DE3507868C2 - - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine
Vorrichtung zum Entleeren von mit Festkörpern gefüllten Rohren,
entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 4.
Zum Entleeren von gefüllten Rohren, insbesondere von Rohren mit geringer
lichter Weite, wie sie häufig im Katalysatorbereich eingesetzt
werden, wird zum Auswechseln der Füllung das verbrauchte Katalysa
tormaterial dadurch entfernt, daß man über eine bis zum Boden des zu entleerenden Rohres reichende Leitung
oder einem Anschluß am Boden des zu entleerenden Rohres
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 durch
strömen 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.
Da derartige
Katalysatorbetten häufig aus einer Anzahl von mehreren tausend
Rohren bei einer Länge von weit über 10 m bestehen, gestaltet
sich der Katalysatorwechsel wegen der geschilderten
Schwierigkeiten sehr aufwendig und zeitraubend.
Die vorliegende Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe ge
stellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu entwickeln,
mit deren Hilfe das Entleeren der Katalysatorrohre erleichtert
und beschleunigt werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß
man von oben in die Rohre eine das Förderfluid ausbringende
Sonde einführt, diese kontiuierlich nach unten bewegt und
gleichzeitig die Füllung auflockert, fördert und vom Kopf
der Rohre absaugt.
Durch diese Maßnahmen ergeben sich vornehmlich folgende Vor
teile.
Das Austreiben des Katalysators geschieht schon beim Ein
führen 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. Erleichert 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 die Katalysatorfüllung im Rohr zu stoßen. Es ist bei einer bevorzugten Ausge
staltung vorgesehen, die Vorwärtsbewegung (nach unten) der Sonde
und gleichzeitig den Austrag des Katalysatormantels durch
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 Saug
aggregat, wo sie z. B. mit Hilfe von Filtern gereinigt werden
kann.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht 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 Sauganschluß (4) über einen Abscheider mit einem
Saugaggregat verbindbar ist.
Dabei ist vorzugsweise der Rohrstutzen mit dem Unterdruck
mantel koaxial ausgebildet, was das Einführen der Sonde
in das System erleichert. Der Saugmantel kann dabei fuß
seitig einen Führungsanschluß besitzen, der in das Katalysator
rohr eingeschoben wird. Die Sonde wird dann auch durch diesen
Führungsanschluß geschoben und gelangt danach in das Katalysator
bett, wobei der Führungsanschluß gleichzeitig als Dichtung
wirkt.
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 Unter
druck die Bodenplatte fixiert wird. Die Sonde kann dann abge
senkt 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 Rohre im Rohrbündel gleiche Durchmesser und
eine symmetrische Anordnung mit konstanten Achsabständen auf
weisen.
Vorzugsweise sind der Druckerzeuger und das Saugaggreagat der
art in der Leistung aufeinander abgestimmt, daß sich insgesamt
ein etwas geringerer als der atmosphärische Druck ergibt,
so daß 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 Drucklei
tung über ein am Saugmantel befestigtes Absperrorgan zu führen.
Die die Vorrichtung bedienende Person kann dann die Preßluft
zufuhr 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 auszu
bilden 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 ge
legt, 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 Dimen
sionierung von Rohrstutzen und Dichtungsaußendurchmesser von
oben beobachtet werden kann.
Weiterhin ist vorgesehen, in die Druck- und Saugleitung
Verteiler zwischenzuschalten, an die mehrere Entleerungsein
heiten angeschlossen werden können, um gleichzeitig an mehreren
Stellen arbeiten zu können.
Die Sonde selbst weist vorzugsweise Düsen sowohl in Vorschub
richtung als auch nach außen weisende, gegen die Vorschubrichtung gerichtete
Düsen auf, die am Umfang der Sonde verteilt sind.
Diese sind schräg verlaufende Bohrungen, deren Durchmesser dem
der in der Spitze angebrachten entsprechen können und Durch
messer von ca. 3 mm besitzen.
Die Sonde selbst kann dabei auch einen geringeren Durchmesser
aufweisen als der Druckschlauch, was die Anordnung eines ver
breiterten 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 ver
dünnt, was ebenfalls Verstopfungen entgegenwirkt. Der freie
verbleibende Querschnitt sollte dabei etwa zwei Drittel des
Rohres ausmachen.
Anhand der Figuren wird die vorliegende Erfindung
näher erläutert.
Fig. 1 zeigt die Vorrichtung im Einsatz an einem Rohrbündel
katalysator;
Fig. 2 zeigt die Entleerungseinheit mit den verschiedenen
Anschlüssen;
Fig. 3 zeigt die Sonde.
In Fig. 1 ist ein typischer Rohrbündelkatalysator 20 dar
gestellt, bei dem 4750 mit Katalysator gefüllte Rohre mit einer
Länge von 12,8 m zu einem Bündel zusammengefaßt sind.
Fluchtend mit einem der zu entleerenden Rohre ist die Entleerungs-Einheit
bestehend aus Unterdruckmantel 3, Rohrstutzen 2 und Absperr
organ 12 auf dem Katalysatorkopf dargestellt.
