DE1150362B - Kontaktofen - Google Patents
KontaktofenInfo
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- DE1150362B DE1150362B DEU6431A DEU0006431A DE1150362B DE 1150362 B DE1150362 B DE 1150362B DE U6431 A DEU6431 A DE U6431A DE U0006431 A DEU0006431 A DE U0006431A DE 1150362 B DE1150362 B DE 1150362B
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/24—Stationary reactors without moving elements inside
- B01J19/2415—Tubular reactors
- B01J19/2425—Tubular reactors in parallel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
- B01J2219/00051—Controlling the temperature
- B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
- B01J2219/00076—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements inside the reactor
- B01J2219/00085—Plates; Jackets; Cylinders
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Description
DEUTSCHES
PATENTAMT
U6431IVa/12g
BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABEDER
AUSLEGESCHRIFT: 20. JUNI 1963
Die Erfindung betrifft die Ausbildung eines Kontaktofens, der zur Durchführung exothermer Reaktionsverfahren
dient. Ein derartiger Kontaktofen besteht in der üblichen Aüsführungsform aus einem
stehenden, z. B. zylindrischen Behälter, der mit Rohren variablen Querschnitts ausgestattet ist, durch
welche die der Reaktion unterworfenen Gase oder Gasgemische hindurchgeführt werden. Zwischen den
Rohren, die in möglichst geringem Abstand voneinander angeordnet und an ihren Enden starr miteinander
oder mit einem starren Kopfstück oder Bodenstück verbunden werden, wird eine Kühlflüssigkeit,
ζ. B. Quecksilber oder eine Salzlösung, vorgesehen. Um die Menge der Kühlflüssigkeit, die z. B. in Form
von Quecksilber kostspielig ist, zu verringern, kann man in dem Raum zwischen den Rohren Füllstäbe,
sogenannte »Verdrängerstäbe«, einsetzen. Auch hat man bereits vorgeschlagen, die Rohre, die mit geringstem
Abstand nebeneinander verlaufen, an ihren Enden aufzuweiten und die aufgeweiteten Enden miteinander
zu verschweißen. Eine besonders sparsame Ausbildung der Zwischenräume zwischen den Rohren
ergibt sich in dem Falle, wenn man die Rohre mit sechseckigem Querschnitt ausbildet. Unabhängig von
der besonderen Gestaltung der Rohre und der Art der zu ihrer Kühlung verwendeten Stoffe treten beim
Betrieb eines solchen Kontaktofens erhebliche Wärmedehnungen auf, die an den Verbindungsstellen
des Rohrbündels mit der Ofenwandung aufgenommen werden müssen. Diese Wärmedehnungen
sind insbesondere dann sehr beträchtlich, wenn der Kontaktofen zur Durchführung exothermer Reaktionen
verwendet wird.
Um die infolge der Wärmedehnungen an den Verbindungsstellen zwischen dem Rohrbündel und der
Ofenwandung auftretenden erheblichen Kräfte aufzunehmen, hat man die Verbindung an dieser Stelle
bereits in Form sehr dicker Stahlplatten von z. B. 10 cm Stärke ausgeführt. Dennoch hat sich gezeigt,
daß selbst solche Abmessungen nicht ausreichen, um in allen Fällen die bei einem Kontaktprozeß auftretenden
Dehnungskräfte aufzunehmen. Es werden vielfach in der Praxis Risse und Brüche an den Verbindungsstellen
beobachtet.
Es sind auch mehrere Versuche bekannt, die Verbindung zwischen Rohrbündel und Wand bei Wärmetauschern
elastisch auszubilden. So ist z. B. die Konstruktion eines Gasreaktionsofens bekanntgeworden,
bei welcher die rohrförmigen Elemente in genügender Entfernung von der Erhitzungszone durch Dichtungen
hindurchgeführt und mit HiKe elastisch ausgebildeter Verbindungsrohre an Sammelkammern ange-Kontaktofen
Anmelder:
Union-Chemie Ernst Paul Jäger,
Import-Export chemischer Anlagen
Import-Export chemischer Anlagen
und Rohstoffe,
Düsseldorf-Reisholz, Oerschbachstr. 35-39
Düsseldorf-Reisholz, Oerschbachstr. 35-39
Ernst Jäger, Düsseldorf-Reisholz,
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
schlossen sind. Bei einer anderen bekannten Ausbildung
eines Röhrenofens mit Wärmeaustauscher für hohe Drücke und hohe Temperaturen in gemeinsamem
Druckraum, der insbesondere zur Ausführung chemischer Reaktionen dient, ist die Verbindung zwisehen
Röhrenofen und Wärmeaustauscher durch dehnungsfähige Verbindungsstücke, nämlich durch
blattförmig gestaltete Rohrstücke, bewirkt, die mit den Böden des Ofens und der Wärmeaustauscher gasdicht
verbunden sind.
