DE1501445C3 - Industrieofen zum Erhitzen von Kohlenwasserstoffen - Google Patents
Industrieofen zum Erhitzen von KohlenwasserstoffenInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G9/14—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
- C10G9/18—Apparatus
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Description
Die Erfindung betrifft einen Industrieofen, bei dem in einer Brennkammer mindestens ein Brenner
vorgesehen ist sowie eine in einen Schornstein mündende Austrittsöffnung für die Verbrennungsgase
und Zuführungsleitungen für den Brennstoff und die Verbrennungsluft.
Bei derartigen Industrieöfen besteht das Problem, daß eine auch punktuelle Überhitzung der in den
Rohren geleiteten Kohlenwasserstoffe durch den bzw. die Brenner vermieden werden muß, um eine
nicht erwünschte chemische Umwandlung zu verhindem. Andererseits soll die Temperatur so hoch wie
möglich vor diesem Zersetzungspunkt gehalten werden, und zwar dies möglichst gleichmäßig innerhalb
der gesamten Brennkammer.
Durch die USA.-Patentschrift 2 752 897 ist ein Industrieofen bekanntgeworden, bei dem im Boden
einer Brennkammer mehrere Brenner in Längsreihen vorgesehen sind. Unter seitlichem Abstand zu diesen
Brennerreihen befinden sich dabei Rohrschlangen mit einem zu erhitzenden Medium, die im unteren
und mittleren Bereich der Brennkammer lotrecht übereinander angeordnet sind, während sie im oberen
Bereich dachartig zueinander verlaufen. Durch diese Anordnung der Rohre bzw. Rohrschlangen bezüglich
der Brennerreihen wird erreicht, daß stets ein gewisser Mindestabstand von den Brennern eingehalten
wird, so daß die gefährlichen Überhitzungen bereits zu einem gewissen Maße vermieden werden. .
Bei manchen Industrieöfen ist es jedoch erwünscht, den Durchmesser der Rohre gegen Ende
der Rohrschlange zu vergrößern, um den Innendruck in den Rohren besser beherrschen zu können. In diesen
Rohren mit vergrößertem Durchmesser fließt das Medium naturgemäß langsamer, so daß die Rohrwandungen
geringer gekühlt werden. In diesen Rohren größeren Durchmessers, die auch als kritische
Rohre bzw. Rohrabschnitte bezeichnet werden können, besteht daher in erhöhtem Maße die Gefahr
einer Überhitzung.
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, einen Industrieofen der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem die Gefahr einer Überhitzung der Rohre bzw. der in den Rohren strömenden Kohlenwasserstoffe bei einer guten Ausnutzung der thermischen Kapazität des Ofens auf ein Minimum gebracht wird.
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, einen Industrieofen der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei dem die Gefahr einer Überhitzung der Rohre bzw. der in den Rohren strömenden Kohlenwasserstoffe bei einer guten Ausnutzung der thermischen Kapazität des Ofens auf ein Minimum gebracht wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß der Boden der Brennkammer
mindestens eine podestartige Erhöhung aufweist, oberhalb der Hauptbrenner angeordnet sind,
und daß die Rohrschlangen mindestens teilweise in durch die Erhöhung und den Brennkammerboden
gebildeten Vertiefungen verlaufen und die Rohre der Rohrschlangen in Strömungsrichtung einen sich
vergrößernden Querschnitt besitzen, und daß unmittelbar am Boden der nischenartigen Vertiefung in
wenigstens einer Reihe parallel zum untersten Rohr der Rohrschlange Zusatzbrenner vorgesehen sind.
Während die Hauptbrenner ähnlich wie bei der genannten USA.-Patentschrift die nicht kritischen
Rohre erhitzen, werden bei der Erfindung die kritisehen Rohre mit größerem Querschnitt in den ■nischenartigen
Vertiefungen angeordnet, wobei seitlich dieser kritischen Rohre wenigstens eine Reihe der
Zusatzbrenner angeordnet ist. Diese Zusatzbrenner sind im allgemeinen wie auch die Hauptbrenner regelbar.
Über die Zusatzbrenner wird also direkt oder vorzugsweise indirekt diesen kritischen Rohren eine
geregelte Hitze zugeführt, die so eingestellt werden kann, daß die kritische Temperatur auch bei diesen
kritischen Rohren mit Sicherheit nicht überschritten wird. Der Grundgedanke der Erfindung besteht also
darin, zwei Gruppen von Brennern zu schaffen und jeder Gruppe eine Gruppe der Rohre zuzuordnen.
Es dient fernerhin dem Erfindungszweck, wenn
Es dient fernerhin dem Erfindungszweck, wenn
mindestens teilweise die in den Vertiefungen des Bodens der Brennkammer verlaufenden Rohrstücke der
Rohrschlangen einen gegenüber den restlichen Rohrstücken der Rohrschlange vergrößerten Querschnitt
besitzen.
Es dient einer Regelung der Zusatzbrenner, wenn die Mündung der Zusatzbrenner in der Mitte einer
Ausnehmung eines Brennerblockes liegt. Es kann also Verbrennungsluft über den unteren Kegel des
Doppelkegels zuströmen, während sich im oberen Kegel eine stabile Flamme ausbildet.
Es dient einer Abschirmung der kritischen Rohre, wenn der Zusatzbrenner einen nach oben vorstehenden
Ansatz besitzt, um das kritische Rohr gegen Direktstrahlung des Zusatzbrenners abzuschirmen.
Um zu vermeiden, daß das kritische Rohr direkt von den Zusatzbrennern mit Wärme beaufschlagt
wird, wird es bevorzugt, wenn die Seitenwandung eine ebene Fläche mit einem oberen Ansatz ist, die
auf das kritische Rohr zu geneigt ist. Die Zusatzbrenner erhitzen hierbei also die ebene Fläche, die die
Wärme gleichmäßig den lotrecht untereinander angeordneten kritischen Rohren zustrahlen.
Hierzu kann es auch vorgesehen sein, daß die Zusatzbrenner gegen die die Vertiefungen begrenzenden
Seitenwände gerichtet sind und/oder daß die Seitenwände nach oben zueinander geneigt sind. Die oberen
der kritischen Rohre werden durch diese gemeinsam oder auch getrennt anwendbaren Maßnahmen
stärker mit Hitze beaufschlagt, so daß ihre größere Entfernung zu den Zusatzbrennern hierdurch kompensiert
wird. In den nischenartigen Vertiefungen herrscht also eine sehr gleichmäßige Temperatur.
Es dient demselben Zweck, wenn die in der Vertiefung verlaufenden Rohrstücke der Rohrschlange
gegen die Direktstrahlung der Zusatzbrenner abgeschirmt sind.
Da die oberhalb der Ebene der Erhöhungen befindlichen Rohrstücke der Rohrschlange im allgemeinen
eine größere Wärmezufuhr vertragen können, sind bei einer bevorzugten Ausführungsform zu beiden
Seiten einer Rohrschlange auf Erhöhungen liegende Brenner vorgesehen.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. I perspektivisch einen Teil eines Industrieofens
nach der Erfindung mit einer Darstellung der nischenartigen Vertiefung mit einem Hauptbrenner,
F i g. II eine Darstellung ähnlich F i g. I, bei der jedoch die Seitenwände der Vertiefung zueinander geneigt
sind,
Fig.III einen vergrößerten Schnitt durch eine
Ausführungsform eines in den Boden einer Vertiefung eingebauten Zusatzbrenners,
F i g. IV einen Längsschnitt durch den Brenner nach F i g. III,
F i g. V eine Endansicht in einem Schnitt längs der Linie V-V der Fig. VI,
F i g. VI eine Seitenansicht eines Industrieofens in
einem Schnitt längs der Linie VI-VI der F i g. V,
Fig.VII eine Endansicht dieses Industrieofens, ebenfalls im Querschnitt, bei einer anderen Ausführungsform.
