DE2929300A1 - Reactor for heterogeneous catalyst gas phase reactions - is cross sectionally tailored to specific heat requirements in different reaction stages - Google Patents
Reactor for heterogeneous catalyst gas phase reactions - is cross sectionally tailored to specific heat requirements in different reaction stagesInfo
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Abstract
Description
Reaktor zur Durchführung katalytischer Reactor for carrying out catalytic
endothermer oder exothermer Reaktionen Die Erfindung betrifft einen Reaktor zur Durchführung katalytischer, endothermer oder exothermer Reaktionen mit einem von reagierenden Fluiden durchströmten und mit Katalysatormaterial gefüllten Reaktionsraum, der in Wärmekontakt mit einem Wärme abgebenden oder aufnehmenden Fluid steht. endothermic or exothermic reactions The invention relates to one Reactor for carrying out catalytic, endothermic or exothermic reactions with one flowed through by reacting fluids and filled with catalyst material Reaction space that is in thermal contact with a heat emitting or receiving Fluid stands.
Viele reaktionskinetische Vorgänge, wie beispielsweise die Methanolsynthese oder die Ammoniaksynthese, spielen sich in Anwesenheit von Katalysatoren ab. Abhängig von den herrschenden Betriebs- und Reaktionsbedingungen, von den Katalysatoren und den geometrischen Verhältnissen in dem Reaktor, stellen sich bei den Reaktionen Gaszusammensetzungen ein, die dem Gleichgewichtszustand mehr oder weniger nahe kommen. Häufig laufen in den Reaktoren auch mehrere Reaktionen mit unterschiedlicher Reaktionsgeschwindigkeit und Reaktionsenthalpie gleichzeitig ab. Die im Reaktor auftretenden Temperaturbereiche sind vielfach wegen der Mindestanspringtemperatur des Katalysators und/ oder wegen der Bildung unerwünschter Zwischenprodukte nach unten, wegen des Jeweils erwünschten Annäherungs- grades an das Gleichgewicht und auch aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und der Werkstoffe einschließlich des Katalysators, nach oben begrenzt. In jedem Fall ist die Herstellung eines erwünschten Temperaturverlaufs im Reaktor eine wichtige Bedingung für seine Auslegung.Many reaction kinetic processes, such as the synthesis of methanol or the synthesis of ammonia, take place in the presence of catalysts. Addicted of the prevailing operating and reaction conditions, of the catalysts and the geometrical relationships in the reactor, arise in the reactions Gas compositions that come more or less close to the equilibrium state. Frequently, several reactions with different reaction rates take place in the reactors and enthalpy of reaction from simultaneously. The temperature ranges occurring in the reactor are often because of the minimum start temperature of the catalyst and / or because of the formation of undesirable intermediate products downwards, because of what is desired in each case Approximate degree of balance and also for reasons of Economy and the materials including the catalytic converter, to the top limited. In any case, the production of a desired temperature profile is essential an important condition for its design in the reactor.
So ist beispielsweise in der Zeitschrift "Chemtech", Juli 1973, Seiten 430 bis 455, ein Methanolreaktor der eingangs genannten Art beschrieben, be dem der Katalysator im Inneren von Rohren angeordnet ist, die von reagierenden Gasen durchströmt sind. Die bei der Reaktion entstehende Wärme wird von verdampfendem Kühlwasser Kühlfluid), das im Außenraum um die Rohre strömt, abgeführt. Das in der zitierten Literaturstelle gezeigte Temperaturprofil für einen solchen Reaktor ergibt, ausgehend von einer Gaseinlaßtemperatur, die unterhalb der Temperatur des Kühlfluids liegt, bedingt durch die katalytisch ausgelöste Reaktion, eine Erwärmung bis zu einem Höchstwert, der etwa 11° über der Kühlfluidtemperatur liegt und, bedingt durch die geringer werdende Reaktionswärme und den Wärmeübergang an das Kühlfluid, eine anschließende Abkühlung bis zur Gasaustrittstemperatur, die einige Grad über den Temperatur des Kühlfluids liegt.For example, in the journal "Chemtech", July 1973, pages 430 to 455, a methanol reactor of the type mentioned above, be the The catalyst is placed inside tubes that are made of reacting gases are flowed through. The heat generated during the reaction is evaporated from the Cooling water (cooling fluid), which flows around the pipes in the outer space, is discharged. That in the the cited literature reference shows the temperature profile for such a reactor, starting from a gas inlet temperature which is below the temperature of the cooling fluid is due to the catalytically triggered reaction, a heating up to a maximum value, which is about 11 ° above the cooling fluid temperature and, due to the decreasing heat of reaction and the heat transfer to the cooling fluid, one subsequent cooling down to the gas outlet temperature, which is a few degrees above the Temperature of the cooling fluid is.
