DE10018201A1 - Pyrolyseofen zum thermischen Spalten von Kohlenwasserstoffen - Google Patents
Pyrolyseofen zum thermischen Spalten von KohlenwasserstoffenInfo
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Abstract
Pyrolyseofen zum thermischen Spalten von Kohlenwasserstoffen mit einer Strahlungszone, darin eingebauten Brennern und Gruppen von Spaltrohren aus parallel angeordneten, vertikal verlaufenden geraden Rohrstücken, gegebenenfalls auch Rohrsammelstücken und verbindenden Rohrkrümmern, wobei die geraden Rohrstücke und gegebenenfalls die Rohrsammelstücke der einzelnen Gruppen in einer Ebene angeordnet sind und wobei die Rohrkrümmer jeweils ein gerades Rohrstück oder ein Rohrsammelstück mit einem in der Ebene nicht benachbarten geraden Rohrstück unter Richtungsumkehr verbinden. DOLLAR A Erfindungsgemäß führt die Verbindung über einen ersten S-förmigen Bogen aus der Ebene mit den geraden Rohrstücken und den Rohrsammelstücken hinaus, schneidet anschließend mit einem Halbkreis-förmigen oder einem flacheren halbelliptischen oder halbovalen Bogen die Ebene schräg und führt schließlich über einen zweiten S-förmigen Bogen wieder in die Ebene hinein.
Description
Die Erfindung betrifft einen Pyrolyseofen zum thermischen Spalten von
Kohlenwasserstoffen mit einer Strahlungszone, darin eingebauten Brennern und
Spaltrohren, wobei
- - die Spaltrohre in der Strahlungszone aus parallel angeordneten, vertikal verlaufenden geraden Rohrstücken und diese verbindenden, im unteren Bereich der Strahlungszone befindlichen Rohrkrümmern, gegebenenfalls auch aus Rohrsammelstücken, bestehen,
- - die Spaltrohre in der Strahlungszone in Gruppen parallel durchströmter Rohre angeordnet sind,
- - die geraden Rohrstücke und gegebenenfalls die Rohrsammelstücke der einzelnen Gruppen in Querrichtung des Pyrolyseofens einreihig, d. h. je Gruppe in einer Ebene angeordnet sind
- - und wobei die Rohrkrümmer jeweils ein gerades Rohrstück oder ein Rohrsammelstück mit einem in der Ebene nicht benachbarten geraden Rohrstück unter Richtungsumkehr verbinden.
Die thermische Spaltung (Cracken) von Kohlenwasserstoffen erfolgt üblicherweise in
Pyrolyseöfen. Ein herkömmlicher Pyrolyseofen weist eine mit Brennern beheizte
Strahlungszone auf. Die thermische Spaltung der Kohlenwasserstoffe wird in
Spaltrohren in der Strahlungszone durchgeführt. Die Spaltung der Kohlenwasserstoffe
kann dadurch erleichtert werden, daß die Kohlenwasserstoffe vor der Einleitung in die
Strahlungszone in einer Konvektionszone des Pyrolyseofens vorgewärmt werden.
Ein Pyrolyseofen mit einer Spaltrohranordnung der eingangs genannten Art ist in der
EP 0 529 441 81 beschrieben. In Fig. 1 ist diese Anordnung der Spaltrohre
beispielhaft dargestellt. Im gezeigten Beispiel sind drei Gruppen von Spaltrohren A, B
und C aufgezeigt. Die zu spaltenden Kohlenwasserstoffe werden entsprechend der
Pfeilrichtung von oben in die Rohre eingeleitet. Die drei Gruppen der Spaltrohre sind
stufenförmig versetzt (zwei 90°-Krümmungen) um drei nicht dargestellte
Spaltgaskühler angeordnet, bevor sie in die Strahlungszone des Pyrolyseofens
hineinlaufen. Die Spaltgaskühler befinden sich in Verlängerung der drei Auslaßrohre (in
Z-Richtung weisende Pfeile). Die gestrichelte Linie symbolisiert das obere Ende der
Strahlungszone des Pyrolyseofens. Gerade, vertikal (Z-Richtung) angeordnete
Rohrstücke der Spaltrohre reichen bis zum unteren Bereich der Strahlungszone. Dort
sind jeweils zwei Spaltrohre über ein Rohrsammelstück zu einem Rohr vereinigt. Die
resultierenden acht Spaltrohre pro Gruppe gehen in acht Rohrkrümmer über, von
denen jeweils vier eine in etwa gleiche Krümmungsrichtung aufweisen. Eine gewisse
Abweichung in der Krümmungsrichtung ist durch die Auskragungen der Rohrkrümmer
bedingt. Die geraden Rohrstücke der Gruppen liegen in der Anordnungsebene der
Spaltrohre (X/Z-Ebene). Die acht von unten nach oben durchströmten, geraden
Rohrstücke jeder Gruppe werden über Rohrsammelstücke zunächst zu zwei
Spaltrohren und über ein weiteres Rohrsammelstück zu einem Auslaßrohr vereinigt.
