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DE20112489U1 - Device for the aftertreatment of reaction gases - Google Patents

Device for the aftertreatment of reaction gases

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Publication number
DE20112489U1
DE20112489U1 DE20112489U DE20112489U DE20112489U1 DE 20112489 U1 DE20112489 U1 DE 20112489U1 DE 20112489 U DE20112489 U DE 20112489U DE 20112489 U DE20112489 U DE 20112489U DE 20112489 U1 DE20112489 U1 DE 20112489U1
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DE
Germany
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cooler
annular chamber
reactor
reaction gas
post
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Expired - Lifetime
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DE20112489U
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German (de)
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Balcke Duerr Energietechnik GmbH
Original Assignee
Balcke Duerr Energietechnik GmbH
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Publication date
Application filed by Balcke Duerr Energietechnik GmbH filed Critical Balcke Duerr Energietechnik GmbH
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Publication of DE20112489U1 publication Critical patent/DE20112489U1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86Catalytic processes
    • B01D53/88Handling or mounting catalysts
    • B01D53/885Devices in general for catalytic purification of waste gases

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  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
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  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Description

Stenger, Watzke & Ring y *"*.: 3c^"e£-*r&d^ich-Ring ?oStenger, Watzke & Ring y *"* .: 3c^"e £ -*r&d^ich-Rin g ?o

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DIPL-ING. WOLFRAM WATZKE (-1999)DIPL-ING. WOLFRAM WATZKE (-1999)

DIPL-ING. HEINZ J. RINGDIPL-ING. HEINZ J. RING

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Balcke-Dürr Energietechnik GmbH &egr;&Idigr;&Igr;&ogr;&Tgr;&agr;&Ggr;&rgr;&Idigr;&egr;&ngr;&tgr; attorneysBalcke-Dürr Energietechnik GmbH &egr;&Idigr;&Igr;&ogr;&Tgr;&agr;&Ggr;&rgr;&Idigr;&egr;&ngr;&tgr; attorneys

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Datum 27. Juli 2001
Vorrichtung zur Nachbehandlung von Reaktionsqasen
Date 27 July 2001
Device for post-treatment of reaction phases

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Nachbehandlung von Reaktionsgasen, in der das Reaktionsgas zunächst einen Kühler und anschließend einen katalytisch arbeitenden Nachreaktor durchströmt, wobei das Reaktionsgas den Kühler von unten nach oben und im Gleich- oder Gegenstrom zu dem wärmeaufnehmenden Medium durchströmt.The invention relates to a device for the aftertreatment of reaction gases, in which the reaction gas first flows through a cooler and then through a catalytically operating post-reactor, wherein the reaction gas flows through the cooler from bottom to top and in cocurrent or countercurrent to the heat-absorbing medium.

Derartige Vorrichtungen kommen insbesondere in der chemischen Industrie zur Anwendung, z. B. bei der Gewinnung von Phthalsäureanhydrid (PSA). Um das PSA aus dem den Reaktor verlassenden, heißen Trägergas gewinnen zu können, muß das PSA vor dem Einleiten in einen Nachreaktor heruntergekühlt werden. Hierzu ist aus der DE 197 42 821 A1 eine Anordnung zur Kühlung eines einen Reaktor verlassenden, mit Produktdämpfen beladenen heißen Trägergases bekannt, bei der innerhalb eines Gehäuses hintereinander ein von einem Kühlfluid durchströmter Kühler sowie ein mit Katalysatoren versehener Nachreaktor angeordnet sind. Der Kühler sowie die Katalysatoren werden nacheinander vertikal durchströmt, anschließend erfolgt eine Umlenkung zu einer von einem Wärmeträgerfluid durchströmten zweiten Wärmetauschereinheit. Infolge dieser Strömungsführung strömt das Trägergas an dem einen Ende in das Gehäuse ein, und verläßt dieses Gehäuse an dessen anderem Ende.Such devices are used in particular in the chemical industry, e.g. in the extraction of phthalic anhydride (PA). In order to be able to extract the PA from the hot carrier gas leaving the reactor, the PA must be cooled down before being introduced into a post-reactor. For this purpose, an arrangement for cooling a hot carrier gas leaving a reactor and laden with product vapors is known from DE 197 42 821 A1, in which a cooler through which a cooling fluid flows and a post-reactor equipped with catalysts are arranged one behind the other within a housing. The flow vertically flows through the cooler and the catalysts one after the other, then there is a diversion to a second heat exchanger unit through which a heat transfer fluid flows. As a result of this flow guidance, the carrier gas flows into the housing at one end and leaves the housing at the other end.