Im beschriebenen Reaktor wird zunächst vom Gas und vom Katalysator noch Wärme aus dam Kühlmittel aufgenommen.In the reactor described, the gas and the catalyst are first used heat was still absorbed from the coolant.
Würde die Eingangstemperatur der Gase höhere gewählt werden, würde auch die Höchsttemperatur im Reaktor nach oben verschoben werden, was aber wegen einer möglichen Schädigung des Katalysators, wegen der Gleichgewichtsbedingungen und aus wirtschaftlichen Gründen nur begrenzt möglIch Ist.If the inlet temperature of the gases were chosen to be higher, it would be also the maximum temperature in the reactor can be shifted upwards, but because of possible damage to the catalyst due to the equilibrium conditions and only possible to a limited extent for economic reasons.
Der vorlIegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Reaktor der eingangs genannten Art zu entwickeln, der sich durch eine besonders gute Anpassung des tatsichlichen Temperaturverlaufs an dem für die Reaktion günstigsten Wert auszeichnet und der mit vertretbarem finanziellen und technischen Aufwand herstellbar ist.The present invention is therefore based on the object of providing a To develop a reactor of the type mentioned, which is characterized by a special good adjustment of the actual Temperature profile on the for the The most favorable response value and the one with a reasonable financial and value technical effort can be produced.
Diese rufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Querschnittsfläche des Reaktionsraums sich entlang des Strömungswegs der reagierenden Fluide in Abhängigkeit von der zur Reaktion erforderlichen oder bei der Reaktion frei werdenden Wärmemenge ändert.This task is achieved according to the invention in that the cross-sectional area of the reaction space is dependent on the flow path of the reacting fluids on the amount of heat required for the reaction or released during the reaction changes.
Der Querschnitt ist dem Verlauf der theoretisch optimalen Temperatur im Reaktor angepaßt, und zwar ist In Abschnitten, in denen große Wärmemengen freigesetzt (bei exothermen Reaktionen) oder benötigt werden (bei endothermen Reaktionen), der Querschnitt des Reaktionsraums möglichst klein und umgekehrt in Abschnitten, in denen kleine Wärmemengen freigesetzt oder benötigt werden, der Querschnitt möglichst groß gewählt. Dies bedeutet im ersten Fall ein großed Verhältnis von mit dem Wärme zu- oder abführenden Fluid in Berinrung stehender Wandfläche zu Katalysatorvolumen und damit ein besonders hohes Maß an Wärmeübertragungsvermögen vom Katalysator oder auf den Katalysator, während das Verhältnis Oberfläche zu Katalysatorvolumen im zweiten Fall kleIn ist und somit nur eIn geringer Wärmeaustausch stattfindet.The cross-section is the course of the theoretically optimal temperature adapted in the reactor, namely in sections in which large amounts of heat are released (for exothermic reactions) or are required (for endothermic reactions), the Cross-section of the reaction space as small as possible and vice versa in sections, in where small amounts of heat are released or required, the cross-section if possible chosen large. In the first case this means a large ratio of to the heat incoming or outgoing fluid in contact with standing wall surface to catalyst volume and thus a particularly high degree of heat transfer capacity from the catalyst or on the catalyst, while the ratio of surface area to catalyst volume im the second case is small and therefore only a slight heat exchange takes place.
