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Katalytischer Reaktor
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Die Erfindung betrifft einen katalytischen Reaktor zur Durchführung
katalytischer Gas reaktionen mit mehreren in einem Träger gelagerten plattenförmigen
Katalysatoren, die derart mittels Abstandsstücken in Abstand zueinander angeordnet
sind, daß sie Gasdurchgänge einschließen.
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Aus der DE-PS 28 34 385, Figuren 4 und 5, ist ein derartiger Reaktor
mit quadratischem Rahmen bekannt, an dem zahlreiche Abstandsstücke so befestigt
sind, daß Abstände zwischen ihnen ausgebildet sind. Zahlreiche Plattenkatalysatoren
sind jeweils in die durch die Abstandsstücke begrenzten Abstände eingefügt und werden
in dem Rahmen gehalten. Der Plattenkatalysator ist eine dünne Metallplatte, die
vorherrschend aus Titan und Vanadin besteht.
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Es sind aber auch plattenförmige Katalysatoren bekannt (DE-PS 28 53
023), bei denen als Träger eine perforierte Metallplatte verwendet wird, auf die
dann eine katalytisch aktive Substanz aufgebracht wird.
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Weiterhin ist es möglich, plattenförmige Katalysatoren aus einem keramischen
Werkstoff herzustellen, in den die katalytisch wirksamen Substanzen eingearbeitet
oder auf den sie aufgebracht sind.
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Bei dem eingangs genannten katalytischen Reaktor weist der als Rahmen
gestaltete Träger einen relativ komplizierten Aufbau auf, da eine Vielzahl von Abstandsstücken
an dem Träger befestigt werden muß.
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Darüber hinaus muß beim Zusammenstellen des Reaktors jede einzelne
Platte beim Einführen in den Träger auf die durch die Abstandsstücke begrenzten
Abstände ausgerichtet werden.
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Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Träger des
katalytischen Reaktors zu vereinfachen und gleichzeitig den Zusammenbau des Reaktors
zu erleichtern.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Abstandsstücke auf den
Katalysatorplatten angeordnet sind.
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Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung des Reaktors kann der Träger
einen einfachen kastenartigen Aufbau mit glatten Begrenzungselementen aufweisen.
Bei Einschieben der einzelnen Katalysatorplatten werden die Gasdurchgänge vorgegebener
Breite aufgebaut, ohne daß ein Ausrichten der einzelnen Platte auf am Rahmen fest
vorgegebene Abstandsstücke erforderlich ist.
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Vorzugsweise sind mit den Katalysatorplatten gesondert gefertigte
Abstandsstücke verbunden, z. B. können auf beiden Seiten überstehende Blindnieten
verwendet werden.
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In vielen Fällen ist es jedoch zweckmäßiger, daß die Abstandsstücke
einstückig mit den Katalysatorplatten ausgebildet sind. Bei der Erstellung von Platten
aus keramischem Werkstoff ist es auf einfache Weise
möglich, die
Abstandsstücke zusammen mit der Platte in einem Form- und Brennvorgang herzustellen.
Bei der Verwendung eines metallischen Werkstoffes ist es möglich, nach entsprechender
Randschlitzung einen Teil der Platte senkrecht zur Erstreckungsrichtung der Platte
umzübördeln und so die Abstandsstücke aufzubauen.
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Wie bei dem Reaktor gemäß der DE-PS 28 34 358 erstrecken sich beim
Anmeldungsgegenstand die Abstandsstücke vorzugsweise nur über eine Teillänge der
Katalysatorplatten, so daß zwischen den Platten keine geschlossenen Kanäle entstehen.
Dabei sind die Abstandsstücke wiederum bevorzugt nur an Vorder- und/oder Hinterkante
der einzelnen Platte angeordnet.
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In Abhängigkeit vom Verfahren zur Herstellung der einzelnen Plattenkatalysatoren
und/oder in Abhängigkeit von der gewünschten Breite der Gasdurchgänge senkrecht
zur Längserstreckungsrichtung der Platten sind die Abstandsstücke auf einer Plattenseite,
auf beiden Plattenseiten oder längs der Vorderkante auf einer Seite und längs der
Hinterkante auf der anderen Seite angeordnet.
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Die Anzahl der Abstandsstücke an Vorderkante bzw.
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Hinterkante ist gleich oder verschieden.
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Im Rahmen der vorliegenden Erfindung kommt dem Träger, der z. B. als
offener Rahmen oder als in Längsrichtung geschlossenes und an den Enden offenes
Gehäuse gestaltet sein kann, die Aufgabe zu, eine vorgegebene Anzahl von Platten,
die selbst die Breite der Gasdurchgänge festlegen, zusammenzufassen.
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Schließl ich richtet sich die vorliegende Erfindung auch auf einen
plattenförmigen Katalysator zur Verwendung in dem erfindungsgemäßen katalytischen
Reaktor, der dadurch gekennzeichnet ist, daß auf der Katalysatorplatte Abstandsstücke
angeordnet sind. Die Erfindung soll nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert
werden. Es zeigt: Figur 1 eine Aufsicht, Kantenansicht und Seitenansicht einer ersten
Ausführungsform einer Katalysatorplatte, Figur 2 eine Seitenansicht und eine Aufsicht
einer zweiten Ausführungsform, Figur 3 eine Aufsicht und eine Seitenansicht einer
dritten Ausführungsform, Figur 4 eine Teilschnittansicht mehrerer in Anlage gebrachten
Platten nach Figur 1 und Figur 5 eine Teilschnittansicht mehrerer in Anlage gebrachten
Platten gemäß Figur 2 und Figur 6 eine Vielzahl von Platten gemäß Figur 1 , die
in einem kastenartigen Träger angeordnet sind.
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Bei der nachfolgenden Beschreibung wird ganz allgemein von Platten
gesprochen und nicht unterschieden, ob die katalytischen Werkstoffe in der Platte
selbst vorhanden oder auf die Platte aufgebracht sind.
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Die in der Figur 1 gezeigte Katalysatorplatte 1 ist an ihrer Vorderkante
mit zwei einstückig mit ihr ausgebildeten Abstandsstücken la und lb versehen, die
jeweils der Oberkante bzw. der Unterkante zugeordnet sind. Die Hinterkante ist mit
einem bezüglich der Abstandsstücke la und lb mittig angeordneten Abstandsstück lc
versehen. Die Abstandsstücke sind dadurch ausgeformt worden, daß vom Rande her die
Platte mit Einschnitten 2 versehen worden ist und die Abstandsstücke zu einer Seite
der Platte hin hochgebördelt worden.
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Bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 ist die Platte 3 mit Löchern
versehen worden, in die Blindnieten 4 eingebracht worden sind, so daß sich auf beiden
Seiten der Platten Abstandsstücke bzw. Distanzhalter erstrecken.
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Die Ausführungsform gemäß Figur 3 entspricht der Ausführungsform gemäß
Figur 1, jedoch sind bei dieser Platte 5 die Abstandsstücke 5a und 5b zur einen
Plattenseite umgebördelt worden, während das Distanzstück bzw. das Abstandsstück
5c zur anderen Plattenseite umgebördelt worden ist.
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Die Teilansicht gemäß Figur 4 zeigt einen Stapel von Platten 1, während
die Teilansicht 5 einen Stapel von Platten 3 zeigt. Durch Vergleich der Figuren
ist ersichtlich, daß die Breite der Gasdurchgänge bei den Platten 4 allein durch
die Erstreckungslänge der Abstandsstücke an einer Platte bestimmt wird, während
bei der Ausführungsform gemäß Figur 2 die zwei Platten zugeordneten Teilabschnitte
der Abstandsstücke 4 die Breite des Gasdurchgangs bestimmen.
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In der Figur 6 sind mehrere Platten 1 gemäß der Figur 1 in einem Gehäuse
6 derart zusammengefaßt, daß das katalytisch zu behandelnde Gas in Pfeilrichtung
durch das Gehäuse strömen kann. Das Gehäuse ist für die Aufnahme von zwei Plattenstapeln
ausgelegt. In einem Gehäuse/Träger können nicht nur mehrere Stapel nebeneinander,
sondern auch übereinander angeordnet werden.
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Abschließend soll darauf hingewiesen werden, daß die Geometrien der
Ausführungsformen gemäß Figuren 1 - 3 auch mit keramischen Werkstoffen erzielt werden
können.
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Bei den Figuren 1 und 3 sind an den Vorder- und Hinterkanten ungleiche
Anzahlen von Abstandsstücken, nämlich zwei bzw. eins dargestellt, während bei der
Ausführungsform gemäß Figur 2 an Vorder- und Hinterkante die gleiche Stückzahl an
Abstandsstücken ausgebildet ist. Anzahl und Verteilung der Abstandsstücke wird in
erster Linie durch die mechanische Festigkeit der Beabstandung bestimmt. Selbstverständlich
wäre es auch möglich, noch an den Längskanten oder ggf.
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sogar auf der Plattenseite Abstandsstücke vorzusehen, jedoch werden
die Ausführungsformen mit den Abstandsstücken an Vorder- und Hinterkante bevorzugt.
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Schließlich soll darauf hingewiesen werden, daß es unter Umständen
für die quer zur Strömungsrichtung gesehen außen liegenden Platten sinnvoll ist,
nur Platten mit einseitig angeordneten Distanzhaltern zu verwenden, so könnten z.
B. bei den in Figur 5 links und rechts, d. h. außen liegenden Platten, die außen
liegenden Teile der Nieten 4 durch flachere Köpfe ersetzt werden.