Die Erfindung geht demgemäß von einem an sich bekannten Kontaktofen für exotherm verlaufende Reaktionen
mit einem in einem stehenden zylindrisch gestalteten Gehäuse untergebrachten, gegenüber dem
Gehäuse elastisch gelagerten Rohrbündel mit an ihren Enden nicht aufgeweiteten Rohren aus, wobei in den
Zwischenräumen zwischen den Rohren Kühlstoff vorgesehen wird.
Um bei einem solchen Kontaktofen die durch die erheblichen, bei Temperaturänderungen auftretenden
Dehnungskräfte verursachten Deformationen und Zerstörungen zu vermeiden, wird erfindungsgemäß
vorgeschlagen, zwischen dem starren Kopfstück oder Bodenstück des Rohrbündels und der äußeren Behälterwandung
eine elastische Verbindung in Form von das Kopfstück oder Bodenstück umgebenden elastischen Ringen oder Laschen vorzusehen, die
einerseits mit dem Kopfstück oder Bodenstück des Rohrbündels, andererseits mit der äußeren Behälterwandung
verschweißt sind. Eine solche elastische Verbindung wird erfindungsgemäß wenigstens an
einem Ende des Rohrbündels, gegebenenfalls an beiden Enden desselben, vorgesehen.
309 617/259
Vorzugsweise können die elastischen Verbindungsglieder
schleifenförmig, z. B. in S-förmig gekrümmter Form, als Stahllaschen oder Stahlringe derart ausgebildet
werden, daß diese Verbindungsteile unter dem Einfluß der Temperaturänderungen federn oder sich,
z. B. seitlich oder in Richtung der Rohrachsen, verschieben können, so daß eine Zerstörung dieser Teile
wirksam verhindert wird.
Vorteilhaft kann man dabei den mittleren, das
Rohrbündel enthaltenden Teil des Kontaktofens mit einem starren, widerstandsfähigen Außenmantel ausbilden,
an welchem die Gaszuführungsräume sowie die Gasabführungsräume in Form aufgeflanschter,
abnehmbarer Hauben angeschlossen sind, während sämtliche andere Leitungen, z. B. für die Zuführung
von Kühlstoffen sowie für die Ableitung derselben, in den starren Ofenmantel eingeführt sind.
In der Zeichung sind verschiedene Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Reaktionsofen im senkrechten Schnitt;
Fig. 2 ist ein Schnitt durch diesen Ofen nach Linie A-B;
Fig. 3 stellt den Anschluß des Rohrbündels des Reaktors an den Mantel des Kontaktofens dar;
Fig. 4 und 5 stellen weitere Ausbildungsformen eines solchen Anschlusses dar.
Im einzelnen bezeichnet das Bezugszeichen 1 die äußere Wandung eines Reaktionsofens, die z. B. in
Form eines stehenden Zylindermantels ausgebildet ist. Der Reaktionsofen ist mit einer trichterförmig gestalteten,
abnehmbaren Haube 2 und einem ebenfalls trichterförmig gestalteten Boden 3 versehen. Die Zuführung
des in Reaktion zu bringenden Gasgemischs erfolgt z. B. von oben durch eine Leitung 4, die Abführung
der Reaktionsprodukte durch eine Leitung 5. Doch kann die Zuführung auch im unteren Teil des
Reaktors, die Abführung der gebildeten Produkte im oberen Teil desselben erfolgen.
Durch besondere Leitungen 6 und 7 können Kühlflüssigkeiten,
z. B. Quecksilber, eingeführt werden. Durch eine weitere im unteren Teil des Reaktors angeordnete
Leitung 8 können die Kühlstoffe abgelassen werden.
