Baggrund
Topsøe designer katalytiske reaktorer til brug for metanolproduktion fra syntesegas. Syntesegas indeholder hovedsagelig brint, kulilte og kuldioxid og produceres af fx naturgas, olie eller kul.
Reaktoren er en lodret rørformet reaktor. Katalysatoren opbevares inde i rørene (typisk 2000-4000 rør, 7 m lange), og på ydersiden af rørene bruges kogende vand for at fjerne varmen fra den eksoterme reaktion, der foregår inde i rørene.
Katalysatoren inde i rørene fyldes rør for rør gennem toppen af reaktoren. Bunden af reaktoren fyldes med keramiske kugler, der fungerer som støtte for katalysatoren inde i rørene. Katalysatoren skal udskiftes regelmæssigt, fx hvert femte. år, og med det nuværende design gennemføres tømning gennem et antal åbninger i bunden af reaktoren, hvorved de keramiske kugler og katalysatoren hældes ned i en beholder, der er anbragt under reaktoren.
Udfordringen
De keramiske kugler er temmelig dyre, og da de kan genbruges, adskilles de fra katalysatoren ved en sorteringsproces, efter de er hældt ned i beholderen. Dernæst bliver de keramiske kugler fyldt på igen gennem en åbning i bunden af reaktoren før påfyldning af ny katalysator.
Da udskiftning af katalysator er temmelig tidskrævende, var det projektets mål at lave et nyt design, der hjælper katalysatoren med at undgå at blive blandet med de keramiske kugler.
Løsningen
I dette tilfælde støttes katalysatoren med en gitterordning, som findes lige under katalysator rørene. Gitteret er delt i et antal sektioner og sat på med hængsler på en måde, der gør det muligt at ændre gitter sektionerne fra den normale position og som følge heraf åbne op for katalysatoren der så kan falde ud af reaktoren. Denne åbning for gitteret kan gennemføres fra reaktorens yderside. Efter reaktoren er blevet tømt, kan gitteret svinges tilbage til normal position og en ny katalysator kan påfyldes.
Projektarbejde
- funktionsanalyser af den nuværende løsning
- funktionsanalyser af et antal alternative løsninger
- detaljeret design af een løsning, der indeholder materialeudvælgelse, stresskalkulationer, svejsespecifikationer, detaljerede tegninger og cost estimat
Studenter
Dennis Daugård Hansen og Lars Lundberg Kristensen, Ingeniørhøjskolen i København (IHK), Machinery Engineering Department
Bachelorafhandlinger i Teknologidivisionen, Mechanical Engineering Department