Der Unterdruckmantel 3 ruht auf einer Bodenplatte 8 unter
der sich eine Dichtung 9 (Fig. 2) befindet. In den
Raum oberhalb des Katalysatorkopfes ragen die Druckleitung 14
mit Verteiler 16 und die Saugleitung 15 mit Verteiler 17.
Es können 4 Entleerungs-Einheiten an die Verteiler angeschlossen werden,
wobei sich folgende Kenndaten für den Druckerzeuger 5 (Kompressor) und das
Saugaggregat 7 bei Zwischenschaltung des Abscheiders 6 bewährt
haben:
Der Kompressor 5 ist ausgelegt auf 11 000 Liter pro Minute
bei Drücken von 8 bis 10 bar, wohingegen das Saugaggregat
2100 Kubikmeter pro Stunde bei einem Unterdruck von 5500
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 Druckleitung 14 gelangt Preßluft an den Ver
teiler 16. Von diesem führen Leitungen (nicht dargestellt)
an das Absperrorgan 12.
An das Absperrorgan ist wiederum ein
Druckschlauch 14′ einer ausreichenden Länge zum Einführen in das
Katalysatorrohr und bis zu dessen Boden bemessen angeschlossen,
an dessem freiem Ende sich sie Sonde 1 befindet (Fig. 3).
Nach Öffnen des Absperrorgans 12 gelangt Preßluft über die
Sonde in das Katalysatorbett und treibt dieses über den Unter
druckmantel 3 aus.
An den Unterdruckmantel 3 ist über den Verteiler 17 das Unter
drucksystem aus Abscheider 6 und Saugaggregat 7 angeschlossen.
Das Katalysatormaterial wird mit allen Verunreinigungen über die Lei
tung 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 Bedienungs
personal 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 Entleerungs
vorganges.
Fig. 2 zeigt die Entleerungseinheit, bestehend aus Unterdruckmantel 3
und oben angeschlossenem Rohrstutzen 2. Im Rohrstutzen befindet
sich das Dichtelement 13, an dem der vom Absperrorgan 12 herführende Druckschlauch 14′ (Fig. 3)
anliegt. Über den Sauganschluß 4 ist das Unter
drucksystem anschließbar.
Weiterhin ist am Unterdruckmantel 3 das Absperrorgan 12 ange
bracht, über das die Zufuhr des Förderfluids geregelt werden
kann.
Das Absperrorgan 12 ist dabei mit dem Kompressor 5 einerseits
und mit der Sonde 1 andererseits verbunden. Am Fuß befindet
sich die Bodenplatte 8 mit darunter angebrachtem Dichtungs
material 9.
Die Bohrung 10 ist so bemessen, daß sie der lichten Weite
der Katalysatorrohre mindestens entspricht, d. h. sie kann
auch geringfügig größer sein.
Seitlich angebracht an der Bodenplatte 8 sind Führungselemente
11, die in die benachbarten Katalysatorrohre hineinragen
und die Entleerungseinheit fixieren.
Fig. 3 zeigt die Sonde 1.
Diese weist einen zentralen Kanal 22 auf und koaxial eine
Düse 18. Darüber hinaus sind 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.
Claims (12)
1. Verfahren zum Entleeren von mit Festkörpern gefüllten Rohren, insbesondere von
mit festem Katalysatormaterial gefüllten engstehenden Rohren
geringer lichter Weite,
mit Hilfe eines Förderfluids, 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 der Sonde und
entgegengesetzt ausgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 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.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche
1-3, bestehend aus einem Druckerzeuger und einer an
diesen anschließbaren Sonde, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sonde (1) an einer vorzugsweise flexiblen Druckleitung
(14′) angebracht und abgedichtet in einem Rohrstutzen (2)
geführt ist, der an einen Unterdruckmantel (3) mit Saug
anschluß (4) angeschlossen ist, wobei die Druckleitung
mit einem Druckerzeuger (5) und der Sauganschluß (4) 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 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß
an der Bodenplatte (8) Führungen (11) angebracht sind, die
in die zu entleerenden benachbarten Rohre einführbar sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß
mit Hilfe des Saugaggregats (7) ein derartiger Unterdruck
erzeugbar ist, daß das Dichtungsmaterial (9) im Betrieb an die Kopf
platte des zu entleerenden Rohres gedrückt wird.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß
am Unterdruckmantel (3) ein Ventil bzw. Absperrorgan (12) für
das Förderfluid angeordnet ist und daß die Druckleitung (14)
an dieses Absperrorgan anschließbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 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 einem der Ansprüche 4-9, dadurch gekennzeichnet, daß
Saug- und Druckleitungen (14; 15) Verteiler (16; 17)
aufweisen, an die mehrere Entleerungseinheiten,
bestehend aus Sonde und Unterdruckmantel,
anschließ
bar sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4-10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sonde (1) eine zentrale, in Vorschubrichtung gerichtete Düse
(18) sowie Düsen (19) am Umfang aufweist, die unter einem
Winkel entgegengesetzt zur Vorschubrichtung der Sonde gerichtet sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 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 Innendurch
messers des zu entleerenden Rohres beträgt.
Priority Applications (4)
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |