DE2108434C3 - Process for the production of mixtures of acetylene and ethylene by thermal cracking of hydrocarbons and cracking reactor for carrying out the process - Google Patents

Process for the production of mixtures of acetylene and ethylene by thermal cracking of hydrocarbons and cracking reactor for carrying out the process

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DE2108434C3
DE2108434C3 DE19712108434 DE2108434A DE2108434C3 DE 2108434 C3 DE2108434 C3 DE 2108434C3 DE 19712108434 DE19712108434 DE 19712108434 DE 2108434 A DE2108434 A DE 2108434A DE 2108434 C3 DE2108434 C3 DE 2108434C3
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Harold Newton Catlettsburg Ky. Hicks Jun. (V.St.A.)
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Aus der DT-PS 8 17 304 ist ein Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus Acetylen und Äthylen durch thermische Spaltung von gasförmigen und bzw. oder verdampften, höher gesättigten Kohlenwasserstoffen mit zwei bis zehn Kohlenstoffatomen in einem Reaktionsraum bekannt, bei dem die erforderliche Reaktionswärme im Reaktionsraum durch Verbrennen von kontinuierlich in den Reaktionsraum eingebrachtem festem kohlenstoffhaltigem Brennstoff mit Sauerstoff oder freien Sauerstoff enthaltenden Gasen als Oxidationsmittel erzeugt wird, und die Spaltprodukte anschließend abgeschreckt werden. Die Kohlenwasserstoffbeschickung wird dabei nicht vom Oxidationsmittel und dem Kohlenstoff getrennt.From DT-PS 8 17 304 is a process for the production of mixtures of acetylene and ethylene by thermal splitting of gaseous and / or vaporized, more highly saturated hydrocarbons known with two to ten carbon atoms in a reaction space in which the required Heat of reaction in the reaction space by burning of continuously introduced into the reaction space solid carbonaceous fuel with oxygen or free oxygen containing gases as an oxidizing agent, and the fission products are then quenched. The hydrocarbon feed is not separated from the oxidizing agent and the carbon.

In der DT-PS 10 41 033 ist ein Verfahren zur Umsetzung gasförmiger Kohlenwasserstoffe im Wirbelbett beschrieben. Die Festphase des Wirbelbetts besteht aus Ölkoks, der aus flüssigen Kohlenwasserstoffen bei deren Spaltung im Wirbelbett bei Temperaturen über 630° C erhalten wird. Nach einer bevorzugten Ausführungsform dieses Verfahrens wird der umzusetzende Kohlenwasserstoff an einer Stelle in das Wirbelbett eingebracht, an der zuvor zugesetzter Sauerstoff bereits vollständig odei doch zum größten Teil mit dem ölkoks reagiert hat. Bei diesem Ver-DT-PS 10 41 033 describes a process for converting gaseous hydrocarbons in a fluidized bed described. The solid phase of the fluidized bed consists of oil coke, that of liquid hydrocarbons when they are split in a fluidized bed at temperatures above 630 ° C is obtained. According to a preferred Embodiment of this process is the to be converted hydrocarbon at one point in the Introduced fluidized bed, at the previously added oxygen already completely or to the greatest extent Part with the oil coke reacted. With this

fahren müssen also zur Erzeugung des Ölkokswirbel- fen unter Gegcnstromwärmeaustausch vermischt. Da-So have to drive to generate the oil coke vortex mixed with countercurrent heat exchange. There-

bettes zunächst flüssige Kühlenwasserstoffe gespalten bei muß ein unwirtschaftlich hoher Abbrand des zubed first liquid cooling hydrogen split at must an uneconomically high burn-up of the too

werden, wobei der so sekundär erzeugte ölkoks dann spaltenden und des gespalteten Materials in Kauf ge-the secondarily produced oil coke then splitting and the split material being accepted.

als Energiequelle für die endotherm verlaufende Spal- nommcn werden.be used as an energy source for the endothermic Spal- nommcn.

tung eingesetzt wird. Es sind also zwei Wirbelkam- 5 Nach der US-PS 27 07 148 werden Luft, Dampf mern erforderlich. Durch den in diesem Verfahren und spaltbare Kohlenwasserstoffe aufeinanderfolgend verwendeten indirekten Wärmeübergang ist eine fort- aufwärts durch ein abwärts strömendes Kohlebett gelaufende Optimierung der Arbeitstemperatur prak- schickt. Durch dieses zyklische Heiß- und Kaltblascn tisch nicht möglich. werden in den drei Schaltzyklen Wärme, Wassergas Aus der DT-PS 10 81 448 ist ein Verfahren zum \0 und Spaltprodukt erzeugt. Hinsichtlich der Kohlenautothermen Spalten von gasförmigen und bzw. oder Wasserstoffspaltung ist dies also ein diskontinuierliverdampften Kohlenwasserstoffen unter Zusatz von ches Verfahren mit der für solche Verfahren typi-Sauerstoff und gegebenenfalls Wasserdampf im inerten sehen ungünstigen Zeitcharakteristik.
Wirbelbett bei 650 bis 900° C bekannt. Die Kohlen- Ein aus der US-PS 27 67 233 bekanntes Verfahren Wasserstoffe und der Sauerstoff werden getrennt in 15 zur Spaltung von Kohlenwasserstoffen liefert ein Geden Reaktor eingeführt. E'.in Teil der Kohlenwasser- misch von Verbrennungsgasen und Spaltprodukten. Stoffbeschickung wird zur Erzeugung der erforderli- Dieses Verfahren erfordert eine nachgeschaltete Prochen Wärme für die endotherm verlaufende Spal- dukttrennung, die prinzipiell vermeidbar ist.
tungsreaktion verbraucht. Angesichts der zunehmen- Auch bei dem aus der US-PS 27 90 838 bekannten den Kohlenwasserstoffverknappung ist dieses Ver- ao Verfahren erfolgt technologisch ungünstige Produktfahren unwirtschaftlich. Außerdem weist das als Vermischung. Darüber hinaus erfordert dieses Verfah-Wärmeüberträger dienende Wirbelbett ungünstig hohe ren eine aufwendige Energieführung, da die Erzeu-Temperaturgradienten auf. gung abrupter Temperaturgradienten erforderlich ist. Ein weiteres Verfahren zur Wirbelbettspaltung von Aus der US-PS 28 05 131 ist ein Verfahren beKohlenwasserstoffen ist aus der OE-PS 2 00 566 bc- 25 kannt, bei dem Kohlenwasserstoffe zu Ruß und Acekannt. Die Kohlenwasserstoffe und das Oxidations- tylen gespalten werden. Der Kohlenwasserstoffstrom mittel werden an verschiedenen Stellen in den Reak- wird quer in einen spiralförmig aufwärts steigenden tor gegeben. Der im unteren Teil der Wirbelschicht Verbrennungsgasstrom aufgegeben und mit diesem eingeführte Sauerstoff brennt den auf der Wirbel- vermischt. An optimaler Stelle des aufwärtssteigenden schicht abgelegten Koks unter Wärmeerzeugung ab. 30 Reaktionsgemischstromes wird Reaktionsgas zur Ge-Im oberen Teil der so aufgeheizten Wirbelschicht winnung von Acetylen und Ruß abgezogen. Der restwird die Spaltung durchgeführt. Die Wirbelschicht liehe Teil der Strömung wird zu Ruß aufgearbeitet, weist ebenfalls krasse Temperaturgradienten auf. Wie Durch dieses Verfahren werden die Kohlenwasserauch beim Verfahren nach der DT-PS 10 81 448 muß stoffe zum größten Teil zu Ruß und nur zum kleineinertes Wirbelbettmaterial im Kreislauf geführt wer- 35 ren Teil zu Acetylen gespalten,
den. Verfahren dieser Art sind unwirtschaftlich. In der US-PS 28 85 199 ist zur gemeinsamen Aufin der US-PS 18 92 559 ist ein Verfahren zur Spal- gäbe von Kohlenstoff, Brennstoff und Oxidationsmittung von Erdgas beschrieben. Eine aus Kohlenstoff tel eine Förderschnecke mit Innen- und Außenboh- und Luft erzeugte Flamme strahlt senkrecht nach rungen für die Zuleitung von Brennstoff und Oxidaoben in einen Reaktor. Eine turbulente Erdgasschicht 40 tionsmittel beschrieben. Diese Beschickungsvorrichwandert im Gegenstrom an den Reaktorwänden ent- tung ist nicht nur apparativ aufwendig, sondern ist lang abwärts. In dieser turbulenten Schicht mitge- auch nicht in der Lage, eine saubere Trennung der führte glühende Kohlenstoffteilchen spalten das Erd- Kohlenwasserstoffbeschickung und des Oxidationsgas in Wasserstoff und Kohle. Zwischen den Flamm- mittels vorzunehmen.
tion is used. So there are two vortex chambers 5 According to US-PS 27 07 148 air, steam are required. The indirect heat transfer used in this process and fissile hydrocarbons in succession enables the working temperature to be optimized continuously upwards through a coal bed flowing downwards. This cyclical hot and cold blowing table is not possible. heat, water gas are generated in the three switching cycles from DT-PS 10 81 448 a process for \ 0 and fission product is generated. With regard to the coal autothermal cleavage of gaseous and / or hydrogen cleavage, this is therefore a discontinuously vaporized hydrocarbons with the addition of processes with the time characteristic that is typical for such processes - oxygen and possibly water vapor in the inert see - unfavorable.
Fluidized bed at 650 to 900 ° C known. The coal A process known from US Pat. No. 2,767,233, hydrogen and oxygen are introduced separately in a reactor to split hydrocarbons. E'.in part of the hydrocarbon mixture of combustion gases and fission products. The material feed is used to generate the required This process requires a downstream prochen heat for the endothermic cracking separation, which in principle can be avoided.
processing reaction consumed. In view of the increasing shortage of hydrocarbons known from US Pat. No. 2,790,838, this process is technologically unfavorable product processes uneconomical. Also, that shows as mixing. In addition, this process-heat exchanger serving fluidized bed requires unfavorably high ren an expensive energy supply, since the Erzeu temperature gradients. generation of abrupt temperature gradients is required. Another process for fluidized bed splitting of From US-PS 28 05 131 is a process is known from OE-PS 2 00 566 bc-25, in which hydrocarbons are known to soot and acene. The hydrocarbons and the oxidizing ethylene are split. The hydrocarbon stream medium is fed into the reactor at various points across a spiral upwardly rising gate. The combustion gas stream given up in the lower part of the fluidized bed and the oxygen introduced with it burns the fluid on top of the fluidized bed. At the optimal point of the ascending layer, coke deposited with heat generation. In the upper part of the fluidized bed heated in this way, reaction gas is withdrawn from acetylene and carbon black. The remainder is carried out by the cleavage. The fluidized bed part of the flow is worked up to soot and also has extreme temperature gradients. How by this process, the hydrocarbons are also in the process according to DT-PS 10 81 448, substances must be routed for the most part to soot and only to the small inert fluidized bed material in the cycle 35 ren part to acetylene,
the. Processes of this kind are uneconomical. I n US-PS 28 85 199 for common Aufin US-PS 18 92 559 a method of cleavage would be of carbon, fuel and Oxidationsmittung described by natural gas. A flame generated from carbon tel a screw conveyor with inner and outer drilling and air radiates vertically after stanchions for the supply of fuel and Oxidaoben into a reactor. A turbulent natural gas layer 40 described medium. This charging device moves in countercurrent on the reactor walls and is not only expensive in terms of apparatus, but is also long downwards. In this turbulent layer, also unable to cleanly separate the glowing carbon particles, split the earth's hydrocarbon feed and the oxidizing gas into hydrogen and coal. To be carried out between the flaming agents.

strom und den Erdgasstrom kann ein aufwärts strö- 45 Diese Übersicht zeigt, daß eine Vielzahl von Vermender Stickstoffmantel geschaltet werden. Dadurch fahren zur Kohlenwasserstoffspaltung bekannt sind, wird eine Verunreinigung des entstandenen Wasser- daß jedoch alle bislang bekannten, auch die in die Stoffs durch Verbrennungsprodukte der Flamme ver- Praxis eingeführten Verfahren relativ unwirtschaftlich hindert. Bei der Spaltungsreaktion wird im wesentli- sind, sowohl hinsichtlich der Material- und Produktchen Methan zu Wasserstoff und Kohlenstoff gespal- 50 stromführung und der Energiebilanz als auch des ten. Es werden keine ungesättigten Kohlenwasser- apparativen Aufwands. Eine weitere Quelle der Unstoffe gebildet. Die relativ sorgfältig zu steuernde Ge- Wirtschaftlichkeit der bekannten Verfahren liegt in genstronitechnik erfordert einen relativ hohen appa- der nicht ausreichenden Beachtung und Optimierung rativen Aufwand. der gegenseitigen Beeinflussungen und Abhängigkei-Nach dem in der US-PS 24 13 407 beschriebenen 55 ten der Verweilzeitspektren und der Temperaturver-Verfahren wird der zu spaltende Kohlenwasserstoff teilungen. Auf diese »Zeit-Temperatur-Abhängigkeit« tangential in einen erhitzten Reaktor eingeführt und ist wegen ihrer großen Bedeutung weiter unten näher an dessen Wänden spiralförmig abwärts geleitet. Der eingegangen.electricity and the natural gas flow can flow upwards Nitrogen jacket are switched. As a result, driving to hydrocarbon splitting are known is a contamination of the resulting water - but that all known so far, including those in the Substance due to the combustion products of the flame in practice is relatively uneconomical prevents. In the cleavage reaction, essentially, both in terms of material and product Methane to hydrogen and carbon splintered current flow and the energy balance as well as des th. There are no unsaturated hydrocarbons outlay. Another source of contaminants educated. The economic efficiency of the known processes, which has to be controlled relatively carefully, lies in Genstronic technology requires a relatively high level of equipment and insufficient attention and optimization relative effort. the mutual influences and dependencies after the 55 th of the residence time spectra and the Temperaturver method described in US Pat. No. 2,413,407 the hydrocarbon to be split is split. On this "time-temperature dependency" introduced tangentially into a heated reactor and is more detailed below because of its great importance directed downwards in a spiral on its walls. The received.

Reaktor wird durch eine spiralig aufwärts geführte Zum besseren Verständnis der zum Stand deiThe reactor is led upwards by a spiral For a better understanding of the state of the art

Flamme erhitzt. Die Kohlenwasserstoffspaltung findet 60 Technik gehörenden Prinzipien und der ErfindungFlame heated. The cracking of hydrocarbons finds 60 principles belonging to the technology and the invention

in der Flamme statt. Als Reaktionsprodukt wird ein wird zunächst auf die Zeichnungen verwiesen. Esheld in the flame. Reference is first made to the drawings as the reaction product. It

Gemisch aus Verbrennungsprodukten und Spaltpro- zeigtMixture of combustion products and fission pro- shows

dukten erhalten. Diese Materialstromführung ist we- F i g. 1 einen bekannten Spaltreaktor mit Vorver-received products. This material flow guidance is important. 1 a well-known cracking reactor with

gen der zusätzlich erforderlichen Trennung technolo- brennung mit zugeordnetem Temperatur-Verweilzeit-due to the additionally required separation of technological combustion with assigned temperature-residence time-

gisch wenig sinnvoll. 65 Spektrum,It makes little sense. 65 spectrum,

Nach dem in der US-PS 24 98 444 beschriebenen F i g. 2 im Schnitt einen Vorratsbehälter und eineAccording to the F i g described in US Pat. No. 2,498,444. 2 in section a storage container and a

Verfahren werden die Verbrennungsgase gasförmiger Beschickungsvorrichtung für den Brennstoff nachProcess are the combustion gases of gaseous charging device for the fuel

Brennstoffe mit den zu spaltenden Kohlenwasserstof- einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,Fuels with the hydrocarbons to be split - a preferred embodiment of the invention,

Fig. 3 im Schnitt Teile eines Biennstotlejektors nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wobei der Fuß der in F i g. 2 gezeigten Beschickungsvorrichtung ebenfalls dargestellt ist,3 shows, in section, parts of a Biennstotlejector according to a preferred embodiment of the invention, wherein the foot of the in F i g. 2 loading device shown is also shown,

Fig. 4 ein Fließdiagramin der BrennstofTbeschikkung mit den in F i g. 2 und 3 gezeigten Vorrichtungen sowie einer Mahlvorrichtung nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,Figure 4 is a flow diagram of fuel charging with the in F i g. 2 and 3 shown devices and a grinding device according to a preferred Embodiment of the invention,

Fig. 5A teilweise im Schnitt den Kopf eines Brenners und Spaltreaktors nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die mit dem Zuführungssystem der F i g. 4 in Verbindung stehen,5A shows the head of a burner partly in section and cracking reactor according to a preferred embodiment of the invention, which with the feed system the F i g. 4 connected,

Fig. 5B einen dem in Fig. 5 A gezeigten Schnitt entsprechenden Schnitt am Fuß des Reaktors,FIG. 5B shows a section that is shown in FIG. 5A corresponding cut at the base of the reactor,

Fig. 6 einen Schnitt nach 6-6 in Fig. 5A undFig. 6 shows a section along 6-6 in Fig. 5A and

Fig. 7 ein Fließdiagramm eines Sammelsystems, das mit der Entnahmesonde der Spaltkammer nach F i g. 5 B in Verbindung steht.Fig. 7 is a flow diagram of a collection system that is used with the sampling probe of the cleavage chamber F i g. 5 B is in connection.

In den Figuren sind gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen dargestellt. Aus Gründen der Deutlichkeit sind die einzelnen Teile nicht maßsiabsgetreu dargestellt.In the figures, the same parts are shown with the same reference numerals. For the sake of clarity the individual parts are not shown true to scale.

In Fig. 1 ist unter der schematischen Darstellung eines Reaktors mit Vorverbrennung ein Temperatur-Verweilzeit-Spektrum dargestellt. Auf der Ordinate ist die Temperatur des Reaktionsgemisches in Grad Celsius, auf der Abszisse die Verweilzcit in Einheiten von see · 10~3 dargestellt. Die Länge der gezeigten Abszisse umfaßt also eine Dauer von 3/1000 Sekunden. Der Nullpunkt der Abszisse ist in den Mittelpunkt der Beschickungsöffnung gelegt. Die Länge und Teilung der Abszisse ist maßstäblich zur Längsachse des Reaktors. Der Reaktor besteht aus einer rohrförmigen Kammer 1 mit einem Einlaßende 2 und einem Auslaßende 3. Stromabwärts und in einiger Entfernung vom Einlaßende 2 sind mehrere identische Beschickungsöffnungen 4 für die Kohlenwassersloffbeschickung angeordnet. Kurz vor dem Auslaßende 3 ist eine Abschreckdüse 5 mit Zulauf für das Kühlmittel 8 vorgesehen. Der durch den Pfeil 6 angedeutete Materialstrom ist ein gasförmiges Heizmedium, beispielsweise ein Verbrennungsabgas, das am Einlaßende 2 mit etwa 2210° C eingespeist wird. Dieses Heizmedium wird in einer nicht dargestellten und von der Kammer 1 vollständig getrennten Verbrennungskammer erzeugt. Der durch den Pfeil 7 angedeutete Materialstrom symbolisiert die Kohlenwasserstoffbeschickung, beispielsweise auf 482° C vorerhitztes Propan. Das Propan wird augenblicklich mit dem Heizmedium 6 vermischt. Es wird so durch das Heizmedium sofort aufgeheizt. Der Kohlenwasserstoff wird in einem nicht dargestellten Vorerhitzer, der ebenfalls von der Spaltkammer 1 unabhängig ist, erwärmt. Der sich im kontinuierlichen Betrieb im stationären Zustand bildende Reaktionsgemischstrom 11 ist auf die Abschreckdüse 5 zu gerichtet. Dabei werden die Kohlenwasserstoffe zu Acetylen und Äthylen gespalten. Das Reaktionsgemisch wird unter der Abschreckdüse augenblicklich mit einem Strom relativ kühler Abschreckflüssigkeit oder relativ kühlen Abschreckgasen vermischt. Zum Abschrecken dient vorzugsweise Wasser oder ein Kohlenwasserstoff. Der Kühlmittelstrom ist durch den Pfeil 8 angegeben. Durch das Abschrecken kommt die Spaltreaktion praktisch vollständig zum Stillstand. Der am Auslaßende 3 des Reaktors austretende Materialstrom 9 ist ein Gemisch aus Abschreckmedium, Reaktionsprodukten und Nebenprodukten.In Fig. 1, a temperature-residence time spectrum is shown under the schematic representation of a reactor with pre-combustion. The ordinate shows the temperature of the reaction mixture in degrees Celsius, and the abscissa shows the residence time in units of see · 10 -3 . The length of the abscissa shown thus comprises a duration of 3/1000 seconds. The zero point of the abscissa is placed in the center of the loading opening. The length and division of the abscissa is scaled to the longitudinal axis of the reactor. The reactor consists of a tubular chamber 1 with an inlet end 2 and an outlet end 3. Downstream and at some distance from the inlet end 2 there are several identical feed openings 4 for the hydrocarbon feed. Shortly before the outlet end 3, a quenching nozzle 5 with an inlet for the coolant 8 is provided. The material flow indicated by the arrow 6 is a gaseous heating medium, for example a combustion exhaust gas, which is fed in at the inlet end 2 at about 2210.degree. This heating medium is generated in a combustion chamber which is not shown and which is completely separate from the chamber 1. The material flow indicated by the arrow 7 symbolizes the hydrocarbon feed, for example propane preheated to 482 ° C. The propane is instantly mixed with the heating medium 6. It is immediately heated up by the heating medium. The hydrocarbon is heated in a preheater, not shown, which is also independent of the gap chamber 1. The reaction mixture stream 11 which forms in the steady state during continuous operation is directed towards the quenching nozzle 5. The hydrocarbons are split into acetylene and ethylene. The reaction mixture is instantly mixed under the quench nozzle with a stream of relatively cool quench liquid or gases. Water or a hydrocarbon is preferably used for quenching. The coolant flow is indicated by arrow 8. As a result of the quenching, the cleavage reaction comes to a standstill practically completely. The material flow 9 exiting at the outlet end 3 of the reactor is a mixture of quenching medium, reaction products and by-products.

Der Zeitpunkt des Abschreckens des Reaktionsgemisches ist durch die Bezugslinie 10, die ein Lot auf die Abszisse des Temperatur-Verweilzeit-Spektrums ist und mit der Mittelachse der Abschreckdüse zusammenfällt. Die genaue Festlegung und Überwachung der Zeit-Temperatur-Abhängigkeit ist wegen des Einflusses der Pyrolysetemperatur auf die Produktzusammensetzung von großer Bedeutung. So entsteht beispielsweise mehr Acetylen bei höheren Temperaturen, während bei tieferen Temperaturen mehr Äthylen gebildet wird. Ebenso ist die Bildung anderer Produkte, wie Diacetylen, Ruß oder Teer, eine Funktion der Pyrolysetemperatur.The time of quenching the reaction mixture is indicated by the reference line 10, which is a plumb line is on the abscissa of the temperature-residence time spectrum and with the central axis of the quenching nozzle coincides. The exact definition and monitoring of the time-temperature dependency is due the influence of the pyrolysis temperature on the product composition is of great importance. This is how for example more acetylene at higher temperatures, while more at lower temperatures Ethylene is formed. Likewise, the formation of other products, such as diacetylene, carbon black or tar, is one Function of the pyrolysis temperature.