Durch die Anordnung der einzelnen Komponenten der Vorrichtung im wesentlichen übereinander erfordert die bekannte Vorrichtung eine erhebliche Bauhöhe, wodurch die Zugänglichkeit zu den weiter oben angeordneten Komponenten, undDue to the arrangement of the individual components of the device essentially one above the other, the known device requires a considerable construction height, which limits the accessibility to the components arranged further up, and

Telefon (0211) 5721 $i" ·'"'.) J. ^f/B^k/CWsiejaorf: :jBL2,30020500) 40113276 Telefax (0211)58*8225 Stadt-Sparkasse,*Düsseldorf '(BLZ'30050110) 10090Telephone (0211) 5721 $i"·'"'.) J. ^f/B^k/CWsiejaorf: :jBL2,30020500) 40113276 Telefax (0211)58*8225 Stadt-Sparkasse,*Düsseldorf '(BLZ'30050110) 10090

insbesondere den Katalysatoren des Nachreaktors sowie zu dem weiteten Wärmetauscher erschwert ist.in particular the catalysts of the post-reactor and the extended heat exchanger.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Nachbehandlung von Reaktionsgasen zu schaffen, die sich durch eine kompakte Bauweise mit kurzen freien Strömungswegen und guter Zugänglichkeit der Einbauten auszeichnet.The invention is based on the object of creating a device for the aftertreatment of reaction gases, which is characterized by a compact design with short free flow paths and good accessibility of the internals.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, daß der Kühler in seinem oberen Bereich mit über seinen Umfang verteilten Gasaustrittsöffnungen versehen ist, über die das abgekühlte Reaktionsgas in eine den Kühler konzentrisch umgebende Ringkammer gelangt, in der die Katalysatoren des Nachreaktors angeordnet sind.To achieve this object, it is proposed in a device of the type mentioned at the outset that the cooler is provided in its upper region with gas outlet openings distributed over its circumference, through which the cooled reaction gas passes into an annular chamber concentrically surrounding the cooler, in which the catalysts of the post-reactor are arranged.

Eine solchermaßen gestaltete Vorrichtung zur Nachbehandlung von Reaktionsgasen zeichnet sich vor allem durch eine kompakte Bauweise mit kurzen freien Strömungswegen aus.A device designed in this way for the post-treatment of reaction gases is characterized above all by a compact design with short free flow paths.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Gasaustrittsöffnungen Bestandteil einer 180°- Strömungsumlenkung des Reaktionsgases, so daß dieses die Ringkammer mit dem Nachreaktor von oben nach unten durchströmt. Dies führt zu einer besonders kompakten Bauweise der Vorrichtung mit nur geringer Bauhöhe.According to a preferred embodiment, the gas outlet openings are part of a 180° flow deflection of the reaction gas, so that it flows through the annular chamber with the post-reactor from top to bottom. This leads to a particularly compact design of the device with only a low overall height.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist der im Querschnitt kreisförmige Kühler in einen zylindrischen inneren Leitmantel eingesetzt, der konzentrisch von einem vorzugsweise ebenfalls zylindrischen äußeren Leitmantel umgeben ist, wobei die Ringkammer durch diese beiden Leitmäntel begrenzt wird. Vorzugsweise befinden sich in diesem Fall die Gasaustrittsöffnungen des Kühlers in der Wandung des inneren Leitmantels.According to a further embodiment, the cooler, which is circular in cross section, is inserted into a cylindrical inner guide jacket, which is concentrically surrounded by an outer guide jacket, which is preferably also cylindrical, the annular chamber being delimited by these two guide jackets. In this case, the gas outlet openings of the cooler are preferably located in the wall of the inner guide jacket.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist die Ringkammer nach oben hin durch eine Ringhaube verschlossen, deren Innenrand oberhalb der Gasaustrittsöffnungen mit dem inneren Leitmantel, und deren Außenrand mit dem äußeren Leitmantel druckfest verbunden ist.According to a further embodiment, the annular chamber is closed at the top by an annular hood, the inner edge of which is pressure-tightly connected to the inner guide jacket above the gas outlet openings, and the outer edge of which is pressure-tightly connected to the outer guide jacket.

