DE3507868A1 - Verfahren und vorrichtung zum entleeren von gefuellten rohren, insbesondere von mit festem katalysatormaterial gefuellten rohrbuendelreaktoren - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum entleeren von gefuellten rohren, insbesondere von mit festem katalysatormaterial gefuellten rohrbuendelreaktoren

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DE3507868A1 DE19853507868 DE3507868A DE3507868A1 DE 3507868 A1 DE3507868 A1 DE 3507868A1 DE 19853507868 DE19853507868 DE 19853507868 DE 3507868 A DE3507868 A DE 3507868A DE 3507868 A1 DE3507868 A1 DE 3507868A1
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Description

Patentanwälte
Z ELLENTIN
67 Ludwigshafen/Rh. Rubensstraße 30
Richard Buchen GmbH hrm 2859
Gewerbering 4-6 4.3.1985
WZ/We 7500 Karlsruhe 31
Verfahren und Vorrichtung zum Entleeren von gefüllten Rohren, insbesondere von mit festem Katalysatormaterial gefüllten Rohrbündelreaktoren
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entleeren von gefüllten Rohren, insbesondere von mit festem Katalysatormaterial gefüllten Rohrbündelreaktoren.
Zum Entleeren von gefüllten, insbesondere von Rohren mit geringer lichter Weite, wie sie häufig im Katalysatorbereich eingesetzt werden, wird zum Auswechseln der Füllung verbrauchter Katalysator dadurch entfernt, daß man ein bis zum Boden reichendes Rohr in den Katalysator einführt und durch dieses Rohr ein Förderfluid ausbringt, mit dessen Hilfe die Schüttung nach oben ausgetrieben wird. (Siehe z.B. DE-OS 32 11 684).
Als Förderfluid kommen dabei Flüssigkeiten und Gase in Betracht, wobei in der Regel Preßluft vorgezogen wird.
Bei besonders engen und langen Rohren hat sich dieses Verfahren nicht bewährt.
Da das Förderfluid von unten das gesamte Katalysatorbett durchströmen muß, findet zum Austritt hin ein erheblicher Druckabbau statt; es treten häufig Verstopfungen auf, die nur mühsam aufge-
lockert werden können.
Häufig weisen derartige Katalysatoren auch kopf- und fußseitig Kugelschüttungen auf, wobei der Kugeldurchmesser ca. doppelt so groß ist wie der Katalysator selbst. Dies erschwert den Austrag zusätzlich.
Außerdem ist das bekannte Verfahren mit einer heftigen Staubentwicklung am Rohrbündeloberteil verbunden. Da derartige Katalysatorbetten häufig eine Anzahl von mehreren tausend Rohren bei einer Länge von weit über 10 m bedeuten, gestaltet sich der Katalysatorwechsel wegen der geschilderten Schwierigkeiten sehr aufwendig und zeitraubend.
Die vorliegende Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln, mit deren Hilfe das Entleeren der Katalysatorrohre erleichtert und beschleunigt werden kann, wobei auch Staubbildungen und damit verbundene Umweltbelastungen vermieden werden. Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß man von oben in die Rohre eine das Förderfluid ausbringende Sonde einführt, diese kontinuierlich nach unten bewegt und gleichzeitig die Füllung auflockert, fördert und vom Kopf der Rohre absaugt.
Durch diese Maßnahmen ergeben sich vornehmlich folgende Vorteile.
Das Austreiben des Katalysators geschieht schon beim Einführen der Sonde unter gleichzeitigem Austritt von Förderfluid. dies bedeutet neben dem erheblichen Zeitvorteil, daß immer nur eine relativ geringe Menge von oben abgebaut wird und nicht das ganze Bett auf einmal bewegt wird und so Verstopfungen vermieden werden. Erleichtert wird das Austragen zudem durch die gleichzeitige Anwendung von Unterdruck, wobei auch der gesamte auftretende Staub in das Unterdrucksystem gelangt und
so bequem aufgefangen werden kann.
Das Förderfluid, vorzugsweise Preßluft, kann dabei über eine Sonde ausgebracht werden, an die ein biegsamer Schlauch angeschlossen ist, der genügend starr ist, um ihn in das Rohr in die Katalysatorfüllung zu stoßen. Es ist jedoch erfindungs- j gemäß vorgesehen, die Vorwärtsbewegung (nach unten) der Sonde !
und gleichzeitig den Austrag des Katalysatormaterials durch j nach rückwärts gerichtete Düsen der Sonde mit Hilfe des sich so ergebenden Schubes zu unterstützen.
