し、第１図（Ａ）はその縦断面図、第１図（８）はそ
の横断面図、第２図は同実施例に係る反応装置の縦断面
図、第３図は従来の多管式触媒反応装置の説明図、第４
図は従来の欠円形邪魔板の説明図、第５図は従来の円板
−環状板形邪魔板の説明図、第６図は従来のロッドバッ
フルを示し、同図（Ａ）はその立面図、同図（Ｂ）はそ
の斜視説明図、同図（Ｃ）は反応管とロッドの説明図で
ある。 １・・・伝熱管、 ２・・・管板。 ３・・・胴側流体の入口ノズル。 ４・・・胴側流体の出口ノズル。 ５・・・邪魔板、 ５ａ・・・邪魔板の孔壁
。 ８・・・環状分散管。 １０・・・胴側流体の環状流路。 １１・・・反応器胴。 ２０・・・フィン。
Claims (2)
- （１）邪魔板に伝熱管の外径より大きい複数の孔を設け
、同孔のそれぞれにフィンを備えた伝熱管を貫通させ、
伝熱管の外周部と邪魔板の孔との間の環状部分を胴側流
体の流路としたことを特徴とするフィン付き多管式伝熱
装置。 - （２）上記伝熱管のフィンを邪魔板の孔壁に接触させ、
伝熱管を支持するようにしたことを特徴とする請求項（
１）に記載のフィン付き多管式伝熱装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2995189A JPH02213697A (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | フィン付き多管式伝熱装置 |
| EP90102020A EP0382098B2 (en) | 1989-02-10 | 1990-02-01 | Multi-tube type heat transfer apparatus |
| DE69003404T DE69003404T3 (de) | 1989-02-10 | 1990-02-01 | Mehrrohrtypwärmetauscher. |
| US07/476,548 US4991648A (en) | 1989-02-10 | 1990-02-07 | Multi-tube type heat transfer apparatus |
| CA002009624A CA2009624C (en) | 1989-02-10 | 1990-02-08 | Multi-tube type heat transfer apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2995189A JPH02213697A (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | フィン付き多管式伝熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02213697A true JPH02213697A (ja) | 1990-08-24 |
Family
ID=12290296
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2995189A Pending JPH02213697A (ja) | 1989-02-10 | 1989-02-10 | フィン付き多管式伝熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02213697A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100469201B1 (ko) * | 2001-12-28 | 2005-01-31 | 엘지전자 주식회사 | 평행유동형 열교환기 |
| CN104061814A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-09-24 | 大连海新工程技术有限公司 | 多层蛇盘管式闪蒸加热器 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5548299U (ja) * | 1978-09-27 | 1980-03-29 |
-
1989
- 1989-02-10 JP JP2995189A patent/JPH02213697A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5548299U (ja) * | 1978-09-27 | 1980-03-29 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100469201B1 (ko) * | 2001-12-28 | 2005-01-31 | 엘지전자 주식회사 | 평행유동형 열교환기 |
| CN104061814A (zh) * | 2014-07-04 | 2014-09-24 | 大连海新工程技术有限公司 | 多层蛇盘管式闪蒸加热器 |
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