203706. lajstromszámú szabadalom • Vízszintes ammóniaszintézis-konverter
1 HU 203 706 B 2 a) az első és a második katalizátor-ágy között függőleges helyzetben, felfelé néző bemenettel és kimenettel U-csöves első hőcserélő van elrendezve; b) a második és a harmadik katalizátor-ágy között függőleges helyzetű csövekkel rendelkező csöves második hőcserélő van elrendezve. c) a hengeres belső köpeny belsejében, annak alsó részén, az első és a második katalizátor-ágy alatt első hosszirányú gázvezeték van elrendezve, amely a gázbevezető nyílással ellentétes oldali telített gázteret a második hőcserélő bemenetével köti össze; d) a hengeres belső köpeny belsejében, annak felső részén, a második katalizátor-ágy felett második hosszirányú gázvezeték van elrendezve, amely a második hőcserélő kimenetét az első hőcserélő bemenetével köti össze. e) az első hőcserélő kimenetétől az első katalizátorágyon keresztül lefelé, az első hőcserőlő környezetében a második katalizátor-ágy fölé, a második katalizátor-ágyon keresztül lefelé, a második hőcserélő környezetében a harmadik katalizátor-ágy fölé, és a harmadik katalizátor-ágyon keresztül lefelé vezető kialakítású gázterelőelemei vannak; f) a harmadik katalizátor-ágy alsó kivezetőrészétől az ammóniaszintézis-konverter gázkivezető eszközének bemenetéhez vezető kialakítású gázterelő eleme van. A harmadik katalizátor-ágy alsó kivezető része és az ammóniaszintézis-konverter gázkivezető eszköze közé előnyösen egy további, transzverzális áramlási rendszerű katalizátor-ágy van beiktatva, amely a hengeres belső köpeny belsejében a gázbevezető nyílás felőli lezárás és a harmadik katalizátor-ágy között helyezkedik el. A második hőcserélő célszerűen egyenes csövekből álló függőleges csőköteggel rendelkezik, amelynek csövein a hűtőközeg - az U-csöves kialakítással ellentétben - csak egy irányban, egyszer áramlik át. A gázáramlási útja a következő: a nyomászáró külső köpeny lezárófején kialakított gázbevezető nyíláson keresztül a gáz a telített gáztérbe kerül, ahonnan a gyűrűkeresztmetszetű csatornán keresztül a szemközti telített gáztérbe, majd onnan az alsó hosszirányú gázvezetéken keresztül a második - csöves - hőcserélőbe, azon áthaladva a felső hosszirányú gázvezetéken keresztül az első - U csöves - hőcserélőbe, azon áthaladva pedig az első katalizátor-ágy felső bevezetőrészéhez áramlik. A találmány szerinti ammóniaszintézis-konverternek a találmány szerint legalább három katalizátorágya van. Az első katalizátor-ágyon lefelé átáramoltatott gáz az első hőcserélő környezetében a második katalizátor-ágy fölé áramlik, onnan a második katalizátor-ágyon lefelé áthaladva a második hőcserélő környezetében a harmadik katalizátor-ágy fölé, onnan pedig a harmadik katalizátor-ágyon lefelé áthaladva alkalmas gázterelő elrendezésen, és adott esetben a negyedik katalizátor-ágyon keresztül az ammóniaszintézis-konverter gázkivezető eszközének bemenetéhez áramlik. Amint a fentiekből kitűnik, a találmány szerinti konverterben sem a katalizátor-ágyak között, sem a katalizátor-ágyakon belül nem alkalmazunk külső hűtőgázt. A találmány részletesebben a rajz alapján ismertetjük. A rajzon az 1. ábrán a találmány szerinti vízszintes ammóniaszintézis-konverter példakénti kiviteli alakját tüntettük fel függőleges metszetben; a 2. ábrán egy további példakénti kiviteli alakot tüntettünk fel, ugyancsak függőleges metszetben; a 3A ábrán az 1. ábra A-A metszetét, a 3B ábrán az 1. ábra B-B metszetét ábrázoltuk. Amint az 1. ábrából kitűnik, a találmány szerinti konverternek nyomásálló 1 külső köpenye van, amely jobb oldalon 2 lezárófejjel, bal oldalon pedig 3 lezárófejjel van lezárva. Az 1 külső köpenyen belül, vele lényegében koaxiálisán hengeres 4 belső köpeny van elrendezve, amelynek hossza az 1 külső köpeny hosszával megegyezik. Az 1 külső köpeny belső hengerfelülete a 4 belső köpeny külső hengerfelületével 5 gyűrűkeresztmetszetű csatornát határoz meg. A hengeres 4 belső köpeny jobboldali és baloldali 6, illetve 7 lezárásai az 1 külső köpeny jobboldali és baloldali 2, illetve 3 lezárófejeivel 8, illetve 9 telített gáztereket képeznek. Az 1 külső köpeny baloldali 3 lezárófejében 10 gázbevezető nyílás van kialakítva. A 10 gázbevezető nyíláson beáramló gáz a 9 telített gáztérből az 5 gyűrűkeresztmetszetű csatornán keresztül a 8 telített gáztérbe áramlik. A hengeres 4 belső köpeny belsejében hosszirányban egymás mellett 11,12,13 és 14 katalizátor-ágyak vannak elrendezve. A 11, 12, 13 és 14 katalizátorágyaknak 15 keresztirányú oldalfalaik vannak. A 11 katalizátor-ágy közvetlenül a 4 belső köpeny 6 lezárásához, a 14 katalizátor-ágy pedig közveüenül a 4 belső köpeny 7 lzárásához illeszkedik. A 6 és 7 lezárások tehát egyúttal a 11, illetve 14 katalizátor-ágyak keresztirányú oldalfalai. All, 12, 13 és 14 katalizátor-ágyaknak felső 16 bevezetőrészük és alsó 17 kivezetőrészük van. Magát a katalizátort 18 rácsok, illetve a rajzon nem jelölt rostályok tartják. A 11, 12, 13 és 14 katalizátor-ágyak transzverzális áramlási rendszerűek, vagyis a konverter hosszirányára merőleges, fentről lefelé irányuló gázáramláshoz vannak kialakítva. A 11 katalizátor-ágy és a 12 katalizátor-ágy között függőleges U-csöves 19 hőcserélő van elrendezve, amelynek felfelé néző 20 bemenete és 21 kimenete van. Mivel a 11 katalizátor-ágyba belépő szintézis-gáz ammóniatartalma alacsony, az ammóniaátalakulás és a vele járó hőmérsékletnövekedés itt lényegesen nagyobb mértékű, mint áramlásirányban tovább haladva a következő katalizátor-ágykaban. A 11 katalizátorágyat elhagyó gáz 12 katalizátor-ágyba történő belépését megelőző lehűtéséhez szükséges viszonylag nagymértékű hőcsere biztosítását szolgálja a 19 hőcserélő függőleges helyzetű U-csöves hőcserélőként történő kialakítása. Az U-csöves hőcserélő viszonylag nagy hőátadást biztosít, ami viszonylag kis méretű U-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