Durch den Gegenstand der vorlIegenden Erfindung ist es auf überraschend einfache Weise gelungen, den Temperaturverlauf in dem Reaktor den Jeweiligen GegebenheIten einer Reaktion möglIchst optimal anzupassen. Große Wärmemengen werden an denjenIgen Stellen im Reaktor den reagierenden Fluiden zugeführt oder entzogen, an denen diese Wärme tatsächlich benötigt oder erzeugt wird, während an anderen Stellen, an denen wenig Reaktionswärme benötigt oder erzeugt wird, durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Reaktors ein wesentlich geringerer Wärmetausch stattfindet.With the subject matter of the present invention, it is surprising In a simple way it was possible to change the temperature profile in the reactor according to the given conditions to a reaction as optimally as possible. Large amounts of heat are applied to them Points in the reactor supplied or withdrawn from the reacting fluids at which these Heat is actually needed or generated while in other places where little heat of reaction is required or generated by the design according to the invention the reactor has a significantly lower heat exchange.
Der Erfindungsgegenstand ist sowohl für Einphasensysteme (gasförmige Reaktionspartner) als auch für Zwelphasensysteme (gasförmige und flüssige Reaktionspartner) sowie für Festbettkatalysatoren und Fließbettkatalysatoren geeignet.The subject of the invention is applicable to single-phase systems (gaseous Reaction partners) as well as for dual-phase systems (gaseous and liquid reaction partners) as well as suitable for fixed bed catalysts and fluid bed catalysts.
Zs hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß der Reaktionsraum ni wesentlichen aus Rohren besteht und die Rohre In mehrere Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern unterteilt sInd. Bei dieser Ausführungsform, bei der das KatalysatormaterIal Im Inneren der Rohre angeordnet ist, sind die Rohre parallel von den reaglerenden Fluiden durchströmt. Tm Außenraum um die Rohre ist ein Wärme abgebendes oder aufnehmendes Fluid geführt, je nachdem, ob es sich um eine endotherme oder eine exotherme Reaktion handelt. Selbstverständlich können neben den Durchmessern der einzelnen Rohrabschnitte auch deren Längen unterschiedlich groß gewählt sein, um auf diese Weise den Gegebenheiten im Reaktor noch besser Rechnung zu tragen.It has proven advantageous that the reaction space is ni essential consists of tubes and the tubes into several sections with different diameters are divided. In this embodiment, in which the catalyst material Im Located inside the tubes, the tubes are parallel to the reacting fluids flows through. The outer space around the pipes is a heat emitting or receiving space Fluid out, depending on whether it is an endothermic or an exothermic reaction acts. Of course, in addition to the diameters of the individual pipe sections Their lengths can also be selected to be different in order to suit the circumstances in this way to take even better account of them in the reactor.
Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes, bei der der Reaktionsraum ebenfalls im wesentlIchen aus Rohren besteht, weisen die Rohre entlang des Strömungswegs der reagierenden Fluide sich kontinuierlich ändernde Durchmesser auf.In another advantageous embodiment of the subject matter of the invention, in which the reaction space also consists essentially of tubes, the Tubes continuously changing along the flow path of the reacting fluids Diameter on.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausfünrungsform des Erfindungsgegenstandes ist der Reaktionsraum von in das Kataly- -satormaterial eingebrachten Hemden mit entlang des Strömungswegs der reagierenden Fluide sich ändernden Durchmessern begrenzt und sind innerhalb der Hemden Rohre für das Wärme abgebende oder aufnehmende Fluid angeordnet. Der Strömungsquerschnitt für die Fluide ist je nach Anordnung der Hemden mehr oder weniger verengt. Das Katalysatormaterial innerhalb der Hemden ist von den Rohren durchdrungen. Eine Verengung des Strömungswegs für die reagierenden Fluide bedeuetet eine Vergrößerung des Verhältnisses Oberfläche zu Katalysatorvolumen des Reaktionsraum und gekehert. Es versteht sich von selbst, daß die durch die Hemden hervorgerufenen Verengungen oder Erweiterungen des Strömungsverquerschnitt sowohl durch eine stetIge als auch durch eine stufenweise Veränderung des Querschnitts erfolgen ann.In a further advantageous embodiment of the subject matter of the invention is the reaction space of shirts introduced into the catalyst material limited changing diameters along the flow path of the reacting fluids and are inside the shirts tubes for the heat emitting or receiving fluid arranged. The flow cross-section for the fluids depends on the arrangement of the shirts more or less narrowed. The catalyst material inside the shirts is from penetrated the pipes. A narrowing of the flow path for the reacting fluids means an increase in the surface to area ratio Catalyst volume of the reaction chamber and kehert. It goes without saying that the narrowing or widening of the flow cross-section caused by the shirts both through a steady as well as a gradual change in the cross-section take place ann.