Vorzugsweise ist die Ringkammer auch nach unten hin durch eine Ringhaube verschlossen, deren Innenrand mit dem inneren Leitmantel, und deren Außenrand mit dem äußeren Leitmantel druckfest verbunden ist.Preferably, the annular chamber is also closed at the bottom by an annular hood, the inner edge of which is pressure-tightly connected to the inner conducting jacket and the outer edge of which is pressure-tightly connected to the outer conducting jacket.

Zur Vermeidung von Wärmedehnungen und damit Spannungen im Zusammenhang mit dem thermisch hochbelasteten Kühler wird vorgeschlagen, daß der Kühler hängend in dem inneren Leitmantel angeordnet ist, wobei seine vertikale Abstützung gegenüber dem Leitmantel durch Abstützelemente erfolgt, die sich oberhalb der Wärmeaustauschflächen des Kühlers befinden. Infolge dieser hängenden Anordnung des Kühlers innerhalb der Vorrichtung wird ferner die Montage und Demontage der Vorrichtung insgesamt vereinfacht. Außerdem lassen sich auf diese Weise Wartungs- oder Reparaturarbeiten an dem Kühler und insbesondere an dessen Rohrbündeln leichter durchführen.To avoid thermal expansion and thus stresses in connection with the thermally highly stressed cooler, it is proposed that the cooler be arranged suspended in the inner guide jacket, with its vertical support relative to the guide jacket being provided by support elements which are located above the heat exchange surfaces of the cooler. As a result of this suspended arrangement of the cooler within the device, the assembly and disassembly of the device as a whole is also simplified. In addition, maintenance or repair work on the cooler and in particular on its tube bundles can be carried out more easily in this way.

Mit einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß unter dem Nachreaktor in der Ringkammer ein zusätzlicher Wärmetauscher angeordnet ist. Dieser kann z. B. der Vorwärmung von Kesselspeisewasser dienen. Auf diese Weise wird die hohe Temperatur des den Nachreaktor verlassenden Reingases zusätzlich ausgenutzt.In a further embodiment of the invention, it is proposed that an additional heat exchanger is arranged under the post-reactor in the annular chamber. This can be used, for example, to preheat boiler feed water. In this way, the high temperature of the clean gas leaving the post-reactor is additionally utilized.

Schließlich wird mit einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgeschlagen, daß der Kühler als Rohrbündel-Wärmetauscher ausgebildet ist, dessen Rohre das wärmeaufnehmende Medium im Gleichstrom zu dem Reaktionsgas durchströmt, und daß eine Zuleitung für das wärmeaufnehmende Medium zentral durch das Rohrbündel hindurch bis zu einem Sammler geführt ist, in den die Eintrittsöffnungen der Rohre münden.Finally, in an embodiment of the device according to the invention, it is proposed that the cooler is designed as a tube bundle heat exchanger, through whose tubes the heat-absorbing medium flows in cocurrent with the reaction gas, and that a supply line for the heat-absorbing medium is led centrally through the tube bundle to a collector into which the inlet openings of the tubes open.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert, welches auf der Zeichnung dargestellt ist. Die einzige Figur zeigt einen Vertikalschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Nachbehandlung von Reaktionsgasen. The invention is explained in more detail below using an embodiment shown in the drawing. The single figure shows a vertical section through a device according to the invention for the post-treatment of reaction gases.

Die auf der Figur dargestellte Vorrichtung dient der katalytischen Oxidation der für die Umwelt schädlichen Bestandteile der in einem nicht dargestellten verfahrenstechnischen Prozeß entstehenden Reaktionsgase. Bei diesem ProzeßThe device shown in the figure is used for the catalytic oxidation of the environmentally harmful components of the reaction gases produced in a process not shown. In this process

kann es sich beispielsweise um die Herstellung von Phthalsäureanhydrid (PSA) handeln. Das einen solchen PSA-Reaktor verlassende Reaktionsgas hat eine Temperatur von ca. 370° und ist damit für die sofortige Einleitung in einen katalytisch arbeitenden Nachreaktor nicht geeignet.For example, this could involve the production of phthalic anhydride (PA). The reaction gas leaving such a PA reactor has a temperature of around 370° and is therefore not suitable for immediate introduction into a catalytic post-reactor.