In der Zeichnung bilden eine Fassung 1 mit Endwandungen 2, ein Gewölbe 3 mit Boden 4 und Seitenwandungen
5 eine Ofenkammer 6. Ein Stahlrahmen 7 überträgt Belastungen auf das Fundament 8.
Der Hauptflammherd 9 ist in bezug auf Rohrschlangen 11 erhöht. Der Boden 4 weist Erhöhungen
12 auf, deren obere Enden 13 nach oben verlaufen, um einen oberen Brennerboden 14 oberhalb des unteren
Brennerbodens 16 zu bilden. Hauptbrenner 17 sowie kleine Zusatzbrenner 18 durchdringen den Boden
4 durch die Erhöhungen 12 bzw. den tiefer liegenden Brennerboden 16. Die Brenner 17 und 18
stehen zur Einführung von Brennstoff und Luft mit der Ofenkammer 6 in Verbindung. Die Brenner 17
ίο und 18 wirken mit der Fassung 1 zur Bildung des
Hauptflammherdes 9 und des Zusatzflammherdes 19 und zur Erzeugung der Verbrennungsgase mit der
Fassung 1 zusammen. Die Verbrennungsgase verlassen die Ofenkammer 6 über Austauscher 21 und Kamin
22.
Nachdem die Kohlenwasserstoffe (von einer nicht dargestellten Zufuhr gespeist) in Konvektionsschlangen
23 vorgewärmt wurden, fließen sie durch die Rohrschlangen 11. Die Rohrschlangen 11 sind im
ao wesentlichen horizontale, serpentinenartig gebogene Rohrkonstruktionen für eine im allgemeinen nach
unten gerichtete Strömung. In der Ausführungsform der F i g. V und VI verlaufen die Wärmestrahlungs-Rohrschlangen
11 zwecks Doppelbefeuerung zwisehen dem Hauptflammherd 9. In der Ausführungsform der Fig.VI ist die Wärmestrahlungs-Rohrschlange
11 neben den Seitenwandungen 5 zwecks Einzelbefeuerung angeordnet. Die Kohlenwasserstoffe
werden am oberen Ende 24 der Rohrschlangen 11 in diese eingeführt und strömt im allgemeinen
durch diese abwärts bis zum Austritt an den unteren Enden 26.
Während des Abwärtsströmens der Kohlenwasserstoffe durch die Rohrschlangen 11 ist es für gewöhn-Hch
notwendig, den Rohrdurchmesser zu vergrößern, so daß der Dampf-Unterdruck vermieden wird und
der Druckabfall durch die im Wärmestrahlungsbereich liegenden Rohrschlangen 11 innerhalb zulässiger
Grenzen gehalten wird. Die Abstrom- bzw. Auslaßrohre, wie z. B. 27, haben so große Durchmesser,
daß eine Kontrolle der filmbildenden Temperatur äußerst schwierig wird. Es sind dies die kritischen
Rohre.
Hauptzweck dieser Konstruktion ist es, die Punktfilmtemperaturen in den kritischen Rohren 27 innerhalb
annehmbarer Grenzen zu halten. Aus diesem Grund besitzt der Boden 4 Vertiefungen 28 unterhalb
der Höhe des Hauptflammherdes 9. In der Ausführungsform der F i g. V und VI befinden sich die Vertiefungen
28 zwischen nebeneinanderliegenden Erhöhungen 12. In der Ausführungsform der Fig.VI
sind die seitlichen Vertiefungen 28 zwischen den Seitenwandungen 5 und der Erhöhung 12 angeordnet.
Die kritischen Rohre 27 befinden sich in den Vertiefungen 28, so daß die Wirkung des Hauptflammherdes
9 auf diese Rohre verringert wird.
