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Gasverteiler für Ofen zur Pyrolyse von Kohlenwasserstoffen Die Erfindung betrifft einen Gasverteiler für Öfen zur Pyrolyse von Kohlenwasserstoffen zu weniger gesättigten Kohlenwasserstoffen, insbesondere Acetylen, oder eines kohlenmonoxyd- und wasserstoff- reichen Gases. Dies wird manchmal als "teilweise Verbrennung" bezeichnet, da ein Teil des Kohlenwasserstoffes vorteilhafterweise mit reinem Sauerstoff verbraucht wird, um die zur Pyrolyse des übrigen ; Kohlenwasserstoffes erforderliche Wärme zu erzeugen. Das zur Unterstützung dieser teilweisen Verbrennung erforderliche Gas wird hier allgemein als verbrennungsunterhaltendes Gas bezeichnet.
Die bisher für diesen Zweck vorgeschlagenen Öfen wiesen eine Mischkammer auf, in welcher der zu zersetzende Kohlenwasserstoff und der Sauerstoff zu einem innigen, möglichst einheitlichen Gemisch vereinigt wurden, sowie eine Brennkammer, wobei diese beiden Kammern über einen Gasverteiler mit vielfachen parallelen Kanälen miteinander verbunden waren.
Um einen Flammenrückschlag auszuschliessen und die Flamme in einem kleinen Abstand von dem Verteiler zu halten, war die Strömungsgeschwindigkeit des gasförmigen Reaktionsgemisches in diesen Kanälen grösser als die Fortpflanzungsgeschwindigkeit jeder Flamme unterhalb dieser Kanäle. Dies ist besonders in der österr. Patentschrift Nr. 205012 beschrieben und beansprucht.
Ferner ist empfohlen worden, derartige Öfen zur Stabilisierung der Flammen mit einer Einrichtung zur Einführung von kleinen Sauerstoffmengen in die Reaktionsgase zu versehen. Der auf diese Weise zugefügte Sauerstoff wird nachstehend als Zündsauerstoff bezeichnet.
Diese bisher verwendeten Verteiler wurden aus einem feuerfesten keramischen Baustoff hergestellt.
Infolge der intensiven Wärmestrahlung der Flammen, der hohen Geschwindigkeit der gasförmigen Reaktionspartner in den Kanälen und der Tatsache, dass diese Verteiler infolge der Notwendigkeit, sie mit zahlreichen Kanälen zu durchsetzen, mechanisch mangelhaft waren, trat jedoch rasch eine Beschädigung dieser Verteiler auf, die bald unbrauchbar wurden.
Ferner ist bereits vorgeschlagen worden, auf der der Flammenreaktion ausgesetzten Seite vollständig metallische Verteiler zu verwenden. Diese Verteiler sind jedoch mit Kühleinrichtungen versehen, die in dem Masse, in dem sie im Sinne eines Schutzes des Verteilers wirksam sind, auch den Wirkungsgrad des Ofenprozesses beeinträchtigen.
Um bei der Erzeugung von Acetylen den durch Verbrennung verbrauchten Anteil der Reaktionspartner (Kohlenwasserstoffe und Sauerstoff) herabzusetzen, werden die Reaktionspartner vorteilhafterweise auf eine hohe Temperatur vorerhitzt, die jedoch unter der Temperatur liegt, bei der eine Selbstzündung des Brenngemisches erfolgen würde. Die Vorteile der Vorerhitzung werden natürlich durch jedes Umwälzen eines Kühlmittels in dem Verteiler oder um ihn herum beträchtlich herabgesetzt, was zu einem beträchtlichen Wärmeenergieverlust der zugeführten Gase oder des Brenngemisches führt.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird für solche Öfen mit einer Einrichtung zum Zuführen und Mischen von gasförmigen Reaktionspartnern, einer Brennkammer, in der diese Gase in einer Flamme zur Reaktion gelangen, und einem dazwischen angeordneten Verteiler zur einheitlichen Verteilung der Reaktionsgase in die Brennkammer und zur Begrenzung der Flamrne auf die Brennkammer, ein Verteiler geschaffen, der aus einem einteiligen Block aus hochschmelzendem Metall von hoher Wärmeleitfähigkeit besteht, der in seiner Längsrichtung von im wesentlichen parallelen Kanälen für die gasförmigen Reaktionspartner durchsetzt ist, wobei diese Kanäle in geringen Abständen voneinander gleichmässig über die Querschnittsfläche des Blockes verteilt sind und wobei der Durchmesser (d) der Kanäle zwischen 10 und 14 mm und der Achsabstand der Kanäle 1, 8-2, 2 (d) beträgt.
