DE1256203B - Vorrichtung zur Herstellung von wasserstoffhaltigen Gasen, insbesondere von Schutzgas - Google Patents

Vorrichtung zur Herstellung von wasserstoffhaltigen Gasen, insbesondere von Schutzgas

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DE1256203B
DE1256203B DEA46112A DEA0046112A DE1256203B DE 1256203 B DE1256203 B DE 1256203B DE A46112 A DEA46112 A DE A46112A DE A0046112 A DEA0046112 A DE A0046112A DE 1256203 B DE1256203 B DE 1256203B
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Dr-Ing Joachim Wuenning
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Aichelin Industrieofenbau GmbH
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Description

  • Vorrichtung zur Herstellung von wasserstoffhaltigen Gasen, insbesondere von Schutzgas Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von wasserstoffhaltigen Gasen, insbesondere von Schutzgas, durch Umsetzung kohlenwasserstoffhaltiger Gase oder Flüssigkeiten mit sauerstoffhaltigen Gasen, die aus einer Brennkammer, einem Zwischenkühler, einem Konverter mit katalysatorgefüllten, gekühlten Rohren und diese Einheiten verbindenden Bauelementen besteht.
  • Zur Erzeugung von wasserstoffhaltigem, reduzierendem Gas, wie es insbesondere in der Schutzgastechnik in weitem Umfang verwendet wird, ist es bekannt, einen kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoff, beispielsweise Koksofengas oder Mineralöl, unter Luftmangel in einer Brennkammer umzusetzen. Das durch die Verbrennung entstehende Gasgemisch besteht im wesentlichen aus H, H2O, CO, CO und N.,. wobei der Anteil der einzelnen Bestandteile des Gemisches von der Art des verwendeten Ausgangsstoffes und dem Verbrennungsverhältnis abhängt.
  • Der Anteil an CO des Gases ist in vielen Anwendungsfällen unerwünscht. Kohlenmonoxyd ist zum einen stark toxisch, so daß besondere Sicherheitsvorkehrungen erforderlich sind, zum anderen neigt es bei Temperaturen von etwa 5000 C zur Bildung von Ruß, was mit erheblichen Nachteilen verbunden ist.
  • Es geht daher das Bestreben dahin, die reduzierenden Bestandteile des Schutzgases vorzugsweise in der Gestalt von Wasserstoff vorliegen zu haben.
  • Aus diesem Grund wird das aus der Brennkammer kommende Gas durch die Einwirkung von Kontaktmassen (Katalysatoren) konvertiert, so das der Wasserstoffgehalt auf Kosten des CO-Gehaltes erhöht wird. Die Konvertierung erfolgt nach der chemischen Beziehung: CO + H20 = CO2 +H2 Für die Konvertierungsreaktion findet das bei der Teilverbrennung in der Brennkammer entstehende Wasser Verwendung. Falls der Wassergehalt des Gases bei Beginn der Konvertierung nicht ausreichend sein sollte, wird Dampf zugesetzt oder Wasser eingesprüht.
  • Während in der Brennkammer eine Temperatur von beispielsweise etwa 12000 C herrscht, arbeiten die bekannten Kontaktmassen in einem Temperaturbereich von etwa 4000 C. Bei dieser Temperatur beträgt die Wassergaskonstante Kw °I° = OIoCO.o/oH2O O/o H2 . O/o CO2 etwa 0,08°lo, während sie bei der Brennkammertemperatur von 12000 C bei ungefähr 2,5 ovo liegt. Um somit eine Erhöhung des H>-Gehaltes des Gases auf Kosten des CO-Gehaltes in dem höchstmöglichen Maße zu erzielen, ist es notwendig, eine Kühlung des Gases, das aus der Brennkammer austritt, vorzunehmen, bevor es über die Kontaktmassen geleitet wird.
  • Die Konvertierung selbst ist ein exothermer Prozeß. Um einen unerwünschten Temperaturanstieg während des Reaktionsverlaufes zu vermeiden, muß daher der Katalysator gekühlt werden, oder aber der Reaktionsverlauf muß in mehrere Stufen unterteilt werden, zwischen denen jeweils eine Zwischenkühlung vorzusehen ist, um somit die Reaktionswärme nach außen abführen zu können.
