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Verfahren und Einrichtung zur Steuerung von Eintritt und Dauer der Heiz- und Spalt-Perioden in diskontinuierlichen
Kohlenwasserstoff-Spaltanlagen
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Umgehungskanal direkt in den Kamin weist. Anlagen dieser Art sind jedoch in Aufbau, Betrieb und Er- haltung äusserst kostspielig.
Demgegenüber arbeitet die zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Erzeugung von brennbarem Gas verwendete diskontinuierlich arbeitende Kohlenwasserstoff-Spaltanlage derart, dass eine
Spaltkammer über eine bestimmte Zeitperiode durch Verbrennung des Vergasungs-Kohlenwasserstoffes bis zum Erreichen einer bestimmten Maximal-Temperatur durch die heissen verbrennungsgase aufgeheizt wird und danach während einer zweiten Zeitperiode die Spaltung des Kohlenwasserstoffes (Gaserzeugung unter
Ausschluss einer Verbrennung), gegebenenfalls unter Anwesenheit von Wasserdampf, geringen Luftmengen und Katalysator, in der gleichen Spaltkammer so lange erfolgt, bis die Spaltkammer infolge des endother- men Spaltvorganges auf eine Minimal-Temperatur abgekühlt ist, wonach wieder eine Heizperiode folgt ;
die Dauer von Heiz-und Spalt-Perioden wurde dabei bisher durch Zeitschaltwerke geregelt - eine Rege- l'ngsart, die infolge der nicht konstanten Heizwerte der verwendeten Kohlenwasserstoffe und der sich ge- gebenenfalls ändernden Temperatur der Vergasungsteilnehmer Wasserdampf und Luft entweder nicht be- friedigte oder dauernd manuelle Eingriffe erforderlich machte.
Nach der Erfindung werden nun bei dem eingangs beschriebenen Verfahren alle diese Nachteile da- durch vermieden, dass über in den Spaltkammern angeordnete Minimaltemperatur-und Maximaltempe- ratur-Kontakte bzw. entsprechende Messgeräte die Heizperiode bei Unterschreiten der unteren Grenztem- peratur in der Spaltkammer eingeleitet und bis zum Überschreiten ihrer oberen Grenztemperatur aufrecht erhalten wird, wogegen umgekehrt die Spaltperiode nach Überschreiten der oberen Grenztemperatur in der Spaltkammer eingeleitet und bis zum Unterschreiten ihrer unteren Grenztemperatur aufrecht erhalten wird.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens wird bei Einschaltung von Spül- vorgängen zwischen beiden Perioden nach Beendigung der vorhergehenden der Eintritt der folgenden um die Dauer des Spulvorganges verzögert.
Durch dieses Verfahren ist es bei wechselnder Beanspruchung der Anlage nur erforderlich, die Menge der einzuführenden Medien auf den jeweiligen Bedarf abzustellen, worauf sich dann die Spalt-und HeizZeiten automatisch einstellen ; bei den bekannten Verfahren mussten dagegen auch die Zeitschaltwerke manuell auf die umgestellten Mengen abgestellt werden. Bei katalytischen Spaltanlagen können Temperaturfühler in der Kontaktmasse angeordnet sein ; sind Thermoelemente an verschiedenen Stellen eingesetzt, dann kann ein Mittelwert als Regel-Grösse ermittelt werden.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemässen Verfahrens, bei welchem zum Spulen und Spalten Dampf verwendet wird, können die Schaltvorgänge so durchgeführt werden, dass über den Maximaltemperatur-Kontakt die Dampfzufuhr unmittelbar, die Zufuhr von Luft sowie von zu spaltendem Kohlenwasserstoff-Gas verzögert eingeschaltet und über den Minimaltemperatur-Kontakt die Zufuhr von Luft und Gas, welche die heissen Verbrennungsgase ergeben, verzögert eingeschaltet sowie diejenige des Dampfes verzögert abgeschaltet wird.
Schliesslich können zweckmässig alle Schaltkreise über Maximaltemperatur-und Minimaltemperatur- Kontakte jeweils gleichzeitig betätigt werden und Verzögerungs-Relais od. dgl. die verzögerte Schaltung einzelner Kreise übernehmen.
Nach der Erfindung ist ferner eine diskontinuierliche Kohlenwasserstoff-Spaltanlage zur Erzeugung von brennbarem Gas nach einem dieser Verfahren derart eingerichtet, dass in der Spaltkammer im Bereich einer oder mehrerer Stellen des Wärmeträgers ein oder mehrere Thermoelemente angeordnet sind, die über ein mit Maximaltemperatur-und Minimaltemperatur-Kontakten ausgestattetes Temperaturmessgerät den Steuerstromkreis der Zufühxungs- und Ableitungs-Systeme der einzelnen Spalt- und Spül-Prozesse beeinftutsen.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausgestaltung der erfindungsgemässen Kohlenwasserstoff- Spaltanlage schematisch dargestellt.
Der Reaktor 1 zur Erzeugung von Spaltgas enthält die Spaltkammer 2 ; der für den Spalt- oder Spül- Vorgang benötigte Dampf wird dem Reaktor über die Leitung 3 unter Zwischenschaltung des Steuerventiles 4 zugeführt ; die für den Spalt- oder Heiz-Vorgang benötigte Luft wird tiber die Leitung 5 bzw. 5'. unter Zwischenschaltung der Steuerventile 6 bzw. 7 in die Dampfleitung eingebracht ; die Absperrventile 6 und 7 haben wegen der beim Heiz- und Spalt-Vorgang benötigten verschiedenen Luftmengen auch unterschiedliche Durchflussquerschnitte (beim Heizen mehr, beim Spalten weniger Luft).