Für jede Kohlenwasserstoffbeschickung und jede zugeordnete Sollzusammensetzung der Spaltprodukte existiert dementsprechend eine optimale Spalttemperatur. For each hydrocarbon feed and each assigned target composition of the fission products there is accordingly an optimal gap temperature.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet besondere Vorteile bei der Herstellung von Mischungen aus Acetylen und Äthylen. Das relative Mengenverhältnis von Acetylen und Äthylen in der Mischung der Spaltprodukte kann in gewissem Ausmaß durch die Temperatur beeinflußt werden, welcher sowohl die Kohlenwasscrstoffbeschickung als auch die daraus entstehenden Spaltprodukte unterworfen wird. In dem Maß jedoch, wie es nicht möglich ist, die optimale Arbeitstemperatur, weiche einer besonders gewünschten Produktmischung entspricht, während des Ablaufes der gesamten Spaltreaktion gleichförmig aufrechtzuerhalten, werden größere Mengen an unerwünschten Produkten gebildet. Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß es für die Erzielung hoher Umwandlungsraten des Beschickungsmaterials in einem einzigen Durchgang, d. h. ohne Materialrücklaufführung, von großer Bedeutung ist, diese Beschickung der entsprechenden richtigen Zeit-Temperatur-Abhängigkeit zu unterwerfen. Demgemäß müssen zur Erzielung der gewünschten Produktmischung die folgenden Betriebsbedingungen möglichst eingehalten werden:The inventive method offers particular advantages in the production of mixtures Acetylene and ethylene. The relative proportions of acetylene and ethylene in the mixture of cleavage products can be affected to some extent by temperature, both the hydrocarbon feed as well as the resulting fission products is subjected. However, to the extent that it is not possible, the optimal one Working temperature, which corresponds to a particularly desired product mixture, during the process To keep the entire cleavage reaction uniform, larger amounts of undesirable Products. From the above it can be seen that it is useful for achieving high conversion rates of the feed material in a single pass, d. H. without material return, It is of great importance that this loading has the appropriate correct time-temperature dependency to subjugate. Accordingly, in order to achieve the desired product blend, the following operating conditions must be met are adhered to as far as possible:

a) Die zum Aufheizen der Beschickung auf die Optimaltemperatur erforderliche Zeitspanne muß so klein wie möglich sein;a) The time required to heat the charge to the optimum temperature must be as small as possible;

b) während des Ablaufes der eigentlichen Spaltreaktioneri muß die Temperatur der Reaktionspartner so konstant wie möglich auf der optimalen Temperatur gehalten werden;b) during the course of the actual cleavage reactions the temperature of the reactants must be as constant as possible at the optimum Temperature to be maintained;

c) nach Ablauf der Spaltreaktion muß die Reaktionsmischung so schnell als möglich abgekühlt werden.c) after the cleavage reaction has taken place, the reaction mixture must be cooled as quickly as possible will.

In dem Ausmaß, wie die vorstehenden Bedingungen eingehalten werden können, verringert sich die gesamte Zeitspanne, während welcher die Kohlenwasserstoffbeschickung Temperaturen ausgesetzt ist, bei denen unerwünschte Produkte erzeugt werden. Auf diese Weise läßt sich also eine vorschriftsmäßige Zeit-Temperatur-Abhängigkeit einhalten, wodurch dann in dem Produktstrom die gewünschte Mischung von Endprodukten erhalten wird, beispielsweise eine Mischung von Acetylen und Äthylen.To the extent that the above conditions can be met, the decreases total time the hydrocarbon feed is exposed to temperatures, which produce undesirable products. In this way, a regular Maintain the time-temperature dependency, which then results in the desired mixture in the product stream from end products, for example a mixture of acetylene and ethylene.

Eine hypothetische idealisierte Zeit-Temperatur-Abhängigkeit für die Erzeugung von Acetylen-Äthylenmischungen, welche reich an Acetylen sind, kann an Hand der gestrichelten Kurve 12 in der graphischen Darstellung von F i g. 1 erläutert werden. Die Kurve 12 beginnt zum Zeitpunkt 0 und bei einer Temperatur von wenig unterhalb 650° C, welche eineA hypothetical idealized time-temperature dependence for the production of acetylene-ethylene mixtures, which are rich in acetylene can be seen on the basis of the dashed curve 12 in the graphic Illustration of FIG. 1 will be explained. The curve 12 begins at time 0 and at one Temperature of a little below 650 ° C, which is a

509685/180509685/180

wünschenswerte Obergrenze für die Vorheiztemperatur einiger für die .Spaltung geeigneter Kohlcnwasserstoffbeschickungen darstellt. Die hypothetische Reaktionsmasse und eine ausgewählte hypothetische Kohlenwasserstoffbeschickung werden praktisch sofort auf die erforderliche Spalttemperatur von beispielsweise 17300C erhitzt. Die Temperatur der Kohlcnwasserstoffbeschickung steigt daher praktisch sofort von unterhalb 650 auf etwa 1730° C an, ohne daß die Beschickung während längerer Zeiträume Zwischentemperaturen ausgesetzt ist. Die Temperatur der Beschickung wird dann praktisch 2,5 · 10~:l Sekunden genau auf der Temperatur von 1730 1C gehalten.represents a desirable upper limit for the preheating temperature of some of the hydrocarbon feedstocks suitable for the splitting. The hypothetical reaction mass and a selected hypothetical hydrocarbon feedstock to be heated practically immediately to the required cracking temperature of, for example 1730 0 C. The temperature of the hydrocarbon charge therefore rises practically immediately from below 650 to about 1730 ° C. without the charge being exposed to intermediate temperatures for prolonged periods of time. The temperature of the charge is then held at exactly 1730 ° C. for practically 2.5 x 10 -4: 1 seconds.

Im Anschluß daran wird die Temperatur der Reaktionsmasse und der darin enthaltenen Spaltprodukte praktisch augenblicklich auf etwa 425' C herabgesetzt, wobei dieser Wert einer Temperatur entspricht, bei der praktisch ke::ne weiteren Spaltreaktionen mehr ablaufen.Following this, the temperature of the reaction mass and the fission products contained therein are reduced almost instantly to about 425 ° C, this value corresponds to a temperature at which practically no further cleavage reactions occur expire.

Die durch die Kurve 12 wiedergegebene Zeit-Temperatur-Abhängigkeit ist zwar an sich sehr wünschenswert, aber aus einer Vielzahl von Gründen praktisch nicht zu verwirklichen. Zunächst ist kein Verfahren bekannt, mittels dessen es gelingt, die Reaktionsmasse praktisch augenblicklich aufzuheizen oder abzukühlen. Demgemäß benötigt die Aufheizperiode und die Abkühlung tier Reaktionsmasse eine beträchtliche Zeitspanne, während welcher die Kohlcnwasscrstoffbeschickung und mindestens einige der gebildeten Spaltprodukte sich nicht auf der optimalen Spalttemperatur befinden, wodurch unerwünschte Nebenreaktionen begünstigt werden und die Ausbeute vermindert wird. Außerdem verlaufen Spaltverfahren der vorstehend beschriebenen Art stark endotherm. Das bedeutet, daß jedes Molekül der Kohlenwasserstoffbeschickung. welches in der eigentlichen Reaktionszone gespalten wird, aus der umgebenden Reaktionsmasse eine bestimmte Menge an Wärmeenergie absorbiert. Diese von sämtlichen gespaltenen Molekülen absorbierte Wärmeenergie verursacht während der Spaltreaktioi; einen beträchtlichen Wärmeentzug aus der Reaktionsmasse. Wendet man diese Erkenntnis auf das übliche mit Vorheizung arbeitende Verfahren an, bei welchem also die KohlenwasserstofT-beschickung lediglich dadurch aufgeheizt wird, daß man sie zu Beginn der Reaktion mit vorvertnanntcn Gasen vermischt, so ergibt sich ohne weiteres, daß bei der Fortbewegung eines ausgewählten Volumen oder Gewichtsanteils der Reaktionsmasse stromabwärts vom Vermischungspunkt aus und in dem Maße, wie die Reaktion forischreitet, d. h. in dem Maße, wie die Moleküle der Kohlenwasscrstoffbeschickung aufgespalten werden, die Temperatur der Reaktionsmasse stetig abfällt. Wenn daher die Einspeisungstemperaturen und die Strömungsgeschwindigkeiten des gasförmigen Heizmediums bzw. der Kohlenwasscrstoffbeschickung derart eingestellt werden, daß die Reaktionsmasse zu Beginn der Spaltung die optimale Spalttemperatur aufweist, so ist die Temperatur der Reaktinsmasse am Ende der Spaltung wesentlich unterhalb dieses optimalen Wertes abgefallen, wodurch der Ablauf unerwünschter Nebenreaktionen begünstigt und in diesem Zeitraum die Ausbeute verringert wird. Die vorstehenden Angaben gehen von der Annahme aus, daß der Spahreakior mit hohen Mengenverhältnissen von Kohlenwasscrstoffbcschickung zu Brennstoff + Oxidationsmittel betrieben wird, was schon aus wirtschaftlichen Gesichtspunklen sehr erwünschte Vcrfahicnsbedingungen darstellt. Darüber hinau fällt die Temperatur der kcaktionsmasse während de Ablaufes der Spallrcaklioncn aber auch noch aus an deren Gründen ab. Bd jeder technischen Spaltanlagi sind Wärmcvcrluste an die Atmosphäre unvermeid lieh. Infolge dieser Wärmevcrlustc kühlt sich die Re aktionsmasse ab, und während ihres Durchströmen: durch den Reaktor vermindert sich ihre Temperatur Um daher bei einem mit Vorverbrennung arbeitenderThe time-temperature dependency shown by curve 12 is very desirable in and of itself, but cannot be achieved in practice for a number of reasons. First of all, no process is known by means of which it is possible to heat or cool the reaction mass practically instantaneously. Accordingly, the heating period and the cooling of the reaction mass require a considerable period of time, during which the hydrocarbon charge and at least some of the cleavage products formed are not at the optimal cleavage temperature, whereby undesired side reactions are favored and the yield is reduced. In addition, cleavage processes of the type described above are highly endothermic. That means every molecule of the hydrocarbon feed. which is split in the actual reaction zone, absorbs a certain amount of thermal energy from the surrounding reaction mass. This thermal energy absorbed by all the split molecules causes during the splitting reaction; considerable heat extraction from the reaction mass. If this knowledge is applied to the usual preheating process, in which the hydrocarbon charge is only heated by mixing it with preheated gases at the beginning of the reaction, it is readily apparent that when a selected volume is moved or weight fraction of the reaction mass downstream of the mixing point and as the reaction proceeds, that is, as the molecules of the hydrocarbon feed are broken down, the temperature of the reaction mass steadily falls. If, therefore, the feed temperatures and the flow rates of the gaseous heating medium or the hydrocarbon feed are set in such a way that the reaction mass has the optimum cleavage temperature at the beginning of the cleavage, the temperature of the reactin mass at the end of the cleavage has fallen significantly below this optimal value, whereby the process undesirable side reactions are favored and the yield is reduced during this period. The above information is based on the assumption that the Spahreakior is operated with high proportions of hydrocarbon feed to fuel + oxidizing agent, which represents very desirable operating conditions from an economic point of view. In addition, the temperature of the active compound falls during the course of the spalling action but also for other reasons. Vol any technical Spaltanlagi are borrowed Wärmcvcrluste to the atmosphere unavoidable. As a result of this heat loss, the reaction mass cools down, and while it is flowing through the reactor, its temperature is reduced

ίο Reaktor der vorstehend erläuterten Art die Durchschnittslcnipcratur der Reaklionsmasse auf dem optimalen Wert halten zu können, ist es erforderlich, die Einspeisungstcmperaturcn und Strömungsgeschwindigkeiten des gasförmigen Heizmediums und der Koh-Ienwasserstoffbeschickung derart einzustellen, daß die Reaktionsmasse zu Beginn eine Temperatur annimmt, welche wesentlich über dem optimalen Wert liegt und dann gegen Ende der Reaktionsperiode auf einen Wert abfällt, welcher unterhalb der optimalen Temperatur liegt, so wie es auch durch die ausgezogene Kurve 13 in der graphischen Darstellung wiedergegeben ist. Dies führt jedoch dazu, daß sowohl die KohlenwasserstofTbeschickung als auch die entstandenen Spaltprodukte während eines beträchtlichen Anteils der Reaktionszeit Temperaturen annehmen, welche wesentlich oberhalb bzw. unterhalb der optimalen Spalttemperalur liegen, wie es sich auch aus der graphischen Darstellung ergibt. Dadurch wird jedoch der Ablauf unerwünschter Nebenreaktionen begünsligt und sowohl die Ausbeute als auch der thermische Wirkungsgrad des Verfahrens herabgesetzt.ίο reactor of the type described above, the average temperature To be able to keep the reaction mass at the optimal value, it is necessary that the Infeed temperatures and flow rates of the gaseous heating medium and the hydrocarbon feed set in such a way that the reaction mass assumes a temperature at the beginning, which is significantly above the optimal value and then towards the end of the reaction period to one Value drops, which is below the optimal temperature, as it is also due to the drawn out Curve 13 is shown in the graph. However, this leads to both the Hydrocarbon feed as well as the resulting Fission products take on temperatures for a considerable part of the reaction time, which are significantly above or below the optimal gap temperature, as can also be seen from the graphical representation results. However, this favors the course of undesired side reactions and both the yield and the thermal efficiency of the process are reduced.

Einige bekannte Verfahren liefern Teillösungen für manche der vorstehend erörterten technischen Probleme. Beispielsweise ist empfohlen worden, die Temperalur innerhalb der Reaktionszone eines mit Vorverbrennung oder Teilverbrennung arbeitenden Spal!- reaktors dadurch zu stabilisieren, daß man die Reaktionsmasse mit Wasserdampf verdünnt. Die Temperaturstabilisierung erfolgt dabei jedoch auf Kosten des thermischen Wirkungsgrades und der Ausbeute an hochwertigen Spaltprodukten.Some known methods provide partial solutions to some of the technical problems discussed above. For example, it has been recommended that the temperature within the reaction zone of one with pre-combustion or partial combustion working Spal! - reactor by stabilizing the reaction mass diluted with steam. The temperature stabilization takes place at the expense of the thermal efficiency and the yield of high-quality fission products.

Es ist weiterhin empfohlen worden, die Temperatur innerhalb der Reaktionszone eines mit Vorverbrennuiig arbeitenden Spaltreaktors dadurch zu stabilisieren, daß man schon in der Verbrennungszone bestimmte temperaturstabilisierende Verbindungen verdampft, wodurch sie ein Teil der Reaktionsmasse werden und zusammen mit den heißen Verbrennungsgasen und der Kohlenwasserstoffbeschickung durch die Reaktionszone hindurchslrömcn. Es sind die verschiedensten Metalloxide und Metallsalze als derartige Temperaturstabilisatoren vorgeschlagen worden. Durch das Verekimpfen solcher Stabilisatoren in der Verbrennungszone wird den heißen Verbrennungsgascn Wärme entzogen und in latenter Form gespeichert.It has also been recommended that the temperature within the reaction zone of one with pre-combustion working fission reactor to stabilize that one already determined in the combustion zone temperature-stabilizing compounds evaporate, whereby they become part of the reaction mass and along with the hot combustion gases and hydrocarbon feed flow through the reaction zone. They are very different Metal oxides and metal salts have been proposed as such temperature stabilizers. By encapsulating such stabilizers in the combustion zone, the hot combustion gases Heat withdrawn and stored in latent form.

Wenn anschließend die Kohlenwasserstoffbeschickung zu der Mischung aus heißen Verbrennungsgasen und verdampften Metallsalz oder verdampftem Metalloxid zugesetzt wird, entzieht die ablaufende endotherme Spaltreaktion der Mischung aus Verbrennuimsprodukten und Stabilisatordampf Energie und die Dämpfe der Stabilisatoren kondensieren sich, wodurch die latente Wärme als fühlbare Wärme freigesetzt wird und dadurch die durch die Spaltreaktion abgezogene Wärmeenergie ersetzt. Auf diese Weise läßt sich die Temperatur innerhalb der Reaktionszone stabilisieren. Obwohl eine solche Maßnahme If then the hydrocarbon feed to the mixture of hot combustion gases and vaporized metal salt or vaporized Metal oxide is added, the ongoing endothermic cleavage reaction removes the mixture of combustion products and stabilizer steam energy and the stabilizer vapors condense, whereby the latent heat is released as sensible heat and thereby the heat generated by the fission reaction removed heat energy replaced. In this way, the temperature within the reaction zone can be stabilized. Although such a measure

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nit dazu beiträgt, daß in der Reaktionszone stabile leistungsfähiges Verfahren zum Spalten von Kohlenrcmperaturbedingungen herrschen, erfordert sie Wasserstoffen, insbesondere zur Erzeugung von Ace-Joch die Kreislaufführung von weiterem Material, tylen, gegebenenfalls im Gemisch mit Äthylen, zu außer dem Brennstoff und der Kohlenwasserstoffe- schaffen, das die vorstehend erläuterten Nachteile Schickung, durch das Reaktionssystem, wobei zu- 5 nicht aufweist. Erfindungsgemäß soll die Kohlensätzliche Vorrichtungen benötigt werden, beispiels- Wasserstoffbeschickung während der Spaltreaktion weise Aufheizer, Vorratsbehälter, Kreislaufpumpen einer günstigen Zeit-Temperatur-Abhängigkeit unter- und ähnliches, um die Temperaturstabilisatoren hand- worfen werden, woduieh Ausbeuteverluste infolge haben zu können. von unerwünschten Nebenreaktionen vermieden In den US-PS 31 56 733 und 31 56 734 ist be- ίο werden. Außerdem sollen sich erfindungsgemäß Mischrieben, für die Stabilisierung der Temperatur in- schlingen aus Acetylen und Äthylen mit niedrigen ncrhalb der Reaktionszonc in einem Spaltreaktor ein Energiekosten je kg Endprodukt herstellen lassen, elektrisches Heizelement von einem Ende der Spalt- Schließlich soll das erfindungsgemäße Verfahren und kammer bis zum anderen anzuordnen. Mittels eines der zu seiner Durchführung verwendete Spaltreaktor solchen elektrischen Heizelementes kann der Reak- 15 den Vorteil haben, daß die für die endotherm vertionsmasse über die ganze Länge der Reaktionszone laufende Spaltreaklion benötigte thermische Energie Wärme zugeführt werden, wodurch die von der endo- außerordentlich rasch auf die Reaktionsmasse überthcrmen Spaltreaktion verbrauchte Wärme ersetzt tragen wird. Diese Aufgaben werden durch die Er- und dadurch eine stabilisierende Tendenz auf die findung gelöst.nit contributes to the stable, efficient process for breaking carbon temperature conditions in the reaction zone rule, it requires hydrogen, especially to generate ace yoke the circulation of further material, ethylene, optionally mixed with ethylene In addition to the fuel and the hydrocarbons, they create the disadvantages discussed above Passing through the reaction system, whereby zu- 5 does not have. According to the invention, the charcoal Devices are needed, for example hydrogen feed during the cleavage reaction wise heaters, storage tanks, circulation pumps subject to a favorable time-temperature dependency. and the like, which are thrown around the temperature stabilizers, resulting in losses in yield to be able to have. of unwanted side reactions avoided In US-PS 31 56 733 and 31 56 734 is be ίο. In addition, according to the invention, mixed rubs, for the stabilization of the temperature inlaid from acetylene and ethylene with low Have energy costs per kg of end product produced in a dissociation reactor within the reaction zone, Finally, the inventive method and. electrical heating element from one end of the gap chamber to arrange to the other. By means of one of the cleavage reactor used for its implementation Such an electrical heating element, the reaction can have the advantage that the vertion mass for the endothermic Cleavage reaction running over the entire length of the reaction zone required thermal energy Heat can be supplied, as a result of which the transfer from the endo to the reaction mass is extremely rapid Fission reaction will wear heat consumed replaced. These tasks are carried out by the and thereby solved a stabilizing tendency towards discovery.