Vielmehr muß eine Herunterkühlung erfolgen, wozu die auf der Figur dargestellte Vorrichtung mit einem zentralen Kühler 1 versehen ist, der hier als Rohrbündel-Kühler bzw. -Verdampfer ausgebildet ist. Das von dem Reaktor kommende, heiße Reaktionsgas tritt über den Stutzen 2 in die untere Haube 3 des Kühlers 1 ein. Knapp oberhalb des Rohrbodens 4 des Kühlers kann das Reaktionsgas dann radial in das Rohrbündel des Kühlers eintreten. Die Durchströmung des Kühlers 1 erfolgt dann parallel zu den einzelnen Rohren 5 von unten nach oben und damit, wie noch zu zeigen sein wird, im Gleichstrom zu dem innerhalb der Rohre 5 strömenden wärmeaufnehmenden Medium, d.h. dem Kühlmedium. Aus Gründen der Übersicht sind in der Figur von den einzelnen Rohren 5 überwiegend nur die Mittellinien strichpunktiert eingezeichnet.Rather, cooling must take place, for which purpose the device shown in the figure is provided with a central cooler 1, which is designed here as a tube bundle cooler or evaporator. The hot reaction gas coming from the reactor enters the lower hood 3 of the cooler 1 via the nozzle 2. Just above the tube bottom 4 of the cooler, the reaction gas can then enter the tube bundle of the cooler radially. The flow through the cooler 1 then takes place parallel to the individual tubes 5 from bottom to top and thus, as will be shown, in parallel with the heat-absorbing medium flowing within the tubes 5, i.e. the cooling medium. For reasons of clarity, only the center lines of the individual tubes 5 are shown in dash-dotted lines in the figure.

Bestandteile des Kühlers 1 sind die von dem Kühlmedium durchströmten Rohre 5, der bereits erwähnte untere Rohrboden 4 sowie ein oberer Rohrboden 6. Über dem oberen Rohrboden 6 befindet sich ein großvolumiger Sammler 7, unterhalb des unteren Rohrbodens 4 ein relativ kleinvolumiger Sammler 8, jeweils für das wärmeaufnehmende Medium.Components of the cooler 1 are the tubes 5 through which the cooling medium flows, the already mentioned lower tube sheet 4 and an upper tube sheet 6. Above the upper tube sheet 6 there is a large-volume collector 7, below the lower tube sheet 4 there is a relatively small-volume collector 8, each for the heat-absorbing medium.

Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel dient der Kühler zugleich als Verdampfer, d.h. das wärmeaufnehmende Medium wird als Fluid zugeführt, und als Dampf herausgeführt. Vorzugsweise handelt es sich bei dem Fluid um Kesselspeisewasser, welches über eine Zuleitung 9, die zunächst durch den oberen Sammler 7 hindurchgeführt ist, zentral innerhalb des Rohrbündels bis in den unteren Sammler 8 geführt ist. Dort erfolgt eine Verteilung des Kesselspeisewassers, bevor dieses in den Rohren 5 des Rohrbündels von unten nach oben aufsteigt, hierbei verdampft und über den oberen Sammler 7 und einen dortigen Dampfaustrittsstutzen 10 die Vorrichtung verläßt. Parallel zu der Zuleitung 9 ist ebenfalls zentral durch das Rohrbündel hindurch eine Abschlämmleitung 11 geführt. Diese ragt mit ihrem unteren Ende 12 bis nahezu an den Boden des unteren Sammlers 8.In the embodiment described here, the cooler also serves as an evaporator, i.e. the heat-absorbing medium is supplied as a fluid and discharged as steam. The fluid is preferably boiler feed water, which is fed via a feed line 9, which is first led through the upper collector 7, centrally within the tube bundle to the lower collector 8. There, the boiler feed water is distributed before it rises from bottom to top in the tubes 5 of the tube bundle, evaporates and leaves the device via the upper collector 7 and a steam outlet nozzle 10 there. A blow-down line 11 is also led centrally through the tube bundle parallel to the feed line 9. Its lower end 12 extends almost to the bottom of the lower collector 8.

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Zur Führung des Reaktionsgases durch den Kühler 1 ist dieser von einem inneren Leitmantel 13 umgeben. Entsprechend der zylindrischen Gestaltung des Kühlers 1 ist auch der innere Leitmantel 13 zylindrisch gestaltet, an seinem unteren Ende ist er druckfest mit der reaktionsgasseitigen Haube 3 verbunden. Auf diese Weise entsteht im Übergang zwischen der Haube 3 und dem zylindrischen inneren Leitmantel 13 eine radiale Öffnung 14, über die das Reaktionsgas allseitig in den Kühler bzw. Verdampfer eintritt. Der Austritt des Reaktionsgases erfolgt ebenfalls im wesentlichen radial, wozu im oberen Bereich des inneren Leitmantels 13 über dessen Umfang gleichmäßig verteilt Gasaustrittsöffnungen 15 vorhanden sind. Beim Ausführungsbeispiel sind diese Gasaustrittsöffnungen 15 rechteckige Öffnungen in dem zylindrischen Leitmantel 13.To guide the reaction gas through the cooler 1, the cooler is surrounded by an inner guide jacket 13. In accordance with the cylindrical design of the cooler 1, the inner guide jacket 13 is also cylindrical, and at its lower end it is connected in a pressure-tight manner to the hood 3 on the reaction gas side. In this way, a radial opening 14 is created in the transition between the hood 3 and the cylindrical inner guide jacket 13, through which the reaction gas enters the cooler or evaporator from all sides. The exit of the reaction gas also takes place essentially radially, for which purpose gas outlet openings 15 are provided in the upper area of the inner guide jacket 13, evenly distributed over its circumference. In the exemplary embodiment, these gas outlet openings 15 are rectangular openings in the cylindrical guide jacket 13.

An seinem oberen Rand ist der Leitmantel 13 mit einem Ringflansch 16 verbunden. Auf der Oberseite des Ringflansches 16 stützt sich ein entsprechend gestalteter Flansch 17 ab, der mit dem oberen Sammler 7 des Kühlers verschweißt ist. Der Flansch 17 dient auf diese Weise als Abstützelement, mit dem sich der Kühler 1 vertikal gegenüber dem inneren Leitmantel 13 abstützt. Die Verbindung der beiden Flansche 16, 17 ist femer die einzige vertikal wirkende Verbindung zwischen Kühler 1 und dem inneren Leitmantel 13, eine entsprechende vertikale Abstützung im unteren Bereich des Kühlers 1 fehlt vollständig. Auf diese Weise ist der Kühler hängend in dem inneren Leitmantel angeordnet, der Kühler kann sich nach unten zwecks Kompensation der Wärmedehnungen frei ausdehnen. An seinem unteren Ende ist der Kühler 1 lediglich in radialer Richtung stabilisiert, wozu an der Innenwandung der Haube 3 Stege 18 angeschweißt sind, die sich radial nach innen bis nahe an den Rohrboden 4 des Kühlers erstrecken.The conducting jacket 13 is connected to an annular flange 16 at its upper edge. A correspondingly designed flange 17 is supported on the upper side of the annular flange 16 and is welded to the upper collector 7 of the cooler. In this way, the flange 17 serves as a support element with which the cooler 1 is supported vertically against the inner conducting jacket 13. The connection of the two flanges 16, 17 is also the only vertically acting connection between the cooler 1 and the inner conducting jacket 13; a corresponding vertical support in the lower area of the cooler 1 is completely missing. In this way, the cooler is arranged hanging in the inner conducting jacket, the cooler can expand freely downwards in order to compensate for thermal expansion. At its lower end, the cooler 1 is only stabilized in the radial direction, for which purpose webs 18 are welded to the inner wall of the hood 3, which extend radially inwards close to the tube bottom 4 of the cooler.

Die beschriebene hängende Anordnung des Kühlers führt nicht nur zu einem spannungsfreien thermischen Verhalten, sondern erleichtert auch das Einsetzen in die Vorrichtung sowie Reparatur bzw. Montage an den Rohren des Kühlers. Zur Ausnutzung der gesamten Länge des Rohrbündels befindet sich der Flansch 17 oberhalb der Wärmeaustauschflächen des Kühlers und vorzugsweise auch noch oberhalb des oberen Rohrbodens 6.The described hanging arrangement of the cooler not only leads to a stress-free thermal behavior, but also facilitates insertion into the device as well as repair or assembly on the tubes of the cooler. In order to utilize the entire length of the tube bundle, the flange 17 is located above the heat exchange surfaces of the cooler and preferably also above the upper tube sheet 6.