Durch diese Anordnung ist der Verteiler gegen ein Überhitzen geschützt und die gasförmigen Reaktionspartner erfahren dadurch eine zusätzliche Vorerhitzung, dass ihnen Strahlungswärme zugeführt wird, die der metallische Block infolge seiner Anordnung in der Nähe der Flamme in der Brennkammer aufgenommen hat.
Die Pyrolyse mit Hilfe des erfindungsgemässen Gasverteilers wird folgendermassen durchgeführt.
Die Pyrolysereaktion findet in vorerhitzten brennbaren Gasen statt, die mit einem Verbrennungsgas gemischt sind, das zur Erzeugung der zur Pyrolyse erforderlichen Wärme ausreicht, und besteht darin, dass
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die genannten Gase mit einer Geschwindigkeit strömen, die höher ist als die Zündgeschwindigkeit in dem
Gas und bis zu der Stelle, an der sie in eine Reaktionskammer abgegeben werden, und dabei fortschreitend auf eine Temperatur vorerhitzt werden, bei der im Bereich dieser Abgabestelle, jedoch nur in diesem
Bereich, eine Selbstzündung erfolgen kann.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und ihrer Durchführung sei auf die Zeichnungen hinge- wiesen. In diesen zeigt Fig. 1 schematisch in einem vertikalen Axialschnitt nach der Linie I-I der Fig. 3 eine Einrichtung zum Mischen und Verteilen von Gasen und einen Teil der Speiseleitungen und des Ofens zur teilweisen Verbrennung und Pyrolyse von Kohlenwasserstoffgas. Fig. 2 zeigt in einem Vertikalschnitt nach der Linie II-II der Fig. 3 eine erfindungsgemässe Speise- und Verteilereinrichtung zur Zuführung der gasförmigen Reaktionspartner zu der Reaktionskammer des Ofens.
Fig. 3 zeigt ein Detail in einem
Querschnitt nach der Linie III-III der Fig. 1, Fig. 4 in einer ähnlichen Darstellung wie Fig. 2 ein Detail einer andern Ausführungsform der Erfindung, Fig. 5 einen Querschnitt nach der Linie V-V der Fig. 4,
Fig. 6 als Detail eine Ansicht der gefurchten (gerillten) Fläche des Umfanges des Verteilers nach der Linie
VI-VI der Fig. 4, Fig. 7 ein Detail in einem Querschnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6, Fig. 8 ein Detail einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung in einem vertikalen Axialschnitt nach der
Linie VIII-VIII der Fig. 9, Fig. 9 ein Detail in einem Querschnitt nach der Linie IX-IX der Fig. 8,
Fig. 10 in einem vertikalen Axialschnitt nach der Linie X-X der Fig. 11 ein Detail des Endteiles eines der Speiserohre und der dieses Rohr passend aufnehmenden, in dem Verteiler ausgebildeten Fassung und Fig.
11 ein Detail in einem Querschnitt nach der Linie XI-XI der Fig. 10.
Gemäss den Fig. 1 bis 7 der Zeichnungen besteht der Verteiler 11 aus einem zylindrischen Block, vorteilhaft aus hochschmelzendem Stahl von höchstmöglicher Wärmeleitfähigkeit. Der Verteiler 11 ist in seiner Längsrichtung von Kanälen 13 durchsetzt, von denen jeder vorteilhaft einen über seine Länge im wesentlichen konstanten Querschnitt hat und die dazu dienen, das vorerhitzte gasförmige Reaktionsgemisch von einer Mischkammer 14 in eine Brennkammer zu überführen, die beispielsweise gemäss der österr. Patentschrift Nr. 205012 ausgebildet sein kann.