Zur feinstufigen Kontrolle der Wärmezufuhr zu den kritischen Rohren 27 sind Zusatzbrenner 18 in
den Vertiefungen 28 nächst den Seitenwandungen 29 angeordnet, so daß die Seitenwandungen 29 erhitzt
werden, um auf die kritischen Rohre 27 zurückzustrahlen. Zur Einstellung der Leistung der Zusatzbrenner
18 sind Venturidüsen 31 und Luftzufuhrvorrichtungen 32 vorgesehen. Brennerblöcke 33 besitzen
Ausnehmungen 34, so daß gasförmige Brennstoffe darin vollkommen verbrennen. Ansätze 36 schirmen
die kritischen Rohre 27 von der direkten Bestrahlung der Zusatzflammherde 19 ab.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Industrieofen zum Erhitzen von Kohlenwasserstoffen, bei dem in einer Brennkammer mindestens
ein Brenner vorgesehen ist sowie eine in einen Schornstein mündende Austrittsöffnung für
die Verbrennungsgase und Zuführungsleitungen für den Brennstoff und die Verbrennungsluft,
dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (16) der Brennkammer (6) mindestens eine
podestartige Erhöhung (12) aufweist, oberhalb der Hauptbrenner (17) angeordnet sind, und daß
die Rohrschlangen (11) mindestens teilweise in durch die Erhöhung (12) und den Brennkammerboden
(16) gebildeteri Vertiefungen (28) verlaufen und die Rohre (27) der Rohrschlangen (11)
in Strömungsrichtung einen sich vergrößernden Querschnitt besitzen, und daß unmittelbar am
Boden (16) der Vertiefung (28) in wenigstens einer Reihe parallel zum untersten Rohr der
Rohrschlange (11) Zusatzbrenner (18) vorgesehen sind.
2. Industrieofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens teilweise die in den
Vertiefungen (28) des Bodens (16) der Brennkammer (6) verlaufenden Rohrstücke (27) der
Rohrschlangen (11) einen gegenüber den restlichen Rohrstücken der Rohrschlangen (11) vergrößerten
Querschnitt besitzen.
3. Industrieofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung der Zusatzbrenner
(18) in der Mitte einer Ausnehmung (34) eines Brennerblockes (33) liegt.
4. Industrieofen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzbrenner (18) einen
nach oben vorstehenden Ansatz (36) besitzt, um das kritische Rohr (27) gegen Direktstrahlung des
Zusatzbrenners (18) abzuschirmen.
5. Industrieofen nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwandung
eine ebene Fläche mit einem oberen Ansatz ist, die auf das kritische Rohr zu geneigt ist.
6. Industrieofen nach Anspruch 1 und einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zusatzbrenner (18) gegen die die Vertiefungen (28) begrenzenden Seitenwände
(29) gerichtet sind und/oder daß die Seitenwände (29) nach oben zueinander geneigt sind.
7. Industrieofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
in der Vertiefung (28) verlaufenden Rohrstücke (27) der Rohrschlange (11) gegen die Direktstrahlung
der Zusatzbrenner (18) abgeschirmt sind.
8. Industrieofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zu
beiden Seiten einer Rohrschlange (11) auf Erhöhungen (12) liegende Brenner (17) vorgesehen
sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US49642765A | 1965-10-15 | 1965-10-15 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1501445A1 DE1501445A1 (de) | 1970-07-23 |
DE1501445B2 DE1501445B2 (de) | 1973-11-08 |
DE1501445C3 true DE1501445C3 (de) | 1974-06-06 |
Family
ID=23972575
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19661501445 Expired DE1501445C3 (de) | 1965-10-15 | 1966-02-10 | Industrieofen zum Erhitzen von Kohlenwasserstoffen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE1501445C3 (de) |
GB (1) | GB1152512A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3638606A1 (de) * | 1986-11-12 | 1987-04-09 | Christian O Schoen | Vorrichtung und verfahren zur kontinuierlichen aufbereitung von altoel |
-
1966
- 1966-02-10 DE DE19661501445 patent/DE1501445C3/de not_active Expired
- 1966-02-17 GB GB692266A patent/GB1152512A/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3638606A1 (de) * | 1986-11-12 | 1987-04-09 | Christian O Schoen | Vorrichtung und verfahren zur kontinuierlichen aufbereitung von altoel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1501445B2 (de) | 1973-11-08 |
GB1152512A (en) | 1969-05-21 |
DE1501445A1 (de) | 1970-07-23 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |