DE1273524B - Gasverteiler fuer OEfen zur Herstellung von Acetylen durch teilweise Verbrennungen von gasfoermigen Kohlenwasserstoffen - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

Deutsche KL:

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

C07c

BOIj

12 ο-19/01

12 g-2/01

P 12 73 524.9-42 (S 62477)

7. April 1959

25. Juli 1968

Die Erfindung betrifft einen Gasverteiler für Öfen zur Herstellung von Acetylen durch teilweise Verbrennung von gasförmigen Kohlenwasserstoffen.

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 deutschen Auslegeschrift 1 064 945 und deutschen Patentschrift 875 198 beschrieben und beansprucht.

Ferner hat man schon derartige öfen zur Stabilisierung der Flammen mit einer Einrichtung zur Einführung von kleinen Sauerstoffmengen in die Reaktionsgase versehen. Der auf diese Weise zugefügte Sauerstoff wird nachstehend als Zündsauerstoff bezeichnet. Dies ist in der deutschen Patentschrift 887 039 beschrieben.

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 aus der belgischen Patentschrift 520 578 bekannt, auf der der Flammreaktion ausgesetzten Seite vollständig metallische Verteiler zu verwenden. Diese Verteiler sind jedoch mit Kühleinrichtungen versehen, die in dem Maß, in dem sie im Sinn 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 Gasverteiler für öfen zur Herstellung von
Acetylen durch teilweise Verbrennungen von
gasförmigen Kohlenwasserstoffen

Anmelder:

Societe Beige de l'Azote et des Produits
ίο Chimiques du Marly, Lüttich (Belgien)

Vertreter:

Dr. W. Schalk, Dipl.-Ing. P. Wirth,
j Dipl.-Ing. G. E. M. Dannenberg

und Dr. V. Schmied-Kowarzik, Patentanwälte,
6000 Frankfurt, Große Eschenheimer Str. 39

Als Erfinder benannt:

Dr. F. F. A. Braconier, Plainevaux;
J. H. L. E. Riga, Lüttich (Belgien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 8. April 1958,
vom 9. März 1959

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.
Gegenstand der Erfindung ist ein Gasverteiler für öfen zur Herstellung von Acetylen durch teilweise Verbrennung von gasförmigen Kohlenwasserstoffen mit einer Einrichtung zum Zuführen und Mischen der vorerhitzten gasförmigen Reaktionspartner, einer Brennkammer, in der die vorgemischten Gase in einer Flamme zur Reaktion gelangen, und einem zwischen Mischvorrichtung und Brennkammer angeordneten Verteilerblock zur einheitlichen Verteilung der gasförmigen Reaktionspartner in die Brennkammer und zur Begrenzung der Flamme auf die Brennkammer, der dadurch gekennzeichnet ist, daß der Verteiler aus einem einstückigen Block aus hochschmelzendem Metall von hoher Wärmeleitfähigkeit

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besteht, der in seiner Längsrichtung von im wesentlichen parallelen Kanälen durchsetzt ist, die in geringen Abständen voneinander gleichmäßig über die Querschnittsfläche des Blockes verteilt sind, wobei der Durchmesser der Kanäle 10 bis 14 mm und der Achsenabstand der Kanäle das 1,8- bis 2,2fache und die Länge der Kanäle etwa das 18- bis 20fache des Durchmessers der Kanäle beträgt, und daß der Block von einer Ringrinne zur Zuführung von zusätzlichem zugsweise gemäß der deutschen Auslegeschrift 1052 397 und der österreichischen Patentschrift 199 780 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 er-

bzw. Zündsauerstoff umgeben ist, die über einen io strecken und bei 21 an der Innenseite, d. h. an der

Kanal mit Leitungen in Verbindung steht, die sich zwischen den Längskanälen quer zu diesen erstrecken und über Perforationen mit der Brennkammer in Verbindung stehen, wobei die Anordnung so getrofder 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

fen ist, daß die Perforationen in den zwischen den 15 aufrechtzuerhalten.