Die Reaktionsgase werden in der Kammer 14 mit Hilfe bekannter Einrichtungen vermischt, die vorzugsweise gemäss der österr. Patentschrift Nr. 199626 und 199780 ausgebildet sind.
Etwa in der Mitte zwischen den Enden des Verteilerblockes 11 ist in dessen Umfang eine Ringrinne 17 vorgesehen, die als Verteilerkanal zur Aufnahme von zusätzlichem Sauerstoff und zu dessen Verteilung über einen Kanal 18 in eine Reihe von Querleitungen 19 dient, die sich durch den Block 11 erstrecken und bei 21 an der Innenseite, d. h. an der der Brennkammer 15 zugekehrten Seite des Verteilers, perforiert sind. Die Perforationen 21 dienen zur Verteilung des zusätzlichen oder Zündsauerstoffes in der Brennkammer, um in dieser eine stabile Flamme aufrecht zu erhalten.
Ein derartiger Verteiler ist mechanisch und wärmebeständig, weil er einerseits nicht aus mehreren Elementen zusammengeschweisst zu sein braucht, sondern aus einem Stück bestehen kann, und weil er anderseits auf der der Brennkammer zugekehrten Seite wesentlich unter der Temperatur verbleibt, bei der eine zur Zerstörung oder Deformation führende Überhitzung eintreten könnte.
Diese Wärmebeständigkeit des Verteilers, in dem der auf der Innenseite des Verteilers von der Flamme her zugeführte Wärmeüberschuss von den vorerhitzten Gasen abgeführt und ausgenutzt wird, beruht auf
1. der''Anordnung der in dem zylindrischen metallischen Verteilerblock 11 vorgesehenen Kanäle, mit deren Hilfe das Gasgemisch über die Querschnittsfläche verteilt wird ;
2. dem Öffnungsverhältnis, d. h. dem Anteil der Gesamtquerschnittsfläche der offenen Kanäle an der der Flamme ausgesetzten, nachstehend als "heisse Fläche" bezeichneten Innenfläche des Verteilers und
3. dem Durchmesser dieser Kanäle.
Angesichts der Temperatur, mit der die Gase zugeführt werden, und der Flammentemperatur in dem Ofen werden diese Faktoren so ausgewählt, dass die der heissen Fläche des Verteilers durch direkte Wärmestrahlung von der Flamme her zugeführte Wärme von den durch den Verteiler strömenden Gasen abgeführt wird. Da das Gasgemisch bereits vorerhitzt ist und bei dieser Durchströmung nur zusätzlich vorerhitzt wird, und da die Kanäle 13 über die ganze Querschnittsfläche verteilt sind, ist an der Stirnseite des Verteilers kein übermässig hoher Temperaturgradient vorhanden, der durch Schmelzen an der Stirnfläche zu einer Deformation oder einem Versagen führen würde.
Ausserdem wird die Energie dieser Strahlung auf diese Weise in Form der zusätzlichen Vorerhitzung des Gasgemisches in die Reaktionszone zurückgeführt, so dass eine geringere Verbrennungsenergie und damit eine Zuführung geringer Mengen von Sauerstoff und Kohlenwasserstoff zur Erzeugung der für die Pyrolyse erforderlichen Wärme genügt.
Bei Vorerhitzung der Gase über die Selbstentzündungstemperatur eines Gemisches aller Reaktionspartner wird eine weitere Erhöhung des Wirkungsgrades erzielt bzw. weniger Gas zur Verbrennung benötigt, so dass mehr Gas für die beabsichtigten Produkte zur Verfügung steht. Die Herabsetzung der erforderlichen Verbrennungswärme gestattet es, mit einem kleineren Anteil Sauerstoff in dem Reaktionsgemisch auszukommen, wodurch wiederum die Selbstzündungstemperatur eines homogenen Gemisches
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temperatur genügt, worauf in kleinen, gleichmässig über die Querschnittsfläche der Kammer verteilten
Strahlen zusätzlicher Sauerstoff zugeführt wird, der die Flamme in der Kammer stabilisiert und allgemein als Zündsauerstoff bezeichnet wird.