Bei Uber- oder Unterlastbetrieb des Reaktors muß de Gleichgewichtseinstellung nach anderen Gesichtspunkten als im Normalbetrieb erfolgen, da sich die Fluidgeschwindigkeiten, die Reaktionsenthalpien und auch die umgesetzten Flidmengen ändern. Selbst wenn also der Reaktor beim Normalbetrieb möglichst optimal an die Rektion angepaßt ist, kann es sein, daß bei einem Über- oder Unterlastbetrieb weniger güngstige Anpassungsbedingungen im Reaktor herrschen. Aus diesem Grund wird In WeIterbildung des Erfindungsgegenstandes vorgeschlagen, daß ein Teil des Reaktlonsraums eine vom restlichen Reaktionsraum abreichende Querschnittsverteilung enthalt des Strömungswegs aufweist und alternativ oder zusätzlich zum restlichen Reaktionsraum mit den Zuführungseinrichtungen der reagierenden Fluide verbindbar ist.When the reactor is operating under overload or underload, the equilibrium must be set take place according to different aspects than in normal operation, since the fluid velocities, change the enthalpies of reaction and also the amount of fluid converted. Even if so the reactor is optimally adapted to the administration during normal operation, it may be that less favorable adaptation conditions are found in overload or underload operation prevail in the reactor. For this reason, In will continue to develop the subject matter of the invention suggested that a part of the Reaktlonsraum one of the rest of the reaction space having sufficient cross-sectional distribution contains the flow path and alternatively or in addition to the rest of the reaction space with the feed devices of reacting fluids is connectable.
Bei dieser Ausführungsform weist ein Teil des Reaktionsraums eine Querschnittverteilung entlang des Strömungswegs auf, die möglichst optimale Anpassungsbedingungen beim Normalbetreib gewährleistet. Deneben ist ein weiterer Reaktionsraum vorgesehen, der bei Unter- oder ÜPberlastbetreib statt des für den Normalbetrieb vorgesehenen Reaktionsraums oder zusätzlich zu diesem an die Zuführungseinrichtungen für die reagierenden Fluide anschließbar ist. Dieser weItere Reaktionsraum weist entlang desw Strömungswegs eine Querschnittsverteilung auf, die für sich allein oder in Verbindung mit der Querschnittsverteilung des für den NormalbetrIeb vorgesehenen Reaktionsraums für die m Über- oder Unterlastbetrieb vorgesehen Fluidmengen und Fluidströmungsgeschwindigkeiten einen möglichst optimalen Temperaturverlauf ergibt.In this embodiment, part of the reaction space has a Cross-sectional distribution along the flow path, the most optimal possible adaptation conditions guaranteed during normal operation. Another reaction space is also provided, that in the case of under- or over-load operation instead of the one intended for normal operation Reaction space or in addition to this to the feed devices for the reacting fluids can be connected. This further reaction space points along desw flow path has a cross-sectional distribution that alone or in Connection with the cross-sectional distribution of the intended for normal operation Reaction space for the m over or Underload operation provided Fluid quantities and fluid flow velocities ensure the best possible temperature profile results.
