AT119949B - Vorrichtung zur katalytischen Umwandlung von Gasen. - Google Patents

Description

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    V orricl1tullg   zur katalytischen Umwandlung von Gasen. 



   Die Erfindung betrifft eine zur katalytischen Umwandlung von Gasen, insbesondere zur Oxydation von Ammoniak zu Stickoxyden, bestimmte Vorrichtung, die einen Vorerhitzer für das Gas vor der Katalyse enthält. 



   Insbesondere gestatteten die bisher verwendeten Vorerhitzer bei den Vorrichtungen zur Ammoniakverbrennung nicht, die   Kondensations-und Ausdehnungswirkungen   vollständig zu verhüten, welche eine schnelle Zerstörung der Apparatur verursachen. 



   Weiter hatten die bekannten in Form von Metalldrahtnetzen angewandten Katalysatoren in ihrer Form begründet Nachteile, insbesondere geringe mechanische   Widerstandsfähigkeit   und mangelhafte Ausbeute infolge der Unregelmässigkeit in den Wirkungsbedingungen der verschiedenen Oberflächen-   elemente. Schliesslich   traten auch in gewissen Fällen merkliche Verluste an Katalysatorsubstanz auf. 



   Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu beheben. 



   Zu diesem   Zweck zist   ein Apparat zur Katalyse vorgesehen, der eine Wiedergewinnungsvorrichtung für die von den behandelten Gasen mitgerissenen Katalysatorteilchen sowie einen Vorerhitzer enthält, der derart konstruiert ist, dass er eine freie Ausdehnung des Rohrbündels gestattet. Dies wird insbesondere durch die Verwendung von Stopfbüchsen od. dgl. erreicht, die vorzugsweise so angeordnet sind, dass sie ein die Gase zuführendes Rohrbündel umschliessen. Infolge dieser Bauweise verhütet die Anordnung die Kondensation der Gase und deren Nebenwirkungen. 



   Weiter ist erfindungsgemäss eine Verteilung der umzusetzenden Gase auf einen Katalysator von besonderer Form vorgesehen, derart, dass die mechanischen Spannungen auf den geringstmöglichen Wert gebracht und gleichmässig gestaltet werden. Die erhitzten Gase werden in geeigneter Weise durch einen Verteiler entsprechender Form derart auf den Katalysator geleitet, dass die Dichte des Gasstromes auf der ganzen Oberfläche des Katalysators gleichmässig ist. Diese Oberfläche selbst ist der Einwirkung der von den Innenwänden der Reaktionskammer ausgestrahlten Wärme unterworfen. Diese können erfindungsgemäss die charakteristische Oberfläche des Katalysators frei umfassen. 



   In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt, die die verschiedenen neuen Merkmale der Anordnung wiedergibt. 



   Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine Vorrichtung zur katalytischen Umwandlung von Ammoniak in Stickoxyde. 



   Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemässen Form eines zur Katalyse dienenden Metallgewebes. Das beispielsweise mit Luft gemischte Ammoniakgas tritt durch die Rohrleitung 2 in das 
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 und des Heizmantels 5 gestatten, welche zusammen den Vorerhitzer bilden. Das Ammoniakgas erwärmt sich durch   Wärmeaustausch   mit den an der Aussenseite des Röhrenbündels umlaufenden Gasen. Das   Röhrenbündel   ist durch innerhalb des Heizmantels   5   angebrachte Prallplatten 6 versteift. Nach Verlassen des Vorerhitzers werden die heissen Gase mit geeignetem Eintrittswinkel durch einen Verteiler 7 von geeigneter Form auf das Metallgewebe 8 des Katalysators geleitet. 



   Das Katalysatorgewebe ist unmittelbar am Verteiler 7 befestigt, so dass alle zu behandelnden Gase durch den Katalysator gehen. 



   Der Verteiler 7 dient überdies dazu, um die Verteilung des Gasstromes auf dem Katalysatorgewebe gleichmässig zu gestalten, um so die Wirksamkeit jedes einzelnen Teiles des Katalysators zu verbessern und um seine mechanische Widerstandsfähigkeit zu erhöhen. 

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   Das Katalysatorgewebe hat eine beispielsweise in Fig. 2 dargestellte sackartig Form. Diese Form entspricht einer Rotationsfläche, die durch einen Kettenbogen erzeugt wird, welcher um eine der Einleitungsrichtung der Gase zu dem Katalysator im wesentlichen parallele Symmetrieachse rotiert. Das Katalysatorgewebe kann aus mehreren Schichten von metallischem Gitterwerk bestehen, das durch Verlöten, Vernähen oder in anderer geeigneter Weise verbunden ist. Das der Katalyse unterworfene Gas wird durch Öffnungen abgeleitet, die durch die Wand 5a der den Katalysator umgebenden Kammer gebohrt sind. 