Unter Berücksichtigung der Art des behandelten Kohlenwasserstoffes und des Grades der Vorerhitzung der gasförmigen Reaktionspartner muss der Durchmesser der Zuführungskanäle 13 des Verteilers innerhalb solcher Grenzen gehalten werden, dass die Strömungsgeschwindigkeit in diesen Kanälen zur Vermeidung eines Flammenrückschlages höher ist als die Zündgschwindigkeit des Gemisches, während die Geschwindigkeit genügend niedrig sein muss, dass die Flammen in der Nähe der Ausströmungsöffnungen der Kanäle 13 bleiben.
Die Ringrinne 17 zur Verteilung des Zündsauerstoffes und die Leitungen 19 haben solche Querschnitte, dass der ursprünglich kalte Sauerstoff darin mit einer Geschwindigkeit strömt, die ihm eine relativ hohe Wärmeübergangszahl verleiht, so dass dieser Sauerstoff über die Metallfläche des Verteilers Strahlungswärme von der Flamme in dem Ofen 15 erhält. Diese Wärme stellt zwar keinen grossen Kalorienverlust der Brennzone dar, erhöht aber die flammenstabilisierende Wirkung des Sauerstoffes und begrenzt die Erhitzung der Stirnfläche des Verteilers durch die Wärmestrahlung von der Flamme.
Es ist wichtig, dass ein solcher Ganzmetallverteiler wärmebeständig bleibt, ohne dass seine der Brennkammer zugekehrte Seite überhitzt wird. Erfindungsgemäss wird dies durch die Wärmeübertragung von dem Verteiler auf die ihn durchströmenden Gase erzielt.
Es ist jedoch auch wichtig, dass die Strömungsgeschwindigkeit und die Reynold'sche Zahl des Gasgemisches an der Ausgangsöffnung jedes Verteilerkanales 13 so eingestellt werden, dass eine stabile, scharf begrenzte Flammenfront gebildet und aufrecht erhalten wird.
Systematische Versuche mit einem Methan-Sauerstoff-Gemisch haben gezeigt, dass bei einer Vorerhitzung dieses Gemisches auf 6000 C der Durchmesser der Kanäle 13 des Verteilers vorteilhafterweise in dem Bereich von 12 bis 13 mm liegt, während die Achsen dieser Kanäle einen Abstand von 24 mm voneinander haben. Bei einem derartigen Durchmesser wird eine scharf begrenzte Flammenfront erhalten, während die genannten Abstände die Wärmebeständigkeit des Verteilers gewährleisten.
Bei einer Vorerhitzung des Gasgemisches auf eine höhere Temperatur wird die Austrittsgeschwindigkeit des Gemisches aus den Kanälen 13 des Verteilers vorteilhafterweise herabgesetzt, u. zw. durch Vergrösserung des Durchmessers der einzelnen Kanäle. Bei einer Temperatur von etwa 700 C beispielsweise beträgt der Durchmesser der Kanäle etwa 14 mm. Bei Vorerhitzung auf viel höhere Temperaturen wird die Reaktionsfähigkeit des Gasgemisches so stark erhöht, dass die Austrittsgeschwindigkeit des Gemisches nicht herabgesetzt zu werden braucht und Durchmesser von 12 bis 13 mm erneut verwendet werden können.
Andere Versuche mit einem Gasgemisch aus Sauerstoff und einem methanreichen wasserstoffhaltigen Gas (d. h. einem Gas mit einer höheren Reaktionsfähigkeit als Methan) haben gezeigt, dass dabei der Durchmesser der Kanäle 13 je nach der Vorerhitzungstemperatur kleiner als 12-13 mm sein und beispielsweise 10-11 mm betragen soll.
