DE1928091C

DE1928091C - Spaltofen zur Herstellung von Äthylen oder Synthesegas durch thermische Spaltung von Kohlenwasserstoffen

Info

Publication number: DE1928091C
Application number: DE19691928091
Authority: DE
Inventors: Frohmut 5900 Siegen Vollhardt
Original assignee: Siegener AG Geisweid, 5930 Hüttental-Geisweid
Filing date: 1969-06-03
Publication date: 1973-03-15

Description

Die Erfindung betrifft eLen Spaltofen zur Herstellung von Äthylen ode. Synthessgas durch thermische Spaltung von Kohlenwassers jffen, in dem das Kohlenwasserstoff-Wasserdampf-Gemisch durch das gespaltene Gas vorgewärmt wird.

Es ist bekannt, Äthylen oder Synthesegas durch thermische Spaltung in gasbeheizten Röhrenofen zu erzeugen. Dieses bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß ein sehr hoher Brennstoffverbrauch gegeben ist und die Gefahr besteht, daß Rohrpartien örtlich unkontrollierbar überhitzt werden, weil die Flammenstrahlung selbst bei Anordnung vieler Einzelbrenner über die gesamte Rohroberfläche nicht gleichmäßig gehalten werden kann. Außerdem ist dieses bekannte Verfahren insofern unwirtschaftlich, als das Äthylen oder das Synthesegas den Spaltofen mit Temperaturen von 500 bis 600° C verläßt und in Abhitzeanlagen auf etwa 200° C gekühlt werden muß.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1 236 715 isi ein Verfahren zur Konvertierung kohlenmonoxydhaltiger Gase mit Wasserdampf zu Kohlendioxyd und Wasserstoff bekannt, bei dem das Gaswasserdampf-Gemisch in einem Vorwärmeaustauscher durch das konvertierte Gas vorgewärmt wird. Ferner ist die Anordnung von Wärmetauschern und Dampferzeugern in mehreren Stufen aus der britischen Patentschrift 1 024 005 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spaltofen der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, mit welchem eine gegenüber bekannten Spaltöfen gesteigerte Nutzung der Wärme des gespaltenen Gases mit einfaciien Mitteln erreichbar ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung einen Spaltofen der genannten Art vor, der aus mehreren Kammern besteht, die Metallbäder enthalten, in denen das Kohlenwasscrstoff-Wasserdampf-Gemisch führende Austauscherrohre angeordnet sind, und in die das gespaltene Gas aus der voi hergehenden Kammer in das Metallbad der nächsten Kammer führende Leitungen in der Form von Tauchrohren münden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung mündet in das Metallbad, in dem die Spaltung erfolgt, ein Edelgas aus einem Kernreaktor führendes Tauchrohr.

Ein Mitreißen von Metallpartikeln mit dem gespaltenen Gas bleibt durch das Hiniereinanderschalten mehrerer Metallbäder ohne schädliche Wirkung, da die Partikel in dem jeweils nächsten Bad niedergescVagen werden. Aus der letzten Kammer kann über eüe Leitung eine entsprechende Flüssigmetallmenge in die erste Kam ~ier zurückgebracht werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Spaltöfen nach der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Spaltofen, bei dem als Fremderhitzer ein Gasbrenner Anwendung findet und

F i g. 2 einen Spaltofen, bei dem die Fremdhitze in Form eines Edelgases eines Kernreaktors in den Spaltofen eingeführt wird.

Der Spaltofen 1 ist durch die "1 rennwände 2, 3, 4 in vier Kammern I, II, III und IV unterteilt. In jede der Kammern ist ein flüssiges Metallbad, vorzugsweise ein Bleibad 5, 6, 7, 8 eingebracht, wobei die Metallbäder, wie unten noch näher erläu^fert wird, unterschiedliche Temperatur aufweisen.

Aus Einern Wärmeaustauscher 9, in den bei 10 die Kohlenwasserstoffe, bei 11 der Wasserdampf und bei 12 der Wärmeträger eingeführt wird, wobei bei 13 der abgekühlte Wärmeträger entweichen kann, wird das Kohlenwasserstoff-Wasserdampf-Gemisch über die Leitung 14 zu einem Austauscher 15 geführt, der von dem flüssigen Metall des Bades 7 umgeben ist, dessen Temperatur etwa 500 bis 600° C beträgt.