Schließlich läßt die Zeichnung in Bezug auf den Kühler erkennen, daß dieser vor dem Dampfaustrittsstutzen 10 mit einem als Drahtgestrick gestalteten Demister 19 versehen ist.Finally, the drawing shows with regard to the cooler that it is provided with a demister 19 designed as a wire mesh in front of the steam outlet nozzle 10.

In Höhe des Rohrbündels des Kühlers ist der zylindrische innere Leitmantel 13 konzentrisch von einem vorzugsweise ebenfalls zylindrischen äußeren Leitmantel 20 umgeben. Zwischen innerem Leitmantel 13 und äußerem Leitmantel 20 entsteht auf diese Weise eine Ringkammer 21, die nach oben sowie nach unten hin durch jeweils eine Ringhaube 22 bzw. 23 abgeschlossen ist. Hierbei ist der Innenrand 24 der oberen Ringhaube 22 mit dem inneren Leitmantel 13, und der Außenrand 25 mit dem äußeren Leitmantel 20 durch jeweils eine Schweißnaht fest verbunden. Analog ist bei unteren Ringhaube 23 deren Innenrand 26 mit dem inneren Leitmantel 13 und deren Außenrand 27 mit dem äußeren Leitmantel 20 verschweißt. Reaktionsgas, welches den Rohrbündel-Kühler über die Gasaustrittsöffnungen 15 verläßt, gelangt auf diese Weise unter Umlenkung um insgesamt 180° in die den Kühler konzentrisch umgebende Ringkammer 21. Die Umlenkung der Gasströmung ist in der Zeichnung mit dem Strömungspfeil 28 gekennzeichnet. In der Ringkammer 21 durchströmt das abgekühlte Reaktionsgas einen aus Katalysatoren zusammengesetzten Nachreaktor 29. Die Katalysatoren des Nachreaktors 29 werden dementsprechend vertikal von oben nach unten von dem Reaktionsgas durchströmt. Sie sind in der Ringkammer für Wartungs- oder Reparaturarbeiten sehr gut zugänglich. Unmittelbar, unter dem Nachreaktor 29 befindet sich, ebenfalls in der Ringkammer 21, ein zusätzlicher Wärmetauscher 30. Der Wärmetauscher 30 besteht aus einem spiralförmig gewickelten Rohrbündel mit Anschlüssen 31, 32. In diesem zusätzlichen Wärmetauscher 30 kann z. B. eine Kesselspeisewasser-Vorwärmung infolge der restlichen thermischen Energie des gereinigten Reaktionsgases erfolgen. Das gereinigte Gas verläßt die Vorrichtung schließlich über den Austrittsstutzen 33, welcher an der unteren Ringhaube 23 angeschweißt ist.At the level of the tube bundle of the cooler, the cylindrical inner guide jacket 13 is concentrically surrounded by an outer guide jacket 20, which is preferably also cylindrical. In this way, an annular chamber 21 is formed between the inner guide jacket 13 and the outer guide jacket 20, which is closed off at the top and bottom by an annular hood 22 and 23, respectively. The inner edge 24 of the upper annular hood 22 is firmly connected to the inner guide jacket 13, and the outer edge 25 is firmly connected to the outer guide jacket 20, each by a weld seam. Similarly, the inner edge 26 of the lower annular hood 23 is welded to the inner guide jacket 13 and its outer edge 27 to the outer guide jacket 20. Reaction gas which leaves the tube bundle cooler via the gas outlet openings 15 is deflected by a total of 180° and enters the annular chamber 21 which concentrically surrounds the cooler. The deflection of the gas flow is marked in the drawing with the flow arrow 28. In the annular chamber 21, the cooled reaction gas flows through a post-reactor 29 made up of catalysts. The reaction gas flows vertically from top to bottom through the catalysts of the post-reactor 29. They are very easily accessible in the annular chamber for maintenance or repair work. Immediately below the post-reactor 29, also in the annular chamber 21, there is an additional heat exchanger 30. The heat exchanger 30 consists of a spirally wound tube bundle with connections 31, 32. This additional heat exchanger 30 can, for example, be used to heat the coolant. B. boiler feed water can be preheated as a result of the remaining thermal energy of the purified reaction gas. The purified gas finally leaves the device via the outlet nozzle 33, which is welded to the lower ring hood 23.