Der von dem Mantel 1 umschlossene Raum des Kontaktofens ist mit senkrecht stehenden Rohren 9
beliebigen Querschnitts ausgestattet. Die Rohre können z. B. kreisrund, quadratisch, sechseckig oder
vieleckig gestaltet sein. An ihren Enden 10,11 (vgl. Fig. 3) werden die Rohrbündel derart miteinander
vereinigt, z. B. in starre Kopfplatten bzw. Bodenplatten eingebunden, oder miteinander, gegebenenfalls
unter Einfügung von Zwischenstücken verschweißt, daß zwischen den Rohren nur verhältnismäßig
enge Zwischenräume 12 verbleiben, so daß eine möglichst sparsame, der Wärmeentwicklung
beim Reaktionsvorgang angepaßte Menge des Kühlstoffes aufgenommen wird.
Im Ausführungsbeispiel der Zeichnung sind die Rohre an ihren Enden z. B. durch Schweißnähte 13
miteinander verbunden, so daß eine starre, das Rohrbündel enthaltende Kopfplatte und eine ebenfalls
starre Bodenplatte entstehen.
Das ganze Rohrbündel ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel an seinem unteren Ende 11 mit
einem starren Ring 14 versehen, der einerseits mit dem Rohrbündel, andererseits mit der Wandung 1
des Kontaktofens verschweißt wird. Am oberen Ende dagegen besteht die Verbindung zwischen dem Rohrbündel
und der Wandung 1 erfindungsgemäß aus unter dem Einfluß der Temperatur ihre Form derart
ändernden Gliedern, daß das ganze Rohrbündel der Temperaturerhöhung entsprechende Formänderungen,
insbesondere Längsdehnungen ausführen kann, so daß also die Verbindungsstellen 14 und 15 nicht
wesentlich beansprucht werden und deshalb nicht zerstört werden können. Zu diesem Zwecke genügt
es, wenn die oberen Verbindungsglieder 15 in Form eines das Rohrbündel umgebenden stark gekrümmten
elastischen Ringes oder auch in Form mehrerer einzelner gekrümmter Laschen ausgeführt werden, die
unter dem Einfluß der Temperaturänderungen ihre Form verhältnismäßig leicht ändern. Die Verbindungsstücke
könnten auch andere Form, z. B. S-Form oder Schleifenform, besitzen.
Gemäß Fig. 4 sind sowohl die unteren Rohrenden 11 wie die oberen Rohrenden 10 des Rohrbündels
mittels solcher elastischer Verbindungen an die Wandung 1 des Kontaktofens angeschlossen. Die untere
Verbindung ist hier beispielsweise in Form gekrümmter Laschen gestaltet, während die obere Verbindung
S-Form besitzt, so daß also ein elastisches Arbeiten sowohl der unteren wie der oberen Verbindungsstellen
unter dem Einfluß der Temperaturänderungen ermöglicht wird.
In der Ausgestaltung der elastischen Verbindungsglieder ist man nicht beschränkt. So könnten gemäß
der in Fig. 5 gezeigten Draufsicht auf die oberen Verbindungsstellen des Kontaktofens die Verbindungsglieder
auch aus exzentrisch oder etwa tangential an das Rohrbündel 9 angeschlossenen Laschen 16 bestehen,
deren Länge und Krümmung eine Längsbewegung des Rohrbündels in axialer Richtung ermöglicht.
Die Rohre können dabei — wie eingangs erwähnt — jede beliebige Gestaltung besitzen. Auch
können Kopf und Boden des Rohrbündels, in dem die einzelnen Rohre vereinigt sind, beliebig, indes
starr, ausgestaltet werden.
Infolge der elastischen Beweglichkeit des gesamten Rohrbündels ist ein solcher Kontaktofen nicht nur
weitgehend unabhängig von Temperaturänderungen, auch wenn dieselben in außergewöhnlichem Maße
auftreten, sondern es wird auch die Lebensdauer der Rohre des Rohrbündels wie auch der Verbindungsteile
erhöht. Ferner ist man in der Lage, die mit dem Ofenmantel 1 verbundenen Teile3 z. B. die Haube 2
und den Boden 3, auch abnehmbar auszubilden, da infolge der starken Verringerung der auf die Ofenkonstruktion
wirkenden mechanischen Beanspruchungen diese Teile zur Stabilität der ganzen Ofenkonstruktion
nicht wesentlich beizutragen brauchen. Man kann also die Gaszuführungshaube 2 wie den Boden 3
in Form einfacher aufgeflanschter Trichter ausbilden.
Claims (3)
1. Kontaktofen für exotherm verlaufende Reaktionen mit einem in einem stehenden zylindrisch
gestalteten Gehäuse untergebrachten, gegenüber dem Gehäuse elastisch gelagerten Rohrbündel mit
an ihren Enden nicht aufgeweiteten Rohren, wobei in den Zwischenräumen zwischen den Rohren
Kühlstoffe vorgesehen werden, dadurch gekenn zeichnet, daß eine elastische Verbindung zwischen
dem starren Kopfstück oder Bodenstück des
Rohrbündels und der äußeren Behälterwandung in Form von das Kopfstück oder Bodenstück
umgebenden, mit demselben wie mit der äußeren Behälterwandung verschweißten elastischen Ringen
oder Laschen ausgebildet ist.
2. Kontaktofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Verbindungsglieder
schleifenförmig ausgebildet sind.
3. Kontaktofen nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere das
Rohrbündel enthaltende Teil des Kontaktofens mit starrem, widerstandsfähigem Außenmantel
(1) ausgebildet ist, an dem die Gaszuführungsräume und Gasabführungsräume in Form aufgeflanschter,
abnehmbarer Hauben (2,3) angeschlossen sind, während alle anderen Zu- und
Ableitungen in den starren Ofenmantel (1) eingeführt sind.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 806 790;
österreichische Patentschrift Nr. 116 364;
französische Patentschrift Nr. 745421;
britische Patentschrift Nr. 166 930.
Deutsche Patentschrift Nr. 806 790;
österreichische Patentschrift Nr. 116 364;
französische Patentschrift Nr. 745421;
britische Patentschrift Nr. 166 930.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEU6431A DE1150362B (de) | 1955-11-18 | 1955-12-24 | Kontaktofen |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEU3608A DE1051817B (de) | 1955-11-18 | 1955-11-18 | Reaktor oder Waermeaustauscher mit parallel verlaufenden Rohren sechseckigen Querschnittes |
DEU6431A DE1150362B (de) | 1955-11-18 | 1955-12-24 | Kontaktofen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1150362B true DE1150362B (de) | 1963-06-20 |
Family
ID=26000793
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEU6431A Pending DE1150362B (de) | 1955-11-18 | 1955-12-24 | Kontaktofen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1150362B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2642800A1 (de) * | 1976-09-23 | 1978-03-30 | Deggendorfer Werft Eisenbau | Rohrbodenanschluss fuer behaelter mit einem rohrbuendel |
DE3442053A1 (de) * | 1983-11-14 | 1985-08-01 | Mitsubishi Jukogyo K.K., Tokio/Tokyo | Waermeabgebender doppelrohr-reaktor |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB166930A (en) * | 1920-03-19 | 1921-07-19 | Charles Anderton Brown | Improvements in or connected with tubular heat exchangers |
AT116364B (de) * | 1927-05-07 | 1930-02-25 | Ig Farbenindustrie Ag | Vorrichtung zur Durchführung exothermer katalytischer Gasreaktionen. |
FR745421A (de) * | 1933-05-10 | |||
DE806790C (de) * | 1949-02-06 | 1951-06-18 | Basf Ag | Roehrenofen mit Waermeaustauscher fuer hohe Drucke und hohe Temperaturen |
-
1955
- 1955-12-24 DE DEU6431A patent/DE1150362B/de active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR745421A (de) * | 1933-05-10 | |||
GB166930A (en) * | 1920-03-19 | 1921-07-19 | Charles Anderton Brown | Improvements in or connected with tubular heat exchangers |
AT116364B (de) * | 1927-05-07 | 1930-02-25 | Ig Farbenindustrie Ag | Vorrichtung zur Durchführung exothermer katalytischer Gasreaktionen. |
DE806790C (de) * | 1949-02-06 | 1951-06-18 | Basf Ag | Roehrenofen mit Waermeaustauscher fuer hohe Drucke und hohe Temperaturen |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3442053A1 (de) * | 1983-11-14 | 1985-08-01 | Mitsubishi Jukogyo K.K., Tokio/Tokyo | Waermeabgebender doppelrohr-reaktor |
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