DE1051817B

DE1051817B - Reactor or heat exchanger with parallel pipes of hexagonal cross-section

Info

Publication number: DE1051817B
Application number: DEU3608A
Authority: DE
Inventors: Ernst Jaeger
Original assignee: UNION CHEMIE ERNST PAUL JAEGER
Current assignee: UNION CHEMIE ERNST PAUL JAEGER
Priority date: 1955-11-18
Filing date: 1955-11-18
Publication date: 1959-03-05
Also published as: FR1160306A

Description

DEUTSCHES /0S*iffi\ PATENTAMTGERMAN / 0S * iffi \ PATENTAMT

kl. 12 g 1/01kl. 12 g 1/01

INTERNAT. KL. B Ol jINTERNAT. KL. B Ol j

AUSLEGESCHRIFT 1 03l817EDITORIAL 1 03l817

U 3608 IVa/12 gU 3608 IVa / 12 g

ANMELDETAG: 18. NOVEMBER 1955REGISTRATION DATE: NOVEMBER 18, 1955

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 5.MÄRZ1959NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF THE
EDITORIAL: MARCH 5, 1959

Die Erfindung betrifft einen Reaktor oder Wärmeaustauscher bzw. Kontaktofen mit parallel verlaufenden Rohren sechseckigen Querschnitts, deren Zwischenräume zur Aufnahme eines Kühlmittels dienen.The invention relates to a reactor or heat exchanger or contact furnace with parallel running Pipes with a hexagonal cross-section, the spaces between which are used to hold a coolant.

Bei den bekannten Reaktoren dieser Bauart wurden die Sechskantrohre unmittelbar aufeinandergelegt, oder es wurden zwischen die Sechskantrohre Zwischenstücke eingelegt. Legt man die Reaktorrohre unmittelbar aufeinander, so bleibt zwischen ihren Wänden nicht genügend Platz für ein Kühlmittel. Andererseits sind zwischen¹ den Rohren eingelegte Zwischenstücke schwer zu verteilen und anzuordnen. Auch ist ^;hr Ausdehnungsvermögen, das im allgemeinen ein anderes als das der Rohre ist, zu berücksichtigen. Man müßte ferner, um eine genügende Abdichtung an den Enden der vereinigten Rohre zu erhalten, die Zwischenstücke auf die Ro'hre aufschweißen. Zu diesem Zwecke müßte dann jedes Zwischenstück mit je zwei Rohrenden verschweißt werden, was umständlich und schwierig ist und die Sicherheit einer derartigen Abdichtung beeinträchtigt. In the known reactors of this type, the hexagonal tubes were placed directly on top of one another, or intermediate pieces were inserted between the hexagonal tubes. If the reactor tubes are placed directly on top of one another, there is not enough space between their walls for a coolant. On the other hand, the pipes inserted spacers difficult to distribute and to be arranged between ^{the first} Also is ^; Your expansion capacity, which is generally different from that of the pipes, must be taken into account. Furthermore, in order to obtain a sufficient seal at the ends of the combined tubes, the intermediate pieces would have to be welded onto the tubes. For this purpose, each intermediate piece would then have to be welded to two pipe ends, which is cumbersome and difficult and impairs the security of such a seal.

Will man ferner im Interesse einer Ersparnis an Kühlmitteln, z. B. an Quecksilber, den Abstand zwischen den Rohren sehr gering, z. B. in der Größe von etwa 1 mm halten, so lassen sich derart dünne Zwischenstücke bei erheblich größerer Stärke der Rohrwandung, die z. B. mehrere mm betragen kann, überhaupt nicht genau anschweißen. Aus den genannten Gründen ist diese Bauart eines Reaktors nicht zu praktischer Bedeutung gekommen.If you also want to save on coolants, z. B. mercury, the distance between the pipes very little, e.g. B. hold in the size of about 1 mm, so can such thin spacers with significantly greater thickness of the pipe wall, the z. B. can be several mm, at all not weld exactly. For the reasons mentioned, this type of reactor is not to be used come of practical importance.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Enden der mit sechseckigem Querschnitt gestalteten Rohre aufzuweiten und die Rohre mit diesen Enden dicht aufeinanderzulegen sowie an ihrer Außenkante durch eine Schweißnaht abzuschließen. Durch eine solche Ausbildung des Reaktors werden die obenerwähnten Nachteile behoben.According to the invention it is proposed that the ends of the tubes designed with a hexagonal cross-section expand and lay the pipes tightly on top of each other with these ends as well as on their outer edge complete a weld. By designing the reactor in this way, the above-mentioned Fixed disadvantages.

Die Aufweitung der Rohre an ihren Enden kann je nach der berechneten und benötigten Menge der Kühlflüssigkeit erfolgen, so daß, wenn die aufgeweiteten Enden aufeinandergelegt werden, sich zwischen den Rohren der zur Aufnahme der betreffenden Menge der Kühlflüssigkeit erforderliche Raum ergibt.The expansion of the pipes at their ends can be done depending on the calculated and required amount of cooling liquid take place so that when the flared ends are placed on top of each other, between the Pipes results in the space required to accommodate the relevant amount of cooling liquid.

Als Kühlflüssigkeit kann in bekannter Weise z. B. Quecksilber oder eine Salzlösung verwandt werden. Um nicht zu große Mengen dieser Kühlflüssigkeit z. B. von Quecksilber aufwenden zu müssen, setzte man bisher zwischen den Rohren eines Reaktors Füllstäbe ein, die man, auch als »\^erdrängerstäbe« bezeichnete. As a cooling liquid, in a known manner, for. B. mercury or a saline solution can be used. In order not to use too large amounts of this cooling liquid z. B. having to spend mercury, continued up to now, filling rods have been inserted between the tubes of a reactor, also known as "displacement rods".

Eine solche Anordnung hat indes den Nachteil, daß die Verdrängerstäbe die Wärme sehr schlecht übertragen und daß es schwierig ist, die Temperatur genau einzustellen.Such an arrangement, however, has the disadvantage that the displacement rods transfer the heat very poorly and that it is difficult to set the temperature accurately.

Reaktor oder WärmeaustauscherReactor or heat exchanger

mit parallel verlaufenden Rohrenwith parallel pipes

sechseckigen Querschnitteshexagonal cross-section

Anmelder:Applicant:

Union-Chemie Ernst Paul JägerUnion-Chemie Ernst Paul Jäger

Import — Export Chemischer AnlagenImport - export of chemical plants

und Rohstoffe, Düsseldorfand raw materials, Düsseldorf

Ernst Jäger, Düsseldorf-Reisholz,
ist als Erfinder genannt wordenErnst Jäger, Düsseldorf-Reisholz,
has been named as the inventor

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung braucht man, da man den Zwischenraum zwischen den Rohrflächen genau einstellen kann, derartige Verdränger-In the arrangement according to the invention, it is necessary, as the space between the pipe surfaces can adjust precisely, such displacement

stäbe zwischen den Rohrwäniden nicht anzuordnen.rods between the Rohrwäniden not to be arranged.

Die Sechskantrohre liegen im Innern des Kontaktofens nur mit ihren Enden aufeinander, mit ihrer ganzen Länge zwischen den Enden aber nicht Wand an Wand, sondern ihre Wandflächen verlaufen mit ge-The hexagonal tubes are inside the contact furnace only with their ends on top of each other, with their whole Length between the ends but not wall to wall, but their wall surfaces run with

ringem Zwischenraum, z. B. mit einigen Millimetern, z. B. 1 bis 3 mm, Abstand.ring gap, e.g. B. with a few millimeters, z. B. 1 to 3 mm, distance.

Die Aufweitung der Enden der Sechskantrohre hat auch den Vorteil, daß die zum Verschluß der Fugen zwischen den Rohren erforderliche Schweißnaht nurThe widening of the ends of the hexagonal tubes also has the advantage that it closes the joints Weld required between the pipes only

geringe Breite erhält, so daß die Schweißnähte unter einfachster Gestaltung exakt auszuführen sind.receives small width, so that the weld seams can be carried out exactly with the simplest possible design.

An Hand der Aufbördelunig oder Aufweitung kann man ferner das Maß der von dem Reaktor aufgenommenen Kühlflüssigkeit, z. B. Salzlösungen, hochtem-On the basis of the flanging or widening, one can also see the amount of water absorbed by the reactor Coolant, e.g. B. saline solutions, high-temperature

peraturbeständigen, synthetischen ölen, Mineralölen, oder sonstiger Kühlstoffe, z. B. Kühlgase, Metallschmelzen u. dgl., genau berechnen. Ein derartiger Reaktor oder Kontaktofen läßt sich für alle bisher üblichen Zwecke verwenden, indem er mit Gasen odertemperature-resistant, synthetic oils, mineral oils, or other coolants, e.g. B. cooling gases, molten metal and the like., Calculate exactly. One of those Reactor or contact furnace can be used for all previously common purposes by being with gases or

Gasgemischen beschickt wird, z. B. mit Gasen für die Herstellung von Säuren, mit durch Katalyse beeinflußbaren gasförmigen Stoffen usw. Der erfindungsgemäß ausgestaltete Reaktor läßt sich insbesondere vorteilhaft zur Durchführung solcher exothermischerGas mixtures is charged, e.g. B. with gases for the production of acids, with influenceable by catalysis gaseous substances, etc. The reactor designed according to the invention can in particular advantageous for carrying out such exothermic

Reaktionen verwenden, bei denen eine verhältnismäßig kostspielige Kühlflüssigkeit, wie Quecksilber, benutzt wird.Use reactions that use a relatively expensive coolant such as mercury will.

Gegenüber der Verwendung runder Rohre ist es mit Hilfe der erfindungsgemäßen Anordnung möglich, dieCompared to the use of round tubes, it is possible with the aid of the arrangement according to the invention, the

809 7687497809 7687497

Menge der Kühlflüssigkeit um mindestens 30 bis 60% herabzumindern. Werden also z. B. 4000 1 Quecksilber bei einem Reaktor mit zylindrischen Rohren trotz Einsatz von Füllstäben benötigt, so wären mit Hilfe der neuen Ausbildungsform eines Reaktors nur noch etwa 25001 Kühlflüssigkeit erforderlich, was für den wirtschaftlichen Betrieb des Reaktors ausschlaggebend sein kann.Reduce the amount of coolant by at least 30 to 60%. So z. B. 4000 1 mercury required in a reactor with cylindrical tubes despite the use of filler rods, with the help of the new design of a reactor only requires about 25001 cooling liquid, which is economical Operation of the reactor can be critical.

In der Zeichnung ist eine Vorrichtung gemäß der Erfindung beispielsweise dargestellt.In the drawing, a device according to the invention is shown for example.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäß ausgebildeten Reaktor im senkrechten Schnitt;1 shows a reactor designed according to the invention in vertical section;

Fig. 2 zeigt einen Teil der Rohre des Reaktors ebenfalls im Längsschnitt in vergrößertem Ma₍ßstab; Fig. 3 ist ein Schnitt nach Linie C-D in Fig. 2.FIG. 2 shows part of the tubes of the reactor also in a longitudinal section on an enlarged _{scale (} ßstab; FIG. 3 is a section along line CD in FIG. 2.

Im einzelnen bezeichnet das Bezugszeichen 1 die äußere Wandung 'des Reaktors, die z. B. in Form eines Zylindermantels ausgebildet sein kann, mit einer Zuführungsleitung mit der z. B. trichterförmig gestalteten Haube 2 und der ebenfalls trichterförmig gestalteten Boden 3. Die Einführung der zu behandelnden Gase erfolgt von oben durch eine Leitung 4, ihre Abführung durch eine Leitung 5.In detail, the reference numeral 1 denotes the outer wall 'of the reactor, the z. B. in the form of a Cylinder jacket can be formed with a supply line with the z. B. funnel-shaped Hood 2 and the also funnel-shaped bottom 3. The introduction of the to be treated Gases are discharged from above through a line 4, their discharge through a line 5.

Die Zuführung dler Kühlstoffe, z. B. von Quecksilber, erfolgt durch die Leitungen 6 und 7, ihre Ableitung durch eine am unteren Teil des Reaktors angeschlossene Leitung 8.The supply of coolants such. B. of mercury, takes place through lines 6 and 7, their discharge through one connected to the lower part of the reactor Line 8.

Der von dem Mantel 1 umschlossene Raum des Kontaktofens ist mit in dem Ausführungsbeispiel senkrecht stehenden Rohren 9 ausgestattet. Diese Rohre besitzen erfindungsgemäß sechseckigen Querschnitt und sind an ihren Enden 10, 11 gemäß (Fig. 2) derart aufgeweitet, daß, wenn sie mit den Enden aufeinandergelegt werden, zwischen den Rohren Zwischenräume 12 verbleiben, die in ihrer Größe der Menge der aufzunehmenden Kühlstoffe entsprechen.The space of the contact furnace enclosed by the jacket 1 is also included in the exemplary embodiment vertical pipes 9 equipped. According to the invention, these tubes have a hexagonal cross section and are widened at their ends 10, 11 according to (Fig. 2) such that when they are placed with the ends on top of one another are, remain between the tubes gaps 12, the size of the Correspond to the amount of coolants to be absorbed.

Die Rohre werden an ihreft' aufeinanderliegenden Enden durch Schweißnähte 13 miteinander verbunden.The tubes are attached to each other Ends connected to one another by weld seams 13.

Das ganze Rohrbündel kann ilu bekannter Weise, z. B. mittels eines oberen Ringes 14 sowie mittels eines unteren Ringes 15, mit der Wandung 1 des Ofenmantels verschweißt werden.The whole tube bundle can be used in a known manner, z. B. by means of an upper ring 14 and by means of a lower ring 15, with the wall 1 of the furnace shell be welded.

Der größere Zwischenraum 16, der sich zwischen dem Mantel 1 und der äußersten Rohrreihe ergibt, kann gegebenenfalls durch in der Zeichnung punktiert angedeutete Kühlstäbchen 17 ausgefüllt werden.The larger space 16 that results between the jacket 1 and the outermost row of tubes, can optionally be filled with cooling rods 17 indicated by dotted lines in the drawing.

Claims

1.Reactor or heat exchanger with parallel pipes of hexagonal cross-section, the spaces between which serve to receive a coolant, characterized in that the Ends of the tubes (9) widened and the tubes with these ends (10, 11) placed tightly on top of one another as well as are closed at their outer edge by a weld seam.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the between the jacket (1) of the furnace and the outer row of tubes remaining space filled by displacement rods (17) is.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the entire tube bundle by means of an upper ring (14) and by means of a lower ring (15) with the wall (1) of the Oven jacket is welded.

Considered publications:
Austrian patent specification No. 116 364.

Legacy Patents Considered:
German Patent No. 948 781.

1 sheet of drawings