Längskanälen liegenden Bereichen angeordnet sind. Ein derartiger Verteiler ist mechanisch und wärme-

Zum besseren Verständnis der Erfindung und ihrer Durchführung sei auf die Zeichnungen hingewiesen.

beständig, weil er einerseits nicht aus mehreren Elementen zusammengeschweißt zu sein braucht, sondern aus einem Stück bestehen kann, und weil er

Fig. 1 schematisch in einem vertikalen Axial- 20 andererseits auf der der Brennkammer zugekehrten schnitt nach der Linie I-I der F i g. 3 eine Einrichtung Seite wesentlich unter der Temperatur verbleibt, bei

der eine zur Zerstörung oder Deformation führende Überhitzung eintreten könnte.

Diese Wärmebeständigkeit des Verteilers, in dem s5 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 Gesamtquerschnittsfiäche 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 der 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

eines der Speiserohre und der dieses Rohr passend 50 der Stirnfläche zu einer Deformation oder einem aufnehmenden, in den Verteiler ausgebildeten Fas- Versagen führen würde. Außerdem wird die Energie sung und dieser Strahlung auf diese Weise in Form der zusätz-

F i g. 11 ein Detail in einem Querschnitt nach der liehen Vorerhitzung des Gasgemisches in die Reak-Linie 11-11 der Fig. 10. tionszone zurückgeführt, so daß eine geringere Ver-

Gemäß den F i g. 1 bis 7 der Zeichnungen besteht 55 brennungsenergie und damit eine Zuführung geringer der Verteiler 11 aus einem zylindrischen Block, vor- Mengen von Sauerstoff und Kohlenwasserstoff zur teilhaft aus hochschmelzendem Stahl von höchst- Erzeugung der für die Pyrolyse erforderlichen Wärme möglicher Wärmeleitfähigkeit. Der Verteiler 11 ist in genügt.

seiner Längsrichtung von Kanälen 13 durchsetzt, von Bei Vorerhitzung der Gase über die Selbstentzün-

denen jeder vorteilhaft einen über seine Länge im 60 dungstemperatur eines Gemisches aller Reaktionswesentlichen konstanten Querschnitt hat, und die partner wird eine weitere Erhöhung des Wirkungsdazu dienen, das vorerhitzte gasförmige Reaktions- grades erzielt bzw. weniger Gas zur Verbrennung gemisch von einer Mischkammer 14 in eine Brenn- benötigt, so daß mehr Gas für die beabsichtigten kammer 15 zu überführen, die beispielsweise gemäß Produkte zur Verfügung steht. Die Herabsetzung der der deutschen Auslegeschrift 1 064 945 ausgebildet 6g erforderlichen Verbrennungswärme gestattet es, mit sein kann. einem kleineren Anteil Sauerstoff in dem Reaktions-

Die Reaktionsgase werden in der Kammer 14 mit gemisch auszukommen, wodurch wiederum die Selbst-Hilfe bekannter Einrichtungen vermischt, die vor- entzündungstemperatur eines homogenen Gemisches

In diesen zeigt

zum Mischen und Verteilen von Gasen und einen Teil der Speiseleitungen und des Ofens zur teilweisen Verbrennung und Pyrolyse von Kohlenwasserstoffgasen,

F i g. 2 in einem Vertikalschnitt nach der Linie 2-2 der F i g. 3 eine erfindungsgemäße Speise- und Verteilereinrichtung zur Zuführung der gasförmigen Reaktionspartner zu der Reaktionskammer des Ofens,

F i g. 3 ein Detail in einem Querschnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 1,

F i g. 4 in einer ähnlichen Darstellung wie F i g. 2 ein Detail einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 5 einen Querschnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 4,

F i g. 6 als Detail eine Ansicht der gefurchten (gerillten) Fläche des Umfanges des Verteilers nach der Linie 6-6 der F i g. 4,

F i g. 7 ein Detail in einem Querschnitt nach der Linie7-7 der Fig. 6,

F i g. 8 ein Detail einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung in einem vertikalen Axialschnitt nach der Linie 8-8 der F i g. 9,

Fig. 9 ein Detail in einem Querschnitt nach der Linie 9-9 der Fig. 8,

F i g. 10 in einem vertikalen Axialschnitt nach der Linie 10-10 der Fig. 11 ein Detail des Endteiles

aller Gase erhöht wird. Dadurch wird der Wirkungsgrad vervielfacht.

Zur weiteren Herabsetzung der erforderlichen Verbrennungsenergie und weiteren Vervielfachung des Wirkungsgrades wird das zugeführte Kohlenwasserstoffgas mit weniger Sauerstoff gemischt als zur Aufrechterhaltung einer stabilen Flamme erforderlich ist, wobei die zugeführte Sauerstoffmenge jedoch vorzugsweise für eine Erhitzung aller Teile des Gases auf die in der Reaktionskammer herrschende Pyrolysetemperatur 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 Zündgeschwindigkeit 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 Reynoldsche Zahl des Gasgemisches an der Ausgangsöffnung jedes Verteilerkanals 13 so eingestellt werden, daß eine stabile, scharf begrenzte Flammenfront gebildet und aufrechterhalten wird.

Systematische Versuche mit einem Methan-Sauerstoff-Gemisch haben gezeigt, daß bei einer Vorerhitzung dieses Gemisches auf 600° 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, und zwar 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

ίο Durchmesser der Kanäle 13 je nach der Vorerhitzungstemperatur kleiner als 12 bis 13 mm, beispielsweise 10 bis 11 mm, sein soll.

Im allgemeinen soll zur Aufrechterhaltung einer stabilen, scharf begrenzten Flammenfront in der Brennkammer der Durchmesser der Kanäle 13 zwischen 10 und 14 mm sein. 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, 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 Leitungenl9 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 Kanals 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 deutschen Auslegeschrift 1 064 945 beschrieben ist. Über einer Radialnut 32 ist an dem Ring 29 ein Organ 31 mit nach unten offenem U-Profil angeschweißt, das zusammen mit dem Loch 33 eine Zuführungsleitung für den Verteilerkanal 28 für den Flüssigkeitsschleier bildet. Wenn der Flansch 29 auf den Trag-

7 8

flansch 34 an der Außenseite des Ofens 15 geklemmt Der Durchmesser der Kanäle in dem Verteilerwird, ist der Boden des Kanals 28 geschlossen. block 11 b soll so bemessen sein, daß folgende For-

An der Bandage 25 ist ein mit deren Loch 36 fluch- derungen erfüllt sind:

tendes Zuführungsrohr 35 für den Zündsauerstoff a) Vorerhitzung der reaktionsfähigen Gase, beiangeschweißt, das mit der Ringrinne 17 in Verbin- 5 spielsweise auf eine Temperatur von 800 bis dung steht. 850° C, ohne Gefahr eines Flammenrück-

Infolge der einstückigen Ausbildung des Verteilers Schlages in die Kanäle 13 b.

können die Kanäle 13 klein ausgebildet und in klei- b) Stabilität der Flamme, die auch bei hocherhitz-

nen Abständen angeordnet sein. Selbst in der soeben ten Reaktionspartnern nicht ausgeblasen werden

beschriebenen Ausführung wird die Anordnung der io darf.

Kanäle 13 in kleinen Abständen voneinander durch Zum weiteren Verständnis der Erfindung wird

die Notwendigkeit der Anordnung der Leitungen 19 nachstehend ein spezifisches Ausführungsbeispiel

zwischen ihnen nicht wesentlich begrenzt. eines erfindungsgemäßen Verteilers beschrieben.

Gegebenenfalls kann der Verteiler in einem Stück

gegossen werden, wobei die verschiedenen Flansche 15 Ausführungsbeispiel und Kanäle alle mit Hilfe von zerstörbaren Kernen

ausgebildet werden. Gegebenenfalls können die Ka- Aus einem zylindrischen Block aus hochschmel-

näle für den Zündsauerstoff aber auch als Nuten 19 a zendem Stahl, der 18% Nickel, 8% Chrom enthält

(F i g. 4 und 5) ausgebildet werden, in die Stangen und mit Titan stabilisiert ist, wird ein Verteiler her-

40 eingeschweißt werden, die Bohrungen aufweisen, 20 gestellt. Der Block hat einen Durchmesser von

welche die Löcher 21a für den Zündsauerstoff bilden. 200 mm und eine Höhe von 230 mm. Zur Fortleitung

Eine andere Ausführungsform der Erfindung be- des Gemisches der gasförmigen Reaktionspartner trifft eine verbesserte Vorrichtung zum Vermischen sind in dem Block 32 Kanäle 13 in Form von Bohder gasförmigen Reaktionspartner. Sie ist in den rangen vorgesehen, die einen Durchmesser von Fig. 8 bis 11 dargestellt. Hier wird einer der gas- 25 14 mm haben und so angeordnet sind, daß die Achsen förmigen Reaktionspartner, vorzugsweise der Kohlen- der Kanäle die Ecken von Quadraten mit einer wasserstoff, über eine Leitung 41 einer Ringkammer Seitenlänge von 26 mm bilden. In der Mitte dieser 42 zugeführt. Dabei ist eine Innenkammer 44 vor- Quadrate sind gebohrte Öffnungen 21 zur Verteilung gesehen, die eine einheitliche Verteilung des ein- des Zündsauerstoffes angeordnet. Jede dieser öffnunströmenden Gases über den ganzen Querschnitt der 30 gen hat einen Durchmesser von 5 mm. Andere geKammer gewährleistet. Die Seiten der Kammer 44 bohrte Öffnungen 21 sind am Umfang des Verteilers sind für die Gase undurchlässig, während die Decke vorgesehen. Insgesamt sind 45 Öffnungen 21 vorder Kammer eine Vielzahl von öffnungen 45 auf- handen. Die Öffnungen 21 verbinden die Brennweist, die je einem der Kanäle 13 b' zugeordnet sind. kammer mit neun parallelen Leitungen 19 von 10 mm Der Kopfraum über der Decke der Kammer 44 ge- 35 Durchmesser, die über einen Kanal 18 mit der ringnügt für eine freie radiale oder spiralförmige Strö- förmigen Zuführungsrinne 17 in Verbindung stehen, mung zu allen Öffnungen 45. Das in die Kammer 44 Die Achse des Kanals 18 ist gegenüber der Achse eintretende Gas teilt sich daher in Parallelströme, des Verteilers um etwa 15° geneigt. von denen jeder bei 45 eintritt und in das darunter Der vorstehend beschriebene Verteiler kann mit angeordnete Rohr 13b' gelangt. Diese Rohre 13b' 4° der in Fig. 1 und 2 dargestellten, nur aus einer sind in erweiterte Enden der Kanäle 13 b eines Ver- kegelstumpfförmigen Mischkammer bestehenden tellers 11 b eingesetzt. Die Bohrungen sind Vorzugs- Mischeinrichtung oder mit der in F i g. 8 gezeigten weise gleich, so daß die Kanäle 13 b' und 13 b einen mehrrohrigen Mischeinrichtung verwendet werden, im wesentlichen stetigen, glatten Durchlaß für die In beiden Fällen werden 160 Nm³/Std. 97,5% Gase bilden. 45 reiner Sauerstoff (bezogen auf 0° C und 760 mm Hg)

Der andere Reaktionspartner, vorzugsweise Sauer- und 325 Nm^s/Std. Methan in die Mischeinrichtung stoff, wird über die Leitung 37 b einer Ringkammer eingeführt. Dabei sind die beiden Reaktionspartner 46 zugeführt, in der eine Innenkammer 47 vorge- auf 685° C vorerhitzt. Das Gemisch der Reaktionssehen ist, die an ihrer Decke mit einem Kopfraum partner ist auf die 32 Kanäle 13 aufgeteilt und wird für eine Quersträuung und in der Decke mit Öffnun- 50 von ihnen gleichmäßig über die Brennkammer 12 gen 48 versehen ist, in welche die Rohre 13 b einge- verteilt. Durch die 45 Durchbohrungen 21 wird ferner setzt sind. Ferner sind Zwischenöffnungen 49 vorge- 20 Nm³/Std. zusätzlicher Sauerstoff verteilt in die sehen, die wie die Öffnungen 45 dazu dienen, eine Brennkammer 215 abgegeben, in der die gasförmigen einheitliche Verteilung des von der Zuführungsleitung Reaktionspartner zur Entzündung gebracht werden. 37 & kommenden Gases zu gewährleisten. In diesem 55 Dies bewirkt eine Teilverbrennungsreaktion unter Fall teilt sich jedoch der von jeder Öffnung 49 ab- Bildung von Acetylen, das durch Einspritzen von wärts gerichtete Gasstrom in der Nähe des Bodens der kaltem Wasser abgeschreckt und dadurch stabilisiert Kammer 46 in vier Eintrittsöffnungen 50 der benach- wird. 29% des Methans werden in Acetylen umgebarten Rohre 13& (Fig. 11). In der bevorzugten wandelt. Der Verbrauch pro Tonne Acetylen beträgt Ausführungsform sind die Öffnungen 50 in bezug auf 60 6050 Nm³ Methan und 4800 kg Sauerstoff, als reiner die Gasströme, die von den Öffnungen 49 vertikal Sauerstoff berechnet.

abwärts gerichtet sind, radial angeordnet. Da diese Mit einem Verteiler, der mit einer Kühleinrichtung

Ströme von vier Rohren umgeben sind, ist jedes versehen war, durchgeführte Vergleichsversuche

Rohr mit vier Öffnungen 50 versehen. haben gezeigt, daß dabei der Verbrauch an Reak-

Der Verteiler life vervollständigt die Zuführungs- 65 tionspartnern pro Tonne Acetylen höher ist, und zwar

einrichtung des Ofens. Der in Fig. 8 dargestellte 6700Nm³ Methan und 5600kg Sauerstoff beträgt,

Verteiler kann in seiner Form dem in Fig. 1 gezeig- wobei nur 26% des Methans in Acetylen umgewan-

ten und vorstehend beschriebenen entsprechen. delt werden.

Unter Verwendung der in Fig. 8 dargestellten mehrrohrigen Mischeinrichtung wurden Methan und Sauerstoff nach Vorerhitzung auf 750° C mit dem erfindungsgemäßen Verteiler behandelt. Dabei wurde ein Pyrolysegas erhalten, das auf Trockenbasis Volumprozent 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.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Gasverteiler für öfen zur Herstellung von Acetylen durch teilweise Verbrennung von gasförmigen Kohlenwasserstoffen mit einer Einrichtung zum Zuführen und Mischen der vorerhitzten gasförmigen Reaktionspartner, einer Brennkammer, in der die vorgemischten Gase in einer Flamme zur Reaktion gelangen, und einem zwischen Mischvorrichtung und Brennkammer angeordneten Verteilerblock zur einheitlichen Verteilung der gasförmigen Reaktionspartner in die Brennkammer und zur Begrenzung der Flamme auf die Brennkammer, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteiler (11) aus einem einstückigen Block aus hochschmelzendem Metall von hoher Wärmeleitfähigkeit besteht, der in seiner Längsrichtung von im wesentlichen parallelen Kanälen (13) durchsetzt ist, die in geringen Abständen voneinander gleichmäßig über die Querschnittsfläche des Blockes verteilt sind, wobei der Durchmesser (d) der Kanäle (13) 10 bis 14 mm und der Achsenabstand der Kanäle (13) das 1,8- bis 2,2fache und die Länge der Kanäle (13) etwa das 18- bis 20fache des Durchmessers der Kanäle (13) beträgt, und daß der Block von einer Ringrinne (17) zur Zuführung von zusätzlichem bzw. Zündsauerstoff umgeben ist, die über einen Kanal (18) mit Leitungen (19) in Verbindung steht, die sich zwischen den Längskanälen (13) quer zu diesen erstrecken und über Perforationen (21) mit der Brennkammer (15) in Verbindung stehen, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Perforationen (21) in den zwischen den Längskanälen (13) liegenden Bereichen angeordnet sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:

   Deutsche Patentschriften Nr. 875 198, 887 039,
   444;

   britische Patentschrift Nr. 266 765;

   USA.-Patentschrift Nr. 2 765 358;

   belgische Patentschrift Nr. 520 578;

   Chemie Ing. Technik, 1954, S. 253 bis 258;

   Kroger, Grundriß der technischen Chemie,
   Teil II, 1951, S. 40, 43.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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