DE1197187B

DE1197187B - Vorrichtung zur Spaltung von Kohlen-wasserstoffen zwecks Erzeugung eines Stadt-oder Industriegases

Info

Publication number: DE1197187B
Application number: DE1962P0030745
Authority: DE
Inventors: Kurt Franke
Original assignee: Pintsch Bamag AG
Current assignee: Pintsch Bamag AG
Priority date: 1962-12-11
Filing date: 1962-12-11
Publication date: 1985-07-27

Description

Vorrichtung zur Spaltung von Sohlenwasserstoffen zwecks Erzeugung eines Stadt-oder Industriegases Die Vergasung der Kohlenwasserstoffe erfolgt mit Hilfe von Vergasungsmitteln, wie Sauerstoff in Form von Luft und Wasserdampf. Durch die Spaltung wird ein Gas erzeugt, das sich im wesentlichen aus CO2, CO, H2, gasförmigen Kohlenwasserstoffen, Wasserdampf und bei Verwendung von Luft als Vergasungsmittel aus Stickstoff zusammensetzt. Die Spaltung erfolgt über einem in Rohren untergebrachten Kata lysator unter Zuführung von Wärme an das Rohr von außen.
Bisher wurden für die Spaltung gerade Rohre, die in einen mit Schamotte ausgemauerten Ofen eingesetzt sind, verwandt. Durch Verbrennung von Heizgas mittels in den Boden oder die Decke des Ofens eingebauter Brenner wurde die für den Spaltprozeß erforderliche Wärme erzeugt. Die entsprechend der Verweilzeit des Gases langen Rohre bedingen eine große Bauhöhe des Ofens und der für das Herausheben der Rohre aus dem Ofen erforderlichen Krananordnung. Außerdem ist wegen der Unruhe der Flamme oder Flammen keine gleichmäßige Wärmeverteilung auf die einzelnen Rohre und deren ganze Länge gewährleistet.
Zur Vermeidung langer Spaltrohre ist bekannt, durch drei konzentrisch angeordnete Rohre zwei ringförmige Reaktionsräume zu bilden, die an ihren unteren Enden miteinander verbunden sind. Doch macht hier die gleichmäßige Einfüllung und Entleerung des Kontaktstoffes Schwierigkeiten.
Die Erfindung vermeidet die Nachteile der bekannten Spaltofen und hat eine Vorrichtung zur katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffen zum Gegenstand, bei der den Katalysator enthaltende Metallrohre als Reaktionsraum in von heißen Verbrennungsgasen durchströmten Ofenkammern angeordnet sind. Diese Vorrichtung ist nach dem Grundgedanken der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere U-förmige Spaltrohre mit einem Einfüllstutzen für frischen Katalysator im oberen Scheitel und einem Abfüllstutzen für verbrauchten Katalysator an jedem unteren Schenkelende in einer mit abnehmbarer Ofendecke versehenen U-förmigen Ofenkammer angeordnet sind.
Hierdurch ergibt sich eine gedrungene Ofenform und eine niedrige Höhe für das den Ofen enthaltende Krangebäude. Ferner sind die Kontaktstoffsäulen in den Rohren kleiner und daher die Belastung des Katalysators durch sein Eigengewicht geringer als bei gestreckten Rohren, was sich günstig auf seine lockere Schüttung und seine Lebensdauer auswirkt. Auch ist ein gleichmäßiges Einfüllen des Katalysators und ein automatisches Nachfüllen des U-Rohres mit Katalysator beim Schrumpfen desselben aus dem Füllstutzen im Scheitel des U-Rohres heraus und ein bequemes Entleeren des verbrauchten Katalysators durch die Abfüllstutzen gegeben.
Die Erfindung eignet sich besonders für kleine Spaltöfen, die im Grenzfall ein einziges U-Rohr enthalten können.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei U-Rohren dargestellt, und zwar in Fig. 1 und 2 in zwei zueinander senkrechten Längsschnitten und in F i g. 3 in Draufsicht.