Über den drei Auslaßrohren befinden sich die nicht dargestellten Spaltgaskühler in
gerader Verlängerung der Auslaßrohre.
Nachteilig ist bei dieser Anordnung der Spaltrohre, daß die Rohrkrümmer im unteren
Bereich der Strahlungszone Auskragungen in (in Y-Richtung) aufweisen und aus der
Anordnungsebene (X/Z-Ebene) der Spaltrohre herausragen (EP 0 529 441 B1, Spalte
3, Zeilen 39 bis 41). Dies hat zur Folge, daß der Schwerpunkt der Rohrkrümmer
außerhalb der Anordnungsebene der Spaltrohre liegt und daher ein Biegemoment auf
die thermisch hochbelasteten in einem oberen Teil des Strahlungsraumes im
Pyrolyseofen aufgehängten Rohre ausgeübt wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Pyrolyseofen der eingangs
genannten Art aufzuzeigen, der diesen Nachteil vermeidet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einem Pyrolyseofen mit den
Merkmalen des Anspruchs 1. Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von
Unteransprüchen.
Kennzeichnend an dem erfindungsgemäßen Pyrolyseofen ist, daß die jeweils mit Hilfe
der Rohrkrümmer hergestellte Verbindung über einen ersten S-förmigen Bogen aus
der Ebene mit den geraden Rohrstücken und den Rohrsammelstücken hinausführt,
anschließend mit einem Halbkreis-förmigen oder einem flacheren halbelliptischen oder
halbovalen Bogen die Ebene schräg schneidet und schließlich über einen zweiten S-
förmigen Bogen wieder in die Ebene hineinführt.
Dadurch daß die verbindenden Bögen die mit den vertikalen geraden Rohrstücken
gebildete Ebene schneiden und von beiden Seiten der Ebene wieder in die Ebene
zurückführen, liegt der Gesamtschwerpunkt der verbindenden Bögen in der Ebene. Der
Vorteil besteht darin, daß durch das beträchtliche Eigengewicht der Rohrkrümmer, die
die Bögen bilden, kein Biegemoment auf die geraden Rohrstücke ausgeübt wird. Die
aus zwei S-förmigen und einem weiteren, z. B. halbkreisförmigen Bogen gebildete
Verbindung ist außerdem elastisch gegenüber Kräften und Momenten die von den
beheizten geraden Rohrstücken eingebracht werden.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Pyrolyseofens sind die
Spaltrohre einer Spaltrohrgruppe vor der Richtungsumkehr mit ihren geraden
Rohrstücken in einer Ebene und die Spaltrohre einer Spaltrohrgruppe nach der
Richtungsumkehr mit ihren geraden Rohrstücken in der selben Ebene parallel
nebeneinander aufgereiht.
Die Richtungsumkehr findet in einem weitgeschwungenen Bogen statt, der die Ebene
der geraden Rohrstücke in einem flachen Winkel schneidet. Der weltgeschwungene
Bogen gestattet eine besonders spannungsarme Montage. Die Rohrstücke vor der
Richtungsumkehr und die Rohrstücke nach der Richtungsumkehr nehmen in der
Ebene zwei nebeneinander liegende Flächen ein, die durch den Flächen
gegenüberliegende Brenner, gegebenenfalls auch unterschiedlich, beheizt werden
können.
Die S-förmigen, Halbkreis-förmigen, halbelliptischen oder halbovalen Bögen einer
Gruppe können jeweils geometrisch gleich ausgeführt sein. Eine solche Ausführung
der Bögen ermöglicht Einsparungen von Herstellungs- und Wartungskosten.