Das Katalysatormaterial kann dabei vorteilhafterweise einem mit einem Unterdrucksystem verbundenen Abscheider zugeführt werden, aus dem es taktweise ausgeschleust wird.
Die mit Staub beladene Luft gelangt danach in ein Saugaggregat, wo sie z.B. mit Hilfe von Filtern gereinigt werden kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung in an sich bekannter Weise aus einem Druckerzeuger (Kompressor) und einer mit diesem verbundenen Sonde, wobei die Sonde an einer vorzugsweise flexiblen Druckleitung angebracht und abgedichtet in einem Rohrstutzen geführt ist, der an einen Unterdruckmantel mit Sauganschluß angeschlossen ist, wobei die Druckleitung mit einem Druckerzeuger und der über einen Abscheider mit einem Saugaggregat verbindbar ist.
Dabei ist vorzugsweise der Rohrstutzen mit dem Unterdruckmantel koaxial ausgebildet, was das Einführen der Sonde in das System erleichtert. Der Saugmantel kann dabei fußseitig einen Führungsanschluß besitzen, der in das Katalysatorrohr eingeschoben wird. Die Sonde wird dann auch durch diesen Führungsanschluß geschoben und gelangt danach in das Katalysato bett, wobei der Führungsanschluß gleichzeitig als Dichtung wi rkt.
Es hat sich jedoch eine Ausführung besonders bewährt, bei der der Unterdruckmantel auf einer Bodenplatte ruht, die an ihrer Unterseite mit Dichtungsmaterial beschichtet ist und mittig eine mindestens der lichten Weite des zu entleerenden Rohres entsprechende Bohrung aufweist.
Diese Ausführungsform findet Anwendung in den Fällen, wo die Katalysatorrohre in einer gemeinsamen Kopfplatte gehalten sind. Dabei wird die Bodenplatte derart auf die Kopfplatte gestellt, daß die Bohrung die Rohröffnung freiläßt. Danach wird die Saugvorrichtung eingeschaltet, wobei durch den Unterdruck die Bodenplatte fixiert wird. Die Sonde kann dann abgesenkt und die Preßluftzufuhr begonnen werden. Zur Erleichterung der Positionierung ist weiterhin vorgesehen, an der Bodenplatte Führungen anzubringen, die geringfügig in benachbarte Katalysatorrohre eindringen. Dies ist ohne weiteres möglich, da die Rohrbündel gleiche Durchmesser und eine symmetrische Anordnung mit konstanten Achsabständen aufweisen.
Vorzugsweise sind der Druckerzeuger und das Saugaggregat derart in der Leistung aufeinander abgestimmt, daß sich insgesamt ein etwas geringerer als der atmosphärische Druck ergibt, sodaß die Bodenplatte angedrückt wird. Es ist aber auch ohne weiteres möglich, die Dichtigkeit durch das Bedienungspersonal selbst herzustellen, das ohnehin die Vorrichtung bedienen muß. Hierbei genügt die Belastung mit dem Körpergewicht.
Zur Erleichterung der Handhabung ist vorgesehen, die Druckleitung über ein am Saugmantel befestigtes Absperrorgan zu führen. Die die Vorrichtung bedienende Person kann dann die Preßluftzufuhr selbst ohne Gefahr von Druckstößen regeln.
Falls die Sonde dem Durchmesser des Schlauches angepaßt ist, genügt eine fest montierte zylindrisch ausgebildete, den Druckschlauch eng umgebende Dichtung.
Um das Einführen von Schlauch und Sonde in die Dichtung zu erleichtern, ist jedoch vorgesehen, diese teilbar auszubilden und am Rohrstutzen zu befestigen. Dabei wird zunächst die Dichtung entfernt und die Sonde durch den Saugmantel hindurch in das Katalysatorrohr eingeführt.
Danach werden die Dichtungshälften um die Druckleitung gelegt, in den Rohrstutzen eingeführt und mit diesem verbunden. Diese Art der Montage hat u.a. den Vorteil, daß das Einführen der Sonde in das zu entleerende Rohr bei entsprechender Dimensionierung von Rohrstutzen und Dichtungsaußendurchmesser von oben beobachtet werden kann.
Weiterhin ist vorgesehen, in die Druck- und Saugleitung Verteiler zwischenzuschalten, an die mehrere Entleerungseinheiten angeschlossen werden können, um gleichzeitig an mehreren Stellen arbeiten zu können.