Im allgemeinen soll zur Aufrechterhaltung einer stabilen, scharf begrenzten Flammenfront in der Brennkammer der Durchmesser der Kanäle 13 zwischen 10 und 14 mm betragen. Der Durchmesser kann jedoch, je nach Art des Brenngases und dessen Wärmeleitfähigkeit sowie der Temperatur und dem Durchsatz des Brenngas-Sauerstoff-Gemisches variieren.
Ferner muss der Achsabstand der Kanäle 13 im allgemeinen zwischen dem 1, 8- und dem 2, 2fachen des Durchmessers der Kanäle liegen und beträgt vorzugsweise etwa das Doppelte des Durchmessers, damit die gewünschte Wärmebeständigkeit des Verteilers erhalten wird.
Ausserdem muss das Gasgemisch in der Reaktionskammer unter Aufrechterhaltung stabiler Ausströmungsbedingungen aus dem Verteiler homogen in der Reaktionskammer verteilt werden, auch wenn an den Eintrittsöffnungen der Kanäle eine Wirbelung der Reaktionspartner auftritt. Zu diesem Zweck haben die Kanäle 13 eine genügende Länge, beispielsweise von dem 15- bis 20fachen des Durchmessers der Kanäle, und sind die Enden der Kanäle entsprechend profiliert.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden die Achsen der Kanäle an den Ecken von Quadraten, d. h. auf in gleichmässigen Abständen voneinander angeordneten parallelen Ebenen in den Abständen zwischen den Ebenen entsprechenden Abständen angeordnet. In der Mitte jedes dieser Quadrate ist ein Loch zur Einführung von Zündsauerstoff in die Brennkammer vorgesehen. Eine derartige Verteilung der verschiedenen Löcher ergibt eine besonders homogene Verteilung der Reaktionspartner in der Brennkammer.
Der dargestellte Verteiler 11 kann aus einem massiven Block hergestellt werden, aus dem die Ringrinne 17 und der Kanal 18 spangebend herausgearbeitet werden, während die Kanäle 13, die Leitungen 19 und die Perforationen 21 als Bohrungen ausgebildet sind. Wenn der Block 11 gegossen wird, können die Kanäle 13 und die Leitungen 19 auch mit Hilfe von Kernen und die Rinne 17 und der Kanal 18 mit Hilfe von entsprechenden Rippen der Gussform ausgebildet werden.
Dann können Bandagen 25 und 27 um den Umfang herumgelegt und zum Verschluss der Rinne 17 und des Kanales 18 festgeschweisst werden. An der Bandage 27 kann ein äusserer Flanschring 29 angeschweisst werden, so dass ein Verteilerkanal 28 für Wasser gebildet wird, das durch die Rillen 30 strömt und einen Flüssigkeitsschleier bildet, wie er in der österr. Patentschrift Nr. 205012 beschrieben und beansprucht ist. Über einer Radialnut 32 ist an dem Ring 29 ein Organ 31 mit nach unten offenem U-Profil
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geklemmt wird, ist der Boden des Kanales 28 geschlossen.
An der Bandage 25 ist ein mit dessen Loch 36 fluchtendes Zuführungsrohr 35 für den Zündsauer- stoff angeschweisst, das mit der Ringrinne 17 in Verbindung steht.
Infolge der einstückigen Ausbildung des Verteilers können die Kanäle 13 klein ausgebildet und in kleinen Abständen angeordnet sein. Selbst in dem soeben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die
Anordnung der Kanäle 13 in kleinen Abständen voneinander durch die Notwendigkeit der Anordnung der Leitungen 19 zwischen ihnen nicht wesentlich begrenzt.
Gegebenenfalls kann der Verteiler in einem Stück gegossen werden, wobei die verschiedenen Flanschen und Kanäle alle mit Hilfe von zerstörbaren Kernen ausgebildet werden. Gegebenenfalls können die Kanäle für den Zündsauerstoff aber auch als Nuten 19 a (Fig. 4 und 5) ausgebildet werden, in die Stangen 40 eingeschweisst werden, die Bohrungen aufweisen, welche die Löcher 21 a für den Zündsauerstoff bilden.