Die Halbkreis-förmigen, halbelliptischen oder halbovalen Bögen einer Gruppe können
die Ebene mit den geraden Rohrstücken im gleichen Winkel schneiden. Der Vorteil
besteht darin, daß bei kleinem Winkel die Bögen eng aneinander liegen, die
Strahlungsrohre gegeneinander abstützen und dadurch auch die Funktion eines sonst
notwendigen aufwendigen Positionierungssystems mit übernehmen.
Die Erfindung wird anhand einer Ausführungsform mit zwei Figuren näher erläutert.
Fig. 2 zeigt die Anordnung der Spaltrohre eines erfindungsgemäßen
Pyrolyseofens in Seitenansicht.
Fig. 3 zeigt eine Draufsicht der Anordnung von Fig. 2.
Fig. 2 zeigt schematisch eine Seitenansicht der Spaltrohranordnung eines
erfindungsgemäßen Pyrolyseofens. Zur Vereinfachung ist die Rohrführung nur einer
Spaltrohrgruppe im unteren Teil der Strahlungszone eines solchen Ofens dargestellt.
Jeweils zwei von sechzehn Spaltrohren 1 sind über ein Rohrsammelstück 2 zu einem
Rohr vereinigt. Die resultierenden acht Rohre gehen jeweils in einen S-förmigen Bogen
3, anschließend in einen halbovalen 4, dann wieder in einen S-förmigen Bogen 5 und
schließlich in jeweils ein Rohrstück 6, also insgesamt in acht gerade Rohrstücke über.
Die Spaltrohre liegen mit ihren geraden, parallelen und im Pyrolyseofen senkrecht
angeordneten Rohrstücken und mit den Rohrsammelstücken in einer Ebene.
Insgesamt wird beim Übergang der Spaltrohre in die acht geraden Rohrstücke durch
die Rohrbögen eine Richtungsumkehr erzielt. In der Fig. 2 ist nicht dargestellt, daß
diese acht geraden Rohrstücke nach Austritt aus der Strahlungszone zu einem oder
mehreren Spaltgaskühlern geführt werden.
Zusammen mit der Fig. 3, einer Draufsicht des in der Fig. 2 dargestellten wird
aufgezeigt, daß jeweils zwei Spaltrohre 1 zusammengefaßt sind, über einen S-
förmigen Bogen 3 aus der Ebene 7 mit den geraden Rohrstücken herausführen, mit
einem anschließenden Bogen (180°) die Ebene 7 schneiden und schließlich mit einem
weiteren S-förmigen Bogen in die Ebene 7 zurückführen.
Claims (4)
1. Pyrolyseofen zum thermischen Spalten von Kohlenwasserstoffen mit einer
Strahlungszone, darin eingebauten Brennern und Spaltrohren, wobei
- - die Spaltrohre in der Strahlungszone aus parallel angeordneten, vertikal verlaufenden geraden Rohrstücken und diese verbindenden, im unteren Bereich der Strahlungszone befindlichen Rohrkrümmern, gegebenenfalls auch aus Rohrsammelstücken, bestehen,
- - die Spaltrohre in der Strahlungszone in Gruppen parallel durchströmter Rohre angeordnet sind,
- - die geraden Rohrstücke und gegebenenfalls die Rohrsammelstücke der einzelnen Gruppen in Querrichtung des Pyrolyseofens einreihig, d. h. je Gruppe in einer Ebene angeordnet sind
- - und wobei die Rohrkrümmer jeweils ein gerades Rohrstück oder ein Rohrsammelstück mit einem in der Ebene nicht benachbarten geraden Rohrstück unter Richtungsumkehr verbinden,
2. Pyrolyseofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltrohre
einer Spaltrohrgruppe vor der Richtungsumkehr mit ihren geraden Rohrstücken in
einer Ebene und die Spaltrohre einer Spaltrohrgruppe nach der Richtungsumkehr
mit ihren geraden Rohrstücken in der selben Ebene parallel nebeneinander
aufgereiht sind.
3. Pyrolyseofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die S-förmigen,
Halbkreis-förmigen halbelliptischen oder halbovalen Bögen einer Gruppe jeweils
geometrisch gleich ausgeführt sind.
4. Pyrolyseofen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbkreis
förmigen, halbelliptischen oder halbovalen Bögen einer Gruppe die Ebene mit den
geraden Rohrstücken im gleichen Winkel schneiden.
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DE1928952B1 (de) | Stehender Abhitzekessel,insbesondere zur Schwefel- oder Schwefelwasserstoff-Verbrennung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |