DE859298C

DE859298C - Kaltgasfuehrung im Ammoniaksyntheseofen und Vorrichtung zu deren Durchfuehrung

Info

Publication number: DE859298C
Application number: DEST2944A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Dr-Ing Strombeck
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-01-05
Filing date: 1951-01-05
Publication date: 1952-12-11

Description

Kaltgasführung im Ammoniaksyntheseofen und Vorrichtung zu deren Durchführung Es ist seit langem bekannt, bei der Ammoniaksynthese zur Einstellung der Temperatur der Reaktionsgase diesen an verschiedenen Stellen des Ofens Kaltgas zuzuführen. Das geschieht im allgemeinen bei den Vollraumöfen in der Weise, daß der Kontakt der Höhe nach unterteilt ist und daß zwischen den einzelnen Kontaktsäulen das zur Temperaturerniedrigung erfoderliche Synthesegas, das Kaltgas, eingeleitet wird.
Die nachstehend beschriebene Erfindung bezieht sich darauf, durch eine neue Führung dieses Kaltgases einige wesentliche Verbesserungen zu erreichen. Die Zuleitung des Kaltgases wurde bisher durch Rohre vorgenommen, die entweder zur Aufnahme der großen, in einem Ammoniakofen auftretenden Wärmedehnungen in Stopfbüchsen geführt wurden oder große Dehnungsbögen erhielten. Beide Konstruktionen sind mangelhaft und haben zu häufigen Betriebsstörungen geführt. Ein weiterer Nachteil, der allen Ammoniaköfen anhaftet, ist der, daß das Ofenmaterial, wofür man nur Eisen oder Eisenlegierungen verwenden kann, aus dem Ammoniak Stickstoff aufnimmt. Durch diese Nitrierungversprödetes und kommt nach längerer Zeit der Ammoniakeinwirkung zum Bruch. Auch der heiße Wasserstoff verursacht in bekannter Weise Materialsprödigkeit und Brüche. Die Stickstoffaufnahme des Eisens und der Wasserstoffangriff, selbst bei legiertem Eisen, kann nur dadurch verhindert werden, daß man das Eisen unterhalb der Angriffstemperatur hält, bei der die Nitrierung oder der Wasserstoffangriff beginnt. Das geschieht nach der Erfindung durch Kühlung vermittels des Kaltgases. Beide hier genannten 1i achteile sind in der nachstehend beschriebenen Konstruktion durch die verbesserte Kaltgasführung vermieden.
In den Bildern z und 2 bedeuten a den Ofenmantel, b das Kontaktrohr, c das Zentralrohr, d den Wärmeaustauscher. Das Kontaktrohr b nimmt den Kontakt, hier in drei Stufen gezeichnet, auf. Unten im Kontaktrohr befindet sich der Wärmeaustauscher d, in dem das eingeführte Synthesegas durch das aus der Reaktion kommende heiße Gas auf Reaktionstemperatur erwärmt wird. Im vorliegenden Falle ist der Wärmeaustauscher so bemessen, daß eine höhere als die gewünschte Temperatur erreicht wird. In dem Zentralrohr befindet sich an der Außenseite ein ringförmiger Raum e, in dem Kaltgas nach unten auf den Rohrboden geleitet wird. Die Gaszuführung hat einen doppelten Zweck. Es soll die Reaktionstemperatur je nach den Erfordernissen des Prozesses verschieden hoch eingestellt werden können. Dann soll durch das Kaltgas das Zentralrohr und der Rohrboden gekühlt werden, um insbesondere Stickstoffangriffe zu vermeiden. Damit aus dem Prozeß nicht zu viel Wärme abgeführt werden muß, ist das Zentralrohr von außen isoliert (die Isolierung ist schraffiert gezeichnet). Es enthält wie üblich den elektrisch geheizten Brenner f, der dazu dient, beim Ingangsetzen des Ammoniakofens die erste Erwärmung zu bewirken. Aus dem Bild z ist zu ersehen, daß die Kaltgaszuführung k1 in dem Raum über dem Brenner erfolgt und Stopfbüchsen oder Kompensatoren für das Kaltgasrohr nicht erforderlich sind.
Das Synthesegas durchströmt nun mit zweckentsprechend eingestellter Anfangstemperatur die erste Kontaktsäule s1. Am Ende der Säule erfolgt die zweite Zuleitung von Kaltgas durch die KaltgaszufÜhrung h2. Das Gas kühlt zunächst seinen Anteil des Kontaktrohres und tritt dann in einen Hohlrost hl ein, den es ebenfalls auf so niedriger Temperatur hält, daß eine Nitrierung nicht stattfinden kann. Gleichzeitig ermöglicht der Hohlrost, wie in Bild 2 dargestellt, durch zahlreiche in seine Verbindungsrohre zfi v4 der Tragarme gebohrte Löcher eine gute Vermischung des heißen Reaktionsgases mit dem Kaltgas, was für den Prozeß von größter Bedeutung ist. Das Kontaktrohr ist, wieder um dem Prozeß möglichst wenig Wärme zu entziehen, innen und außen isoliert (die Isolierung ist schraffiert gezeichnet). In gleicher Weise wird das Kaltgas nach dem Durchströmen der zweiten Kontaktsäule s., wieder einem Hohlrost la., von gleicher Konstruktion zugeführt. Die unter den Hohlrosten angeordneten Führungsbleche in dienen zur Zusammenfassung und weiteren besseren Vermischung der heißen und der kalten Gase. Das Kaltgas kühlt, wie oben angegeben, hier den zweiten Teil des Kontaktrohres. Beide Teile sind durch eine Stopfbüchse p1 getrennt, die hier aber keine Erschwerung bedeutet, da die Drücke des Kaltgases auf ihren beiden Seiten nahezu gleich sind. Dasselbe gilt für die Stopfbüchse p2 im Zentralrohr.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Kaltgasführung in einem Ammoniaksyntheseofen, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaltgas so geführt wird, daß es die inneren Einbauteile des Ofens kühlt und dadurch vor Wasserstoff- und Stickstoffangriffen schützt.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß im Syntheseofen ein Kontaktrohr (b), ein Zentralrohr (c) und Kontaktroste (h) angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktrohr eine Außenstopfbüchse (p1) hat, die die beiden Kaltgasräume voneinander trennt. .
4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Zentralrohr ein Raum (e) zur Innenkühlung seiner Wand angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Kontaktrohr (b) und Zentralrohr (c) auf der Reaktionsseite mit Isolierung versehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontaktrost (h) als Hohlrost zur Führung des Kaltgases ausgebildet ist und Austrittslöcher für das Kaltgas so angeordnet sind, daß eine möglichst gute Mischung des Kaltgases mit den Reaktionsgasen erfolgen kann.