Um in die Ringkammer 21 zu gelangen, ist die obere Ringhaube 22 mit einem Zutrittsstutzen 34 versehen. Dieser dient einmal als Mannloch, und hat zum anderen eine Berstscheibe 35 für den Fall einer Explosion des Reaktionsgases. Über den Zutrittsstutzen 34 ist ferner ein besonders einfacher Zugang zu den Katalysatorelementen innerhalb der Ringkammer möglich.In order to access the ring chamber 21, the upper ring hood 22 is provided with an access nozzle 34. This serves as a manhole and also has a bursting disk 35 in the event of an explosion of the reaction gas. The access nozzle 34 also allows particularly easy access to the catalyst elements within the ring chamber.

Anstelle des beim Ausführungsbeispiel verwendeten oberen Sammlers 7- fur den entstehenden Dampf kann auch eine separate Dampftrommel zum Einsatz gelangen. Je nach Anwendungsfall wird das Kesselspeisewasser durch die zentral angeordnete Zuleitung 9, oder aber alternativ unmittelbar dem unteren Sammler 8 zugeführt.Instead of the upper collector 7 used in the embodiment for the steam generated, a separate steam drum can also be used. Depending on the application, the boiler feed water is fed through the centrally arranged supply line 9, or alternatively directly to the lower collector 8.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1 Kühler/Verdampfer1 cooler/evaporator

