Wärmeaustausch-verfahren und Wärmeaustauscher zur Durchführung des Verfahrens. Bei Durchführung von chemischen Um setzungen wird Wärme frei oder es muss solche zugeführt werden. Kleinere Reaktions gefässe werden daher mit Heiz- oder Kühl mänteln versehen.
Von einer gewissen Grösste der Reaktionsgefässe an sind jedoch diese Mit tel nicht ausreichend für einen genügenden Wärmeaustausch. Es ist daher notwendig, wärmeaustauschende Elemente, zum Beispiel mit strömender Flüssigkeit gefüllte RohTe,
innerhalb des Reaktionisgefässes anzuordnen. Dabei muss vor allem die Forderung erfüllt werden, dass die Austauschelemente aus dem Reaktionsgefäss, ohne besondere Umstände ent- i nommen werden können, um Kontrollren und gegebenenfalls Reparaturen zu ermöglichen.
Ferner wäre es zweckmässig, das Reaktions- gefäss, wenn es zum Beispiel zur Ausführung katalytisch beeinflusster Reaktionen bestimmt ist, ohne Behinderung durch die Austausch- elemente im. Innern desselben,
mit dem Kata- lysator gleichmässig füllen bezw. leicht ent- leeren zu können.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Wärmeaustauschverfahren unter Ver wendung eines Gefässes, in dem .senkrecht ver laufende, das Austauschmedium enthaltende Austauschelemente angeordnet sind und das Austauschmedium, welches die Austauschele- mente von unten nach oben durchströmt,
vor dem Eintritt in diese und nach dem Austre- ten aus ihnen je in einen .Sammelraum einge leitet wird, während das- Ein- und Aussthleu- sen des Materials, dus mit dem Austausch medium in Wärmeaustausch treten soll, durch an den Sammelräumen vorgesehene Durch- läs:se erfolgt.
Der ebenfalls Gegenstand der Erfindung bildende, zur Durchführung dies Verfahrens dienende Wärmeaustauscher mit in einem Ge fäss senkrecht verlaufenden, das Austauseh- medium:
enthaltenden Austauschelementen weist mindestens zwei Sammelräumte auf, von denen der eine im obern, und der andere im untern Teil des Wärmeaustauechers angeord net ist, und die beide miteinander über die Austauschelemente in Verbindung stehen, wo bei an jedem Sammelraum ein Durchlass für das Material vorgesehen ist, das mit dem Aus tauschmedium in Wärmeaustausch treten soll,
und beide Sammelräume zusammen mit den Austauschelementen aus dem Wärmeaus- tauscher ausgefahren werden können. Die Sammelräume können so angeordnet und gestaltetsen, da-ss sie einen innerhalb des Reaktionsgefässes, zum Beispiel nach unten sieh bewegenden Katalysator durchlassen.
Diese Sammelräume können dabei in der Richtung der Bewegung des Katalysators zweckmässig eine mehr längliche Form be sitzen und in der Mitte oder an der Seite de.s Austauschgefässes angeordnet sein. Die Sam melräume sind zweckmässig durch lösbare Verbindungen, zum Beispiel mittels Stopf büchsen, mit den Zu- oder Ableitungen ver bunden, welche durch die Wandung des Aus tauschgefässes führen und die Speisung der Austauschelemente mit dem Austauschme dium ermöglichen.
Wenn die Sammelräume mit einem abnehmbaren. Teil des Austausch- gefässes, zum Beispiel dessen Deckel oder Bo den, verbunden oder zusammengebaut sind, können lösbare Verbindungen entbehrt wer .den. In diesem Falle können die Sammel- räume zum Beispiel innerhalb oder ausserhalb des Deckelev angeordnet sein. Für katalytische Umsetzungen, die Wärme abgeben, kann man die Austauschelemente und die Sammelräume nach den Grundsätzen eines.
Dampfkessels konstruieren. In den untern Sammelräumen befindet #sichdann die Flüssigkeit, während die obern als Dampfdom ausgebildet sind, aus dem entsprechend der aufrechtzuerhaltenden Reaktionstemperatur Dampf abgeblasen wer den kann. Es kann aber auch ein Dampf- sammelraum ausserhalb, getrennt vom Wärme- aus,tauscher, angeordnet werden.
Solche Wärmeaustauscher ermöglichen durch zeitweise oder fortlaufendes Ein- und Ausschleusen .des Katalysators auch während des Betriebes eine ununterbrochene Arbeits weise, was insbesondere wichtig ist, wenn der Katalysator eine geringe .Lebensdauer besitzt.
Bin Ausführungsbeispiel des Erfindungs- gegenstandes zur Ausführung katalytisch be- einflusster Gasreaktionen ist in der Zeichnung scbem@atisali dargestellt.
Das zum Beispiel zylindrische Umset zungsgefäss 1 mit einem Kühlmantel 2 ist unten konisch verengt und mit Schiebern 3 für den, auszuschleusenden Katalysator sowie mit Ableitungen 4 für .die umgesetzten Gase versehen.
Im Innern des Umsetzungsgefässes 1 sind als Austauschelemente Rohre 5 ange ordnet, welche in die Sammelräume 6 und 7 münden. Der untere Sammelraum 6 ist durch eine Stopfbüchse 8 mit der Zuführung 9 für das Austaus-ohmedium lösbar verbunden.
Der obere Sammelraum 7 ist 'm den Rand des ab nehmbaren Deckels 10, welcher mit Zulei tungen 11 für die Umsetzungsgase sowie mit Schiebern 12 für die Kata,lysatoreinschleu- sung versehen ist, angebaut.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die Sammelräume 6 und 7 so gestaltet, dass sie den Durchtritt des Materials, das mit dem Austauschmedium in Wärmeaustausch treten soll, bezw. den Durchtritt eines Katalysators, auch während des Betriebes, nicht hindern.
Die beschriebene Vorrichtung kann auf verschiedene Weise abgeändert werden. Der abnehmbare, Teil des Austauschers kann statt des Deckels auch der Boden sein. Die Sam- melräume können alle innerhalb des Umset zungsgefässes ähnlich dem mit Ziffer 6 be zeichneten angeer dnet sein. Ausserdem können .die Sammelräume unterteilt oder deren meh rere vorgesehen sein, in die jeweils ein Rohr bündel mündet.
Jeder einzelne Sammelraum kann, sofern er nicht in den Deckel einge- ba.ut ist, durch eine Stopfbüchse mit der Zu- führungs:leitun!g für das Austauschmedium verbunden sein. Auf die Möglichkeit der Aus- gestaltung des obern Sammelraumes 7 als Dampfdom wurde schon oben hingewiesen.
Die Vorteile des beschriebenen Wärme- austaugchers sind folgende: Der Katalysator kann mittels der Schiessbier 12 und 3 ,gegebe nenfalls auch während des Betriebes ein- und ausgeschleust werden. Zur Vornahme von Kontrollen. oder Reparaturen der Austausch- vorrichtungen oder von Auskleidungen kann der Deckel abgehoben und die Verbindung 8 <U>g</U>elöst werden.
Die Rohre 5 können dann samt dem Sammelraum 6 ohne Schwierigkeiten je- weils aus- und einbefahren werden. Wie aus dem dargestellten zu er sehen ist, wird eine vollkommen gleichmässige Verteilung- der Reaktionsgase im Umset zungsgefäss ermöglicht.
Anstatt den Wärmeaustauscher mit Kata lysator .zu füllen, kann man ihn auch mit andern, zum Beispiel .grob- oder feinkörnigen Stoffen beschicken, ohne dass dabei eine Reaktion eintritt, lediglich zu dem Zwecke, eine Wärmeübertragung stattfinden zu lassen.
Heat exchange processes and heat exchangers for carrying out the process. When chemical reactions are carried out, heat is released or it has to be supplied. Smaller reaction vessels are therefore provided with heating or cooling jackets.
From a certain size of the reaction vessels on, however, these means are not sufficient for a sufficient heat exchange. It is therefore necessary to use heat-exchanging elements, for example RohTe filled with flowing liquid,
to be arranged inside the reaction vessel. Above all, the requirement must be met that the replacement elements can be removed from the reaction vessel without any special inconvenience in order to enable controls and, if necessary, repairs.