   Die Gase werden nach der Katalyse tangential in einen zur Wiedergewinnung der mitgerissenen Katalysatorteilchen dienenden Behälter 9 eingeleitet, der zu dem genannten Zweck mit   Prallfläche   versehen ist. Letztere werden von einem   Rohrstutzen. M   gebildet, der innerhalb des Behälters einen ringförmigen Raum bildet, in welchen die Gase radial eingeleitet. werden, während sie in axialer Richtung durch den genannten Rohrstutzen und ein   anschliessendes   aufrecht stehendes Rohr 11 abgeleitet werden. 



  Das Gas lagert vor seinem Entweichen nach dem Vorerhitzer in dem   Wiedergewinnungsbehälter   9 die gegebenenfalls in Suspension gehaltenen festen Teilchen ab. Hierauf kann der zum   Wärmeaustausch   benötigte Teil der Gase durch entsprechende Einstellung der Durchlässe   11 a   und   11b   derart durch den Vorerhitzer geleitet werden, dass die heissen Gase das Röhrenbündel und die   Prallfläche   im Innenraum des Vorerhitzers umströmen und dabei das in dem Röhrenbündel zugeleitete Ammoniak erhitzen. Nach ihrer Verwendung zur Vorerhitzung werden die Gase durch die Leitung 13 in die Leitung 12 geführt, wo sie sich mit dem Rest der behandelten Gase wieder vereinigen, der den Durchlass   11b   durchströmt hat. 



   Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die gezeichnete   Ausführungsform   beschränkt, vielmehr sind mannigfache Abänderungen möglich, ohne dass der Rahmen der Erfindung verlassen wird. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur katalytischen Umwandlung von Gasen, insbesondere zur Oxydation des Ammoniaks, dadurch gekennzeichnet, dass die zu behandelnden Gase vor ihrem Durchgang durch eine Kammer für die Katalyse durch Wiedergewinnung der Wärme von den bereits behandelten durch die Kammer gegangenen Gasen vorgewärmt werden, wobei diese Einrichtung überdies eine   Wiedergewinnungsvorriel--   tung für die von den behandelten Gasen mitgerissenen Katalysatorteilchen enthält.

Claims (1)

1. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorwärmung erfolgt, indem die zu behandelnden Gase durch ein oberhalb der Katalysatorkammer angeordnetes und von ihr durch eine Scheidewand getrenntes Röhrenbündel geleitet werden, wobei auf dieser Scheidewand einerseits das Röhrenbündel und anderseits der Träger für den Katalysator aufruht, so dass der Übergang der Gase vom Vorwärmer zur Katalysatorkammer auf das äusserste abgekürzt und jede Abkühlung der vorgewärmten Gase vermieden wird.

   3. Katalysatorkammer, insbesondere für die Verwendung in einer Vorrichtung für katalytische Umwandlung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Katalysator auf einer sackförmigen Fläche verteilt ist, in deren Hohlraum die zu behandelnden Gase geleitet werden, wobei diese Oberfläche die Form einer Rotationsfläche hat, die von einem um eine mit der Zuführungsrichtung der zu behandelnden Gase identische Achse rotierenden Bogen einer Kettenlinie erzeugt wird.

   4. Katalysatorkammer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Wand der den über die sackförmige Fläche verteilten Katalysator enthaltenden Kammer sich der Oberfläche des Katalysators anschmiegt und eine Reihe von das Abströmen der behandelten Gase gestattenden Durchlässen besitzt.

   5. Katalysatorkammer nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Gase in die Höhlung der sackförmigen Fläche durch einen als Verteiler dienenden Rohrstutzen geführt werden, der das Gasgemenge gegen den Katalysatorleitet und die Verteilung des Gasstromes gleichförmig gestaltet.

   6. Vorrichtung zur Wiedergewinnung von durch die behandelten Gase in einem Katalysenapparat wie nach Anspruch 1 mitgerissenen Katalysatorteilchen, dadurch gekennzeichnet, dass die Gase in einen Behälter mit Prallplatten, z. B. durch einen Stutzen, der mit diesem Behälter einen Ringraum bildet, in den die Gase in tangentialer Richtung eingeleitet werden, eingeführt werden, während sie in axialer Richtung durch den Stutzen abgezogen werden.

   7. Vorrichtung zur katalytischen Umwandlung von Gasen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass seine Bestandteile in zwei Kolonnen angeordnet sind, deren eine den Zuführungskanal für die zu behandelnden Gase, den in die Katalysatorkammer mündenden Vorwärmer und deren andere die Rückgewinnungsvorrichtungfür die von den behandelten Gasen mitgerissenenKatalysatcr- teilchen und eine Verlängerungsröhre für diese Vorrichtung enthalten, wobei diese beiden Kolonnen durch verschiedene Leitungen verbunden sind, deren eine dazu dient, um die Gase nach erfolgter Katalyse in die Rückgewinnungsvorrichtung zu leiten, eine zweite, um aus der vertikalen Röhre gegen den Vorwärmer hin einen Teil der behandelten Gase abzuleiten und eine dritte,

   um den durch den Vorwärmer abgezweigten Teil in den Abzugskanal für die behandelten Gase zurückzuleiten.