DE3507868C2 - - Google Patents

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.