Eine andere Ausführungsform der Erfindung ist in den Fig. 8 bis 11 dargestellt. Hier wird einer der gasförmigen Reaktionspartner, vorzugsweise der Kohlenwasserstoff, über eine Leitung 41 einer Ringkammer 42 zugeführt. Dabei ist eine Innenkammer 44 vorgesehen, die eine einheitliche Verteilung des ein- strömenden Gases über den ganzen Querschnitt der Kammer gewährleistet. Die Seiten der Kammer 44 sind für die Gase undurchlässig, während die Decke der Kammer eine Vielzahl von Öffnungen 45 aufweist, die je einem der Kanäle 13 b'zugeordnet sind.
Der Kopfraum über der Decke der Kammer 44 genügt für eine freie radiale oder spiralförmige Strömung zu allen Öffnungen 45. Das in die Kammer 44 eintretende Gas teilt sich daher in Parallelströme, von denen jeder bei 45 eintritt und in das darunter angeordnete Rohr 13 b'gelangt. Diese Rohre 13 b sind in erweiterte Enden der Kanäle 13 b'eines Verteilers 11 b eingesetzt. Die Bohrungen sind vorzugsweise gleich, so dass die Kanäle 13 b'und 13 beinen im wesentlichen stetigen, glatten Durchlass für die Gase bilden.
Der andere Reaktionspartner, vorzugsweise Sauerstoff, wird über die Leitung 37 b einer Ringkammer 46 zugeführt, in der eine Innenkammer 47 vorgesehen ist, die an ihrer Decke mit einem Kopfraum für eine Querströmung und in der Decke mit Öffnungen 48 versehen ist, in welche die Rohre 13 b eingesetzt sind.
Ferner sind Zwischenöffnungen 49 vorgesehen, die wie die Öffnungen 45 dazu dienen, eine einheitliche Verteilung des von der Zuführungsleitung 37 b kommenden Gases zu gewährleisten. In diesem Fall teilt sich jedoch der von jeder Öffnung 49 abwärtsgerichtete Gasstrom in der Nähe des Bodens der Kammer 46 in vier Eintrittsöffnungen 50 der benachbarten Rohre 13 b (Fig. 11). In der bevorzugten Ausführungsform sind die Öffnungen 50 in bezug auf die Gasströme, die von den Öffnungen 49 vertikal abwärts gerichtet sind, radial angeordnet. Da diese Ströme von vier Rohren umgeben sind, ist jedes Rohr mit vier Öffnungen 50 versehen.
Der Verteiler 11 b vervollständigt die Zuführungseinrichtung des Ofens. Der in Fig. 8 dargestellte Verteiler kann in seiner Form dem in Fig. 1 gezeigten und vorstehend beschriebenen entsprechen.
Der Durchmesser der Kanäle in dem Verteilerblock 11 b soll so bemessen sein, dass folgende Forderungen erfüllt sind : a) Vorerhitzung der reaktionsfähigen Gase, beispielsweise auf eine Temperatur von 800 bis 8500 C, ohne Gefahr eines Flammenrückschlages in die Kanäle 13 b. b) Stabilität der Flamme, die auch bei hocherhitzten Reaktionspartnern nicht ausgeblasen werden darf.
Zum weiteren Verständnis der Erfindung wird nachstehend ein spezifisches Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Verteilers beschrieben.
Beispiel :
Aus einem zylindrischen Block aus hochschmelzendem Stahl, der 18% Nickel, 8% Chrom enthält und mit Titan stabilisiert ist, wird ein Verteiler hergestellt. Der Block hat einen Durchmesser von 200 mm und eine Höhe von 230 mm. Zur Fortleitung des Gemisches der gasförmigen Reaktionspartner sind in dem Block 32 Kanäle 13 in Form von Bohrungen vorgesehen, die einen Durchmesser von 14 mm haben und so angeordnet sind, dass die Achsen der Kanäle die Ecken von Quadraten mit einer Seitenlänge von 26 mm bilden. In der Mitte dieser Quadrate sind gebohrte Perforationen 21 zur Verteilung des Zündsauerstoffes angeordnet. Jede dieser Perforationen hat einen Durchmesser von 5 mm.