Furthermore, it would be useful if the reaction vessel is intended to carry out catalytically influenced reactions, for example, without being hindered by the exchange elements in the. Inside it,
fill evenly with the catalytic converter. easy to empty.
The subject matter of the present invention is a heat exchange method using a vessel in which vertically running exchange elements containing the exchange medium are arranged and the exchange medium, which flows through the exchange elements from bottom to top,
Before entering these and after exiting from them, each is introduced into a .sammelraum, while the extrusion and discharge of the material, which is to enter into heat exchange with the exchange medium, through the through provided at the collecting spaces - let it happen.
The heat exchanger, which is also the subject of the invention and is used to carry out this method, with the exchange medium running vertically in a vessel:
containing exchange elements has at least two collecting spaces, one of which is in the upper and the other in the lower part of the heat exchanger, and both of which are connected to each other via the exchange elements, where a passage for the material is provided at each collecting space that is to enter into heat exchange with the exchange medium,
and both collecting spaces can be extended from the heat exchanger together with the exchange elements. The collecting spaces can be arranged and designed in such a way that they allow a catalyst, for example moving downwards, to pass through within the reaction vessel.
These collecting spaces can expediently have a more elongated shape in the direction of movement of the catalyst and be arranged in the middle or on the side of the exchange vessel. The collection spaces are conveniently connected to the supply or discharge lines by detachable connections, for example by means of stuffing boxes, which lead through the wall of the exchange vessel and enable the exchange elements to be fed with the exchange medium.
If the collecting spaces with a removable. Part of the exchange vessel, for example its cover or base, are connected or assembled, releasable connections can be dispensed with. In this case, the collecting spaces can be arranged, for example, inside or outside the cover. For catalytic conversions that give off heat, one can use the exchange elements and the collecting spaces according to the principles of a.
Construct steam boilers. The liquid is then located in the lower collecting spaces, while the upper ones are designed as a steam dome, from which steam can be blown off according to the reaction temperature to be maintained. However, a steam collecting space can also be arranged outside, separate from the heat exchanger.
Such heat exchangers enable uninterrupted operation even during operation by temporarily or continuously introducing and discharging the catalyst, which is particularly important if the catalyst has a short service life.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention for carrying out catalytically influenced gas reactions is shown in the drawing scbem @ atisali.
The, for example, cylindrical conversion vessel 1 with a cooling jacket 2 is conically narrowed at the bottom and is provided with slides 3 for the catalyst to be discharged and with outlets 4 for the converted gases.
Inside the conversion vessel 1 tubes 5 are arranged as exchange elements, which open into the collecting spaces 6 and 7. The lower collecting space 6 is detachably connected by a stuffing box 8 to the feed 9 for the exchange medium.
The upper collecting space 7 is built onto the edge of the removable cover 10, which is provided with feed lines 11 for the conversion gases and with slides 12 for the catalyst inlet.
As can be seen from the drawing, the collecting spaces 6 and 7 are designed so that they respectively allow the passage of the material that is to enter into heat exchange with the exchange medium. Do not prevent the passage of a catalytic converter, even during operation.
The device described can be modified in various ways. The removable part of the exchanger can also be the bottom instead of the cover. The collection rooms can all be labeled within the conversion vessel similar to the one marked with number 6. In addition, the collecting spaces can be subdivided or several can be provided, into each of which a tube bundle opens.
Each individual collecting space, if it is not built into the cover, can be connected to the supply line for the exchange medium through a stuffing box. The possibility of designing the upper collecting space 7 as a steam dome has already been pointed out above.
The advantages of the heat exchanger described are as follows: The catalyst can be introduced and removed by means of the Schiessbier 12 and 3, if necessary also during operation. To carry out controls. or repairs to the replacement devices or linings, the cover can be lifted off and the connection 8 <U> g </U> released.
The pipes 5, together with the collecting space 6, can then each be moved in and out without difficulty. As can be seen from the illustration shown, a completely even distribution of the reaction gases in the reaction vessel is made possible.
Instead of filling the heat exchanger with a catalyst, it can also be filled with other substances, for example coarse or fine-grained substances, without a reaction occurring, merely for the purpose of allowing heat to be transferred.