2 Stutzen2 nozzles

3 Haube3 Hood

4 unterer Rohrboden4 lower tube sheet

5 Rohr5 Pipe

6 oberer Rohrboden6 upper tube sheet

7 oberer Sammler7 upper collector

8 unterer Sammler8 lower collector

9 Zuleitung9 Supply line

10 Dampfaustrittsstutzen10 Steam outlet nozzles

11 Abschlämmleitung11 Blow-down line

12 unteres Ende der Abschlämmleitung12 lower end of the blowdown line

13 innerer Leitmantel13 inner conductive sheath

14 radiale Öffnung14 radial opening

15 Gasaustrittsöffnung15 Gas outlet opening

16 Ringflansch 17. Flansch16 Ring flange 17. Flange

18 Steg18 Bridge

19 Demister19 Demister

20 äußerer Leitmantel20 outer conductive sheath

21 Ringkammer21 Annular chamber

22 Ringhaube22 Ring hood

23 Ringhaube23 Ring hood

24 Innenrand24 Inner edge

25 Außenrand25 Outer edge

26 Innenrand26 Inner edge

27 Außenrand27 Outer edge

28 Strömungspfeil28 Flow arrow

29 Nachreaktor/Katalysator29 Post-reactor/catalyst

30 Wärmetauscher30 heat exchangers

31 Anschluß31 Connection

32 Anschluß32 Connection

33 Austrittsstutzen33 Outlet nozzle

34 Zutrittsstutzen34 access nozzles

35 Berstscheibe35 Rupture disc

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Nachbehandlung von Reaktionsgasen, in der das Reaktionsgas zunächst einen Kühler (1) und anschließend einen katalytisch arbeitenden Nachreaktor (29) durchströmt, wobei das Reaktionsgas den Kühler (1) von unten nach oben und im Gleich- oder Gegenstrom zu dem wärmeaufnehmenden Medium durchströmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler (1) in seinem oberen Bereich mit über seinen Umfang verteilten Gasaustrittsöffnungen (15) versehen ist, über die das abgekühlte Reaktionsgas in eine den Kühler (1) konzentrisch umgebende Ringkammer (21) gelangt, in der die Katalysatoren des Nachreaktors (29) angeordnet sind. 1. Device for the aftertreatment of reaction gases, in which the reaction gas first flows through a cooler ( 1 ) and then through a catalytically operating post-reactor ( 29 ), the reaction gas flowing through the cooler ( 1 ) from bottom to top and in cocurrent or countercurrent to the heat-absorbing medium, characterized in that the cooler ( 1 ) is provided in its upper region with gas outlet openings ( 15 ) distributed over its circumference, via which the cooled reaction gas passes into an annular chamber ( 21 ) concentrically surrounding the cooler ( 1 ), in which the catalysts of the post-reactor ( 29 ) are arranged. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasaustrittsöffnungen (15) Bestandteil einer 180°-Strömungsumlenkung des Reaktionsgases sind, so daß dieses die Ringkammer (21) mit dem Nachreaktor (29) von oben nach unten durchströmt. 2. Device according to claim 1, characterized in that the gas outlet openings ( 15 ) are part of a 180° flow deflection of the reaction gas, so that the latter flows through the annular chamber ( 21 ) with the post-reactor ( 29 ) from top to bottom. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der im Querschnitt kreisförmige Kühler (1) in einen zylindrischen inneren Leitmantel (13) eingesetzt ist, der konzentrisch von einem vorzugsweise ebenfalls zylindrischen äußeren Leitmantel (20) umgeben ist, wobei die Ringkammer (21) durch diese beide Leitmäntel (13, 20) begrenzt wird. 3. Device according to claim 1 or claim 2, characterized in that the cooler ( 1 ) with a circular cross-section is inserted into a cylindrical inner guide jacket ( 13 ) which is concentrically surrounded by a preferably also cylindrical outer guide jacket ( 20 ), the annular chamber ( 21 ) being delimited by these two guide jackets ( 13 , 20 ). 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gasaustrittsöffnungen (15) des Kühlers in der Wandung des inneren Leitmantels (13) befinden. 4. Device according to claim 3, characterized in that the gas outlet openings ( 15 ) of the cooler are located in the wall of the inner guide jacket ( 13 ). 5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkammer (21) nach oben hin durch eine Ringhaube (22) verschlossen ist, deren Innenrand (24) oberhalb der Gasaustrittsöffnungen (15) mit dem inneren Leitmantel (13), und deren Außenrand (25) mit dem äußeren Leitmantel (20) druckfest verbunden ist. 5. Device according to claim 3 or claim 4, characterized in that the annular chamber ( 21 ) is closed at the top by an annular hood ( 22 ), the inner edge ( 24 ) of which is connected in a pressure-tight manner to the inner guide jacket ( 13) above the gas outlet openings (15 ) , and the outer edge ( 25 ) of which is connected in a pressure-tight manner to the outer guide jacket ( 20 ). 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkammer (21) nach unten hin durch eine Ringhaube (23) verschlossen ist, deren Innenrand (26) mit dem inneren Leitmantel (13), und deren Außenrand (27) mit dem äußeren Leitmantel (20) druckfest verbunden ist. 6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the annular chamber ( 21 ) is closed at the bottom by an annular hood ( 23 ), the inner edge ( 26 ) of which is pressure-tightly connected to the inner guide casing ( 13 ) and the outer edge ( 27 ) of which is pressure-tightly connected to the outer guide casing ( 20 ). 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler (1) hängend in dem inneren Leitmantel (13) angeordnet ist, wobei seine vertikale Abstützung gegenüber dem Leitmantel (13) durch Abstützelemente (17) erfolgt, die sich oberhalb der Wämeaustauschflächen des Kühlers (1) befinden. 7. Device according to one of claims 3 to 6, characterized in that the cooler ( 1 ) is arranged suspended in the inner guide casing ( 13 ), its vertical support relative to the guide casing ( 13 ) being provided by support elements ( 17 ) which are located above the heat exchange surfaces of the cooler ( 1 ). 8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Nachreaktor (29) in der Ringkammer ein zusätzlicher Wärmetauscher (30) angeordnet ist. 8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that an additional heat exchanger ( 30 ) is arranged below the post-reactor ( 29 ) in the annular chamber. 9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler (1) als Rohrbündel-Wärmetauscher ausgebildet ist, dessen Rohre (5) das wärmeaufnehmende Medium im Gleichstrom zu dem Reaktionsgas durchströmt, und daß eine Zuleitung (9) für das wämeaufnehmende Medium zentral durch das Rohrbündel hindurch bis zu einem Sammler (8) geführt ist, in den die Eintrittsöffnungen der Rohre (5) münden. 9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the cooler ( 1 ) is designed as a tube bundle heat exchanger, through the tubes ( 5 ) of which the heat-absorbing medium flows in cocurrent with the reaction gas, and that a supply line ( 9 ) for the heat-absorbing medium is guided centrally through the tube bundle to a collector ( 8 ) into which the inlet openings of the tubes ( 5 ) open.
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