Andere gebohrte Perforationen 21 sind am Umfang des Verteilers vorgesehen, Insgesamt sind 45 Perforationen 21 vorhanden, Die Perforationen 21 verbinden die Brennkammer mit neun parallelen Leitungen 19 von 10 mm Durchmesser, die über einen Kanal 18 mit der ringförmigen Zuführungsrinne 17 in Verbindung stehen. Die Achse des Kanales 18 ist gegenüber der Achse des Verteilers um etwa 15 geneigt.
Der vorstehend beschriebene Verteiler kann mit der in Fig. 1 und 2 dargestellten, nur aus einer kegelstumpfförmigen Mischkammer bestehenden Mischeinrichtung oder mit der in Fig. 8 gezeigten mehrrohrigen Mischeinrichtung verwendet werden.
In beiden Fällen werden 160 Nm3/h 97, 5% reiner Sauerstoff (bezogen auf 0 C und 760 mm Hg) und 325 Nm3/h Methan in die Mischeinrichtung eingeführt. Dabei sind die beiden Reaktionspartner auf 685 C vorerhitzt. Das Gemisch der Reaktionspartner ist auf die 32 Kanäle 13 aufgeteilt und wird von ihnen gleichmässig über die Brennkammer 12 verteilt. Durch die 45 Perforationen 21 wird ferner
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20 Nm3/h zusätzlicher Sauerstoff verteilt in die Brennkammer 15 abgegeben, in der die gasförmigen Reaktionspartner zur Entzündung gebracht werden. Dies bewirkt eine Teilverbrennungsreaktion unter Bildung von Acetylen, das durch Einspritzen von kaltem Wasser abgeschreckt und dadurch stabilisiert wird. 29% des Methans werden in Acetylen umgewandelt.
Der Verbrauch pro Tonne Acetylen beträgt 6050 Nm3 Methan und 4800 kg Sauerstoff, als reiner Sauerstoff berechnet.
Mit einem Verteiler, der mit einer Kühleinrichtung versehen war, durchgeführte Vergleichsversuche haben gezeigt, dass dabei der Verbrauch an Reaktionspartnern pro Tonne Acetylen höher ist, u. zw. 6700 Nm3 Methan und 5600 kg Sauerstoff beträgt, wobei nur 26% des Methans in Acetylen umgewandelt werden.
Unter Verwendung der in Fig. 8 dargestellten mehrrohrigen Mischeinrichtung wurden Methan und Sauerstoff nach Vorerhitzung auf 7500 C mit dem erfindungsgemässen Verteiler behandelt. Dabei wurde ein Pyrolysegas erhalten, das auf Trockenbasis 9 Vol.-% Acetylen enthielt.
Bei der Verwendung des vorstehend beschriebenen Verteilers in lang andauernden Versuchen erwies sich der vorstehend beschriebene Verteiler als hitzebeständig und es trat kein Flammenrückschlag zur Mischeinrichtung hin auf.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Gasverteiler für Öfen mit einer Einrichtung zum Zuführen und Mischen von gasförmigen Reaktionspartnern, einer Brennkammer, in der diese Gase in einer Flamme zur Reaktion gelangen, und einem dazwischen angeordneten Verteiler zur einheitlichen Verteilung der gasförmigen Reaktionspartner in die Brennkammer und zur Begrenzung der Flamme auf die Brennkammer, dadurch gekennzeichnet, dass der Verteiler aus einem einstückigen Block aus hochschmelzendem Metall von hoher Wärmeleitfähigkeit besteht, der in seiner Längsrichtung von im wesentlichen parallelen Kanälen (13) für die gasförmigen Reaktionspartner durchsetzt ist, wobei diese Kanäle in geringen Abständen voneinander gleichmässig über die Querschnittsfläche des Blockes verteilt sind und der Durchmesser (d) der Kanäle (13) zwischen 10 und 14 mm und der Achsabstand der Kanäle 1, 8-2, 2 (d)
beträgt.