  • Zur Durchführung des erläuterten Verfahrens zur Herstellung von reduzierendem Gas, und zwar insbesondere Schutzgas, ist eine Anlage bekannt, die aus einer Brennkammer und einer nachgeschalteten, die Kontaktmassen enthaltenden Reaktionskammer (Konverter) besteht. In dem Gasweg zwischen dem Konverter und der Verbrennungskammer ist ein eigener Wärmetauscher angeordnet, der das aus der Brennkammer kommende Gas vor dem Eintritt in den Konverter auf die mit Rücksicht auf die Kontaktmassen erforderliche Temperatur abkühlt. Die Temperatur des Gasgemisches in der ReakHonskammer wird bei dieser Anlage während des Konvertierungsvorganges durch eine Regelvorrichtung gesteuert, die eine zweckentsprechende Bemessung der dem Gasgemisch auf dem Gasweg zwischen dem Wärmetauscher und der Reaktionskammer zuzuführenden Mengenanteile an Dampf und/oder Wasser bewirkt. Diese Anlage, die daneben noch über Einrichtungen zur Entfernung von in dem Gas enthaltenen organischen Schwefelverbindungen sowie zur Gastrocknung verfügt, besteht aus getrennten Einheiten, in denen die einzelnen Verfahrensschritte durchgeführt werden und die über Rohrleitungen in zweckentsprechender Weise zusammengeschaltet sind. Die einzelnen Einheiten sind hierbei von herkömmlicher Bauart, wie sie im Rahmen der Verfahrenstechnik für die verschiedensten Aufgaben üblich sind.
  • Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Herstellung von wasserstoffhaltigen Gasen, insbesondere von Schutzgas, zu schaffen, die sich bei einheitlichem Aufbau durch eine vorteilhafte konstruktive Lösung auszeichnet, welche es gestattet, mit einem geringen Raumbedarf das Auslangen zu finden und die insbesondere auch für die Herstellung von kleineren Gasmengen - in der Größenordnung von weniger als 100 cbm pro Stunde - geeignet ist. Bei Anlagen, in denen Brennkammer, Kühler und Konverter als getrennte Baueinheiten ausgebildet sind, besteht nämlich die Schwierigkeit, daß die Wärmeverluste der Zwischen den Einheiten liegenden Leitungen bei den verhältnismäßig kleinen Gasmengen unkontrollierbar bleiben. Außerdem benötigen solche Anlagen sehr lange Anfahrzeiten (bis zu einem Tag und länger) zur Erreichung des normalen Betriebstemperaturgleichgewichts. Die bei derartigen Anlagen gebräuchlichen Temperaturregeleinrichtungen an der Gaseintrittsstelle in den Konverter sind, ebenso wie Einrichtungen zur Zwischenkühlung des Gases, während des Konvertierungsvorganges zu aufwendig, um bei Vorrichtungen Verwendung finden zu können, die für die Herstellung solcher kleinerer Gasmengen bestimmt sind.
  • Zu diesem Zweck zeichnet sich die Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Brennkammer direkt in die Konverterkammer mündet, die der Länge nach vollständig von einem Ringspaltkühlmantel umgeben und mit einem Deckel gasdicht abgeschlossen ist, wobei in ihren Innen raum von diesem Deckel aus ein konzentrischer, nur in der Nähe des Deckels mit dem Innenraum in Verbindung stehender Behälter ragt, in dem sich die gasdicht durch den Deckel geführten, unten offenen Katalysatorrohre bis fast zu dessen Boden erstrecken.
  • Die neue Vorrichtung verfügt neben geringem Platzbedarf über den Vorteil, daß sie bei kleinen Verlusten eine geringe Anfahrzeit aufweist. Auch ist die Sicherheit dieser Vorrichtung in höherem Maße gewährleistet als bei einer aus einer Mehrzahl von getrennten Baueinheiten zusammengesetzten Anlage, bei der der Austritt von giftigem CO-Gas aus Rohrleitungsanschlüssen u. dgl. nur schwer verhütet werden kann.