Die Sonde selbst weist vorzugsweise Düsen sowohl in Vorschubrichtung als auch nach außen weisende, in Vorschubrichtung wirkende Düsen auf, die um den Umfang der Sonde verteilt sind. Diese sind schräg verlaufende Bohrungen, deren Durchmesser dem der in der Spitze angebrachten entsprechen können und Durchmesser von ca. 3 mm besitzen.
Die Sonde selbst kann dabei auch einen geringeren Durchmesser aufweisen als der Druckschlauch, was die Anordnung eines verbreiterten Kopfes bedingt.
Dies bringt eine Querschnittsverengung mit sich, die sich durch die damit verbundene Beschleunigung des strömenden Fluids positiv auswirkt. Durch die Beschleunigung wird quasi die Konzentration an Katalysatormaterial schlagartig verdünnt, was ebenfalls Verstopfungen entgegenwirkt. Der freie verbleibende Querschnitt sollte dabei etwa zwei Drittel des Rohres ausmachen.
Anhand der beiliegenden Figuren wird die vorliegende Erfindung näher erläutert.
Fig. 1 zeigt die Vorrichtung im Einsatz an einem Rohrbündelkatalysator ;
Fig. 2 zeigt die Entleerungseinheit mit den verschiedenen Anschlüssen;
Fig. 3 zeigt die Sonde.
In Figur 1 ist ein typischer Rohrbündel katalysator 20 dargestellt, bei dem 4.750 mit Katalysator gefüllte Rohre einer Länge von 12,8 m zu einem Bündel zusammengefaßt sind.
Fluchtend mit einem der zu entleerenden Rohre ist die Einheit bestehend aus Unterdruckmantel 3, Rohrstutzen 2 und Absperrorgan 12 auf dem Katalysatorkopf dargestellt.
Der Unterdruckmantel 3 ruht auf einer Bodenplatte 8 unter der sich eine Dichtung (nicht dargestellt) befindet. In den Raum oberhalb des Katalysatorkopfes ragen die Druckleitung mit Verteiler 16 und die Saugleitung 15 mit Verteiler 17. . Es können 4 Einheiten an die Verteiler angeschlossen werden, wobei sich folgende Kenndaten für den Druckerzeuger 5 und das Saugaggregat 7 bei Zwischenschaltung des Abscheiders 6 bewährt haben.
- ίο -
Der Kompressor 5 ist ausgelegt auf 11.000 Liter pro Minute bei Drücken von 8 bis 10 bar, wohingegen das Saugaggregat 2.100 Kubikmeter pro Stunde bei einem Unterdruck von 5.500 Millimeter Wassersäule leistet. Dabei beträgt der freie Querschnitt der Katalysatorrohre 3,8 cm und die größte Weite der Sonde bzw. der des angeschlossenen Schlauches 1 bis 1,2 cm.
Die Funktion der Vorrichtung ist dabei folgende, über den Kompressor 5 und die Leitung 14 gelangt Preßluft an den Verteiler 16. Von diesem führen Leitungen (nicht dargestellt) an das Absperrorgan 12.
An das Absperrorgan ist wiederum ein (nicht dargestellter) Druckschlauch einer ausreichenden Länge zum Einführen in das Katalysatorrohr und bis zu dessen Boden bemessen angeschlossen, an dessen freiem Ende sich die Sonde befindet. Nach öffnen des Absperrorgans 12 gelangt Preßluft über die Sonde in das Katalysatorbett und treibt dieses über den Unterdruckmantel 3 aus.
An den Unterdruckmantel 3 ist über den Verteiler 17 das Unterdrucksystem aus Abscheider und Saugaggregat 7 angeschlossen. Der Katalysator wird mit allen Verunreinigungen über die Leitung 15 in den Abscheider 6 gesaugt und aus diesem über die Schleuse 21 ausgeschieden. Luft und mitgeführter Staub gelangt in das Saugaggregat 7.
Mit der dargestellten Vorrichtung gelingt ein das Bedienungspersonal ausgesprochen schonendes Entleerungsverfahren. Staub und Reaktionsprodukt oder nicht umgesetzte Reaktionspartner treten nicht aus, da das System unter Unterdruck steht. Zudem ergibt sich eine erhebliche Beschleunigung des Entleerungsvorganges.