Die gemeinsame Dampf-Luft-Leitung wird zwecks Aufheizung des Dampf-Luft-Gemisches bzw. der Verbrennungsluft in Schlagenform 5" um die Spaltkammer 2 des Reaktors 1 geführt und mündet schliesslich in einer dem Reaktionsraum vorgeschalteten Misch- und Brenn-Kammer 8, in welche auch die Flüssiggaszulei-
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tung 9 bzw. 9'mit zwischengeschalteten Steuerventilen 10 bzw. 11 mündet ; auch diese Gas-Steuerventile haben wegen der beim Heiz- und Spalt-Vorgang in unterschiedlichen Grössenordnungen benötigten Gasmengen (beim Spalten mehr, beim Heizen weniger Flüssiggas) unterschiedliche Durchflussquerschnitte.
Das aus dem Reaktor kommende Spalt- oder Rauch-Gas (beim Heizprozess) wird über die Leitung 12 gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Dampferzeugers einem Kühler 13 zugeführt ; beim Heizprozess anfallende Rauchgase werden nach Durchtritt durch den Kühler 13 über die Leitung 14 abgezogen, in die ein Steuerventil 15 eingesetzt ist, das beim Spaltprozess geschlossen ist und somit den SpaltgasAbzug aus dem Kühler durch den Stutzen 16 erzwingt. In die Spaltkammer 2 ist ein Temperaturfühler 17 - beispielsweise ein Thermoelement - eingesetzt, der über eine Leitung den Messteil eines Grenzwertreglers 18 beaufschlagt, der seinerseits über eine Steuerung die Steuerventile im Wechsel betätigt.
Durch Zwischenschaltung von Zeitrelais 19 und 20 wird sowohl vor der Spalt- als auch vor der Heiz-Periode die Spülung der Reaktionskammer und der übrigen Apparate mit Dampf ermöglicht.
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:sind ; nach Erreichen der Maximaltemperatur in der Spaltkammer 2 schaltet der Grenzwertregler 18 das
Zeitrelais 19 ein und öffnet das Dampfventil 4, während die übrigen Ventile, mit Ausnahme des Rauch- gasventiles 15, das als einziges stromlos offen ist (alle übrigen Ventile sind stromlos zu) geschlossen wer- den ; nach Ablauf der am Zeitrelais 19 eingestellten Zeit werden zusätzlich die Ventile 7, 10 und 15 be- tätigt, d. h. es erfolgt der Spaltprozess in Anwesenheit von Flüssiggas, Dampf und Luft.
Durch den Wär- meverbrauch beim Spalten sinkt die Temperatur in der Reaktionskammer 2 bis zu dem eingestellten
Minimalwert am Grenzwertregler 18 ; ist dieser erreicht, so wird über das Zeitrelais 20 das Steuerventil 4 offengehalten-während sämtliche andere Ventile geschlossen werden bzw. bleiben-und es läuft wiederum ein Spülprozess ab ; nach Ablauf der am Zeitrelais 20 eingestellten Spülzeit schaltet die An- lage wiederum auf Heizen und ein neues Arbeitsspiel beginnt.
Die einzelnen Schaltkreise stehen also in zwangsläufiger Abhängigkeit voneinander.
Wird die Anlage nur wenig benutzt, dann sinkt während des Spaltvorganges die Temperatur infolge
Einleitung geringerer Mengen der Medien auch nur langsam ab ; wird sie dagegen stärker beansprucht, dann sinkt die Temperatur schneller durch Einleitung grösserer Mengen und der Minimaltemperatur-Kon- takt schaltet automatisch die Heizperiode nach einem kürzeren Intervall wieder ein als bei geringer
Belastung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Steuerung von Eintritt und Dauer der Heiz-und Spalt-Perioden in diskontinuierlichen Kohlenwasserstoff-Spaltanlagen zur Erzeugung von brennbarem Gas, insbesondere von Stadtgas - vorzugsweise mit geeigneten Vergasungsmitteln, wie Wasserdampf oder Luft - in Abhängigkeit von der in den Spaltkammern herrschenden Temperatur, bei welchem in der Heizperiode die Spaltkammern mittels hindurchgeleiteter heisser Verbrennungsgase aufgeheizt und in der Spaltperiode durch die hindurchgeleiteten zu spaltenden Kohlenwasserstoffe-zweckmässig gemeinsam mit Vergasungsmitteln - unter Anfall des gewünschten brennbaren Gases wieder abgekühlt werden, dadurch gekennzeichnet, dass über in den Spaltkammern angeordnete Minimaltemperatur-und Maximaltemperatur-Kontakte bzw.
entsprechende Messgeräte die Heizperiode bei Unterschreiten der unteren Grenztemperatur in der Spaltkammer eingeleitet und bis zum Überschreiten ihrer oberen Grenztemperatur aufrecht erhalten wird, wogegen umgekehrt die Spaltperiode nach Überschreiten der oberen Grenztemperatur in der Spaltkammer eingeleitet und bis zum Unterschreiten ihrer unteren Grenztemperatur aufrecht erhalten wird.