  • Außer dem Vorteil einer äußerst gedrängten Bauweise kann für die den Kühler bildenden Konstruktionsteile niedrig legiertes Material verwendet werden. Das die Wärme abführende Medium, das ist in der Regel Luft, wird in dem von dem Ringspaltkühlmantel begrenzten Ringspalt mit hoher Geschwindigkeit im Gleichstrom mit dem Verbrennungsgas nach oben geführt. Hierbei bleiben wegen der hohen Wärmeübergangszahl die bestrichenen Flächen verhältnismäßig kalt. Da das Gas aus der Brennkammer mit einer verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeit austritt, ist der konvektive Anteil des Wärmeüberganges gering.
  • Zweckmäßig ist es, wenn der Mantel des Behälters mit der Konverterkammerwandung einen Ringspalt ausbildet und in der Nähe des Deckels Öffnungen aufweist. Damit wird das aus der Brennkammer kommende Gas nach Abkühlung in einen tieferen Tem- peraturbereich ebenfalls in einen Ringspalt geleitet, wodurch die restliche Abkühlung auf die für die Katalysatoren zuträgliche Temperatur beschleunigt wird.
  • Um zu vermeiden, daß der Behälter durch von der Brennkammer ausgehende Strahlungswärme ungleichmäßig aufgeheizt wird, so daß sich eine ungleichmäßige Temperaturverteilung ergeben würde, ist es zweckmäßig, daß der Behälter an seinem der Brennkammer zugewandten Boden eine Strahlungsschutzplatte trägt, deren Kanten zur Vermeidung unerwünschter Wirbelbildung des vorbeistreichenden Gasstromes gegebenenfalls abgeschrägt sind.
  • Eine besonders einfache Konstruktion des ganzen Gerätes. die eine leichte Montage und Wartung gestattet, läßt sich erzielen, wenn der Deckel, an dem die Katalysatorrohre nac!l unten ragend befestigt sind, den Boden und die Seitenwände eines Sammelraumes für die aus den Katalysatorrohren austretenden Gase bildet und zusammen mit dem diesen Sammelraum abschließenden und einen Gasabführstutzen aufweisenden weiteren Deckel konzentrisch und gasdicht in den oberen Teil der Konverterkammer eingehängt ist. Damit kann der eigentliche aktive Teil des Konverters ohne Schwierigkeiten nach oben ausgebaut werden, ohne daß ein Zerlegen der Vorrichtung erforderlich wäre. Der Austausch der Kontaktmassen, die von Zeit zu Zeit ersetzt werden müssen, ist ohne jegliche Schwierigkeiten möglich.
  • Um eine gleichmäßige Wärmeabführung von der Wandung der Konverterkammer zu erzielen, ist es vorteilhaft, wenn im Bereich der dem Ringspaltkühlmantel zugeordneten Ein- und Auslaßstutzen für das die Wärme abführende Medium Ringkanäle angeordnet sind, in welche die Ringspalte des Ringspaltkühlmantels münden, so daß sich eine vollständig gleichmäßige Strömung in dem von dem Ringspaltkühlmantel begrenzten Ringspalt ergibt.
  • Besondere Vorteile ergeben sich auch, wenn die neue Vorrichtung zur gleichzeitigen Gewinnung von Warmluft von etwa 3000 C benutzt wird, wie sie beispielsweise benötigt wird, um Adsorptionsmittel zu regenerieren, die dazu dienen, um dem aus der Konverterkammer kommenden reduzierenden Gas unerwünschte Bestandteile, beispielsweise CO2, zu entziehen. Hierbei ist es zweckmäßig, den Ringspaltkühlmantel nach außen wärmeisoliert auszubilden, so daß die gesamte von der Konverterkammer abgeführte Wärme möglichst vollständig auf den Warmluftstrom übergeht. Die Luft wird hierbei im Gleichstrom zu dem aus der Verbrennungskammer kommenden Gas durch den von dem Ringspaltkühlmantel begrenzten Ringspalt geleitet, wodurch dieser selbst nicht nur an seiner gefährdetsten Stelle kaltgehalten wird, sondern auch die erforderliche Abkühlung des Gases bis auf die Konvertierungstemperatur mit genügender Genauigkeit erzielt wird. Sollte bei der AS kühlung des Gases nicht genügend Wärme frei werden, um die Luft auf die erwünschte Temperatur zu bringen, so kann die Luft vor dem Eintritt in den Ringspalt zusätzlich beheizt werden. Diese Zusatzheizung wird zweckmäßigerweise von einem Temperaturfühler am Austritt des Ringspaltes gesteuert, Da sich bei einem Wärmeaustausch im Gleichstrom die Temperaturen der beteiligten Stoffe asymptotisch nähern, ist es verhältnismäßig einfach, die Auslegung so zu treffen, daß die Gaseintrittstemperatur am Konverter den richtigen Wert aufweist, ohne daß hierfür eine zusätzliche Regelung erforderlich wäre.