Der Mantel 1 besteht aus Stahlblech. Im Innern befindet sich das Schamottemauerwerk 2. Diese Ausmauerung ist so ausgeführt, daß zwei rohrförmige Kanäle 3 und 4 entstehen, in die zentrisch das U-förmige Spaltrohr 5 eingesetzt wird. Die beiden Kanäle sind durch die Trennwand 6 getrennt und so dimensioniert, daß die Rauchgasgeschwindigkeit auf den günstigsten Wärmeübergang an das Spaltrohr abgestimmt werden kann.
In der Verbrennungskammer 7 wird die für den Spaltprozeß erforderliche Wärmemenge durch Verbrennen von Gas oder Öl erzeugt. Diese Verbrennungskammer gibt dafür Gewähr, daß das Heizmittel vollkommen umgesetzt wird, also keine Nachverbrennung entlang des Rohres stattfindet. Das Spaltrohr wird also nur vom Verbrennungsgas bestrichen.
Für eine gute Verteilung der Verbrennungsgase sorgt das im Übergang zwischen Verbrennungskammer und Spaltrohrkanal vorgesehene Schamottegitter 8. Damit das Spaltrohr 5 nur in einer Richtung wandern kann, ist ein Schenkel im Boden fest verankert. Zum Füllen des Spaltrohres mit Kontakt ist im Bogen des U-förmigen Spaltrohres ein Rohrstumpf 9 vorgesehen.
Dieser Rohrstumpf gibt ferner dafür Gewähr, daß sich die Rohrschenkel beim Schrumpfen des Kontaktes automatisch nachfüllen. Zum Ausbau des Spaltrohres muß der in der Decke vorgesehene keilförmige Stein 10 abgehoben werden.
Der dargestellte Ofen arbeitet in folgender Weise: Mit dem im Kopf der Verbrennungskammer eingebauten Spezialbrenner wird Gas oder Heizöl restlos verbrannt. Die hierbei entstehenden Verbrennungsgase werden über den mit Gittersteinen ausgesetzten Kanal in die paarweise hintereinander geschalteten vertikalen Schamottekanäle bzw. -kammer geleitet, wo sie ihre Wärme an das Spaltrohr abgeben. Um den Wärmeübergang an das Spaltrohr zu begünstigen, können in den senkrechten Kammern abwechselnd von entgegengesetzten Seiten hineinragende Vorsprünge für die wiederholte Umlenkung der Verbrennungsgase vorgesehen sein.
Je nach dem zum Einsatz kommenden Spaltprodukt kann der Spaltprozeß im Gleich- oder Gegenstrom ausgeführt werden. Außerdem ist eine Anpassungsmöglichkeit dadurch gegeben, daß die einzelnen Kammern oder Kammergruppen in und außer Betrieb genommen werden können, indem die zugehörigen Brennerkammern in bzw. außer Betrieb gesetzt oder die Verbindungskanäle zwischen den entsprechenden Brenner- und Ofenkammern mittels Schiebern auf- und zugemacht werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur katalytischen Spaltung von Kohlenwasserstoffen, insbesondere Flüssiggas, Erdgas und Leichtbenzin, zwecks Erzeugung eines Stadt- oder Industriegases, bei der als Reaktionsraum den Katalysator enthaltende metallische Rohre dienen, die in von heißen Verbrennungsgasen durchströmten Ofenkammern angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere U-förmige Spaltrohre mit einem Einfüllstutzen für frischen Katalysator im oberen Scheitel und einem Abfüllstutzen für verbrauchten Katalysator an jedem unteren Schenkelende in einer mit abnehmbarer Ofendecke versehenen U-förmigen Ofenkammer angeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder U-förmigen Ofenkammer oder mehreren U-förmigen Ofenkammern gemeinsam eine besondere Verbrennungskammer für die Erzeugung der heißen Verbrennungsgase vorgeschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften Nr. 1 017 318, 1 093 948, 1 126 556.