Das aus dem Austauscher 9 mit einer Temperatur von etwa 350° C austretende und über die Leitung 14 7u dem Austauscher 15 gelangende Kohlenwasserstoff-Wasserdampf-Gemisch wird in dem Austauscher 15 vorerhitzt und gelangt über die Leitung 16 in einen Austauscher 17, der in das Bad 6 eintaucht, das eine Temperatur von ungefähr 750° C besitzt. Über die Leitung 18 wird das Kohlenwasserstoff-Wasserdampf Gemisch in das Bad 5 geleitet, das eine Temperatur von 900 bis 1000° C aufweist, wo das Gemisch gespalten wird.

Das flüssige Metallbad 5 wirü durch die Gase eines nicht dargestellten Gasbrenners erhitzt, die in der Leitung 19 in das Metallbad 5 geleitet werden.

Das heiße, in dem Bad 5 erzeugte Äthylen oder das Synthesegas gelangt über die Leitung 20 mit einer Temperatur von 850° C in das Tauchrohr 21 der Kammer II und perlt dort auf, um die Kammer II in Richtung des Pfeiles K mit einer Temperatur von 750° C über das Übersirömrohr 22 zu verlassen. Dieses taucht in das Bad 7 ein, das auf eine Temperatur von 500 bis 600° C erhitzt ist und durch das das Äthylen oder das Synthesegas perlt. Aus der Kammer-III gelangt das Gas mit einer Temperatur von 520 bis 620° C über das Überlaufrohr 23 in Kammer IV. Das Bad 8 wird dabei auf eine Temperatur von 380° C erwärwit. Das Äthylen oder das Synthesegas gelangt letztlich in Richtung der Pfeile W durch den Stutzen 24 mit einer Temperatur von 380 bis 400° C zu einem weiteren Aggregat, wo es seine Restwärme noch abgeben kann, so z. B. in einem Speisewasservorwärmer 25, wo es durch die Leitung 26 eingeführt werden kann und/oder über die Leitung 27 in den Austauscher 9 und von dort aus über die Leitung 13 zu seinem Verwendungsplatz. Das Speisewasser wird in dem Austauscher 25 über die Leitung 28 zugeführt.

Statt das Äthylen oder das Synthesegas von dem Stutzen 24 über den Speisewasservorwärmer 25 oder dem Austauscher 9 zu leiten, kann auch jede andere nutzbare Verwendung des Wärmeinhalts des Äthylen oder des Synthesegases vorgenommen werden.

Das in dem Speisewasservorwärmer 25 vorgewärmte Speisewasser gelangt über die Leitung 29 zu der Trommel 30, von dort über die Leitung 31 zu einem Wärmeaustauscher 32 in der Kammer IV und von dort über eine Leitung 33 wiederum zu der Trommel 30. Der erzeugte Sattdampf kann über die Leitung 34 zu dem Überhitzer 35 der Kammer IH geführt werden, von wo aus der Heißdampf mit einer Temperatur von 400 bis 550° C über die Leitung 36 abgeführt wird. i«

Bei der Ausfuhrungsform nach F i g. 2 ist statt der Zuführung der Fremdhitze mittels der Gasrohre 19 u u_r Vi für das Helium eines Kernreaktors ein Tauchrohr^ fu das H ^ _{ng rfer}

vorgesehen, ^das.^auu'" .· _{T eitune} 38 zu einer wei-Pfeile Z peil·: und durch du^ung^ _{Metallbad 39}

teren ^Kamme^_def ein weiterer Austauscher 40 augeleitet wird, in der einwei _HeUum „^

geordnet ist »{Ι^^Γΐη dieser Kammer oder 1 &^t™*T° vorzugsweise ein Blei-

geleite
geordnet
ein Rohr 41

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Spaltofen zur Herstellung von Äthylen oder Synthesegas durch thermische Spaltung von Kohlenwasserstoffen, in dem das Kohlenwasserstoff-Wasserdampf-Gemisch durch das gespaltene Gas vorgewärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Spaltofen aus mehreren Kammern (I, II, III, IV) besteht, die Metallbäder (5, 6, 7, 8) enthalten, in denen das Kohlenwasserstoff-Wasserdampf-Gemisch führende Austauscherrohre (15, 17, 18) angeordnet sind, und in die das gespaltene Gas aus der vorhergehenden Kammer in das Metallbad der nächsten Kammer führende Leitungen in der Form von Tauchrohren (21, 22, 23) münden.

2. Spaltofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Metallbad (5), in dem die Spaltung erfolgt, ein Edelgas aus einem Kern- so reaktor führendes Tauchn. hr (37) mündet.