  • Darüber hinaus bietet sich der Vorteil, daß durch den starken Luftstrom die gesamte Vorrichtung sehr schnell in den stationären Temperaturzustand übergeführt wird, d. h. in das Betriebsgleichgewicht kommt.
  • Die erwähnten Vorteile konnten, wie bereits ausgeführt, an einer im Betrieb befindlichen Vorrichtung überzeugend festgestellt werden. Bei einer Brennkammertemperatur von 1200 bis 16000 C blieb der untere Teil der Ringspaltwandung, die dem aus der Brennkammer strömenden Gas zugeordnet ist und der auf einem niedrig legierten Material hergestellt war, auf einer Temperatur von weniger als 5000 C. Durch entsprechende Regelung einer dem Ringspalt vorgeschalteten Zusatzheizung wurde die Warmlufttemperatur auf 3000 C eingestellt. Die Warmluftmenge betrug etwa das Zehnfache der Menge des konvertierten Gases. Bei dieser Betriebsweise betrugen die Temperaturen am Eingang und Ausgang des Konverters, unabhängig von der Menge des jeweils entnommenen konvertierten Gases, 4000 C bei einer Toleranzgrenze von weniger als + 100 C. Die Anfahrzeiten lagen sehr niedrig; sie beliefen sich auf weniger als 2 Stunden, wenn die Vorrichtung vollkommen kalt in Betrieb genommen wurde.
  • Das den Ringspalt durchströmende, die Wärme abführende Medium kann daneben auch noch zur vollkommenen Abkühlung des aus dem Konverter austretenden Gases herangezogen werden. In diesem Fall ist es zweckmäßig, die Anordnung derart zu treffen, daß die Abflußleitung für das konvertierte Gas und die Zufuhrleitung für das dem Ringspalt zugeführte, wärmeübertragende Medium einen indirekten Wärmeaustauscher bilden, so daß eine Wärmeübertragung zwischen dem Gas und dem Medium zustande kommt. In Einzelfällen kann es vorteilhaft sein, diesem Wärmetauscher eine Zwischenheizung für das dem Ringspaltkühlmantel zuzuführende Medium zuzuordnen sowie gegebenenfalls Mittel vorzusehen, durch die diese Heizung in Abhängigkeit von der Temperatur des konvertierten Gases gesteuert werden kann. Eine derartige Anlage arbeitet ohne zusätzliche Kühlmittel, wie beispielsweise Kühlwasser, was eine erhebliche Einsparung bedeutet. Die frei werdende Energie des gesamten exothermen Prozesses wird praktisch restlos ausgenutzt, ohne daß dadurch eine Verteuerung der Vorrichtung bedingt wäre.
  • Sollte es bei Verwendung eines entsprechenden Adsorptionsmittels notwendig sein, eine verhältnismäßig höhere Konvertierungstemperatur einzuhalten, während andererseits aus anwendungstechnischen Gründen das von der Vorrichtung abströmende wärmeabführende Medium, d. h. die Warmluft, die in der Regel hierfür verwendet wird, eine verhältnismäßig niedere Temperatur aufweisen soll, so kann die Anordnung derart getroffen werden, daß das Leitungssystem des die Wärme abführenden Mediums eine parallel zu dem Ringspaltkühlmantel verlaufende Leitung aufweist. Die richtige Konvertierungstemperatur läßt sich dann ohne weiteres einhalten, während gleichzeitig durch den über die parallellaufenden Leitung gehenden kalten Mediumsstrom auch die erforderliche niedrige Temperatur des von der Vorrichtung abströmenden Mediums gewährleistet werden kann.
  • Sollte bei der Herstellung von Schutzgas zur Unterstützung der Konvertierung zusätzlich Wasser oder Wasserdampf erforderlich sein, so kann dies prinzipiell an zwei Stellen eingeführt werden: Bei hohem Wärmeüberschuß in der Brennkammer ist es zweckmäßig, das Wasser oder den Dampf dem Brenngas-Luft-Gemisch vor dessen Eintritt in die Brennkammer zuzusetzen, um damit gleichzeitig die Brennkammertemperatur zu senken. Ist die Brennkammertemperatur hierfür nicht hoch genug, so ist es günstig, den Wasserdampf bzw. das Wasser von oben in den Raum außerhalb der die Kontaktmassen enthaltenden Behälter einzuleiten und zu diesem Zweck eine von oben in den Behälter führende Wasserzuführungsleitung vorzusehen.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigt F i g. 1 eine Vorrichtung gemäß der Erfindung im axialen Schnitt in einer Seitenansicht, F i g. 2 und 3 die Vorrichtung nach F i g. 1 jeweils geschnitten längs der Linien II-II und III-III der F i g. 1 jeweils in einer Draufsicht und F i g. 4 eine Vorrichtung nach F i g. 1 im Zusammenwirken mit Zusatzeinrichtungen in schematischer Darstellung.
  • Auf die bei 1 dargestellte ummauerte Brennkammer, der bei 2 das Brennmaterial, d. h. der Ausgangsstoff für die Gaserzeugung, zugeführt wird, ist ein Konverter 3 aufgesetzt. Dieser besteht aus einer im wesentlichen zylinderförmigen Konverterkammer 4, von deren Außenwandung durch einen Ringspaltkühlmantel 5 Wärme abgeführt wird und in deren Innenraum Katalysatorrohre in Gestalt röhrenförmiger Behälter 6 angeordnet sind, welche die Kontaktmassen enthalten und von dem zu konvertierenden bei 7 aus der Brennkammer 1 kommenden Gas durchströmt sind.
  • Der Ringspaltkühlmantel 5 bildet einen sogenannten Ringspaltrekuperator. Das die Wärme abführende Medium, das ist regelmäßig Luft, wird bei 8 zugeführt. Es tritt bei 9 in den Ringspalt 10 ein, den es über die ganze Länge der Konverterkammer 4 durchstreicht, bis es bei 11 wieder in einen ringförmigen Sammelkanal 12 gelangt, von dem aus es bei 13 abgeführt wird. Ein ähnlicher Ringkanal ist bei 14 vorgesehen, der mit dem Einlaß 8 in Verbindung steht. Die Außenfläche des Ringspaltkühlmantels 5 ist bei 15 mit einer Wärmeisolierung versehen.
  • Die die Kontaktmassen enthaltenden Behälter 6 sind oben jeweils an einem Deckel 16 in Gestalt eines Rohrbodens befestigt, der bei 17 teleskopartig in die Konverterkammer 4 eingehängt ist. Sie sind von einem einen Behälter bildenden Mantel 18 umgeben, der einseitig verschlossen ist und an seinem verschlossenen Ende eine Isolierscheibe 19 trägt, welche dafür sorgt, daß die aus der Brennkammer 1 kommenden Gase den unteren Teil der Behälter 6 und damit die in diesem Teil enthaltenen Kontaktmassen nicht zu stark aufheizt. Um zu vermeiden, daß an den Kanten eine Verwirbelung und Überhitzung auftritt, können die Kanten zweckmäßigerweise abgeschrägt sein. Die Brennkammer 1 ist mit einem Lochstein 20 verschlossen, der eine gleichmäßige Temperaturverteilung in der Brennkammer 1 gewährleistet.