Figur 2 zeigt die Entleerungseinheit aus Unterdruckmantel 3 und oben angeschlossenem Rohrstutzen 2. Im Rohrstutzen befindet sich das Dichtelement 13, an dem die Druckleitung 14' (nicht dargestellt) anliegt, über dem Sauganschluß 4 ist das Unter-
drucksystem anschließbar.
Weiterhin ist am Unterdruckmantel das Absperrorgan 12 angebracht, über das die Zufuhr des Förderf1uids geregelt werden kann.
Das Absperrorgan ist dabei mit dem Kompressor einerseits und mit der Sonde andererseits verbunden. Am Fuß befindet sich die Bodenplatte 8 mit darunter angebrachtem Dichtungsmaterial 9.
Die Bohrung 10 ist so bemessen, daß sie der lichten Weite der Katalysatorrohre mindestens entspricht, d.h. sie kann j auch geringfügig größer sein. j
Seitlich angebracht an der Bodenplatte 8 sind Führungselemente 11, die in die benachbarten Katalysatorrohre hineinragen und die Entleerungseinheit fixieren.
Figur 3 zeigt die Sonde 1.
Diese weist einen zentralen Kanal 22 auf und koaxial eine Düse 18. Darüber hinaus sond oberhalb der Düse 18 schräg etwa unter einem Winkel von 45° verlaufende Düsen 19 angebracht.
In das Oberteil 23 ist der Druckschlauch 14' eingeschoben.
Dieser kann natürlich auch bei geeigneter Befestigung das Oberteil umgreifen.
- Leerseite -

Claims (12)

Patentansprüche
1. Verfahren zum Entleeren von Rohren, insbesondere von Katalysatorfüllungen aus engwandigen stehenden Rohrbündeln mit Hilfe eines Förderf1uids, dadurch gekennzeichnet, daß man von oben in die Rohre eine das Förderfluid ausbringende Sonde einführt, diese kontinuierlich nach unten bewegt und gleichzeitig die Füllung auflockert, fördert und vom Kopf der Rohre absaugt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Förderfluid gleichzeitig in Vorschubrichtung und seitlich dazu entgegengesetzt ausgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß man die abgesaugte Katalysatorfüllung einem unter einem Unterdruck stehenden Abscheider zuführt und es von dort mit Hilfe einer Zeittakt-Schleuse abführt.
-2-
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 - 3, bestehend aus einem Druckerzeuger und einer an diesen anschließbaren Sonde, dadurch gekennzeichnet, daß i die Sonde (1) an einer vorzugsweise flexiblen Druckleitung (141) angebracht und abgedichtet in einem Rohrstutzen (2) -geführt ist, der an einen Unterdruckmantel (3) mit Saug- j anschluß (4) angeschlossen ist, wobei die Druckleitung mit einem Druckerzeuger (5) und der über einen Abscheider (6) mit einem Saugaggregat (7) verbindbar ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Unterdruckmantel (3) auf einer Bodenplatte (8) ruht, die an ihrer Unterseite mit Dichtungsmaterial (9) beschichtet ist und mittig eine mindestens der lichten Weite des zu entleerenden Rohres entsprechende Bohrung (10) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4-5, dadurch gekennzeichnet, daß an der Bodenplatte (8) Führungen (11) angebracht sind, die in den zu entleerenden benachbaren Rohren einführbar sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe des Saugaggregats (7) ein derartiger Unterdruck erzeugbar ist, daß die Dichtung (9) im Betrieb an die Kopfplatte des Rohrmantelkatalysators gedrückt wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß am Saugmantel (3) ein Ventil bzw. Absperrorgan (12) für das Förderfluid angeordnet ist und daß die Druckleitung (14) an dieses Absperrorgan angeschlossen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 4-8, dadurch gekennzeichnet, daß im Rohrstutzen (2) ein vorzugsweise teilbares Dichtelement (13) für die Druckleitung (14) angeordnet ist, das als Gleitdichtung ausgebildet ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 4-9, dadurch gekennzeichnet, daß Saug- und Druckleitungen (14; 15) Verteiler (16; 17) aufweisen, an die mehrere Entleerungseinheiten anschließbar sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 4-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (1) eine zentrale, in Vorschubrichtung gerichtete (18) und seitliche Düsen (19) aufweist, die unter einem Winkel entgegen zur Förderrichtung angeordnet sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 4-11, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonde (1) einen verbreiterten Kopf (20) aufweist, über den der Druckschlauch (14) schiebbar ist und wobei dessen Außendurchmesser etwa ein Drittel des Innendurchmessers des zu entleerenden Rohres beträgt.
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