Bei einer vorteilhaften Ausbildung des erfindungsgemäßen Reaktors sind benachbarte Rohre bezüglich der Strömungsrlchtung antiparallel angeordnet. DIeser Aufbau ervreist sich dann als vorteilhaft, wenn bei antiparalleler Anordnung komplementäre Rohrabschnitte aufeinandertreffen, so daß beispielsweise neben einem Abschnitt mit großem Durchmesser beim antiparallel angeordneten Rohr ein Abschnitt mit kleinem Durchmesser zu liegen kommt. Auf diese Weise ist das Bauvolumen des Reaktors erheblIch reduziert.In an advantageous embodiment of the reactor according to the invention adjacent pipes are arranged antiparallel with respect to the direction of flow. This structure turns out to be advantageous if with an anti-parallel arrangement complementary pipe sections meet, so that, for example, next to one Large diameter section in the antiparallel tube is a section comes to rest with a small diameter. In this way, the build volume of the Reactor significantly reduced.
Bei einer zweckmäßigen Modifikation des Erfindungsgegenstandes sind mindestens zwei der Rohre innerhalb des Reaktors zu einem Rohr vereinigt.In an appropriate modification of the subject matter of the invention at least two of the tubes are combined into one tube within the reactor.
Für den erfindungsgemäßen Reaktor ergibt sich für jeden Durchmesser Di (in mm) eines Rohres zu der durch den Durchmesser Di strömenden Gasmenge pro Zeiteinheit V (in Nm³/h): Di = p ' Vq wobei p, q Konstante sind. Für p, q ergeben sich z.B. für einen Methanolsyntheseraktor die Zahlenwerte 15 # p # 25 und 0,12 5 q # 0,22.For the reactor according to the invention, this results for each diameter Di (in mm) of a pipe to the amount of gas flowing through the diameter Di per Time unit V (in Nm³ / h): Di = p 'Vq where p, q are constants. For p, q result For example, the numerical values 15 # p # 25 and 0.12 for a methanol synthesis actuator 5 q # 0.22.
Der erfindungsgemäße Reaktor ist insbesondere für eine Ammoniaksynthese oder für eine Methanol synthese geeignet, ohne jedoch auf diese Verwendungen beschränkt zu sein.The reactor according to the invention is particularly suitable for ammonia synthesis or suitable for a methanol synthesis, but not limited to these uses to be.
Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden anhand von schematisch dargestellten Ausfilhrungsbeispielen beschrieben.Further details of the present invention are provided with reference to FIG schematically illustrated Ausfilhrungsbeispielen described.
Hierbei zeigen die Figuren 1 bis 6 verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Reaktor.Figures 1 to 6 show different embodiments of the reactor according to the invention.
In sämtlichen Figuren ist mit 1 ein erfindungsräume auf.In all figures, 1 is an invention spaces.
bezeichnet, der in einem Mantel 2 untergebracht ist. Der Reaktor 1 ist nach Art eines Rohrwärmetauschers aufgebaut und weist zwei voneinander getrennte Strömungsräumeauf.referred to, which is housed in a jacket 2. The reactor 1 is constructed in the manner of a tubular heat exchanger and has two separate ones Flow spaces.
In den Figuren 1 bis 5 Ist der eie Strömungsraum 4 von mehreren Rohren 5 gebildet, die im Mantel 2 angeordnet und an ihren beiden Enden in Rohrplatten 6 eingeschweist sind.In FIGS. 1 to 5, the one flow space 4 is made up of several pipes 5 formed, which are arranged in the jacket 2 and at both ends in tube sheets 6 are registered.