  • Die aus der Brennkammer 1 kommenden Gase treten, nachdem sie in dem Raum 21 zwischen dem Lochstein 20 und der Strahlenschutzplatte 19 eine Abkühlung von etwa 1500 auf etwa 9000 C erfahren haben, in den zwischen der Wandung der Konverterkammer 4 und dem Mantel 18 ausgebildeten Ringspalt ein. Während des Hochsteigens entlang der einen Teil des Ringspaltrekuperators 5 bildenden Kammerwandung geben sie weiter Wärme an die über den Ringspaltrekuperator 5 geleitete Luft ab, so daß sie in dem oberen Bereich des Ringspaltes 22 etwa mit einer Temperatur von 3500 C ankommen.
  • Die Gase treten nun bei 23 in den Innenraum des einseitig verschlossenen Mantels 18 ein und streichen längs der Wandungen der Behälter 6 nach unten.
  • Hierbei nehmen sie einen Teil der bei der Konvertierung in den Behältern 6 entstehenden Wärme auf, so daß sie mit einer Temperatur von etwa 4000 C bei 24 an den unteren offenen Enden der Behälter 6 anlangen. Nach einer Umlenkung treten sie in die Behälter 6 ein, die sie von unten nach oben durchströmen, wobei unter der Einwirkung der hierbei umströmten Kontaktmassen die Konvertierungsreaktion abläuft.
  • Die konvertierten Gase, die eine Temperatur von ebenfalls etwa 4000 C aufweisen, sammeln sich in dem Sammelraum 25, von dem aus sie über eine Rohrleitung 26 abgeführt werden. In Einzelfällen kann es erwünscht sein, nichtkonvertiertes Gas der Vorrichtung entnehmen zu können. Hierfür dient eine Stichleitung27, die direkt in den Außenraum der Behälter 6 führt.
  • Wie insbesondere aus Fig. 1 zu ersehen, ist die gesamte die Behälter 6 umfassende Baueinheit, die einen Decke128, der den Sammelraum 25 oben abschließt, umfaßt, teleskopartig in die Konverterkammer 4 eingehängt. Damit ist es möglich, die ganze Einheit nach oben herauszuziehen, ohne eine Demontage der Vorrichtung vornehmen zu müssen. Die Reinigung der Vorrichtung wie auch der Austausch der in den Behältern 6 befindlichen Kontaktmassen sind somit in besonders einfacher Weise möglich.
  • Durch eine entsprechende Bemessung der vom Gas durchströmten Ringspalte wie auch des Ringspaltrekuperators kann erreicht werden, daß die Konvertiefung praktisch über die gesamte Länge der Behälter 6 auf konstantem Temperaturniveau vor sich geht, ohne daß hierfür komplizierte Regeleinrichtungen erforderlich wären. Die Folge ist eine vorzügliche Ausbeute des Konvertierungsprozesses.
  • Wird die Vorrichtung, wozu sie insbesondere geeignet ist, zur Erzeugung von Schutzgas, beispielsweise für Metallglühöfen u. dgl., verwendet, so kann die in dem Ringspaltrekuperator 5 erwärmte Luft dazu herangezogen werden, eine nachgeschaltete, insbesondere zur Entfernung von CO2 aus dem erzeugten Gas dienende, mit Adsorptionsmitteln gefülIte Adsorptionskammer während der Desorptionsphase auf die Desorptionstemperatur zu erwärmen.
  • Bei der in Fig.4 veranschaulichten Vorrichtung ist dem Ringspaltrekuperator 5 der aus Brennkammer 1, Konverter 3 und Ringspaltrekuperator 5 bestehenden Baueinheit ein weiterer Wärmetauscher 30 vorgeschaltet, durch den ein Gebläse 31 Luft fördert, die bei 8 in den Ringspaltrekuperator 5 eintritt. In dem Wärmetauscher 30 findet ein Wärmeaustausch zwischen der durch das Gebläse 31 geförderten Kaltluft und dem bei 26 zugeführten konvertierten Schutzgas statt, und zwar in dem Sinne, daß die geförderte Gebläseluft zur restlichen Abkühlung des aus dem Konverter austretenden Schutzgases herangezogen -wird. Da die bei 13 austretende in dem Ringspaltrekuperator 5 erwärmte Luft, die zur Erwärmung einer nachgeschalteten, im einzelnen nicht dargestellten Adsorptionskammer während der Desorptionsphase dieser Kammer eine bestimmte Temperatur von etwa 3500 C nicht unterschreiten soll, kann, falls die Notwendigkeit hierzu bestehen sollte, eine Zusatzbeheizung 32 vorgesehen werden, welche die bei 8 eintretende Luft entsprechend vorwärmt. Die Vorwärmung der Luft wird von einem am Luftausgang 13 angeordneten Temperaturfühler 33 gesteuert.
  • Soll andererseits die Lufttemperatur aus anwendungstechnischen Gründen tief liegen, so kann eine bei 34 gestrichelt angedeutete Parallelleitung vorgesehen werden, die Kaltluft führt und dafür sorgt, daß die bei 35 vorhandene Warmluft, die ein Gemisch aus der dem Ringspaltrekuperator 5 kommenden Luft und dem über die Leitung 34 zugeführten Kaltluftstrom darstellt, eine bestimmte Temperatur nicht überschreitet.

Claims (10)

  1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Herstellung von wasserstoffhaltigen Gasen, insbesondere von Schutzgas, durch Umsetzung kohlenwasserstoffhaltiger Gase oder Flüssigkeiten mit sauerstoffhaltigen Gasen bestehend aus einer Brennkammer, einem Zwischenkühler, einem Konverter mit katalysatorgefüllten, gekühlten Rohren und diese Einheiten verbindenden Bauelementen, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß die Brennkammer (1) direkt in die Konverterkammer (4) mündet, die der Länge nach vollständig von einem Ringspaltkühlmantel (5) umgeben und mit einem Deckel (16) gasdicht abgeschlossen ist, wobei in ihren Innenraum von diesem Deckel (16) aus ein konzentrischer, nur in der Nähe des Deckels (16) mit dem Innenraum in Verbindung stehender Behälter (18) ragt, in dem sich die gasdicht durch den Deckel (16) geführten, unten offenen Katalysatorrohre (6) bis fast zu dessen Boden erstrecken.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel des Behälters (18) mit der Konverterkammerwandung einen Ringspalt (22) ausbildet und in der Nähe des Deckels (16) Öffnungen (23) aufweist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (18) an seinem der Brennkammer (1) zugewandten Boden eine Strahlungsschutzplatte (19) trägt, deren Kanten gegebenenfalls abgeschrägt sind.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel (16), an dem die Katalysatorrohre (6) nach unten ragend befestigt sind, den Boden und die Seitenwände eines Sammelraumes (25) für die aus den Katalysatorrohren (6) austretenden Gase bildet und zusammen mit dem diesen Sammelraum (25) abschließenden und einen Gasabführstutzen (26) aufweisenden weiteren Deckel (28) konzentrisch und gasdicht in den oberen Teil der Konverterkammer (4) eingehängt ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der dem Ringspaltkühlmantel (5) zugeordneten Ein- und Auslaßstutzen (8, 13) für das die Wärme abführende Medium Ringkanäle (12, 14) angeordnet sind, in welche die Ringspalte (9, 11) des Ringspaltkühlmantels (5) münden.
  6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringspaltkühlmantel (5) nach außen wärmeisoliert ist.
  7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine von oben in den Behälter (18) führende Wasserzuführungsleitung vorgesehen ist.
  8. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abflußleitung für das konvertierte Gas und die Zufuhrleitung für das dem Ringspaltkühlmantel (5) zugeführte wärmeübertragende Medium einen indirekten Wärmeaustauscher (30) bilden.
  9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wärmetauscher (30) eine Zwischenheizung (32) für das dem Ringspalt- kühlmantel (5) zuzuführende Medium zugeordnet ist sowie gegebenenfalls Mittel, durch die diese Heizung in Abhängigkeit von der Temperatur des konvertierten Gases gesteuert werden kann.
  10. 10. Vorrichtung zur Herstellung von wasserstoffhaltigen Gasen und von Heizgas von einer bestimmten Temperatur nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungssystem des die Wärme abführenden Mediums eine parallel zu dem Ringspaltkühlmantel (5) verlaufende Leitung (34) aufweist.
    In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2537 708; Ullmann, 1953, Bd. 3, S. 569, letzter Absatz.
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