Die Rohrenden stehen auf beiden Seiten mit Sammelräumen 7a, 7b in Verbindung, über die die reagierenden Fluide gemäß Pfeilen 3, 9 zu- und abgeführt werden. Der andere Strömungsraum 3, der von dem Mantel 2 begrenzt Ist, dient zur Führung eines Wärme zuführenden oder abführenden Fluids, das gemäß Pfeilen 10, 11 zu- und abgeführt wird. Die Rohre 5 sind mit einem Katalysatormaterial gefüllt. Erfindungsgemäß ändert sich der Durchmesser der Rohre 5 entlang des Strömungswegs der reagierenden Fluide, und zwar sind die Durchmesser so gewählt, daß an allen Stellen des Reaktionsraums ein möglichst idealer Gleichgewichtszustand und/oder günstige Wärme übertragungsverhältnisse herrschen, d.h. an den Stellen, an denen viel Wärme entsteht, oder zur Reaktion benötigt wird (je nachdem ob die ablaufende ReaktIon exotherm cder enaothermm ist), weisen die Rohre kleine Durchmesser auf, um das Reaktionsvolumen relativ zu der mit dem mantelseitig geführten Fluid in Verbindung stehenden Oberfläche zu verkleinern und umgekehrt.The pipe ends are on both sides with collecting spaces 7a, 7b in Connection via which the reacting fluids are supplied and discharged according to arrows 3, 9 will. The other flow space 3, which is bounded by the jacket 2, is used for Conducting a heat supplying or removing fluid, which according to arrows 10, 11 is supplied and discharged. The tubes 5 are filled with a catalyst material. According to the invention, the diameter of the tubes 5 changes along the flow path of the reacting fluids, namely the diameters are chosen so that at all Set the reaction space as ideal a state of equilibrium and / or as possible favorable heat transfer conditions prevail, i.e. at the points where a lot of heat is generated or required for the reaction (depending on whether the Reaction exothermic or enaothermic), the tubes have small diameters, around the reaction volume relative to the fluid conveyed on the shell side in connection to reduce the standing surface and vice versa.
So zeigt z.B. Figur 1 eine Anordnung, die eine gute Anpassung an ein erwünschtes Temperaturprofil liefert.For example, Figure 1 shows an arrangement that fits well with a provides the desired temperature profile.
Für den in Figur 2 dargestellt Reaktor, der beispielsweise für die Methanolsynthese verwendet wird, sind im folgenden einige repräsentative Zahlenbeispiele zusammengestellt.For the reactor shown in Figure 2, for example, for the Methanol synthesis is used, the following are some representative numerical examples compiled.
Gaszusammensetzung beim Eintritt 17 % CO, 73 % H2 in den Reaktor 5 ß CO2, 5 5 der Gasmenge pro Rohr V = 200 Nm3/h Gaseintrittstemperatur 245°C Eintrittstemperatur des Kühlwassers 2300 C Durchmesser erster Rohrabschnitt 45 mm Durchmesser zweiter Rohrabschnitt 52 mm Durchmesser dritter Rohrabschnltt 45 mm Länge erster Rohrabschnitt 2,5 m Länge zweiter Rohrabschnitt 1,5 rn Länge dritter Rohrabschnitt 4,0 m Raumgeschwindigkeit erster Abschnitt 40 000 bis 50 000 V/VKat Raumgeschwindigkeit zweiter Abschnitt 55 000 bis 70 000 V/VKat Raumgeschwindigkeit dritter Abschnitt 30 000 bis 40 000 V/VKat mit VKat (in m³) Volumen des Katalysatormaterials.Gas composition on entry 17% CO, 73% H2 into the reactor 5 ß CO2, 5 5 of the amount of gas per pipe V = 200 Nm3 / h gas inlet temperature 245 ° C inlet temperature of the cooling water 2300 C diameter of the first pipe section 45 mm diameter of the second Pipe section 52 mm diameter third pipe section 45 mm length first pipe section 2.5 m length of second pipe section 1.5 m length of third pipe section 4.0 m space velocity first section 40,000 to 50,000 V / VKat space velocity, second section 55,000 to 70,000 V / VKat space velocity third section 30,000 to 40,000 V / VKat with VKat (in m³) Volume of the catalyst material.
Etwas allgemeiner ausgedrückt gilt für einen derartigen Reaktor für dIe Methanolsynthese, daß die Zahl der Rohrabschnitte zwischen 2 und 5 liest und vorzugsweise 3 beträgt, daß die Durchmesser Di der Rohrabschnitte zwischen 20 und 100 mm betragen und daß für die Durchmesser Di (in mm) und für die Gasmenge pro Rohr V (in Nm³/h die Bedingung Di= = (15 ... 25) . n,12 ... 0,22 eingehalten werden sollte.In somewhat more general terms, applies to such a reactor for the methanol synthesis that the number of pipe sections reads between 2 and 5 and is preferably 3, that the diameter Di of the pipe sections between 20 and 100 mm and that for the diameter Di (in mm) and for the amount of gas per Pipe V (in Nm³ / h the condition Di = = (15 ... 25). N, 12 ... 0.22 must be observed should.
Figur 3 zeigt einen Reaktor, bei dem benachbarte Rohre 5 antiparallel bezüglich der Strömungsrichtung der reagierenden Fluide angeordnet sind. Diese Anordnung ist immer dann sinnvoll, wenn dadurch neben Rohrabschnitten mit großen Durchmessern solche mit kleinen Durchmessern und umgekehrt zu liegen kommen. Auf diese Weise wird Platz eingespart und der Reaktor kann kleiner gebaut werden.FIG. 3 shows a reactor in which adjacent tubes 5 are antiparallel are arranged with respect to the direction of flow of the reacting fluids. This arrangement is always useful when this means that it is used in addition to pipe sections with large diameters those with small diameters and vice versa come to rest. In this way space is saved and the reactor can be built smaller.
Figur 4 zeigt einen Reaktor, bei dem sIch der Durchmesser der Rohre 12 entlang des Strömungswegs der reagirerenden Fluide kontinuierlich ändert.Figure 4 shows a reactor in which the diameter of the tubes 12 changes continuously along the flow path of the reacting fluids.
In Figur 5 ist ein Ausschnitt eines Reaktors dargestellt, bei dem zwei Rohre 13, 14 zu einem ohr 15 vereinigt sInd. Diese Bauart stellt eine weitere Variationsmöglichkeit zur gleichzeitigen Optimierung von ReaktionsgleichgewIcht und Bauvolumen dar.In Figure 5, a section of a reactor is shown in which two tubes 13, 14 are combined into one ear 15. This design represents another Variation possibility for simultaneous optimization of reaction equilibrium and construction volume.
Figur 6 zeigt eine abgewandelte Bauform eines Reaktors. Hierbei ist der Katalysator nIcht in Rohren, sondern im gesamten Innenraum des Mantels 2 angeordnet. Das Wärme zuführende oder abführende Fluid ist in Rohren 16 geführt, die Innerhalb von Hemden 17 verlaufen. Pfeile 8, 9 geben die Strömungsrichtung der reagierenden Fluide, Pfeile 10, 11 die Strömungsrichtung des Wärme zuführenden oder abführenden Fluids an. Die Hemden 17 sind in das Katalysatormaterial eingelegt und begrenzen den Strömungsweg der reagierender.Figure 6 shows a modified design of a reactor. Here is the catalyst is not arranged in tubes, but rather in the entire interior of the shell 2. The heat supplying or removing fluid is guided in tubes 16, the inside run from shirts 17. Arrows 8, 9 indicate the direction of flow of the reacting Fluids, arrows 10, 11 indicate the direction of flow of the heat supplying or dissipating Fluids. The shirts 17 are inserted into the catalyst material and delimit them the flow path of the reactant.
Fluide seitlich. Sie verengen und erweitern den Strömungsquerschnitt Je nach den gegebenen Anforderungen. ie Querschnittsänderungen entlang des Strömungswegs können von tinuierlich oder in Stufen erfolgen.Fluids on the side. They narrow and widen the flow cross-section Depending on the given requirements. ie changes in cross-section along the flow path can be done continuously or in stages.
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