Temperatur der Reaktionsmasse ausgeübt wird. Bei 20 Die Erfindung betrifft somit den in den Anspriiderartigen Reaktoren wird jedoch die Wärme über chen gekennzeichneten Gegenstand,
die Wände der Spaltkammer auf die Kohlenwasser- Beim Verfahren der Erfindung erfolgt also die stoffbeschickung übertragen und die Wärmeüber- Aufheizung der zu spaltenden Kohlenwasserstoffe im gangszahlen an brauchbaren feuerfesten Materialien wesentlichen durch Strahlungswärmeübcrtragung von sind so gering, daß bei technischen Anlagen unver- 25 den glühenden Teilchen des kohlenstoffhaltigen meidlich eine sehr schlechte Zeit-Tcmperatur-Abhän- Brennstoffs. Dadurch wird ein außerordentlich hoher gigkeit erhalten wird. Obwohl also dieser Vorschlag thermischer Wirkungsgrad erzielt. Die Spaltprodukte von großem experimentellen und theoretischem Inter- werden in hoher Konzentration erhalten. Ihre Abesse ist, wenn man zeigen will, dal' unter praktisch trennung und Reindarstellung ist dadurch erleichtert, stabilen Bedingungen der Reaktionstemperatur hohe 30 Außerdem werden Bildung und Festsetzen uner-Produktausbeutcn erzielt werden, läßt sich eine solche wünschter Niederschläge im Reaktor unterdrückt.
Maßnahme doch kaum in den technischen Maßstab Beim Verfahren der Erfindung werden die zu spalübertragen. tenden Kohlenwasserstoffe, vorzugsweise in Gas-Aus den vorstehenden Überlegungen ist ersichtlich, form, das fcinzerteilie, kohlenstoffhaltige Brennstoff daß ein Bedsif nach einem Spaltverfahren besteht, 35 und ein gasförmiges Oxidationsmittel kontinuierlich welches es err ^glicht, sowohl die Kohlenwasserstoff- in eine von allen Seiten umschlossene Spaltzone einbeschickung als auch die daraus gebildeten Spaltpro- gespeist. Die Spaltzone wird schnell durchströmt, dukte einer praktisch idealen Zeit-Temperatur-Ab- Dabei verbrennt der feste Brennstoff in Gegenwart, hängigkeit zu unterwerfen, ohne daß jedoch der ther- aber zum größten Teil getrennt, von der Kohlenmische Wirkungsgrad verschlechtert wird, ohne daß 40 Wasserstoffbeschickung. Bei dieser Verbrennung wird die Nachteile und zusätzlichen Kosten entstehen, die für die Spaltreaktion benötigte Wärme freigesetzt, welche bei der Kreislaufführung von Hilfsmaterialien Das der Erfindung zugrundeliegende Konzept, das durch den Spaltreaktor auftreten, und ohne daß hohe die hohe Wirtschaftlichkeit des Verfahrens und der Energiekosten anfallen, welche erfahrungsgemäß Apparatur ermöglicht, läßt sich dahingehend zudann auftreten, wenn man sich der Verdünnung mit- 45 sammenfassen, daß einerseits die Beschickung des zu tels Wasserdampf, der Kreislaufführung von ilüehti- spaltenden Kohlenwasserstoffes zwar sorgfältig vom gen Salzen u. dgl. bedient, wobei ferner noch von kohlenstoffhaltigen Brennstoff und vom Oxidations-Bedeutung ist, daß ein solches Verfahren die vor- mittel getrennt wird, daß aber andererseits gleichzeistehend aufgezeigten Vorteile auch dann noch auf- tig alle drei Beschickungsströme im Reaktor im weisen soll, wenn man im großtechnischen Maßslab 50 Gleichstrom geführt werden, ohne daß dazu irgendarbeitet, welche Hilfsstoffe, wie sie beispielsweise bei den Insbesondere wäre ein derartig verbessertes Spalt- Wirbelschichtverfahren verwendet werden, eingesetzt verfahren von Bedeutung für die Herstellung von zu werden brauchen. Dieses Konzept wird durch Acetylen und Mischungen aus Acetylen und Äthylen, den Stand der Technik nicht nahegelegt.
da derzeit der industrielle Verbrauch an Äthylen 55 Die Kohlenwasserstoffbeschickung wird in einen stärker ansteigt als derjenige von Acetylen. Diese oder mehreren Strömen getrennt von dem kohlen Tendenz beruht zum großen Teil auch auf der Tat- stoffhaltigen Brennstoff und dem Oxidationsmittel ii sache, daß bestimmte Chemikalien nicht mehr unter die Spaltzone eingespeist. Auch der kohlenstoffhaltigi Verwendung von Acetylen, sondern unter Verwen- Brennstoff und der Hauptanteil des Oxidationsmittel dung von Äthylen als Ausgangsmaterial hergestellt 60 werden voneinander getrennt gehalten, bis sie in di werden, und zwar im Hinblick auf die wesentlich Spallzone gelangen. Der kohlenstoffhaltige Brennstol verringerten Herstellungskosten von Äthylen. Falls wird derart eingespeist, daß der Strom der Brenn daher Acetylen seine Stellung als Ausgangsmaterial Stoffteilchen sich zwischen dem Strom der Kohler in der chemischen Industrie behalten oder sogar ver- Wasserstoffbeschickung und dem Strom des Oxide bessern will, sind Verbesserungen bezüglich des Wir- 65 tionsmiuels befindet, wodurch die Gefahr einer Vei kungsgradcs bei der Acetylenerzeugung unbedingt brennung der Kohlenwasserstoffbeschickung heral notwendig. gesetzt wird. Die Abbrandgeschwindigkeit des Brent Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein stoffes wird in dem erforderlichen Maß eingeregel
Temperature of the reaction mass is applied. At 20 The invention thus relates to the reactors in the sprinkler type, however, the heat is about the subject identified,
the walls of the cracking chamber on the hydrocarbons. In the process of the invention, the material charge is transferred and the heat overheating of the hydrocarbons to be cracked in the number of usable refractory materials is so small that the glowing particles are not present in technical systems of the carbonaceous fuel, which is usually a very bad time-temperature-dependent fuel. As a result, an extremely high level of quality is obtained. So although this proposal achieves thermal efficiency. The cleavage products of large experimental and theoretical inter- are obtained in high concentration. If you want to show that, with practical separation and purification, it is easier to maintain stable conditions of the reaction temperature, high yields of product will also be achieved if such desired precipitates can be suppressed in the reactor.
Measure hardly on the technical scale. From the foregoing considerations it can be seen that a bedif is made up of a fission process, 35 and a gaseous oxidizing agent continuously achieves it, both the hydrocarbons in one of all sides enclosed crevice zone feed as well as the crevice props formed from it. The fission zone is flowed through quickly, ducts of a practically ideal time-temperature-ab- The solid fuel burns in the presence, subject to dependency, without, however, the thermal efficiency, but largely separated from the coal mixture, is worsened, without 40 Hydrogen feed. In this combustion, the disadvantages and additional costs arise, the heat required for the cleavage reaction is released, which occurs in the circulation of auxiliary materials which, according to experience, is made possible by apparatus, can then occur if one summarizes the dilution with the fact that on the one hand the charging of the water vapor, the circulation of the hydrocarbons which break down oil, and the like are carefully used, whereby Another aspect of carbon-containing fuel and the importance of oxidation is that such a process should be separated from the resources, but that, on the other hand, the advantages shown at the same time should still have all three feed streams in the reactor when one is in the industrial scale 50 Direct current be performed without any work on which auxiliaries, such as those used, for example, in the In particular such an improved gap fluidized bed process would be used, processes of importance for the production of need to be used. This concept is not suggested by acetylene and mixtures of acetylene and ethylene, the prior art.
since the industrial consumption of ethylene is currently increasing, the hydrocarbon feed will increase more rapidly than that of acetylene. This or more streams separate from the carbon tendency is largely due to the fact that the material-containing fuel and the oxidizing agent are such that certain chemicals are no longer fed under the cleavage zone. Also the carbon-containing use of acetylene, but using fuel and the main part of the oxidizing agent preparation of ethylene as the starting material, are kept separate from one another until they get into di, with regard to the essentially Spallzone. The carbonaceous fuel stole reduced the cost of manufacturing ethylene. If the fuel stream is fed in in such a way that the stream of fuel, therefore acetylene, wants to retain its position as the starting material for particulate matter between the stream of the Kohler in the chemical industry or even improve the hydrogen charge and the stream of oxides, there are improvements in the fluid which means that there is a risk of a degree of clogging in acetylene production. Combustion of the hydrocarbon charge is essential. is set. The burning rate of the Brent The invention is based on the object of regulating a substance to the required extent

indem man die Teilchengröße, die Vorheiztemperatur der meist als Oxidationsmittel verwendeten Luft, das Mengenverhältnis von Brennstoff zu Oxidationsmittel und die Mischintensität von Brennstoff und Oxidationsmittel entsprechend einregelt. Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß der Abbrand der Brennstoffteilchen praktisch über die gesamte Länge der Spaltzone erfolgt. Vorzugsweise sind die Brennsioffteilchen beim Erreichen des stromabwärts gelegenen Endes der Spaltzone praktisch vollständig verbrannt oder jedenfalls bis zu dem Zeitpunkt, wo sie den Reaktor verlassen. Auf diese Weise strahlen die glühend heißen, abbrennenden Teilchen des Brennstoffes praktisch über die gesamte Länge der Spaltzone Wärme in die Kohlenwasserstoffbeschikkung ein und ersetzen dadurch kontinuierlich diejenige Wärmeenergie der Reaktionsmasse, welche infolge der endotherm ablaufenden Spaitreaktion daraus abgezogen worden ist. Wenn die Teilchen des Brennstoffes bis zum Erreichen des stromabwärts gelegenen Endes der Spal!.zone praktisch vollständig zu Asche und heißen Verbrennungsgasen abgebrannt sind, erübrigt sich auch die Wiedergewinnung und weitere Handhabung der nicht verbrannten Brennstoffteilchen. Infolge des relativ niedrigen Wasserstoffgehaltes des kohlehaltigen Brennstoffes sind die beim Abbrennen als Nebenprodukte gebildeten Gase nur wenig durch Wasserdampf verunreinigt, ganz im Gegensatz zu der Verwendung der meisten flüssigen Kohlenwasserstoffbrennstoffe. Daher ist auch der Wasserdampfpartialdruck in der Spaltzone relativ niedrig, so daß auch nur relativ wenig der Kohlenwasserstoffbcschickung infolge der Wassergasreaktion verlorengeht.by determining the particle size, the preheating temperature of the air, which is mostly used as an oxidizing agent, the quantity ratio of fuel to oxidizing agent and the mixing intensity of fuel and Regulates oxidizing agent accordingly. In this way it can be achieved that the burn-up of the Fuel particles takes place over practically the entire length of the crevice zone. Preferably the fuel particles are on reaching the downstream end of the crevice zone practically completely burned, or at least until they leave the reactor. Shine like this the red-hot, burning down particles of fuel practically over the entire length of the Fission zone heats the hydrocarbon feed and thereby continuously replaces it Thermal energy of the reaction mass, which is generated as a result of the endothermic spait reaction has been withdrawn. When the particles of fuel to reach the downstream the end of the Spal! .zone practically completely burned down to ash and hot combustion gases recovery and further handling of the unburned fuel particles are also unnecessary. Due to the relatively low hydrogen content of the carbonaceous fuel, the Gases formed as by-products during burning off are only slightly contaminated by water vapor, entirely in the Contrasted with the use of most liquid hydrocarbon fuels. Hence the Water vapor partial pressure in the cleavage zone is relatively low, so that only relatively little of the hydrocarbon feed is lost due to the water gas reaction.

Wie aus den vorstehenden Erläuterungen hervorgeht, erfolgt das Abbrennen des Brennstoffes praktisch getrennt von der Kohlenwasserstoffbcschickung, jedoch in der gleichen Spaltkammer und praktisch in nächster Nachbarschaft zu der Kohlenwassersloffbeschickung. Unter der Ausdrucksweise »praktisch getrennt« ist zu verstehen, daß die Kohlenwasserstoffbeschrkung, während sie der Einwirkung des abbrennenden Brennstoffes ausgesetzt ist, doch praktisch so weit außer Berührung mit dem Brennstoff und dem Oxydationsmittel gehalten wird, daß ein Verbrennen eines größeren Anteils der Kohlcnwasserstoffbeschickung vermieden wird. Es ist nicht erforderlich, die genauen Strömungswege, die Konzentrationsgradienten oder Berührungslinien zwischen den Materialströmen aus Kohlenwasserstoffbeschikknno. nHbrennendem Brennstoff und Oxydationsmittel näher zu bestimmen, um festzustellen, ob die vorstehend genannten Bedingungen erfüllt sind, da im allgemeinen Kohlenwasserstoffe sehr viel schneller verbrennen als der kohlenstoffhaltige Brennstoff. Falls nämlich ein beliebiger Kohlenwasserstoffbrennstoff in ausreichender Berührung mit einem abbrennenden Brennstoff und einem Oxidationsmittel steht, so daß eine Zündung eintreten kann, so findet eine heftige Konkurrenzreaktion mit dem Brennsloff bczüglich des für den Abbrennvorgang zur Verfügung stehenden Sauerstoffes statt, und die Frage, ob der größere Anteil der Kohlenwasscrstoflbcschickimg ausreichend getrennt von dem Brennstoff und dem Oxidationsmittel gehalten wird, läßt sich leicht bcantworten, indem man in an sich bekannter Weise die Verbrennungsprodukte und die Spaltprodukt analysiert.As can be seen from the explanations above, the burning of the fuel takes place practically separated from the hydrocarbon feed, but in the same fission chamber and practically in closest neighborhood to the hydrocarbon feed. Under the phrase "practically separated" It is understood that the hydrocarbon restriction while under the action of the burning off Fuel is exposed, but practically so far out of contact with the fuel and the oxidizer is kept from burning a major portion of the hydrocarbon feed is avoided. It is not necessary to specify the exact flow paths, the concentration gradients or lines of contact between the hydrocarbon feed streams. n Determine burning fuel and oxidizer to determine if the The above conditions are met, since in general hydrocarbons are much faster burn as the carbonaceous fuel. If that is any hydrocarbon fuel is in sufficient contact with a burning fuel and an oxidizing agent, so that ignition can occur, there is a violent competitive reaction with the fuel of the oxygen available for the burning process, and the question of whether the larger proportion of the hydrocarbon waste sufficiently separated from the fuel and the Oxidizing agent is maintained, can easily be answered by doing in a manner known per se the combustion products and the fission products are analyzed.

Die Erfindung betrifft auch einen Spaltreaktor mit voneinander getrennten Einspeisungsleitungen für die zu spaltende Kohlenwasserstoffbeschickung, den festen kohlenstoffhaltigen Brennstoff und ein Oxidationsmittel, mit einer Spaltkammer und Abschreckvorrichtungen, wobei die stromabwärts und stromaufwärts gelegenen Enden der Spaltkammer durch eine Wandung miteinander verbunden sind. Der Querabstand dieser Wände kann über die gesamte Länge des Reaktors von Punkt zu Punkt variieren, jedoch sollen zumindest in demjenigen Teil der Spaltkammer, welcher sich stromaufwärts von der Abschreckvorrichtung befindet, keine plötzlichen Veränderungen im Querschnitt auftreten, es sollen dort keine drosselartigen Verengungen vorhanden sein, und es sollen Wandrauhigkeiten und Vorsprünge vermieden werden, welche eine innige turbulente Vermischung der Kohfenwasserstoffbeschickung und der durch die Spaltkammer strömenden Brennstoffteilchen begünstigen könnten. Die Länge der Spaltkammer kann der Breite entsprechen, sie kann jedoch auch kleiner sein, und vorzugsweise ist sie größer als die Breite. Die Iiinspeisungsleitung für die zu spaltende Kohlenwasserstoffbeschickung steht mit dem Inneren der Spaltkammer über eine Düsenvorrichtung in Verbindung, welche am stromaufwärts gelegenen Ende der Kammer angeordnet ist. Diese Düsenvorrichlung umfaßt einen strombildenden Teil, welcher die Kohlenwasserstoffbeschickung in einen Materialstrom überführt und diesen durch die Kammer hindurch längs eines Strömungspfades vorwärts schleudert, welcher sich stromabwärts in der Spaltkammer erstreckt und von den Seitenwänden einen gewissen Abstand wahrt.The invention also relates to a cleavage reactor with separate feed lines for the hydrocarbon feed to be cracked, the solid carbonaceous fuel and an oxidizer, with a fission chamber and quenching devices, the downstream and upstream located ends of the gap chamber are connected to one another by a wall. the Transverse spacing of these walls can vary from point to point over the entire length of the reactor, however, at least in that part of the gap chamber, which is upstream of the Quenching device is located, no sudden changes in cross-section occur, there should be there are no throttle-like constrictions and there should be wall roughness and protrusions be avoided, which an intimate turbulent mixing of the hydrocarbon feed and the fuel particles flowing through the fission chamber. The length of the Gap chamber can match the width, but it can also be smaller, and preferably it is larger than the width. The feed line for the The hydrocarbon charge to be cracked is connected to the interior of the cracking chamber via a nozzle device in connection which is arranged at the upstream end of the chamber. This Nozzle device includes a flow forming part which feeds the hydrocarbon feed into one Material flow transferred and this forward through the chamber along a flow path flings, which extends downstream in the gap chamber and one of the side walls maintains a certain distance.

Der erfindungsgemäße Spaltrcaklor dieses Typs ist dadurch gekennzeichnet, daß der strombildende Teil der Düsenvorrichtung 50 den größeren Anteil des Kohlenwasserstoffstroms auf einen Querschnitt einengt, welcher weniger als etwa der Hälfte der transversalen Querschnittsflache jenes Teils der Spaltkammer 42 entspricht, welcher sich bis zur Abschreckvorrichtung 110 erstreckt, daß um die Einspeisungslcitung 50 für die Kohlenwasserstoffbeschickung, diese zumindest teilweise umhüllend bzw. strombildender Teil 59 für den kohlenstoffhaltigen r^ach außen hin einen Abstand von ihr aufweisend ein Brennsloff angeordnet ist, welcher dem kohlenstoffhaltigen Brennstoff beim Einbringen in den Reaktionssraum eine Bewegungskomponente in der Hauptströmrichtung längs des Reaktionsraumes und gegebenenfalls eine zweite Bewegungskomponentc senkrecht hierzu auf den Strom des Oxidationsmittels gerichtet erteilt, daß um die Einspeisungslcilung 59 für den kohlenstoffhaltigen Brennstoff, diese zumindest teilweise umhüllend bzw. nach außen hin einen Abstand zu ihr aufweisend ein strombildender Teil 69 für den Hauptstrom des Oxidationsmittels angeordnet ist, daß innerhalb der Spaltkammer 42 eine Entnahmcsondc 44 von geringerem Qucrdurchmcsscr als diese Kammer angeordnet ist und daß die Sonde eine im Stromvveg der Kohlenwasscrstoffbeschickung und gegenüber d<:r Mündung der HinspcisungsleiUing 50 für diese Beschickung gelegene Einlaßöffnung 105 für die gebildeten Spaltprodukte aufweist, und daß in der Spaltkammer 42 in Nachbarschaft zur Entnahmesonde 44 Durchlässe 45, 104 für die Verbrennungspiodukte vorgesehen sind.The splitting aclor of the present invention is of this type characterized in that the flow-forming part of the nozzle device 50 is the greater portion of the Hydrocarbon stream constricts to a cross section which is less than about half the transverse Cross-sectional area corresponds to that part of the gap chamber 42, which extends up to the quenching device 110 extends that around the feed line 50 for the hydrocarbon feed, this at least partially enveloping or current-forming part 59 for the carbon-containing on the outside at a distance from it Brennsloff is arranged, which the carbonaceous fuel when introduced into the reaction space a component of movement in the main flow direction along the reaction space and optionally a second movement component directed perpendicular to this on the stream of oxidizing agent issued that around the feed line 59 for the carbonaceous fuel, this at least A flow-forming part 69 partially enveloping or at a distance from it towards the outside for the main flow of the oxidizing agent is arranged that within the gap chamber 42 a withdrawal condenser 44 of smaller cross-diameter than this chamber is arranged and that the probe is a in the hydrocarbon feed and opposite the mouth of the HinspisungsleiUing 50 inlet opening 105 for this charge has the fission products formed, and that in the fission chamber 42 in the vicinity of the sampling probe 44 passages 45, 104 for the combustion products are provided.

Vorzugsweise besteht der strombildcndc Teil fürPreferably, the strombildcndc part consists of

15 v 1615 v 16

die Kohlenwasserstoffbeschickung praktisch aus einer nahmesonde handelt es sich um ein Rohr mit vergeraden Rohrleitung mit im wesentlichen kreisförmi- mindertem Querschnitt, welches so in dem Reaktor gern Querschnitt und einem Verhältnis von Länge zu angeordnet ist, daß sich ein oder mehrere Einlaß-Durchmesser von mindes ons etwa 20 :1, wobei bliese öffnungen in der Spaltkammer an einem oder meh-Leitung in einer nicht verengten Öffnung am strom- 5 reren ausgewähhen Punkten befinden, wo die Konaufwärts gelegenen Ende der Spaltkammer mündet zentration der Spaltprodukte höher ist als die Kon- und diese Öffnung auf allen Seiten einen Abstand von zentration der Verbrennungsprodukte. Vorzugsweise den Seitenwänden der Spaltkammer aufweist. handelt es sich dabei um denjenigen Punkt, wo diethe hydrocarbon feed practically from a sampling probe is a straight pipe Pipeline with a substantially circular-reduced cross-section, which is so in the reactor like cross-section and a ratio of length to that is arranged one or more inlet diameters of at least ons about 20: 1, with blown openings in the fissure chamber on one or more lines are located in a non-narrowed opening at the downstream selected points where the cone upward located end of the fission chamber opens, the concentration of the fission products is higher than the concentration and this opening on all sides at a distance from the center of the combustion products. Preferably having the side walls of the gap chamber. this is the point where the

Für das Abschrecken und die Gewinnung der Spaltprodukte beim Betrieb des Reaktors sich inner-For the quenching and the recovery of the fission products during the operation of the reactor within

Spaltprodukte hat sich die nachstehend noch im ein- io halb der Spaltkammer auf der praktisch höchstenThe fission products below has practically the highest in one half of the fission chamber

zelnen geschilderte Entnahmesonde besonders be- Konzentration befinden. In einem Spaltreaktor mitthe individual sampling probes described are particularly concentrated. In a fission reactor with

währt, es kann jedoch auch eine andere, am strom- einer praktisch zylindrischen Spaltkammer mit kreis-lasts, but it can also be another, on the stream - a practically cylindrical gap chamber with circular

abwärts gelegenen Ende der Spaltkammer angeord- rundem Querschnitt und einer axial angeordnetendownstream end of the gap chamber arranged round cross-section and one arranged axially

nete Vorrichtung verwendet werden. Düsenvorrichtung für die Kohlenwasserstoffbeschik-nete device can be used. Nozzle device for the hydrocarbon feed

Durch die Kombination der vorstehend geschilderten 15 kung, welche von einer ringförmigen Einspritzvorrichstrombildendcn Teile der Düsenvorrichtung wird der tung für den Brennstoff und das Oxidationsmittel um-Beschickungsstrom entsprechend eingeengt, und der geben ist, wobei letztere sich am stromaufwärts geStrom des kohlenstoffhaltigen Brennstoffs erhält Iegenen Ende der Kammer befindet, ist die Enteine Bewegungskomponente, weiche von der Richtung nahmesonde vorzugsweise in der Längsachse der des Beschickungsstroms fort gerichtet ist und daher 20 Spaltkammer angeordnet, und zwar stromabwärts mit dazu beiträgt, daß die Ströme der Kohlenwasser- von der Zufuhrdüse für die Kohlenwasserstoffbestoffbeschickung und des abbrennenden Brennstoffes Schickung, wobei die Einlaßöffnung der Entnahmeauf der Strecke über die gesamte Länge der Spalt- sonde in Richtung auf die Zufuhrdüse für die Konkammer, stromaufwärts von der Abschreckvorrich- lenwasserstoffbeschickung ausgerichtet ist, so daß die tung gesehen, praktisch getrennt voneinandei sind. 25 Spaltprodukte ohne Richtungsänderung direkt ein-Auch dadurch, daß die Einspeisungsleitung für den treten können. Die Einlaßöffnung und das Rohr Brennstoff die I inspeisungsleitung für die Kohlen- weisen vorzugsweise einen geringeren Querschnitt Wasserstoffbeschickung mindestens zum Teil umhüllt auf als derjenige Teil der Spaltkammer, in welchem und zwischen den Einspeisungsleitungen für die Koh- sie angeordnet sind. Die geringste Entfernung zwilenwasserstoffbeschickung und das Oxidationsmittel 30 sehen der Zufuhrdüse für die Kohlenwasserstoffbeangeordnet ist, gelingt es. den Strom der Kohlen- Schickung und der Einlaßöffnung der Entnahmesonde Wasserstoffbeschickung vor dem Oxidationsmittel zu bestimmt sich nach der Geschwindigkeit, mit welschützen, während gleichzeitig der größte Anteil des eher die Kohlenwasserstoffbeschickung und die dar-Sauerstoffs verbraucht wird, bevor eine merkliche aus gebildeten Spaltprodukte durch die Spaltkammer Diffusion zwischen der Kohlenwasserstoffbeschik- 35 strömen, und sie bestimmt sich ferner nach der Verkung und dem Oxidationsmittel stattfinden kann. weilzeit, welche für einen vollständigen Ablauf der Obwohl bei der praktischen Verwirklichung der Spaltreaktion erforderlich ist. Der maximale Abstand Strom der Kohlenwasserstoffbeschickung einerseits bestimmt sich nach derjenigen Strecke, längs welcher und die Ströme des abbrennenden Brennstoffes und der Strom aus Kohlenwasserstoffbeschickung und des Oxidationsmittels andererseits nicht über die ge- 40 gebildeten Spaltprodukten sowie die Ströme aus samte Länge der Spaltzonc praktisch vollständig Brennstoff, Oxidationsmittel und Verbrennungsprovoneinandcr getrennt vorliegen, und zwar in Form duktcn praktisch voneinander getrennt und nebenphysikalisch getrennter Ströme, ist ohne weiteres einander durch die Spaltkammer strömen. Innerhalb ersichtlich, daß die vorstehend erläuterten Bedin- der Spaltkammer und benachbart zu der Einlaßgungen des praktischen Getrenntseins auch dann 45 öffnung der Entnahmesonde, welche sie vorzugsweise schon reichlich erfüllt sind, wenn nur ein geringer mindestens zum Teil kreisförmig umgeben, befinden Anteil, d.h. weniger als etwa 2O°/o jedes Stromes, sich Durchlässe, welche einen Strömungsweg bilden, infolge der vorstehend erläuterten Maßnahmen sich der sich von demjenigen unterscheidet, mittels dessen durch Diffusion miteinander vermischen. Das Aus- die gebildeten Spaltprodukte abgezogen werden, und maß der Diffusion zwischen den einzelnen Produkt- 50 welche die Verbrennungsprodukte von der Einlaßströmen läßt sich mittels einer Analyse der Abgase öffnung der Entnahmesonde fortleiten. In dem Rohr und der Spaltprodukte unter Verwendung der übli- der Entnahmesonde und vorzugsweise dicht neben chen Formeln und Ansätze berechnen, oder man der Einlaßöffnung befinden sich Vorrichtungen, um kann das Ausmaß der Diffusion auch mittels radio- die Spaltprodukte abzuschrecken, welche durch das aktiver Leitisotopen experimentell bestimmen. 55 Entnahmerohr abgezogen werden. Vorzugsweise isiThrough the combination of the above-described effect, which is formed by an annular injection device Portions of the nozzle device are used to control the fuel and oxidizer to feed stream correspondingly narrowed, and that is given, the latter being on the upstream flow The far end of the chamber is the duck of the carbonaceous fuel Movement component, soft from the direction of the probe, preferably in the longitudinal axis of the of the feed stream is directed away and therefore disposed 20 gap chamber, namely downstream helps keep the hydrocarbon streams flowing from the hydrocarbon feed nozzle and sending the burned fuel, the inlet opening of the discharge opening the distance over the entire length of the gap probe in the direction of the feed nozzle for the con-chamber, is oriented upstream of the quench hydrogen feed so that the are practically separate from one another. 25 Fission products directly in-also without changing direction in that the feed line can step for the. The inlet port and the pipe The fuel supply line for the coal preferably has a smaller cross section Hydrogen charge at least partially enveloped than that part of the gap chamber in which and they are arranged between the feed lines for the coal. The smallest distance hydrogen charge and oxidizer 30 are located at the hydrocarbon feed nozzle is, it succeeds. the flow of coal feed and the inlet port of the sampling probe Hydrogen charge upstream of the oxidizing agent is determined by the rate at which the while at the same time the greater part of the rather the hydrocarbon feed and the dar-oxygen is consumed before any noticeable fission products formed through the fission chamber Diffusion between the hydrocarbon feed 35 flow, and it is also determined after the clogging and the oxidizing agent can take place. dwell time, which for a complete expiry of the Though the cleavage reaction is required in practical implementation. The maximum distance The flow of the hydrocarbon feed, on the one hand, is determined by the route along which and the combustible fuel and hydrocarbon feed streams and of the oxidizing agent, on the other hand, does not exit via the cleavage products formed and the streams entire length of the fission zone practically completely fuel, oxidizing agent and combustion samples are present separately, namely in the form of ducts, practically separated from one another and in a secondary physical manner separate streams, is readily flow through the fission chamber to one another. Inside it can be seen that the above-explained conditions of the gap chamber and adjacent to the inlet ducts the practical separation also then 45 opening of the sampling probe, which it preferably are already abundantly fulfilled if only a small one is at least partially surrounded by a circle Portion, i.e. less than about 20% of each stream, there are passages which form a flow path, as a result of the measures explained above, which differs from the one by means of which mix together by diffusion. The formed cleavage products are withdrawn, and measured the diffusion between the individual product 50 which the combustion products from the inlet streams can be forwarded by means of an analysis of the exhaust gas opening of the sampling probe. In the pipe and the fission products using the usual sampling probe and preferably close to one another Calculate formulas and approaches, or there are devices to the inlet opening The extent of the diffusion can also use radio- to deter the fission products, which are caused by the experimentally determine active lead isotopes. 55 extraction tube can be withdrawn. Preferably isi

Die erfindungsgemäße Entnahmesonde dient zur auch eine Möglichkeit vorgesehen, um innerhalb deiThe sampling probe according to the invention is also used to provide a way to within the dei

Produktentnahme oder zum Produktabzug. Die Ent- Wandungen des Rohrs der Entnahmesonde eineProduct withdrawal or product withdrawal. The ent-walls of the tube of the sampling probe one

nahmesonde kann bei jedem beliebigen Spaltreaktor Kühlflüssigkeit umlaufen zu lassen, wobei es sich urracquisition probe can circulate cooling liquid in any fission reactor, whereby it is urr

eingesetzt werden, bei dessen Betrieb in der gleichen die Abschreckflüssigkeit handeln kann. Die Ent-are used, in the operation of which the quenching liquid can act in the same. The development

Reaktionskammer praktisch getrennte Ströme von 60 nahmesonde steht mit einer Einrichtung in Verbin·Reaction chamber practically separate flows of 60 sampling probe is connected to a device

Spaltprodukten und Verbrcnnungsproduktcn bcnach- dung, welche eine geregelte negative DruckdiffereniFission products and combustion products, which result in a regulated negative pressure difference

bart zueinander fließen. zwischen dem Inneren der Reaktionszone und denbeard flow to each other. between the interior of the reaction zone and the

Die Entnahmesonde läßt sich besonders gut bei Inneren des Rohrs der Entnahmesonde aufrecht·The sampling probe can be erected particularly well when the inside of the pipe of the sampling probe

einem Reaktor einsetzen, in welchem ein Strom von erhält, wodurch es ermöglicht wird, daß die Spaltprouse a reactor in which a stream of receives, thereby enabling the split pro

Verbrennungsprodukten erzeugt wird, welcher zu- 65 dtikte bevorzugt gegenüber den Verbrennungsgas^Combustion products is produced, which indicts preferentially over the combustion gas ^

mindestens teilweise einen praktisch getrennten Strom und der gebildeten Asche in diesem Rohr der Entat least partially a practically separate stream and the ash formed in this tube of Ent

der Spaltprodukt umhüllt. Der vorstehend erläuterte nahmesonde gesammelt werden.the fission product envelops. The above-explained pickup probe can be collected.

Spaltreaklor gehört zu diesem Typ. Bei der Ent- Im allgemeinen läßt sich das erfindungsgemäßiFissure reactor belongs to this type. In general, the invention can be used

Spaltverfahren mit allen fließfähigen, aliphatischen und alicyclischen Kohlenwasserstoffen durchführen. Unter »fließfähig« werden hier Kohlenwasserstoffe verstanden, die bei Umgebungstemperatur entweder gas- oder dampfförmig, flüssig oder sogar fest bzw. halbfest sind, welche sich jedoch entweder in ihrem natürlichen Zustand befinden oder nach einer entsprechenden Vorbehandlung, beispielsweise durch Erhitzen, Atomisieren, Verdünnen u. dgl., in eine Form überführen lassen, in welcher sie leicht pumpbar sind und in einem fließfähigen Zustand durch entsprechende Leitungen transportiert und dann in das vorstehend erläuterte Verfahren eingespeist werden können.Carry out cleavage processes with all flowable, aliphatic and alicyclic hydrocarbons. "Flowable" here are hydrocarbons that are either are gaseous or vaporous, liquid or even solid or semi-solid, but which are either in their natural state or after appropriate pre-treatment, e.g. by heating, Atomizing, diluting and the like, can be converted into a form in which they can be easily pumped and transported in a flowable state through corresponding conduits and then into the above explained procedures can be fed in.

Vorzugsweise werden jedoch als Ausgangsmaterial Kohlenwasserstoffe verwendet, welche sich im gas- oder dampfförmigen Zustand in die Spaltkammer einspeisen lassen. Der Ausdruck »Kohlenwasserstoff« oder »stärker gesättigter Kohlenwasserstoff« bezieht sich auf jeden beliebigen aliphatischen oder alicyciischen Kohlenwasserstoff oder eine Mischung solcher Kohlenwasserstoffe, dessen Atomverhältnis von Wasserstoff zu Kohlenstoff höher ist als dasjenige der Spaltprodukte. Für die Herstellung von Mischungen aus Acetylen und Äthylen besteht die Kohlenwasserstoffbeschickung schon aus wirtschaftlichen Gründen im wesentlichen aus einem oder mehreren aliphatischen gesättigten Kohlenwasserstoffen mit mindestens 2 und bis zu 10 Kohlenstoffatomen im Molekül, nämlich aus Äthan, Propan, Butan, Isobutan, Pentan, Hexanen, Octanen, Nonanen und Dekanen. Auch handelsübliche, aus Erdöl gewonnene Kohlenwasserstoffgemische, wie Naphtha oder Flüssiggase, sowie in der Raffinerie als Nebenprodukt erzeugte gasförmige Kohlenwasserstoffe sind gleichfalls als Ausgangsmaterial einsetzbar. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch mit Methan durchführen; um jedoch hohe Ausbeuten an Acetylen und Äthylen zu erzielen, ist es im allgemeinen zweckmäßig, daß die Kohlenwasserstoffbeschickung größere Anteile an höheren Kohlenwasserstoffen als Methan enthält, insbesondere Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen im Molekül. Selbstverständlich können zur Erzeugung anderer Endprodukte auch schwere Ausgangsmaterialien verwendet werden.Preferably, however, hydrocarbons are used as the starting material, which are in the gas or in a vaporous state fed into the fission chamber. The term "hydrocarbon" or "more saturated hydrocarbon" refers to any aliphatic or alicyclic Hydrocarbon or a mixture of such hydrocarbons, the atomic ratio of which is hydrogen to carbon is higher than that of the fission products. For making mixes the hydrocarbon charge consists of acetylene and ethylene for economic reasons essentially of one or more aliphatic saturated hydrocarbons with at least 2 and up to 10 carbon atoms in the molecule, namely from ethane, propane, butane, isobutane, pentane, hexanes, octanes, nonanes and decanes. Also commercial hydrocarbon mixtures obtained from petroleum, such as naphtha or liquefied gases, as well as in Gaseous hydrocarbons produced as a by-product of the refinery are also used as feedstock applicable. The method according to the invention can also be carried out with methane; however high To achieve yields of acetylene and ethylene it is generally desirable that the hydrocarbon feed contains greater proportions of higher hydrocarbons than methane, especially hydrocarbons with 2 to 10 carbon atoms in the molecule. Of course, heavy starting materials can also be used to produce other end products be used.

Als kohlenstoffhaltiger Brennstoff, der im Rahmen der Erfindung eingesetzt wird, eignet sich jedes fcinzerteilte, brennbare, feste, im wesentlichen aus Kohle bestehende Material mit einer Teilchengröße entsprechend einer Maschenweite von etwa 250 Mikron oder kleiner. Ein derartiger Brennstoff ist durch einen Wasserstoffgehalt von weniger als etwa 15% gekennzeichnet, und er muß frei fließend sein oder sich doch so behandeln lassen, daß er frei fließend wird. Beispielsweise eignen sich als Brennstoffe vermahlene Steinkohle, entgaste Kohle oder Tieftemperatur-Schweikoks. Es ist ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß dabei Brennstoffe mit stark variierenden Aschegehalten in wirtschaftlicher Weise eingesetzt werden können, doch wird der beste Betrieb bei Einsetzen von Kohle erhalten, die Asche mit einem relativ hohen Schmelzpunkt bildet, d. It. mit einem Schmelzpunkt von mehr als etwa 1650° C. Derartige Kohlesorten sind leicht zugänglich. Zusätzlich zu dem festen Brennstoff kann auch noch in relativ geringen Anteilen ein Brenngas verwendet werden, beispielsweise in einer solchen Menge, welche nicht mehr als 200O des Gesamtwärmewertes der Mischung aus festem Brennstoff und Brenngas liefert. Dieses zusätzliche Brenngas kann entweder getrennt von oder zusammen mit dem festen Brennstoff eingespeist werden. Man könnte im Rahmen der Erfindung auch zusätzlich flüssige Brennöle verwenden, doch ist ieichi einzusehen, daß sich gasförmige Brennstoffe leichter handhaben lassen. Die Mitverwendung eines solchen zusätzlichen Brenngases kann von Bedeutung sein, wenn während der Anlaufphase des Reak-Any finely divided, combustible, solid material consisting essentially of coal and having a particle size corresponding to a mesh size of about 250 microns or smaller is suitable as the carbonaceous fuel used in the context of the invention. Such fuel is characterized by a hydrogen content of less than about 15 percent and it must be free flowing or it must be capable of being treated to become free flowing. For example, ground hard coal, degassed coal or low-temperature sulfur coke are suitable as fuels. It is an advantage of the process of the present invention that it can economically utilize fuels with widely varying ash contents, but best performance is obtained using coal which forms ash with a relatively high melting point; It. With a melting point of more than about 1650 ° C. Such types of coal are easily accessible. In addition to the solid fuel, a fuel gas can also be used in relatively small proportions, for example in an amount which does not provide more than 20 0 O of the total heat value of the mixture of solid fuel and fuel gas. This additional fuel gas can either be fed in separately from or together with the solid fuel. In the context of the invention, one could also use liquid fuel oils, but it should be understood that gaseous fuels are easier to handle. The use of such an additional fuel gas can be important if during the start-up phase of the reaction

torbetriebes der Brennvorgang stetig aufrechterhalten werden soll. Sobald jedoch einmal stationäre Temperaturbedingungen erreicht worden sind, kann man das zusätzliche Brenngas abschalten, und der Reaktor kann dann praktisch nur mit dem festen Brennstoffkeep the combustion process steady during operation shall be. However, once steady-state temperature conditions have been reached, one can turn off the additional fuel gas, and the reactor can then practically only with the solid fuel

betrieben werden, mit Ausnahme einer sehr kleinen, mit Gas beschickten Lockflamme, welche die Zündung erleichtert.be operated, with the exception of a very small, gas-fed lure flame, which is the ignition facilitated.

Im erfindungsgemäßen Verfahren kann als Oxidationsmittel Luft oder einen freien Sauerstoff enthal-In the process according to the invention can be used as an oxidizing agent Containing air or free oxygen

ao tendes Gas verwendet werden. Mit besonderm Vorteil wird Luft eingesetzt. Es lassen sich jedoch auch spezielle Vorteile erzielen, insbesondere eine hohe Konzentration an den gewünschten Spaltprodukten in dem Produktstrom, wenn Sauerstoff in dem Oxidationsmittcl in höherer Konzentration als in der Luft vorliegt. Daher können als Oxidationsmittel im Rahmen der Erfindung auch mit Sauerstoff angereicherte Luft oder reiner Sauerstoff verwendet werden.ao tendes gas can be used. With a particular advantage air is used. However, special advantages can also be achieved, in particular a high concentration on the desired cleavage products in the product stream when oxygen is in the oxidizing agent is in a higher concentration than in the air. Therefore can be used as an oxidizing agent in the framework According to the invention, oxygen-enriched air or pure oxygen can also be used.

Für das Abschrecken kann jeder beliebige fließfähige Stoff verwendet werden, welcher den gebildeten Spaltprodukten oder der Innenauskleidung des Reaktors oder des Sammelsystems keinen Schaden zufügt. Sehr häufig wird für diesen Zweck Wasser verwendet. Es können jedoch auch schwer entflammbare, hitzebeständige Kohlenwasserstofföle eingesetzt werden. Außerdem können gasförmige Stoffe, insbesondere gasförmige Kohlenwasserstoffe einschließlich der Kohlenwasserstoffbcschickung selbst oder aus der Spaltreaktion im Kreislauf zurückgeführteAny flowable fluid can be used for quenching Material can be used, which the formed fission products or the inner lining of the Does not damage the reactor or the collection system. Very often water is used for this purpose used. However, flame-retardant, heat-resistant hydrocarbon oils can also be used will. In addition, gaseous substances, in particular gaseous hydrocarbons including recycled from the hydrocarbon feed itself or from the cracking reaction

gekühlte Produkte für diesen Zweck eingesetzt werden.refrigerated products can be used for this purpose.

Für die praktische Betriebsweise sind die unterschiedlichsten Faktoren von Einfluß, beispielsweise die Art der Spaltkammer, in welcher die Reaktion abläuft, die Art der Strömung und die Strömungsgeschwindigkeit der verschiedenen Materialien, die angewendeten Temperaturen und Drücke, sowie die Art des Abschreckens und die Verweilzeit.The most varied of factors are of influence for the practical mode of operation, for example the type of fission chamber in which the reaction takes place, the type of flow and the flow velocity the different materials, the temperatures and pressures used, as well as the Type of deterrent and the dwell time.

Die Reaktionskammer ist üblicherweise im Inneren in Form eines Zylinders ausgestaltet, gewöhnlich in Form eines Längszylinders. Der Ausdruck »Zylinder« wird hier im breitesten Sinne verstanden, d. h., der betreffende Reaktionsraum braucht weder einen kreisförmigen Querschnitt aufzuweisen, noch muß er vollkommen gerade oder parallele Seitenwände haben. Die Reaktionskammer soll mit einem hochtemperaturbeständigen, feuerfesten Material ausgekleidet sein, welches auch erosionsbeständig ist, wobei eine solche Erosion von den hohen Gasge-The reaction chamber is usually designed inside in the form of a cylinder, usually in the form of a longitudinal cylinder. The term "cylinder" is understood here in the broadest sense, d. That is, the reaction space in question need neither have a circular cross-section, nor it must have perfectly straight or parallel side walls. The reaction chamber should be equipped with a high-temperature-resistant, fireproof material be lined, which is also erosion-resistant, such erosion from the high gas

fio schwindigkeiten, von der Reibung der festen Brennstoffteilchen und ilen hohen Temperaturen im Bereich von 14(S(I0C und höher herrühren kann. Derartige feuerfeste Massen sind im Handel erhältlich. Als besondere gut geeignet hat sich eine vergießbare,fio velocities, from the friction of the solid fuel particles and from high temperatures in the range of 14 (S (I 0 C and higher. Such refractory masses are commercially available. A pourable,

fi5 feuerfeste Masse mit hohem Gehalt an Aluminiumoxid erwiesen. Die Spaltkammer selbst sowie die Einspeisleitungen für den Brennstoff und das Oxydationsmittel sind vorzugsweise so dimensioniert undfi5 refractory mass with a high content of alumina proven. The fission chamber itself and the feed lines for the fuel and the oxidizing agent are preferably dimensioned and

lerart angeordnet, daß der Brennstoff und das Oxylationsmittel dicht benachbart zu mindestens einer seitenwand aus feuerfestem Material durch die Spaltcammer hindurchströmen.lerart arranged that the fuel and the oxylating agent closely adjacent to at least one side wall of refractory material through the gap chamber flow through.

Das Kohlenwasserstoffbeschickungsinaterial, der fests Brennstoff und das Oxydationsmittel strömen jleichsinnig, d. h. in der gleichen Richtung durch die Reaktionskammer. Die Verwendung des Ausdrucks »Strom« auf feste Brennstoffteilchen könnte zunächst unangebracht erscheinen, da dieser Ausdruck am häufigsten dazu verwendet wird, um die Strömung von Flüssigkeiten oder Gasen zu beschreiben. Nichtsdestoweniger dient dieser Ausdruck im vorliegenden Fall dazu, um anzuzeigen, daß sich die festen Brennstoffteilchen in praktisch gleichförmiger Konzentration oder Verteilung längs eines vorgegebenen Strömungspfades bewegen.The hydrocarbon feedstock that solid fuel and oxidizer flow jolly minded, d. H. in the same direction through the reaction chamber. Use of the expression "Electricity" on solid fuel particles may seem inappropriate at first, as this expression is am Often used to describe the flow of liquids or gases. Nonetheless This expression is used in the present case to indicate that the solid fuel particles in practically uniform concentration or distribution along a given flow path move.

An den Einspeisungspunkten können die Ströme der Kohlenwasserstoffbeschickung, des Brennstoffes und des Oxydationsmittels vollkommen getrennt voneinander vorliegen. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß ein geringer oder beschränkter Mischungsgrad vor Erreichen der Spaltzone möglich und in einigen Fällen sogar vorteilhaft ist. Beispielsweise kann ein gewisser Anteil des Oxydationsmittels vor Einspeisen der festen Brennstoffteilchen in die Spaltkammer mit diesen Teilchen vermischt werden, solange nur die Verbrennung selbst zum größten Teil innerhalb dieser Kammer stattfindet, d. h., ein Teil des Oxydationsmittels kann als gasförmiges Transport- oder Vcrteilungsmedium für die Brennstoffteilchen dienu-n. Falls man schwere Kohlenwasserstoffbeschickungen einsetzt, kann eine geringe Menge des Oxydationsmittels als Versprühungsmedium dieser Beschickung dienen. Es muß jedoch darauf hingewiesen werden, daß nur ein relativ geringer Anteil des gesamten Oxydationsmittels auf diese Weise für das Versprühen der Kohlenwasserstoffbeschickung verwendet werden darf und daß alle Anstrengungen unternommen werden müssen, um eine Diffusion zwischen dem Hauptstrom des Oxydationsmittels und dem Strom der Kohlenwasserstoffbeschickung soweit als möglich zu verringern. Daher wird praktisch die Gesamtmenge des Oxydationsmittels, ausgenommen diejenigen Anteile, welche die Zuführung der Beschickung und des Brennstoffes zu der Spaltzone unterstützen sollen, in einer solchen Weise in die Spaltzone eingespeist und durch diese hindurchgeleitet, daß sich der Strom des Oxydationsmittels praktisch völlig getrennt von dem Strom der Kohlenwasserstoffbeschickung fortbewegt, bis beide Materialströme in getrennte Gewinnungszonen umgelenkt worden sind, oder bis sie abgeschreckt oder in anderer Weise abgekühlt oder behandelt worden sind, so daß keine Reaktion zwischen ihnen mehr stattfinden kann.At the feed points, the hydrocarbon feed streams, the fuel and the oxidizing agent are completely separate from one another. It should be noted, however, that a low or limited degree of mixing is possible and in some cases before the cleavage zone is reached Cases is even beneficial. For example, some of the oxidant can be added prior to feeding of the solid fuel particles in the fission chamber are mixed with these particles as long as only the Most of the combustion itself takes place within this chamber, d. i.e., part of the oxidizing agent can serve as a gaseous transport or distribution medium for the fuel particles. If heavy hydrocarbon feeds are used, a small amount of the oxidant can be used serve as the spray medium for this charge. However, it must be pointed out that only a relatively small proportion of the total oxidizer is used in this way for spraying hydrocarbon feed and that every effort is made must allow diffusion between the main oxidant stream and the hydrocarbon feed stream as much as possible. Therefore practically the total amount of the oxidizing agent, with the exception of those proportions which are intended to support the supply of the feed and the fuel to the cleavage zone, in such a way fed into the cleavage zone and passed through it that the flow of the Oxidizing agent moved practically completely separately from the stream of hydrocarbon feed, until both material flows have been diverted into separate recovery zones, or until they are quenched or otherwise cooled or treated so that no reaction between to them more can take place.

Die festen Brennstoffteilchen werden derart eingespeist, daß sie einen Strom bilden, der sich zwischen dem Strom der Kohlenwasserstoffbeschickung und zwischen dem Strom oder den Strömen des Oxydationsmittels forlbewegt. Die Brennstoffteilchen weisen zusätzlich zu ihrer Geschwindigkeitskomponente in Längsrichtung eine Geschwindigkeitskomponente senkrecht zur Achse der Spaltkammer auf, welche gegen die Stromrichtung des Oxydationsmittels geneigt ist. Mittels dieser senkrechten Geschwindigkeitskomponente wird erreicht, daß die festen Brennstoffteilchen allmählich in den Strom oder die Ströme des Oxydationsmittels hineindiffundieren.The solid fuel particles are fed in such a way that they form a stream that is between the hydrocarbon feed stream and between the oxidizer stream or streams moving forward. The fuel particles have in addition to their velocity component in the longitudinal direction a velocity component perpendicular to the axis of the fission chamber, which is inclined against the direction of flow of the oxidizing agent. By means of this vertical speed component is achieved that the solid fuel particles gradually into the stream or the Diffuse in streams of oxidizing agent.

Hieraus folgt ein allmähliches Abbrennen der festen Brennstoffteilchen, wobei der Abbrandvorgang sich von einem Ende der Spaltzone bis zum anderen erstreckt. Die senkrechte Geschwindigkeitskomponente ist zwar im Verhältnis zu der Geschwindigkeitskctipoiicüte der festen Brennstoffteilchen in Längsrichtung relativ klein, muß jedoch andererseits ausreichen, um praktisch alle Brennstoffteilchen in den Strom oder die Ströme des Oxydationsmittels umzuleiten, ehe das Ende der Spaltzone erreicht worden ist.This results in a gradual burning off of the solid fuel particles, the burning process taking place extends from one end of the cleavage zone to the other. The vertical component of speed is in relation to the speed factor of solid fuel particles in the longitudinal direction relatively small, but on the other hand must be sufficient to contain practically all of the fuel particles in the Divert stream or streams of oxidant before reaching the end of the cracking zone is.

Wenn die sich nebeneinander und praktisch getrennt fortbewegenden Ströme aus Kohlenwasserstoffbeschickung und daraus gebildeten Spaltprodukten bzw. aus den abbrennenden festen Brennstoffteilchen dasjenige Ende der Spaltzone erreichen, wo das Abschrecken stattfindet, ist es nicht mehr unbedingt erforderlich, die Ströme getrennt voneinander zu halten, obwohl bestimmte wirtschaftliche und technische Vorteile daraus erwachsen, wenn die Ströme auch noch während und nach dem Abschrecken getrennt bleiben, wie nachstehend noch näher erklärt werden soll. Obwohl es also möglich ist, sowohl die Spaltprodukte als auch die Verbrennungsgase zusammen in einer Weise abzuschrecken, daß eine innige turbulente Vermischung der Abschreckflüssigkeit sowohl mit den Spaltprodukten als auch den Verbrennungsgasen stattfindet und so die Identität der einzelnen Matsrialströme zerstört wird, wird es vorgezogen, die Spaltprodukte getrennt von den Verbrennungsgasen aus der Reaktionskammer abzuziehen und erst hinterher sofort abzuschrecken. Hierdurch wird auch eine wirtschaftliche Gewinnung der Spaltprodukte erleichtert und gleichzeitig der thermische Wirkungsgrad erhöht, da dann die Verbrennungsgase in Wärmeaustauschern, Wiedererhitzern u. dgl. als Heizmedium eingesetzt werden können.When the hydrocarbon feed streams moving side by side and practically separately and fission products formed therefrom or from the burning solid fuel particles reaching the end of the cleavage zone where quenching takes place, it is no longer necessary required to keep the flows separate, although certain economic and technical Advantages accrue if the streams are also separated during and after quenching remain, as will be explained in more detail below. So although it is possible to use both the Fission products as well as the combustion gases together to quench in a way that an intimate turbulent mixing of the quenching liquid with both the fission products and the combustion gases takes place and so the identity of the individual streams of material is destroyed, it is preferred to withdraw the fission products from the reaction chamber separately from the combustion gases and only to be deterred immediately afterwards. This also enables the fission products to be extracted economically facilitated and at the same time the thermal efficiency increased, because then the combustion gases Can be used as a heating medium in heat exchangers, reheaters and the like.

Diejenigen Strömungsarten, welche die Beibehaltung getrennter Stromflüsse bei dem Kohlenwasserstoffbcschickungsmaterial und dem Oxydationsmittel begünstigen, lassen sich leicht realisieren. Im Fall der Kohlenwasserstoffbeschickung ist eine Linearströmung sehr zweckmäßig. Die Strömung des Oxydationsmittels soll etwas turbulent sein, aber doch nicht so turbulent, daß dadurch der Charakter als getrennter Strom zerstört wird oder eine Diffusion längs der Achse der Spaltkammer in die Kohlenwasserstoffbeschickung hinein begünstigt wird. Es ist dem Fachmann bekannt, wie er durch Einregulierung der Gasgeschwindigkeit und mittels eines glatten Strömungsweges Gasströmungen herstellen kann, welche durch eine praktisch vollkommene Linearität oder jeden gewünschten Turbulenzgrad charakterisiert sind.Those types of flow which allow the maintenance of separate stream flows in the hydrocarbon feedstock and the oxidizing agent can be easily implemented. In the case of the hydrocarbon feed, the flow is linear very functional. The flow of the oxidant should be somewhat turbulent, but not at all so turbulent that it destroys the character as a separate stream or a diffusion along the Axis of the gap chamber is favored into the hydrocarbon feed. It's the professional known how he can produce gas flows by regulating the gas velocity and by means of a smooth flow path, which through a practically perfect linearity or any desired degree of turbulence are characterized.

Je nach den Abmessungen der Spaltkammer können die Einspeisungsgeschwindigkeiten der Kohlenwasserstoffbeschickung und des Oxydationsmittels innerhalb eines weiten Bereiches variieren. Auch die Abmessungen der Spaltkammer selbst können ohne Nachteil bezüglich der Verfahrensdurchführung innerhalb weiter Grenzen abgeändert werden. Für eine ^Spaltkammer von gegebenen Abmessungen und für eine vorgegebene Verweilzeit, für ausgewählte, aufrechtzuerhaltende Temperaturen oder Drücke kann der Fachmann leicht die richtigen Zufuhrgeschwindigkeiten für das Oxydationsmittel, die Kohlenwasserstoffbeschickung und den festen Brennstoff berechnen. Die Verweilzeit für die Kohlenwasserstoffbeschickuni' soll im Bereich von 0,1 bis 0,0001 Sc-Depending on the dimensions of the cracking chamber, the feed rates of the hydrocarbon feed and the oxidizing agent vary within a wide range. The dimensions of the gap chamber itself can also be changed without Disadvantage with regard to the implementation of the method can be modified within wide limits. For one ^ Fission chamber of given dimensions and for a given residence time, for selected ones to be maintained Temperatures or pressures, those skilled in the art can easily determine the correct feed rates calculate for oxidizer, hydrocarbon feed, and solid fuel. The residence time for the hydrocarbon charge should be in the range of 0.1 to 0.0001 Sc-

21 üb 434 /7721 over 434/77

21 ° 2221 ° 22

künden liegen. Die in der Spaltzone einzuhaltenden Für eine Diskussion der Bedeutung der Temperaturannounce lie. The values to be observed in the cleavage zone for a discussion of the importance of temperature

Temperatur- und Druckbedingungen werden nach- in den einzelnen Zonen der Reaktionskammer ist esTemperature and pressure conditions are according to - in the individual zones of the reaction chamber it is

stehend noch im einzelnen erörtert werden. vorteilhaft, bestimmte Zonen näher zu definieren:still to be discussed in detail. advantageous to define certain zones in more detail:

Obwohl vorstehend bereits erläutert wurde, daß Die äußere Vorheizzone für das Oxydationsmittel; es nicht zweckmäßig ist, absolute Grenzwerte für die 5 die äußere Vorheizzone für die Kohlenwasserstoffbc-Zuführungsgeschwindigkcit der in die Reaktionszone Schickung; die innere Vorheizzone für die Kohleneinzuspeisenden Materialströme anzugeben, können Wasserstoffbeschickung; die eigentliche Spaltzone und doch bestimmte allgemeine Bedingungen in bezug die Abschreckzone. Die äußeren Vorheizzonen sind auf die relativen Volumenzufuhrgeschwindigkciten gesonderte Kammern außerhalb der eigentlichen gemacht werden. Der Brennstoff und das Oxydations- io Spaltkammer, in welchen die Vorheizung der betrefmittel sollen in einem solchen Verhältnis eingespeist fenden Produkte stattfindet. Es kann sich dabei um werden, daß eine stabile Flamme entsteht. Für jeden Wärmeaustauscher, Öfen od. dgl. handeln, in welvorgegebenen Reaktor läßt sich das richtige Verhält- chen die Kohlenwasserstoffbeschickung und das Oxynis leicht empirisch bestimmen. Der hier in der Be- dationsmittel vor der Einspeisung in die Spaltkammer Schreibung näher beschriebene Reaktor ließ sich mit 15 getrennt vorgeheizt werden.Although it has already been explained above that the outer preheating zone for the oxidizing agent; it is not practical to have absolute limits for the outer preheating zone for the hydrocarbon feed rate the feed into the reaction zone; the inner preheating zone for the coal to be fed in Specify material flows, hydrogen loading; the actual cleavage zone and but certain general conditions relating to the quench zone. The outer preheating zones are on the relative Volumenzufuhrgeschwindigkit separate chambers outside the actual be made. The fuel and the oxidation chamber, in which the preheating of the medium in question products fed in should take place in such a ratio. It can be about that a stable flame is created. For each heat exchanger, furnace or the like. Act in welvorvorgenden Reactor lets the hydrocarbon feed and the oxynis get the right proportions easily determined empirically. The one here in the control medium before it is fed into the cleavage chamber The reactor described in more detail could be preheated separately with 15.

einer ausreichenden Flammenstabilität betreiben, Ein Vorheizen des Stroms des Oxydationsmittels wenn man den Brennstoff und das Oxydationsmittel ist sehr vorteilhaft und kann sogar von größter Bein etwa stöchiometrischen Anteilen einspeiste, wobei deutung sein, falls die Sauerstoffkonzentration in Luft mit etwa 80 bis 150 °/o derjenigen Geschwindig- dem Oxydationsmittel niedrig ist. Falls erforderlich, keit zugeführt wurde, welche theoretisch erforderlich 20 wird daher für diesen Zweck eine äußere Vorheizist, um eine stöchiometrische Mischung aus Sauers'.off zone für das Oxydationsmittel vorgesehen. Vorheiz- und Brennstoff herzustellen. Um die richtige Zufuhr- temperaturen für Luft liegen im Bereich von etwa geschwindigkeit für die Kohlenwasserstoffbeschik- 90 bis 1095° C, wobei sich Temperaturen im Bereich kung zu bestimmen, kann man die Wärmeabgabe der von etwa 260 bis 815° C in der Praxis als sehr verwendeten Brennstoff-Oxydationsmittel-Mischung 25 zweckmäßig erwiesen haben.operate with adequate flame stability, preheating the stream of oxidant Taking the fuel and the oxidizer is very beneficial and can even be of the greatest leg approximately stoichiometric proportions, which should be significant if the oxygen concentration in Air is low at about 80 to 150 per cent of that speed of the oxidizing agent. If required, which is theoretically necessary 20 is therefore an external preheating for this purpose, to provide a stoichiometric mixture of Sauers'.off zone for the oxidizing agent. Preheating and produce fuel. The correct supply temperatures for air are in the range of about rate for the hydrocarbon feed- 90 to 1095 ° C, with temperatures in the range In practice, one can determine the heat dissipation of about 260 to 815 ° C to be very effective used fuel-oxidant mixture 25 have proven appropriate.

berechnen und dann unter Anwendung bekannter Wegen des endothermen Charakters des eigent-calculate and then using known paths of the endothermic character of the intrinsic

Regeln der Thermochemie und Thermodynamik die- liehen Spaltverfahren können sich bestimmte VorteileRules of thermochemistry and thermodynamics of the cleavage processes borrowed can have certain advantages

jenige Menge an Beschickungsmaterial schätzen, auch dadurch ergeben, wenn man die Kohlenwasser-estimate the amount of feed material, also obtained by taking the hydrocarbons

welche sich mittels einer vorgegebenen Menge aus Stoffbeschickung auf eine Temperatur vorheizt, beiwhich preheats to a temperature by means of a predetermined amount of material charge

Brennstoff und Oxydationsmittel pyrolysieren läßt. 3° welcher gerade noch keine unerwünschte ZersetzungCan pyrolyze fuel and oxidizing agent. 3 ° which just barely any unwanted decomposition

Auf jeden Fall können jedoch die optimalen Anteile und damit Verstopfung des Vorheizers auftritt. DieIn any case, however, the optimal proportions and thus blockage of the preheater can occur. the

von Kohlenwasserstoffbcschickung, Oxydationsmittel Kohlenwasserstoffbeschickung soll daher vorzugs-of hydrocarbon feed, oxidizing agent Hydrocarbon feed should therefore be preferred

und Brennstoff empirisch festgestellt werden. weise auf eine Temperatur aufgeheizt werden, welcheand fuel can be determined empirically. be heated wisely to a temperature which

Bestimmte Vorteile ergeben sich dann, wenn man etwas unterhalb der eigentlichen Spalttemperatur die relativen Geschwindigkeiten von Kohlenwasser- 35 liegt. Für diesen Zweck ist eine äußere Vorheizzone Stoffbeschickungsstrom sowie Strom des abbrennen- vorgesehen. Für viele Kohlenwasserstoffbeschickunden festen Brennstoffes und des Oxydationsmittel- gen liegen entsprechende geeignete Maximaltempestromes unter Kontrolle hält und regelt. Wenn man raturen im Bereich von etwa 538 bis 816° C.
die Geschwindigkeiten der einzelnen Materialströme Die innere Vorheizzone für die Kohlenwasserstoffeinander so gut wie möglich angleicht, läßt sich die 40 beschickung ist derjenige stromaufwärts gelegene Grenzflächengleitung und die Turbulenz zwischen Endteil der Spaltkammer, in welcher der außerhalb den einzelnen Materialströmen auf einen geringst- der Spaltkammer vorgeheizte Kohlenwasserstoffstrom möglichen Wert herabsetzen, und ein Eindiffundie- noch weiter bis; auf Spalttemperatur erhitzt wird. Im ren der Kohlenwasserstoffbeschickung in den Strom Rahmen der Erfindung können Kohlenwasserstoffdes Oxydationsmittels mit einer entsprechenden Ge- 45 beschickungen, welche als Spaltprodukte Acetylen fahr eines Verbrennungsverlustes wird dadurch her- oder Mischungen aus Acetylen und Äthylen bilden abgesetzt. Falls der durch eine Vermischung an den sollen, in der inneren Vorheizzone auf Temperaturen Grenzflächen hervorgerufene Verlust der Kohlen- im Bereich von 816 bis etwa 1927° C vorgeheizt wer-Wasserstoffbeschickung sehr kritisch ist, kann es vor- den, wobei Temperaturen im Bereich von etwa 109] teilhaft sein, die Strömungsgeschwindigkeiten des ab- 5" bis 17600C besonders bevorzugt sind. Nach derr brennenden Stromes des Brennstoffes und der Koh- Einspeisen in die Spaltkammer soll die Temperatur lenwasserstoffbeschickung etwa gleich zu halten, d. h., der Kohlenwasserstoffbeschickung so schnell als mög· der Unterschied in den Strömungsgeschwindigkeiten lieh bis auf den vorstehend genannten Temperatursoll nicht mehr als etwa 20 °/o betragen. Es wird dar- bereich aufgeheizt werden.
Certain advantages arise when the relative velocities of hydrocarbons are somewhat below the actual fission temperature. For this purpose, an outer preheating zone is provided for the stock feed stream and the burn-off stream. For many hydrocarbon charges, solid fuel and oxidizing agents, suitable maximum temperature currents are kept under control. If you have temperatures in the range of about 538 to 816 ° C.
the velocities of the individual material streams The inner preheating zone for the hydrocarbons aligns as closely as possible, the loading is the upstream boundary surface slide and the turbulence between the end part of the gap chamber, in which the hydrocarbon stream preheated outside the individual material streams to a smallest gap chamber reduce possible value, and diffusion even further up; is heated to the cleavage temperature. In the course of the invention, the hydrocarbon feed into the stream can be used to deposit hydrocarbons of the oxidizing agent with a corresponding charge which, as acetylene cleavage products, is produced as a result of loss of combustion, or mixtures of acetylene and ethylene are formed. If the loss of the coal in the range of 816 to about 1927 ° C caused by a mixing at the should, in the inner preheating zone to temperatures interfaces, is very critical, it can be, with temperatures in the range of about be 109] geous, the flow rates of the ex 5 "are particularly preferred to 1760 0 C. After derr burning stream of fuel and coal fed into the cracking chamber, the temperature should lenwasserstoffbeschickung to keep roughly the same, ie, the hydrocarbon feed as soon as The difference in the flow velocities, up to the above-mentioned target temperature, may not be more than about 20 ° / o. This area will be heated up.

auf hingewiesen, daß sich die relativen Strömungs- 55 Die eigentliche Spaltzone ist jener Bereich depointed out that the relative flow 55 The actual fissure zone is that area de

geschwindigkeiten regeln lassen, ohne daß die rela- Spaltkammer, in welcher sich die KohlenwasserstoffThe speed can be regulated without the rela-gap chamber in which the hydrocarbons are located

tiven Volumengeschwindigkeiten der Verbrennungs- beschickung auf der eigentlichen Spalttemperatur betive volume velocities of the incineration charge based on the actual gap temperature

gase und der Kohlenwasserstoffbeschickung ver- findet. Die Temperatur der Kohlenwasserstoffegases and the hydrocarbon feed. The temperature of the hydrocarbons

ändert werden müssen, indem man einfach die Strö- Schickung wird dabei im Zentrum oder in der Näfrhave to be changed by simply placing the flow in the center or near the center

mungsquerschnitte der einzelnen Materialströme ab- 6° des Zentrums des Produktstromes gemessen, vorMeasurement cross-sections of the individual material flows from 6 ° of the center of the product flow

ändert. Auf diese Weise kann man die gewünschte zugsweise in der Nähe des stromaufwärts gelegene:changes. In this way you can get the desired one, preferably near the upstream:

Gleichheit in den Geschwindigkeiten des Stroms der Endes der Spaltzone. In der Nähe des den KohlerEquality in the velocities of the flow of the end of the fission zone. Near the the Kohler

abbrennenden Brennstoffteilchen und des Stroms der wasserstoffstrom umgebenden Stroms der abbrennenburning fuel particles and the stream of hydrogen stream surrounding stream of the burn off

Kohlenwasserstoffbeschickung erzielen, ohne daß das den Brennstoffteilchen können Temperaturen gemesAchieve hydrocarbon feed without the fuel particles can temperatures gemes

quantitative und thermische Gleichgewicht zwischen 65 Sen werden, welche höher liegen als in dem tatsäcl·quantitative and thermal equilibrium between 65 S en, which are higher than in the actual

der Menge an Kohlenwasserstoffbeschickung einer- liehen Strom der Kohlenwasserstoffbeschickung. Mathe amount of hydrocarbon feed to a minor stream of hydrocarbon feed. Ma

seits und den Mengen an Brennstoff und Oxydations- muß daher sorgfältig darauf achten, daß wirklich dion the one hand and the quantities of fuel and oxidation must therefore be careful that really di

mittel andererseits gestört werden muß. Temperatur der Kohlenwasserstoffbeschickung, unmedium on the other hand must be disturbed. Hydrocarbon feed temperature, un

/If/ If

licht etwa die Flammcnlemperatur der abbrennenden nen von Kohlenwasserstoffgasen und/oder -dämpfenlight about the flame temperature of the burning down of hydrocarbon gases and / or vapors

Brennstoffteilchen gemessen wird. zu erzeugen. Derartige instabile Flammen verringernFuel particles is measured. to create. Reduce such unstable flames

Es ist von größter Bedeutung, daß in der eigent- den thermischen Wirkungsgrad der Spaltreaktion und liehen Spaltzone die Temperatur im Strom der Koh- setzen außerdem die Ausbeute an den Spaltprodukten lenwasserstoffbeschickung stabil ist, damit so die 5 herab, da sie zwischenzeitlich immer wieder in den richtige Zeit-Temperatur-Abhängigkeit realisiert Strom der Kohlenwasserstoffbeschickung eindringen, wird, welche zu den höchsten Ausbeuten und damit Überraschenderweise hat sich jedoch gezeigt, daß es zu dem besten thermischen Wirkungsgrad führt. Im mittels fester, kohlenstoffhaltiger Brennstoffe mög-Rahmen der Erfindung wird dafür Sorge getragen, lieh ist, in einer Spaltzone lange Flammen zu erzeudaß die Geschwindigkeit der Wärmeabgabe aus dem io gen, welche außerordentlich stabil sind, wodurch so-Strom des abbrennenden festen Brennstoffes prak- wohl der thermische Wirkungsgrad als auch die Austisch gleich der Geschwindigkeit des Wärmever- beute verbessert werden.It is of the utmost importance that in the actual thermal efficiency of the cleavage reaction and If the fission zone lends the temperature in the coal flow, the yield of the fission products is also achieved The hydrogen charge is stable, so that the 5 is down, as it has been in the meantime again and again correct time-temperature dependency realized flow of hydrocarbon feed penetrate, which leads to the highest yields and thus, surprisingly, it has been shown that it leads to the best thermal efficiency. In the scope possible using solid, carbonaceous fuels of the invention, care is taken to produce long flames in a crevice zone the rate of heat release from the io gen, which are extraordinarily stable, thus creating so-electricity of the burning solid fuel, the thermal efficiency as well as the austerity equal to the speed of the heat prey to be improved.

brauchs durch die Spaltreaktion und durch übliche Schließlich ist auch das Abstrahlungsvcrmögen deras a result of the fission reaction and the usual

Wärmeverluste gehalten wird. Auf diese Weise wird von festen, kohlenstoffhaltigen Brennstoffen gebilde-Heat loss is kept. In this way, solid, carbonaceous fuels are formed

crrcicht, daß beide Malcrialströme infolge eines Encr- 15 ten Flammen höher als das AbstrahlungsvermögenIt shows that both malcrial currents are higher than the emissivity as a result of a burned flame

gieaustausches durch Abstrahlung und andere von Flammen, die von Kohlenwasserstoffgasen gebil-exchange of energy through radiation and other flames produced by hydrocarbon gases.

Wärmcübertragungsmechanismcn zwischen dem det werden. Demgemäß strahlen die glühenden, hei-Heat transfer mechanisms between the det. Accordingly, the glowing, hot

Brcnnstoffstrom und dem in Spaltung befindlichen ßen, abbrennenden Teilchen solcher festen Brenn-Fuel flow and the burning, burning particles of such solid fuel

Kohlenwasserstoffbeschickungsstrom auf der jeweils stoffe Wärme mit einer größeren GeschwindigkeitHydrocarbon feed stream on each substance heat at a greater rate

gewünschten Temperatur gehalten werden. *° in den Strom der Kohlenwasserstoffbeschickung ab,desired temperature can be maintained. * ° into the hydrocarbon feed stream,

Feste Brennstoffe weisen mindestens drei verschie- als ein Strom eines Kohlenwassersloffgases mit demdenc Vorteile auf, wodurch sie Kohlenwasserstoff- selben Betrag an Wärmeeinheiten. Es wurde bereits gasen oder Kohlenwasserstoffdämpfen überlegen vorstehend erläutert, wie wichtig es ist, daß der Strom sind, welche an sich für den gleichen Zweck cinge- der Kohlenwasserstoffbeschickung innerhalb der insetzt werden können. Zunächst ermöglicht die An- 25 neren Vorheizzone so schnell als möglich auf die Wendung von feinzerteilten, kohlenstoffhaltigen Spalttempcratur aufgeheizt wird. Das hohe Abstrahl-Brcnnstoffen die Einregelung der Verbrennungsge- vermögen der von festen, kohlenstoffhaltigen Brennschwindigkeit innerhalb eines breiteren Bereiches. stoffen erzeugten Flamme begünstigt eher ein solches Im Gegensatz zu gasförmigen Kohlenwasserstoffen rasches Aufheizen als die Flamme eines Kohlenwaslassen sich nämlich kohlenstoffhaltige Feststoffe 30 serstoffgases oder eines dampfförmigen Brennstoffes, leicht zu verschiedenen Teilchengrößen vermählen, Falls der verwendete feste Brennstoff einen hohen und die Veibrennungsgeschwindigkeit solcher Fest- Aschegehalt hat, wie es bei den meisten Kohlearten stoffe wird ganz wesentlich durch Veränderungen in der Fall ist, ergeben sich bestimmte Vorteile daraus, der Teilchengröße beeinflußt. Daher läßt sich durch wenn die Einspeisungsgeschwindigkeitcn der Koheine Kombination der Einstellung in der Teilchen- 35 lenwasserstoffbeschickung, des Oxydationsmittels größe des Brennstoffes, der Vorheiztemperatur des und des festen Brennstoffes derart aufeinander einOxydationsmittels und der Mischintensität von geregelt werden, daß die Temperatur unterhalb der Brennstoff und Oxydationsmittel die Abbrandge- Schmelztemperatur der durch den festen Brennstoff schwindigkeit des Brennstoffes innerhalb eines wei- gebildeten Asche gehalten wird oder unterhalb der ten Bereiches variieren, und dadurch läßt sich die 40 Schmelztemperatur von sonstigen festen Verbren-Abbrandgeschvvindigkeit auch leichter der Spaltge- nungsprodukten, wobei diese Regel für praktisch jeschwindigkeit anpassen, als das bei gasförmigen oder den Teil der Vorheiz- und Spaltzonen gilt, durch dampfförmigen Kohlenwasserstoffbrennstoffen der welche diese Materialströme hindurchfließen. Falls Fall ist. dagegen Temperaturen oberhalb der Schmelztempe-Damit sich jedoch die vorstehend beschriebene 45 ratur der Asche angewendet werden, neigt jeder Anpassung zwischen Abbrandgeschwindigkeit und Gegenstand innerhalb dieser Zonen, welcher eine Spaltgeschwindigkeit praktisch über die gesamte niedrigere Temperatur als die Schmelztemperatur der Spaltzone realisieren läßt, ist es erforderlich, daß Asche aufweist, dazu, daß sich darauf ein Überzug eine lange und stationäre Flamme gebildet wird. Die aus zusammenbackender Asche bildet, welcher an Spaltkammer kann eine Länge aufweisen, welche be- so Stärke zunimmt, bis eine noch zulässige Gleichgeträchtlich größer als ihr Durchmesser ist. Damit die wichtsdicke erreicht ist, oder aber der Materialfluß Flamme über die gesamte Länge der Spaltkammer durch den Reaktor wird durch die Aschenieder-Wärme auf die Kohlenwasserstoffbeschickung aus- schlage derart behindert, daß schließlich die Anlage strahlt, ist es erforderlich, daß sich diese Flamme freiwillig oder unfreiwillig zwecks Entfernung der auch über die gesamte Länge der Spaltkammer er- 55 Asche abgeschaltet werden muß, oder daß Maßnahstreckt. Falls man versucht, eine derart lange Flamme men getroffen werden müssen, um die Asche wähmit Kohlenwasserstoffgasen und -dämpfen zu erzeu- rend des Betriebs des Spaltofens kontinuierlich oder gen, so zeigt sich, daß es außerordentlich schwierig, in zeitlichen Abständen zu entfernen. Falls aus irwenn nicht sogar ganz unmöglich ist, dabei eine sta- gendwelchen Gründen oberhalb der Schmelztempetionäre Flamme brennen zu lassen, zumindest unter 60 ratur der Asche gearbeitet werden muß, so ist ein denjenigen Bedingungen, welche in einer Spaltkam- Anwachsen der Ascheschicht bis zu einer Gleichgemer vorherrschen. Unter einer stationären Flamme wichtsdicke noch zulässig, so lange die mit der wird eine Flamme verstanden, die zu einem sehr Ascheschicht bedeckten Teile nur so groß sind, daß hohen Grad praktisch eine gleichförmige Länge bei- immer noch ausreichend Raum bleibt, damit die anbehält und praktisch kein seitliches Flackern zeigt. 65 deren Materialströme, außer der Asche, durch oder Flackernde, instabile Flammen werden nämlich er- an ihnen vorbeiströmen können, selbst wenn sich halten, wenn man versucht, eine längere Flamme in eine Ascheschicht von Gleichgewichtsdicke auf dieeiner Kohlenwasserstoffspaltkammer durch Verbren- sen Teilen niedergeschlagen hat. Ein Abschalten derSolid fuels have at least three different types of hydrocarbon gas with demdenc Benefits on making them hydrocarbon the same amount of thermal units. It was already gasses or hydrocarbon vapors discussed above how important it is to have electricity are, which per se for the same purpose cinge the hydrocarbon feed within the inserts can be. First of all, the outer preheating zone allows you to access the as quickly as possible Turn of finely divided, carbonaceous gap temperature is heated. The high emissive fuel the regulation of the combustion capacity of the solid, carbonaceous burning rate within a wider range. Flame generated by substances favors such a thing In contrast to gaseous hydrocarbons, it heats up more quickly than the flame of a carbon dioxide namely carbon-containing solids 30 hydrogen gas or a vaporous fuel, grind easily to different particle sizes if the solid fuel used is a high one and the rate of combustion has the same solid ash content as most coals Substances is made quite significantly by changes in the case, certain advantages result from it, the particle size influenced. Therefore, if the feed rates of the coheine can be determined Combination of the adjustment in the particulate hydrogen feed, the oxidizing agent size of the fuel, the preheating temperature of the and the solid fuel such an oxidizing agent on each other and the mixing intensity can be controlled so that the temperature below the fuel and oxidizer the burnup melt temperature of the solid fuel speed of the fuel is kept within a white-formed ash or below the th range, and thereby the 40 melting temperature of other solid burn-up rate also easier of the fission products, whereby this rule for practically every speed adapt than that applies to gaseous or part of the preheating and gap zones vaporous hydrocarbon fuels which these material streams flow through. If Case is. on the other hand, temperatures above the melting temperature - however, so that the above-described temperature of the ash can be applied, everyone tends Adjustment between burning speed and object within these zones, which one Fission rate practically over the entire temperature lower than the melting temperature of the Realize fissure zone, it is necessary that ash has, in order to have a coating on it a long and steady flame is formed. Which forms from caking ashes, which on Gap chamber can have a length which increases in strength until a still permissible equal weight larger than its diameter. So that the weight thickness is reached, or the flow of material Flame over the entire length of the cracking chamber through the reactor is generated by the low-ash heat on the hydrocarbon feed is so hindered that finally the plant radiates, it is necessary that this flame is voluntarily or involuntarily in order to remove the 55 ashes must also be switched off over the entire length of the gap chamber, or that stretching to measure. If you try to hit such a long flame you have to pick up the ashes Hydrocarbon gases and vapors to generate the operation of the cracking furnace continuously or gen, it turns out that it is extremely difficult to remove at intervals. If from irwenn is not even quite impossible, with one day for whatever reasons above the melting tempionaries To let the flame burn, at least below 60 temperature of the ash must be worked, so is a those conditions which, in a split, grew the ash layer to a level prevalence. Still permissible under a stationary flame as long as the weight with the a flame is understood, which to a very ash layer covered parts are only so big that a high degree of practically a uniform length - there is still enough room for it to continue and shows practically no lateral flickering. 65 whose material flows, except for the ash, through or Flickering, unstable flames will be able to flow past them, even if they are hold when trying to put a longer flame in an ash layer of equilibrium thickness on that of one Has knocked down the hydrocarbon fission chamber by burning parts. Switching off the

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\nlage zu gewissen Zeiträumen muß soweit als mögich vermieden werden, da langer andauernde Maßiahmen erforderlich sind, um die nut einem feuerfesten Material ausgekleideten ReaktorräunT* abzukühlen und dann wieder auf die erforderliche Rcaktionstemperatur aufzuheizen. Gewünschlonfalls können beim Arbeiten bei Temperaturen oberhalb der Ascheschmelztemperatur auch Reaktoren verwendet werden, weiche Vorrichtungen zur kontinuierlichen Entfernung der Ascheablagcrungen aufweisen. Am einfachsten ist es jedoch stets, bei Temperaturen unterhalb der Schmelztemperatur der Asche zu arbeiten, und daher wird eine solche Betriebsweise im Rahmen der Erfindung bevorzugt. Falls man diese Temperaturbegrenzung beachtet, so zeigt die Asche praktisch keine Tendenz, sich auf den Wandungen oder den Abschreckvorrichtungen in der Abschreckzone oder auf der Entnahmesonde niederzuschlagen, und daher besteht auch keine Notwendigkeit, entsprechende Niederschläge zu beseitigen. \ nLocation at certain time periods must be avoided as far as possible, since long-lasting measures are required to cool the reactor chambers * lined with a refractory material and then reheat to the required reaction temperature. If desired Reactors can also be used when working at temperatures above the ash melting temperature will have soft devices for the continuous removal of ash deposits. However, it is always easiest at temperatures below the melting temperature of the Ash to work, and therefore such an operation is preferred within the scope of the invention. If this temperature limit is observed, the ashes show practically no tendency to show up the walls or the quenching devices in the quenching zone or on the sampling probe precipitate, and therefore there is no need to remove appropriate precipitation.

Die Abschreckzone ist derjenige Teil der Spaltkammer oder einer benachbarten Kammer, in welcher die gebildeten Spaltprodukte weit unterhalb der eigentlichen Spalttemperatur abgekühlt werden. Dieses Abkühlen soll so rasch als möglich erfolgen. Im allgemeinen werden die Spaltprodukte bis auf eirs Temperatur von 427° C oder darunter abgeschreckt. Vorzugsweise sollen die Temperatur der Abschreckflüssigkeit, die Strömungsgeschwindigkeit und die Mischintensität derart eingeregelt werden, daß die Temperatur der Spaltprodukte und/oder der Verbrennungsgase bis auf mindestens etwa 260° C herabgesetzt wird.The quenching zone is that part of the cracking chamber or an adjacent chamber in which the cleavage products formed are cooled well below the actual cleavage temperature. This cooling should take place as quickly as possible. In general, the cleavage products are up to Quenched at a temperature of 427 ° C or below. Preferably, the temperature of the The quenching liquid, the flow velocity and the mixing intensity are regulated in such a way that that the temperature of the fission products and / or the combustion gases up to at least about 260 ° C is reduced.

Das Verfahren der Erfindung kann bei überatmosphärischem Druck, bei Atmosphärendruck oder bei unteratmosphärischem Druck durchgeführt werden. Besonders bequem ist natürlich das Arbeiten bei Atmosphärendruck. Unter speziellen Bedingungen werden jedoch höhere Ausbeuten erzielt, wenn man bei einem Druck von weniger als einer Atmosphäre arbeitet.The method of the invention can be carried out at superatmospheric pressure, at atmospheric pressure or at can be carried out under atmospheric pressure. Working at is of course particularly convenient Atmospheric pressure. Under special conditions, however, higher yields are achieved if operates at a pressure of less than one atmosphere.

Es ist dem Fachmann an sich bekannt, welche Verweilzeiten benötigt werden, um die verschiedensten Kohlenwasserstoffbeschickungen in gewünschte Produkte umzuwandeln. Unter der Verweilzeit wird derjenige Zeitraum verstanden, in welchem die Kohlenwasserstoffbeschickung und die daraus gebildeten Spaltprodukt^ den eigentlichen Spalttemperaturen ausgesetzt sind. Im allgemeinen haben sich Verweilzeiten von etwa 10~· bis 10~4 Sekunden als zweckmäßig erwiesen. Unter bestimmten Bedingungen, d. h., wenn sehr niedrige Verweilzeiten angewendet werden, kann es schwierig sein zu erreichen, daß sich der Strom der Kohlenwasserstoffbeschickung und der Strom der abbrennenden Feststoffteilchen mit etwa der gleichen Lineargeschwindigkeit fortbewegen und daß außerdem der feste Brennstoff in der gleichen Zeit innerhalb der Spaltzone vollständig abbrennt. Im Rahmen der Erfindung kann daher der Abbrand-Vorgang auch außerhalb der eigentlichen Spaltzone stattfinden, und zwar bevor der feste Brennstoff mit dem Strom der Kohlenwasserstoffbeschickung zusammengebracht wird und/oder nachdem die Spaltreaktion vollständig abgelaufen ist und die gebildeten Spaltprodukte von dem Brennstoff abgetrennt werden sind. Besonders zweckmäßig ist es, wenn wenigstens der Hauptanteil des festen Brennstoffes in Anwesenheit der Kohlcnwasserstoffbeschickung abbrennt. Falls ein Teil des Brennstoffes noch nach Verlassen der Spaltzone und nacd Abtrennung der gebildeten Spaltprodukte zu Ende abgebrannt wird, läßt sich ein solcher Abbrandvorgang erleichtern, wenn man zusätzliches Oxydationsmittel in den Strom der Vcrbrennungsprodukle einspritzt. Selbstverständlich ist es aber am einfachsten, wenn praktisch der gesamte feste Brennstoff in Gegenwart der Kohlenwasserstoffbeschickung abbrennt. Auf diese Weise lassen sich auch die größten Vorteile in bezug auf einen Energieaustausch der Strahlungswärme zwischen dem Strom der abbrennenden Feststoffteilchen und dem Strom der Kohlenwasserstoffbeschickung realisieren, und eine solche Arbeitsweise ist daher im Rahmen der Erfindung bevorzugt.It is known per se to those skilled in the art what residence times are required in order to convert a wide variety of hydrocarbon feedstocks into desired products. The residence time is understood to mean that period of time in which the hydrocarbon charge and the cleavage products formed therefrom are exposed to the actual cleavage temperatures. In general, residence times have proved of about 10 ~ · to 10 ~ 4 seconds as appropriate. Under certain conditions, that is, when very low residence times are used, it can be difficult to get the hydrocarbon feed stream and the burning particulate stream to travel at about the same linear velocity and also to get the solid fuel to travel within the same amount of time Fissure zone burns off completely. In the context of the invention, the burn-off process can therefore also take place outside the actual cracking zone, namely before the solid fuel is brought together with the flow of the hydrocarbon feed and / or after the cracking reaction is complete and the cracking products formed have been separated from the fuel. It is particularly expedient if at least the main part of the solid fuel burns off in the presence of the hydrocarbon charge. If some of the fuel is burned to the end after leaving the cracking zone and after separating the formed cracking products, such a burning process can be facilitated if additional oxidizing agent is injected into the flow of the combustion products. Of course, it is easiest if virtually all of the solid fuel burns in the presence of the hydrocarbon feed. In this way, the greatest advantages with regard to an energy exchange of the radiant heat between the flow of burning solid particles and the flow of the hydrocarbon feed can be realized, and such a mode of operation is therefore preferred within the scope of the invention.

Die erfindungsgemäß bevorzugt hergestellten Endprodukte sind Acetylen, Äthylen und verschiedene Verbrennungsgase. Im allgemeinen ist es unter den vorherrschenden Bedingungen den Versuch nicht besonders wirtschaftlich, nur Acetylen und kein Äthylen oder umgekehrt herzustellen. Durch Veränderung des Verhältnisses von Kohlenwasserstoffbeschickung zu festem Brennstoff oder durch Abänderung der Temperatur in der Spaltzone oder durch Variation der Verweilzeit oder einer Kombination aller dieser Faktoren und/oder anderer Betriebsbedingungen läßt sich jedoch auch das Verhältnis von Acetylen zu Äthylen in den Spaltprodukten entsprechend abändern. Welches Verhältnis von Acetylen zu Äthylen tatsächlich gewählt wird, hängt von komplexen wirtschaftlichen Variablen ab, und insbesondere davon, für welche Zwecke der gebildete Produktstrom schließlich eingesetzt wird und welche Maßnahmen zur Abtrennung des Acetylens und Äthylens aus den Verbrennungsgasen angewendet werden.The end products preferably produced according to the invention are acetylene, ethylene and various combustion gases. In general it is among the Under the prevailing conditions the experiment was not particularly economical, only acetylene and no ethylene or vice versa. By changing the ratio of hydrocarbon feed to solid fuel or by changing the temperature in the cracking zone or by varying the Residence time or a combination of all of these factors and / or other operating conditions however, the ratio of acetylene to ethylene in the cleavage products also change accordingly. Which ratio of acetylene to ethylene is actually chosen depends on complex economic factors Variables, and in particular, the purposes for which the product stream formed is finally used and what measures to separate the acetylene and ethylene from the Combustion gases are applied.

Acetylen und/oder Äthylen können durch beliebige, an sich bekannte Maßnahmen aus dem Abfluß der Spaltkammer abgetrennt und gewünschtcnfalls noch weiter gereinigt werden.Acetylene and / or ethylene can be removed from the drain by any means known per se separated from the gap chamber and, if desired, further cleaned.

Vorzugsweise wird jedoch praktisch das gesamte Acetylen und Äthylen in einem Strom aus der Spaltkammer abgezogen, welcher weniger als die Hälfte der erzeugten Verbrennungsgase enthält, und der Rest der Verbrennungsgase verläßt die Spaltkammer als getrennter Strom. Der das Acetylen und Äthylen enthaltende Produktstrom wird dann in an sich bekannter Weise behandelt, um die ungesättigten Produkte von den Verbrennungsprodukten zu trennen. Hierfür eignen sich beispielsweise die Absorption, selektive chemische Reaktionen, Hochdruckdestillation, eine Lösungsmittelextraktion und andere an sich bekannte Maßnahmen.However, it is preferred that practically all of the acetylene and ethylene be in one stream from the fission chamber subtracted, which contains less than half of the combustion gases generated, and the The rest of the combustion gases leave the cracking chamber as a separate stream. The acetylene and ethylene The product stream containing is then treated in a manner known per se to remove the unsaturated products separated from the combustion products. For example, absorption is suitable for this, selective chemical reactions, high pressure distillation, solvent extraction and others known measures.

Nachstehend werden an Hand der Fig. 2 bis 7 besonders bevorzugte Ausgestaltungen einzelner Anlageteile erläutert. Dabei beziehen sich die F i g. 7 bis 4 auf eine Zufuhrvorrichtung für den fester Brennstoff, die Fig. 5A, 5B und 6 auf die eigentliche thermische Spaltung und F i g. 7 auf ein Sam mel- und Gewinnungssystem.Particularly preferred configurations of individual system parts are explained below with reference to FIGS. The FIGS. 7 to 4 to a supply device for the solid fuel, FIGS. 5A, 5B and 6 to the actual thermal cleavage, and FIG. 7 to a collection and recovery system.

Eine Zufuhrvorrichtung für die festen Brennstoff teilchen, welche es ermöglicht, diese in Form eine außerordentlich gleichmäßigen Stromes der Brenn vorrichtung zuzuführen, ist von außerordentliche Bedeutung, damit in der Spaltkammer eine stabil Flamme erhalten wird. Die Schwierigkeiten, welch in Versuchssystemen von kleinen Abmessungen da bei auftreten, haben sicher mit dazu beigetragen, daA feed device for the solid fuel particles, which enables them to be in the form of a supplying extremely uniform flow of the burning device is extraordinary This is important so that a stable flame is obtained in the fission chamber. The trouble, what in test systems of small dimensions since, have certainly contributed to that

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mit festen Brennstoffen arbeitende Spaltreaktorcn sowie eine Speiseschnecke 27 im Auslaßrohr 28 bebezüglich ihrer Weiterentwicklung für die Praxis in festigt ist, wobei diese Schnecke mit dem Bodenteil der Vergangenheit Schwierigkeiten bereitet haben. des Vorratsbehälters in Verbindung steht. Das Unter-Auch bei der vorliegenden Erfindung wurden in den Setzungsgetriebe und Drucklager 24 ist vorzugsweise Anfangsstadien der Entwicklung große Schwierig- 5 mit einem Antrieb mit variabler Geschwindigkeit verkeiten bezüglich einer zuverlässigen Zufuhr der festen bunden, wodurch sich die Drehgeschwindigkeit der Brennstoffe beobachtet. Die Probleme einer solchen Speiseschnecke regulieren und damit die Austragsgleichmäßigen Brennstoffzufuhr sind bei kleinen An- geschwindigkeit der Brennstoffteilchen einstellen läßt, lagen besonders groß, da das Verhältnis der Abmcs- Pulverisierte Kohle, welche sich für Kesselfeuerung sungen der festen Teilchen zu den Abmessungen der io eignet und von der im allgemeinen 60 Gewichts-Zufuhrvorrichtung um so mehr abnimmt, je kleiner prozent durch ein Sieb der lichten Maschenweite die Dimensionen der Zufuhrvorrichtung werden. Die 75 Mikron hindurchgehen und weiche im Rahmen dabei beobachteten unregelmäßigen und teilweise der Efindung als Brennstoff verwendet werden kann, zyklischen Schwankungen in den Zufuhrgeschwindig- weist einen Schültwinkel von 90° auf. Es müssen keiten der festen Brennstoffe führen dann zu experi- 15 daher Vorsichtsmaßnahmen getroffen werden, damit mentellen Endergebnisen, welche sich wesentlich von die Speiseschnecke 27 nicht leer läuft. Der Rührer 26 denen unterscheiden, die erhalten werden könnten, dient dazu, die Schüttdichte des Feststoffes konstant wenn sehr stabile Zufuhrbedingungen realisiert wer- zu halten, unabhängig von der Menge an Feststoff in den könnten. Gerade die erfindungsgemäß angestreb- dem Vorratsbehälter 22. Das wiederum ermöglicht ten niedrigen Verweilzeiten in Kombination mit den 20 es, die Austragsgeschwindigkeit des festen Brennweiteren Verfahrensbedingungen machen das Pro- stoffes unabhängig von der Menge des Brennstoffes blem einer gleichförmigen Zufuhr der festen Brenn- in dem Vorratsbehälter zu halten. Der Rührer dient stoffe besonders dringlich. Der Wärmeübergang von auch dazu, eine Brückenbildung zu verhindern, weleiner ringförmigen Verbrennungszone auf eine im ehe Schwankungen in der Austragsgeschwindigkeit Zentrum gelegene Spaltzone ist abhängig von der 25 des festen Brennstoffes hervorrufen könnte.
Leuchtkraft oder dem Abstrahlvermögen der Flamme, Die Speiseschnecke 27 weist zwei verschiedene welche ihrerseits von der Konzentration der festen, Abschnitte auf, wobei der obere Abschnitt kegelkohlenstoffhaltigen Brennstoffe in dem Trägerluft- stumpfförmig ausgebildet ist und als Einzugsabschnitt strom abhängt. Ein rhythmisch s:Ji vorwärts bewe- dient. Der untere Abschnitt der Speiseschnecke weist gender Strom der Brennstoffteilchen, die Bildung von 30 über die gesamte Länge Gewindegänge von gleich-Feststoffagglomeraten in den Zufuhr- und Transport- mäßigem Durchmesser auf. Dem Fachmann ist es svstemen sowie das Auftreten von Totwinkeln oder bekannt, wie er die Abmessungen abändern kann, Stauzonen in dem Transportsystem, wodurch die um zu den besten Ergebnissen zu kommen. Die nachFeststoffe unregelmäßig angesammelt und dann wie- stehend angegebenen Abmessungen und Eigenschafder ausgestoßen werden, führen insgesamt zu einer 35 ten einer solchen Speiseschnecke haben sich jedoch ganz erhcbl hen Verschlechterung in der Arbeits- für praktische Zwecke sehr bewährt. Bevorzugt weist weise eines derartigen Spaltsystems. Das hier ent- der Transportabschnitt der Schnecke ein Verhältnis wickelte Zufuhrsystem für die festen Brennstoffe ist von Ganghöhe zu Schneckendurchmesser von 1 : 1 Teil der vorliegenden Erfindung, da bisher keine ge- auf. Der Abschnitt hat einen Durchmesser von eignete, auch im Versuchsmaßstab geeignete Vor- 40 38,1 mm und ist 30,48 cm lang und weist ein Komrichtung bekanntgewesen ist, mit der es möglich ist, pressionsvcrhältnis (Verhältnis der Tiefe des Aufeinen gleichförmigen Strom der Brennstoffteilchen nahmekanals zur Tiefe des Entladekanals) von etwa auch in Anlagen von kleinen Ausmaßen zu erzeugen 0,79 auf. Der Abstand der Gewindegänge von der und aufrechtzuerhalten, und da ein solcher stetiger Gehäusewandung beträgt an derEinlaßseite 0,127 mm Zufluß eine wesentliche Vorbedingung für die prak- 45 und an der Austragsseite 0,178 mm. Sowohl die tische Durchführung des erfindungsgemäßen Ver- Schnecke selbst als auch der Zylinder 28 sind aus fahrens ist. einem im Handel erhältlichen härtbaren Werkzeug-Die erfindunasgemäße Zufuhrvorrichtung für die stahl hergestellt und anschließend bis zum Erreichen festen Brennstoffteilchen, welche in F i g. 2 dargestellt einer Rockwell-Härte C (vgl. ASTM E 18-67) von ist. kann in einer beliebigen Weise festgehalten sein, 5° 62 bis 64 wärmebehandelt worden. Der Fuß der vorzugsweise wird sie jedoch an einem über Kopf Speiseschnecke weist eine durch Polieren spiegelartig angebrachten Träger 20 mittels einer Anzahl von ausgebildete Oberfläche auf. Die Schnecke ist derart Tragsystemen aufgehängt, worunter sich auch eine ausgelegt, daß je Stunde bei 25 bis lOOUmdrehun-Gewichtsmeßvorrichtung 21 befindet, beispielsweise gen/Minute 4,53 bis 18,14kg Brennstoff ausgetragen in Form eines Spannungs- und Dehnungsmesers. Es 55 werden können. Die immer geringer werdende Tiefe ist bekannt, daß derartige Meßvorrichtungen eine des Austragskanals der Speiseschnecke hat die Wir-Last oder eine Spannung in ein elektrisches Signal kung, daß die von der Schnecke erfaßte Kohle beim umwandeln können, welches dem daran aufgehängten Durchgang vom Kopf des Rohres 28 bis zu dem Gewicht äquivalent ist. Dieses elektrische Signal kann Ende immer mehr zusammengepreßt wird, so daß der dann zu einem entfernt aufgestellten Anzeige- oder 6o Brennstoff beim Erreichen des Austragsendes dei Kontrollgerät weitergeleitet werden, so daß sich die Schnecke ganz dicht zwischen die Gewindegärige ge-Austragsgeschwindigkeit des Brennstoffes leicht an- packt ist. Auf diese Weise wird ein Eindringen vor zeigen und regeln läßt. Auf dem Vorratsbehälter 22 Luft vom Austrangsende zum Einzugsende dei ist ein Elektromotor 23 mit einem Untersetzungs- Schnecke weitgehend vermieden, und dadurch köngetriebe und einem Drucklager 24 angeordnet. Das 65 nen auch entsprechende Schwankungen in der Aus Lager 24 ist über eine geeignete Kupplungsvorrich- tragsgeschwindigkeit des Feststoffes verringert werden tung mit einer Welle 25 verbunden, an der wiederum Das Austragsende 28 steht mit einer Düsenvor ein Rührer 26 im unteren Teil des Vorratsbehälters richtung 29 in Verbindung, welche aus einem unterei
cracking reactors working with solid fuels as well as a feed screw 27 in the outlet pipe 28 are strengthened with regard to their further development for practice, this screw having caused difficulties with the bottom part of the past. of the reservoir is in communication. Also in the present invention, in the setting gears and thrust bearings 24 is preferably the initial stages of development, great difficulties with a variable speed drive are able to reliably supply the solid bonds, thereby observing the rotational speed of the fuels. The problems of such a feed screw regulate and thus the discharge uniform fuel supply can be adjusted at low speed of the fuel particles, were particularly great because the ratio of Abmcs- pulverized coal, which is suitable for boiler firing solutions of solid particles to the dimensions of the io and of the generally 60 weight feeder, the more it decreases, the smaller the percentage of the size of the feeder through a sieve of the clear mesh size. The 75 microns pass through and which can be used as fuel in the context of the irregular and, in some cases, the invention observed, cyclical fluctuations in the feed rate - has a schülwinkel of 90 °. The solid fuels must then lead to experiments, therefore precautionary measures must be taken so that mental end results, which are essentially related to the feed screw 27, do not run empty. The stirrer 26 differentiating those that could be obtained serves to keep the bulk density of the solid constant when very stable feed conditions are realized, regardless of the amount of solid in the could. Precisely the storage container 22 aimed at according to the invention. This in turn enables low dwell times in combination with the 20 es, the discharge rate of the solid fuel to keep. The stirrer is used particularly urgently. The heat transfer from also to prevent the formation of bridges, which an annular combustion zone could cause to a cleavage zone located in the center before fluctuations in the discharge speed, depends on the size of the solid fuel.
Luminosity or the radiation capacity of the flame, the feed screw 27 has two different ones, which in turn depend on the concentration of the solid, sections, the upper section of conical carbon-containing fuels in the carrier air being frustoconical and depending on the flow as a feed section. A rhythmic s: Ji operated forward. The lower section of the feed screw shows the flow of fuel particles, the formation of threads of equal solid agglomerates in the feed and transport diameter over the entire length. The person skilled in the art is familiar with the system and the occurrence of blind spots or how he can change the dimensions, congestion zones in the transport system, which enables the best results to be achieved. The irregularly accumulated solids and then expelled from the dimensions and properties given above lead to an overall increase in such a feed screw, however, they have proven to be very useful for practical purposes. Preferably, such a gap system has. The feed system for the solid fuels, which is wound here as a ratio of the transport section of the screw, is part of the present invention from pitch to screw diameter of 1: 1, since none have been used to date. The section has a suitable diameter of 38.1 mm, also suitable on a test scale, and is 30.48 cm long and has a grain direction that has been known to allow pressure ratio (ratio of the depth of the flow of fuel particles acquisition channel to the depth of the discharge channel) of about 0.79 to generate in systems of small dimensions. The spacing of the threads from and to be maintained, and since such a continuous housing wall is 0.127 mm inflow on the inlet side, an essential precondition for the practical and 0.178 mm on the discharge side. Both the table implementation of the inventive screw itself and the cylinder 28 are out of action. a commercially available hardenable tool-The according to the invention feed device for the stahl is produced and then solid fuel particles are reached, which are shown in FIG. 2 shows a Rockwell hardness C (cf. ASTM E 18-67) of. can be fixed in any way, 5 ° 62 to 64 heat treated. The base, which is preferably attached to an overhead feed screw, has a backing 20 which is mirror-like attached by polishing by means of a number of surfaces formed. The screw is suspended in such a support system, including one designed so that per hour at 25 to 100 revolutions weight measuring device 21 is, for example, 4.53 to 18.14 kg of fuel per minute discharged in the form of a tension and strain gauge. It can be 55. The ever decreasing depth is known that such measuring devices one of the discharge channel of the feed screw has the we-load or a voltage in an electrical signal kung that the coal captured by the screw can convert during the passage hanging on it from the head of the pipe 28 up to which weight is equivalent. This electrical signal can be more and more compressed at the end, so that the fuel can then be passed on to a remotely positioned indicator or 6o fuel when it reaches the discharge end of the control device, so that the screw is very close to the thread-fermenting discharge speed of the fuel. packs is. In this way an intrusion is shown and regulated. On the air supply container 22 from the outlet end to the intake end dei, an electric motor 23 with a reduction worm is largely avoided, and thus a gearbox and a thrust bearing 24 are arranged. The 6 5 NEN, corresponding variations in the off bearing 24 is of a suitable Kupplungsvorrich- carrying speed of the solid reducing be tung connected to a shaft 25, is at the turn the discharge end 28 having a Düsenvor a stirrer 26 in the lower part of the reservoir device 29 in connection, which from one sub-company

Teil 30 mit einer sich verjüngenden Bohrung oder Düse 31 von kegelstumrifförmigem Längsschnitt [Kegelwinkel 60°) verst'aen ist. Diese konische Düse ist direkt unter der Austragsöffnung und in Verbindung mit der Speiseschnecke 27 angeordnet, und ihre Längsachse fällt mit derjenigen des Zylinders 28 zusammen. Der Innendurchmesser des oberen Endes dieser Düse entspricht dem Innendurchmesser des Zylinders 28. Das untere Ende der Düse mündet in eine öffnung 32, deren Durchmesser etwa Va des oberen Durchmessers entspricht, und diese öffnung gibt einen Durchlaß in die Leitung 33 frei. Um die konische Oberfläche der Düse und diese tangential und in einem Winkel von 45° in bezug auf die Längsachse Sichneidend, sind eine Vielzahl von Durchlässen 34 mit Zufuhrleitungen 35 angeordnet. Durch diese Durchlässe 34 wird Luft oder ein anderes Gas in einer nach unten gerichteten wirbelnden Bewegung geleiteü, und dadurch wird vermieden, daß eine Briikkenbildung des festen Brennstoffes längs der Kegelwandungen der Düse auftritt. Die Zufuhrleitungen 35 sind mit irgendeiner beliebigen Vorratsquelle eines Druckgases verbunden, beispielsweise mit unter Druck stehender Luft. Bei einer derartigen Düse für Feststoffe, welche einen Einlaß mit einem Durchmesser von 38,1 mm aufweist, der nach unten bis auf 12,7 mm am Auslaß abnimmt, und wobei drei tangential angeordnete Durchlässe 34 mit einem Durchmesser von 1,587 mm rings um die Peripherie des Kegelkonus in gleichen Abständen angebracht sind, hat sich eine Luftgeschwindigkeit von 2,83 nWStd. als sehr geeignet erwiesen.Part 30 with a tapered bore or nozzle 31 of frustoconical longitudinal section [Cone angle 60 °) is increased. This conical nozzle is directly below the discharge opening and in connection arranged with the feed screw 27, and its longitudinal axis coincides with that of the cylinder 28 together. The inner diameter of the upper end of this nozzle corresponds to the inner diameter of the cylinder 28. The lower end of the nozzle opens into an opening 32, the diameter of which is approximately Va des corresponds to the upper diameter, and this opening is a passage in the line 33 free. To the conical surface of the nozzle and this tangential and at an angle of 45 ° with respect to the longitudinal axis Intersecting, a plurality of passages 34 with supply lines 35 are arranged. Through this Passages 34 become air or other gas in a downward swirling motion guide, and this prevents the solid fuel from building up along the walls of the cone the nozzle occurs. The supply lines 35 are of any supply source Compressed gas connected, for example with pressurized air. With such a nozzle for Solids, which has an inlet 38.1 mm in diameter running down to decreases to 12.7 mm at the outlet, and being three tangentially arranged passages 34 with a diameter of 1.587 mm around the periphery of the cone cone are attached at equal intervals, has an air speed of 2.83 nWh. proved to be very suitable.

Die Längsachse des Transportabschnittes 33 direkt unterhalb der konischen Düse steht senkrecht auf der Düsenachse. In dem Transportabschnitt 33 befindet sich genau passend zu der Mündung 32 des koihschen Abschnittes der Düse eine öffnung, so daß der Feststoff aus der Düse in den Transportabschnitt übergehen kann. In dem Transportabschnitt 33 befindet sich eine koaxiale Leitung 36 von geringerem Durchmesser, welche in der Nähe des vorspringenden Auslaßendes der Düse 31 endet, aber den Auslaß selbst nicht blockiert. Die Leitung 36 wird durch das geschlossene Ende 37 des Transportabschnittes 33 in ihrer Stellung festgehalten. Bei einer Düse mit den vorstehend genannten Abmessungen, bei der der Tranüportabschnitt 33 einen Innendurchmesser vnn 19,05 mm sowie die Luftzufuhrleitung 36 einen Außendurchmesser von 6,35 mm aufweisen, hat sich zur Erzeugung eines verminderten Druckes, verglichen mit dem im Vorratsbehälter 22 herrschenden Druck in dem konischen Abschnitt und damit zur Förderung des Abzuges des festen Brcinstofies aus der Düse, eine Lutfgeschwindigkeit von etwa 17 nWStd. als sehr geeignet erwiesen. Es hat sich weiterhin als zweckmäßig gezeigt, noch eine weitere Leitung vorzusehen, welche den Transportabschnitt 33 und den Vorratsbehälter 22 miteinander verbindet, da sich auf diese Weise das Auftreten einer störenden Druckdifferenz längs der Speiseschnecke 27 vcrrin- 6u gern oder sogar ganz verhindern läßt.The longitudinal axis of the transport section 33 directly below the conical nozzle is perpendicular to the Nozzle axis. In the transport section 33 is located exactly matching the mouth 32 of the Koihschen Section of the nozzle has an opening so that the solid material from the nozzle into the transport section can pass. In the transport section 33 there is a coaxial line 36 of smaller size Diameter which ends near the protruding outlet end of the nozzle 31, but the outlet itself not blocked. The line 36 is through the closed end 37 of the transport section 33 held in their position. With a nozzle with the dimensions mentioned above, in which the Transport section 33 has an inside diameter of 19.05 mm and the air supply line 36 Having an outer diameter of 6.35 mm has been compared to the generation of a reduced pressure with the pressure prevailing in the reservoir 22 in the conical section and thus for the promotion the withdrawal of the solid material from the nozzle, a ventilation speed of about 17 nWh. proved to be very suitable. Another line has also been shown to be useful to be provided, which connects the transport section 33 and the storage container 22 to one another, there In this way, the occurrence of a disruptive pressure difference along the feed screw 27 is prevented gladly or even completely prevented.

Die bisher beschriebenen Konstruktionselemente der Zufuhrvorrichtung für den festen Brennstoff dienen dazu, in einer Leitung, beispielsweise dem Transportabschnitt 33, eine geregelte Slrömungsgeschwindigkeit des festen Brennstuffes sicherzustellen. Wenn man jedoch bei einer derartigen Regelvorrichtung eine Speiseschnecke verwendet, kann doch bis zu einem gewissen Ausmaß eine Agglomerierung eintreten. Daher weist die Zufuhrvorrichtung auch noch eine weitere Vorrichtung auf, in welcher derartige eventuell gebildete Agglomerate aufgebrochen werden und wodurch dans geringe Schwankungen der aus der Speiseschnecke abströmenden Feststoffe ausgeglichen werden. Gemäß F i g. 4 steht der Transportabschnitt 33 mit der Einlaßöffnung einer Mahlvorrichtung 38, z. B. einer Hammermühle, in Verbindung. Aus der F i g. 4 ist ersichtlich, daß der größte Teil der Länge des Transportabschnittes 33 so angeordnet ist, daß er vertikal in den oberen Teil der Mahlvorrichtung mündet. Diese gegebenenfalls mittels einem Wassermantels gekühlte Mahlvorrichtung bricht jedes Agglomerat, welches sich eventuell im Kompressionsabschnitt der Speiseschnecke 27 gebildet hat, auf und fördert die gemahlene Brennstoff suspension über ein nicht dargestelltes Sieb mit runden öffnungen mit einem Durchmesser von 1,587 mm in eine Leitung 39, die sich bis zu der Einspeisöffnung 60 des Spaltreaktors 40 erstreckt.The construction elements of the supply device for the solid fuel described so far serve to ensure a regulated flow rate of the solid fuel in a line, for example the transport section 33. However, if a feed screw is used in such a control device, agglomeration can occur to a certain extent. The feed device therefore also has a further device in which such agglomerates which may have formed are broken up and as a result of which slight fluctuations in the solids flowing out of the feed screw are compensated for. According to FIG. 4 is the transport section 33 with the inlet opening of a grinding device 38, for. B. a hammer mill in connection. From FIG. 4 it can be seen that most of the length of the transport section 33 is arranged so that it opens vertically into the upper part of the grinding device. This grinding device, optionally cooled by means of a water jacket, breaks up any agglomerate that may have formed in the compression section of the feed screw 27 and conveys the ground fuel suspension through a sieve (not shown) with round openings with a diameter of 1.587 mm into a line 39, which is extends up to the feed opening 60 of the cleavage reactor 40.

Das hier beschriebene Zufuhrsystem arbeitet über längere Zeiträume mit einer ausreichend stabilen Zufuhrgeschwindigkeit für den festen Brennstoff, so daß der Betrieb des hier beschriebenen Spaltreaktors nicht gestört wird. Da das Verhältnis der Abmessungen der festen Brennstoffteilchen zu den Abmessungen des Vorratsbehälters in dem Maß anwächst, als auch die Dimensionen des gesamten Zufuhrsystems größer gewählt werden, ist offensichtlich, daß auch die Schwierigkeiten bei der Übertragung auf eine Vorrichtung für die Produktion in technischem Maßstab nicht größer, sondern eher geringer werden. Für eine derartige technische Anlage können die Abmessungen des Zufuhrsystems eine solche Größenordnung erreichen, daß der Tagesdurchsatz an festem Brennstoff 100 Tonnen oder noch mehr beträgt. Auch die für einen solchen Tagesdurchsatz erforderlichen Einrichtungen für das Vermählen, das Abmessen und den Transport des Feststoffes sind ohne weiteres konstruierbar. Eine derartige technische Anlage könnte aus einer pneumatischen Fördervorrichtung bestehen, welche eine V8 · 0 Trockenkohle mit einem Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 5"/o in eine Kugelmühle, eine Stabmühle oder eine andere Mahlvorrichtung einspeist, mittels derer eine pulverisierte Kohle erzeugt wird, wie sie auch für den Kesselbetrieb Verwendung findet. Eine derartige Mahlvorrichtung würde dann bei einer solchen großtechnischen Anlage dem Spaltreaktor einen kontinuierlichen Strom aus festem Brennstoff und als Transportmedium dienender Luft zuführen.The feed system described here works over long periods of time with a sufficiently stable feed rate for the solid fuel so that the operation of the cracking reactor described here is not disturbed. Since the ratio of the dimensions of the solid fuel particles to the dimensions of the storage container increases as the dimensions of the entire supply system are chosen larger, it is evident that the difficulties in transferring them to an apparatus for industrial scale production are not greater either , but rather decrease. For such a technical installation, the dimensions of the feed system can reach such an order of magnitude that the daily throughput of solid fuel is 100 tons or more. The facilities for grinding, measuring and transporting the solids required for such a daily throughput can also be easily constructed. Such a technical system could consist of a pneumatic conveying device which feeds a V 8 · 0 dry coal with a moisture content of less than 5 "/ o into a ball mill, rod mill or other grinding device, by means of which a pulverized coal is produced, such as this one Such a grinding device would then, in such a large-scale plant, supply the cracking reactor with a continuous flow of solid fuel and air serving as a transport medium.

Eine Gesamtspaltanlage müßte noch mit weiteren Hilfsvorrichtungen versehen sein, beispielsweise einer Zufuhr- und Meßvorrichtung für die aufzuspaltende Kohlenwasserstoffbeschickung sowie einer Zufuhr- und Meßvorrichtung für das Oxydationsmittel. Derartige Hilfsvorrichtungen sind an sich in der Spalttechnik wohlbekannt und werden daher hier nicht im einzelnen beschrieben. Derartige weitere Hilfsvorrichtungen sind jedoch in F i g. 4 schematisch mit eingezeichnet. Gemäß dieser schematischen Darstellung ist ein Vorratsbehälter 80 für die Kohlenwasser· stoflbeschickung über das pneumatische Kontrollventil 81 mit dem Strömungsmesser 82 verbunden welcher das Ventil 81 über die Rücklaufleitung 8: regelt, so daß der in den Reaktor 40 mündender Einspeisleitung 50 ein konstanter Strom der KohlenA total splitting line would have to be provided with further auxiliary devices, for example one Feed and measuring device for the hydrocarbon feed to be split and a feed and measuring device for the oxidizing agent. Such auxiliary devices are per se in the splitting technique well known and therefore will not be described in detail here. Such other auxiliary devices however, in FIG. 4 is also shown schematically. According to this schematic representation is a storage container 80 for the supply of hydrocarbons via the pneumatic control valve 81 connected to the flow meter 82 which opens the valve 81 via the return line 8: regulates, so that the feed line 50 opening into the reactor 40 has a constant flow of coals

wasserstoffbeschickung zugeführt wird. Der Strommesser 82 kann auf einen beliebigen festen Wert eingestellt werden, so daß für eine beliebige Betriebstemperatur eine vorwählbare variable Kontrolle bezüglich der Strömungsgeschwindigkeit der Kohlenwasserstoffbeschickung ermöglicht wird. Falls als Oxydationsmittel Luft benutzt wird, kann eine Leitung 84 dazu dienen, um Luft direkt aus der Atmosphäre in eine Zentrifugalkreiseipumpe 85 einzuspeisen, welche in ein pneumatisches Strömungskontroilventil 86 und in eine Seitenleitung 36 einspeist, welche Transportluft über das Regulierventil 87 der Feststoff-Ejektordüse 29 und den Leitungen 35 zuführt. Diese Transportluft strömt zusammen mit den dispergierten Brennstoffteilchen durch den Transportabschnitt 33, die Mahlvorrichtung 38 und Leitung 39 und gelangt dann über die Einspeisungsöffnung 60 für festen Brennstoff in den Spaltrcaktor 40. Diese Transportluft wird nachstehend 211m Teil auch als erster Luftstrom bezeichnet. Dagegen wird die von dem Gebläse 85 durch Ventil 86 strömende Luft nachstehend zum Teil als zweiter Luftstrom bezeichnet. Das Ventil 86, der Strömungsmesser 88 und die Rückführleitung 89 stellen zusammen eine vorwählbare variable Kontrollmöglichkeit für denjenigen Strom des Oxydationsmittels dar, welcher nach Passieren der Kon ollvorrichtung über die Einspeisleitung 71 in den Spaltreaktor gelangt. Es wurde vorstehend schon darauf hingewiesen, daß für das Oxydationsmittel und die Kohlenwasserstoffbeschikkung üblicherweise auch Vorerhitzer verwendet werden, welche jedoch in dem Fließdiagramm nicht dargestellt sind und an irgendeiner geeigneten Stelle in der Anlage eingebaut sein können.hydrogen feed is supplied. The ammeter 82 can be set to any fixed value so that a preselectable variable control with respect to any operating temperature the flow rate of the hydrocarbon feed. If as If air is used as oxidant, a conduit 84 can serve to draw air directly from the atmosphere to be fed into a centrifugal circulation pump 85, which is fed into a pneumatic flow control valve 86 and feeds into a side line 36 which transport air via the regulating valve 87 of the Solids ejector nozzle 29 and the lines 35 feeds. This transport air flows together with the dispersed fuel particles through the transport section 33, grinder 38, and conduit 39 and then passes through the feed opening 60 for solid fuel into the split actuator 40. This In the following, transport air is also referred to as part 211m called first air flow. On the other hand, the air flowing from the blower 85 through valve 86 becomes hereinafter referred to in part as the second air stream. The valve 86, the flow meter 88 and the Return line 89 put together a preselectable variable control option for that person Stream of the oxidizing agent, which after passing the control device via the feed line 71 enters the cleavage reactor. It has already been pointed out above that for the Oxidizing agents and the hydrocarbon feed are usually also used in preheaters, which, however, are not shown in the flow diagram and in any suitable place can be built into the system.

Der in den F i g. 5 A und 5 B dargestellte Spaltreaktor 40 weist die nachstehenden Konstruktionsteile auf: Spaltkammer 42 mit den Seitenwänden 43, Brenner 41, Entnahmesonde 44 einschließlich einer Abschreckvorrichtung sowie die Samrr.elkammer 47 für die Verbrennungsprodukte mit Möglichkeiten zur 4" Entnahme des Abgases und zum Austragen der Asche.The in the F i g. 5 A and 5 B illustrated cleavage reactor 40 has the following structural parts on: gap chamber 42 with the side walls 43, burner 41, sampling probe 44 including one Quenching device as well as the collection chamber 47 for the combustion products with the possibility of 4 " Extraction of the exhaust gas and discharge of the ash.

Die Seitenwände 43 der Spaltkammer 42 bestehen aus einem gegossenen Rohr aus einem feuerfesten Material mit hohem Aluminiumoxidgehalt, so wie es im Handel erhältlich ist. Dieses Rohr wird in üblicher Weise vergossen und gehärtet, so wie es für die Herstellung von feuerfesten Auskleidungen in Spaltreaktoren an sich bekannt ist, beispielsweise auch bei der Herstellung von Ruß. Bei der bevorzugten Ausführungsforrn weist das Rohr einen vollständig kreisförmigen Querschnitt auf, hat einen gleichmäßigen Durchmesser und ist vollkommen geradlinig. Es hat die folgenden Abmessungen: Innendurchmesser 7,62 cm und Außenduirchmesser 30,48 cm. Die innere Oberfläche der Wände ist in demjenigen Abschnitt, wo die Spaltreaktion stattfindet, frei von eine Wirbelströmung hervorrufenden Vorsprüngen und frei von Rauhigkeiten. Daher sind in dem eigentlichen Spaltabschnitt der Spaltkammer auch keine scharfen Riehtungsänderungen, keine Verengungen und keine Einbauten in Form von Gitterwerk vorgesehen.The side walls 43 of the gap chamber 42 consist of a cast pipe made of a refractory High alumina material such as are commercially available. This tube is used in common Way potted and hardened, just as it is for the manufacture of refractory linings in fission reactors is known per se, for example also in the production of carbon black. In the preferred embodiment if the tube has a completely circular cross-section, it has a uniform one Diameter and is perfectly straight. It has the following dimensions: inner diameter 7.62 cm and outer diameter 30.48 cm. The inner one The surface of the walls is free of eddy currents in the section where the cracking reaction takes place causing protrusions and free from roughness. Therefore are in the actual gap section the fission chamber also has no sharp changes in direction, no constrictions and no built-in components provided in the form of latticework.

Das stromaufwärts gelegene Ende der Spaltkammer ist mit dem Brennerteil 41 verbunden. Dieser Brenner weist eine Grundplatte 55 auf, welche senkrecht zur Längsachse des Rohres aus feuerfestem Material angeordnet ist. Diese Platte 55 trägt die Einspeisleitungen für Kohlenwasserstoffbeschickung, Oxydationsmittel und Brennstoff und verschließt das stromaufwärts gelegene Ende der Spaltkammer in Form einer Abschlußwand. Diejenige Oberfläche der Platte 55, welche gegen die Spaltkammer 42 hin gerichtet ist, wird auch als Brenr.eroberrläche bezeichnet. Zweckmäßig ist diese Brenneroberfläche ganz flach ausgebildet, und die Öffnungen, durch welche die Kohlenwasserstoffbeschickung, der Brennstoff und das Oxydationsmittel in die Spaltkammer eingespeist werden, befinden sich in der Brenneroberfläche, so daß sie alle in der gleichen Ebene liegen. Um bestimmte Teile, welche für die Einspeisung von Kohlenwasserstoffbeschickung und Brennstoff benötigt werden, zu unterstützen, ist in der Längsachse der Spaltkammer 42 auf der Brennerplatte 55 ein weiterer Transportabschnitt 56 befestigt. Dieser Transportabschnitt 56 weist ein innengelegenes Ende mit vermindertem Querschnitt auf, das in eine Öffnung von vermindertem Querschnitt in der äußeren Oberfläche der Grundplatte 55 paßt, in weicher der Iransportteil fest verankert ist. Eine Öffnung des gleichen Durchmessers wie das innere Ende des Abschnittes 56 ist auch in die Brenneroberfläche eingeschnitten und befindet sich damit in genauer Passung zum inneren Ende dieses Abschnittes. Koaxial ist in dem Transportabschnitt 56 eine Leitung 50 angeordnet, welche an der Brenneroberfläche mündet, aber länger als der Abschnitt 56 ist. Diese Leitung 50 besteht aus einem geraden Rohr mit gleichförmigem Kreisquerschnitt, wobei das Verhältnis von Länge zu Durchmesser etwa 20: 1 beträgt und gewünschtenfalls auch etwas unterhalb dieses Wertes liegen kann oder aber auch weit größere Werte annahmen kann. In der dargestellten Ausführungsform hat die Leitung 50 einen Innendurchmesser von 22,225 mm und eine Länge von 50,80 cm. Bei dieser dargestellten bevorzugten Ausführungsform bilden der Vorratsbehälter 80, das Ventil 81 und die Kontrollvorrichtung 82 zusammen mit der Rückführlcitung 83 und der Leitung 50 das Einspeisungssystem für die Kohlenwasserstoffbeschickung, wobei die Leitung 50 auch die Funktion einer Düse hat, welche die Kohlenwasserstoffbeschickung direkt in die Spaltkammer austrägt. Die innere Oberfläche der Wände der Leitung 50 stellt ein strombildendes Teil dar, welches infolge der besonderen Anordnung, der äußeren Form und der gewählten Abmessungen dazu dient, den Strom der Kohlenwasserstoffe, d. h. der Kohlenwasserstoffbeschickung und/oder anderer Produkte oder mindestens einen Teil derselben, auf einen Strömungsweg einzuengen, der weniger als etwa der Hälfte des transversalen Querschnittes der Spaltkammer entspricht. Unter dem transversalen Querschnitt oder der transversalen Querschnittsfläche wird die Schnittfläche der Spaltkammer, gemessen in einer Ebene, die senkrecht auf der Längsachse der Kammer steht, verstanden, Die Bedingung, daß die zu spaltenden Kohlenwasserstoffe bei ihrem Durchgang durch die Spaltkammer auf einen derartigen Querschnitt eingeengt werden, ist gültig für denjenigen Abschni" der Kammer, welchen die Kohlenwasserstoffe dicht neben dem abbrennenden Feststoff durchströmen und sich dabei auf Temperaturen befinden, bei denen eine Zündung und Verbrennung stattfinden kann. Sobald jedoch die Kohlenwasserstoffe in einen Abschnitt der Kammer gelangt sind, in welchem sie mittels einer physikalischen Barriere von dem Oxydationsmittel getrennt sind und/oder in denen sie aufThe upstream end of the gap chamber is connected to the burner part 41. This Burner has a base plate 55 which is perpendicular to the longitudinal axis of the pipe made of refractory Material is arranged. This plate 55 carries the feed lines for hydrocarbon feed, Oxidant and fuel and seals the upstream end of the fission chamber in Form of an end wall. That surface of the plate 55 which is directed towards the gap chamber 42 is also known as the burner surface. This burner surface is expediently designed to be completely flat, and the openings through which the hydrocarbon feed, fuel and oxidizer are fed into the cracking chamber are located in the burner surface so that they all lie in the same plane. About certain parts that are needed for the feed of hydrocarbon feed and fuel to support, is in the longitudinal axis of the gap chamber 42 on the burner plate 55 a another transport section 56 attached. This transport section 56 has an inner end of reduced cross-section, which enters an opening of reduced cross-section in the outer Surface of the base plate 55 fits, in which the transport part is firmly anchored. An opening of the The same diameter as the inner end of section 56 is also in the burner surface cut and is thus in an exact fit to the inner end of this section. Coaxial a line 50 is arranged in the transport section 56, which is on the burner surface opens, but longer than the section 56 is. This line 50 consists of a straight tube with uniform circular cross-section, the ratio of length to diameter being about 20: 1 and, if desired, can also be somewhat below this value, or else much greater Can assume values. In the illustrated embodiment, the conduit 50 has an inner diameter of 22.225 mm and a length of 50.80 cm. In this illustrated preferred embodiment, the storage container 80 forms the valve 81 and the control device 82 together with the return line 83 and the line 50 the feed system for hydrocarbon feed, the line 50 also acting as a nozzle which discharges the hydrocarbon feed directly into the cracking chamber. The inner surface of the walls of the line 50 represents a flow-forming part, which due to the special arrangement, the external shape and the chosen dimensions serve to control the flow of hydrocarbons, i. H. the hydrocarbon feed and / or other products or at least a portion thereof constrict a flow path that is less than about half the transverse cross-section of the fission chamber is equivalent to. Under the transverse cross-section or the transverse cross-sectional area is the sectional area of the fission chamber, measured in a plane perpendicular to the longitudinal axis of the chamber stands, understood, the condition that the hydrocarbons to be split in their passage are narrowed by the gap chamber to such a cross-section, is valid for that Section of the chamber through which the hydrocarbons flow close to the burning solid and are at temperatures at which ignition and combustion take place can. However, as soon as the hydrocarbons have reached a section of the chamber in which they are separated from the oxidizing agent by means of a physical barrier and / or in which they are on

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Temperaturen abgekühlt sind, bei denen eine Zün- gleichzeitig dem Strom der festen BrennstofTteilchen dung ur>d Verbrennung keine wirkliche Gefahr mehr eine rotierende Bewegungskomponente aufzuzwingen, darstellt, ist die Einhaltung der vorstehend genannten Es hat sich jedoch gezeigt, daß die gleichen Ergeb-Bedingungen nicht mehr erforderlich. An Stelle oder nisse auch mit einer vereinfachten und weniger kostzusammen mit der Leitung 50 kann auch jedes be- 5 spieligen Konstruktion erzielt werden können, wenn liebige andere strombildende Teil verwendet werden, man nämlich das äußere des Kühimaiuels 51 mit welches mit dazu beitragt, den Fluß des größten Drähten 61 umgibt, deren Durchmesser praktisch Anteils der Kohlenwasserstoflbeschickung so lange dem Raum zwischen dem Kühlmantel und der Leiauf dem angegebenen eingeengten Stromquerschnitt tung SO entspricht. Die einzelnen Drahtwindungen zu halten, bis die Kohlenwasserstoffe mindestens das io sind in der Längsrichtung voneinander in Abständen stromabwärts gelegene Ende der SpaiLznne erreicht aufgebracht, wodurch eine oder mehrere schraubenhaben. Dies gilt auch dann, wenn die einschränkende förmige Durchlässe entstehen. Bei der dargestellten oder begrenzende Wirkung nicht vollständig oder nur bevorzugten Ausführungsform weist die Leitung 50 annähernd erreicht wird. Beispielsweise können Zu- folgende Abmessungen auf: Außendurchmesser fuhrdüsen für die Kohlenwasserstoffbeschickung ver- 15 25.*4 mm, Wandstärke 0,406 mm. Sie besieht aus wendet werden, welche in ihrer Längsachse einen einem korrosionsbeständigen Stahl. Der Kühlmantel Strömungswiderstand ausübende Einbauien auiwei- 51 hat folgende Abmessungen: Außendurchmesser sen, wodurch die Geschwindigkeit im Mittelpunkt 31,75 mm, Wandstärke 0,406 mm. Er besteht aus des Materialstromes herabgesetzt wird, oder es kön- korrosionsbeständigem Stahl. Die Leitung 56 hat nen Zufuhrdüsen verwendet werden, welche keinen 2° einen Außendurchmesser von 38,1 mm. Zwölf Drähte kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Vorzugsweise 61 mit jeweils einem Durchmesser von 3,175 mm wird jedoch eine Einspeisdüse eines solchen Typs sind mit Silber auf die äußere Oberfläche des Kühlverwendet, welche sicherstellt, daß die geriri^tmög- mantels 51 aufgelötet, so daß sie in dem ringförmigen liehe Vermischung der KohlenwasseiMolTbeschickung Durchlaß 59 mit einem Winkel von etwa 30 im mit dem abbrennenden Brennstoff stattfindet, und es 25 Abstand voneinander angeordnet sind und um die hat sich als sehr zweckmäßig erwiesen, daß keine Peripherie der Leitung mit einen1 Winkel von 180 Einbauten vorhanden sind, daß das betreffende Rohr rotieren, während sie eine Strecke von 7,62 cm" in einen kreisförmigen Querschnitt hat und daß i-twa der Längsrichtung des Durchlasses ausfüllen. Diese ein Verhältnis von Länge zu Durchmesser von 2υ : 1 Anordnung zusammen mit dem Gebläse 85. dem Venoc(--m~hr fipaphniten wird. 3° til 87, der Leituniz 36, der Zufuhrvorrichtung gemäß Die Leitung 50 ist von einem Kühlmantel 51 um- F i g. 3 und 4 für den festen Brennstoff, der Leitung geben, dessen Inneres 54 mi', dem Einlaß 52 und 33, der Mahlvorrichtung 38, dem Transportabschnilt dem Auslaß 53 für das Kühlmittel in Verbindung 39 und dem tangential angeordneten Einlaß für den steht. Durch die äußere Oberfläche des Kühlmantels Brennstoff in dem ringförmigen Durchlaß 59 bilden 51 und die innere Oberfläche der Leitung 56 wird 35 zusammen eine bevorzugte Möglichkeit, um dem in ein ringförmiger Durchlaß 59 für die Zufuhr des die Spaltkammer 42 eintretenden festen Brennstoff festen Brennstoffes gebildet, welcher an einem Ende Bewegungskomponenten aufzuzwingen, welche einen durch eine mit einer Öffnung versehene Kappe 57 stromabwärts gerichteten Fluß des Brennstoffes in und eine gasdichte Dichtungsplatte 58 nach außen der Kammer ermöglichen und ihn gleichzeitie von hin abgeschlossen ist. Das im Inneren 54 des Kühl- 4« der allgemeinen Strömungsrichtung der Kohlenmantels 51 umlaufende Kühlmittel trägt mit dazu bei, wasserslolTbcscliickung ablenken,
zu verhindern, daß sich die BrennstolTteilchcn in dem Bei dieser Ausführungsform dienen die durch die Durchlaß 59 festsetzen. Das stromabwärts gelegene Rotationsbewegung des BrennstofTslromcs erzeugten Ende des Durchlasses 59 bildet eine Öffnung, welche Zentrifugalkräfte dazu, eine nach außen gerichtete über die Brenncroberfläche in die Spaltkammer 42 45 Bewegungskomponente zur Verfügung zu stellen, mündet, welche die Leitung 50 umgibt. Der Aus- durch die der Strom der BrennstolTteilchcn von dem druck »Umhüllen« oder »Umgeben« bedeutet in der Strom der Kohlenwasscrstoffbcschickung abgelenkt Beschreibung und den Ansprüchen, daß das ent- wird. Es ist jedoch nicht erforderlich, den Brennstoff sprechende Konstruktionselement mehr als die Hälfte mittels einer Rotationsbewegung in die Spaltkammer der Kohlenwasserstoffbcschickungszufuhrdüsc 50 ein- 5o einzuspeisen. Beispielsweise können auch die Drähte hüllt oder umgibt Der Durchlaß 59 umgibt Vorzugs- 61 fortgelassen und der ringförmige Durchlaß 59 weise praktisch die Zuleitung 50 in der Brenncrober- kann in der Nähe der Brenncroberfläche nach außen fläche vollständig, so daß der Strom der Kohlen- aufgeweitet werden. Auch können die vcrschicdcnwasserstoffbeschickung praktisch vollständig von dem sten Ablenkvorrichtungen in den Brennerteil cin-Strom des festen Brennstoffes umhüllt wird. Daher 55 gebaut werden.
Temperatures have cooled down at which ignition simultaneously no longer poses any real danger of imposing a rotating movement component on the flow of solid fuel particles and combustion, compliance with the above. However, it has been shown that the same result conditions are not more required. Instead of a simplified and less costly one with the line 50, any example construction can be achieved if any other flow-forming part is used, namely the outer part of the cooling element 51 with which it contributes to the flow of the largest wires 61, the diameter of which practically corresponds to the proportion of the hydrocarbon charge as long as the space between the cooling jacket and the lead on the specified narrowed flow cross-section SO. Keeping the individual turns of wire until the hydrocarbons have reached at least the io are applied longitudinally from one another at spaced downstream ends of the spaiLzne, whereby one or more screws have. This also applies if the restricting shaped passages arise. In the case of the illustrated or limiting effect, the line 50 is approximately reached or not completely or only in the preferred embodiment. For example, the following dimensions can be added: outer diameter of the feed nozzles for the hydrocarbon feed 15 25 * 4 mm, wall thickness 0.406 mm. It is viewed from turns, which in its longitudinal axis is a corrosion-resistant steel. The cooling jacket has the following dimensions: external diameter sen, which means that the speed in the center is 31.75 mm, wall thickness 0.406 mm. It consists of the material flow is reduced, or it can be corrosion-resistant steel. The line 56 has NEN feed nozzles are used, which no 2 ° and an outer diameter of 38.1 mm. Have twelve wires of circular cross-section. Preferably 61 each with a diameter of 3.175 mm, however, a feed nozzle of such a type is used with silver on the outer surface of the cooling, which ensures that the straightened jacket 51 is soldered so that it can pass through the annular mixing of the hydrocarbon feed 59 at an angle of about 30 takes place in the deflagrating fuel, there are arranged 25 spaced from each other and and to which has proved to be very advantageous that no periphery of the conduit are provided with a 1 angle of 180 internals in that the tube in question rotate while it has a distance of 7.62 cm "in a circular cross-section and that i-twa fill the lengthwise direction of the passage. This a length to diameter ratio of 2½: 1 arrangement along with the fan 85. the ven oc ( --m ~ hr fipaphniten. 3 ° til 87, the Leituniz 36, the supply device according to The line 50 is surrounded by a cooling jacket 51. 3 and 4 for the solid fuel, the conduit, the interior of which is 54 mi ', the inlet 52 and 33, the grinding device 38, the transport section, the outlet 53 for the coolant in connection 39 and the tangentially arranged inlet for the. The outer surface of the cooling jacket forming fuel in the annular passage 59 and the inner surface of the conduit 56 together form a preferred possibility for the solid fuel entering an annular passage 59 for the supply of the solid fuel entering the gap chamber 42 to force components of movement at one end, which allow a flow of the fuel in a downstream direction through a cap 57 provided with an opening and a gas-tight sealing plate 58 to the outside of the chamber and at the same time it is closed off from the chamber. The coolant circulating in the interior 54 of the coolant in the general direction of flow of the coal jacket 51 contributes to deflecting water leaks,
To prevent the fuel plug particles in the In this embodiment, the through the passage 59 are used. The downstream rotational movement of the fuel flow generated end of the passage 59 forms an opening which centrifugal forces to provide an outwardly directed over the combustion surface in the gap chamber 42 45 component of movement that surrounds the conduit 50 opens. The way in which the flow of fuel particles is diverted from the pressure "enveloping" or "surrounding" means in the flow of the hydrocarbon feed in the description and the claims that this is avoided. It is not necessary, however, to feed more than half of the fuel-speaking structural element into the gap chamber of the hydrocarbon feed feed nozzle 50 by means of a rotational movement. For example, the wires can also envelop or surround the passage 59 surrounds preferably 61 omitted and the ring-shaped passage 59 practically shows the supply line 50 in the combustion cap can completely close to the combustion cap to the outside surface, so that the flow of coal can be expanded . The hydrogen charge can also be practically completely enveloped by the most deflecting devices in the burner part in a flow of the solid fuel. Hence 55 to be built.

ist auch ein ringförmiger Auslaß sehr zweckmäßig. In den Wänden des Leitungsteils 5(> sind auch Das schließt jedoch nicht aus, daß in der ringförmi- noch Durchlässe 62 und 63 vorgesehen, um eine gen Brennstoffleitung oder -mündung Versteifungen Mischung aus Sauerstoff oder Luft und Brennstoff- oder Speichen vorgesehen sind, so daß die Leitungen gas von einer nicht dargestellten äußeren Quelle in 50 und 56 gut gegeneinander ausgerichtet sind, sofern 6» eine ringförmige Vcrteilerkanimcr einzuspeisen, von nur solche Versteifungen oder Speichen denir! dimcn- der aus diese Mischung zwölf Durchlässen 66 für sioniert, geformt und angeordnet sind, daß der gleich- Lock- oder Zündflamme!! zugeführt wird, welche um mäßige Strom von Brennstoffteilchen nicht in unzu- die Längsachse der Leitung 50 in gleichen Abstänlässiger Weise gestört wird. So können Versteifungen den im Kreis angeordnet sind und deren Auslaßin Form von sich zwischen den beiden Leitungen 65 mündungen sich zwischen der Einspeisölfnung für erstreckenden fest angeordneten Turbinenschaufel!! den Brennstoff und den Einspeisötfnungen für das dazu beitragen, sowohl die gegenseitige Ausrichtung Oxydationsmittel befinden und mittels deren Zünddieser beiden Leitungen sicherzustellen als auch flammen 68 erzeugt werden.an annular outlet is also very useful. In the walls of the line part 5 (> are also This does not exclude the fact that in the ring-shaped passages 62 and 63 are provided around a fuel line or orifice stiffeners mixture of oxygen or air and fuel or spokes, so that the conduits are gas directed from an unillustrated external source in 50 and 56 well against each other, as long as 6 »inject an annular Vcrteilerkanimcr, denir of only those stiffeners or spokes! dimcn- consisting of this mixture twelve passages 66 for sioned, shaped and arranged are that the constant attracting or pilot flame is supplied, which is not disturbed in the same spaced manner by a moderate flow of fuel particles in the longitudinal axis of the line 50. Thus stiffeners can be arranged in a circle and their outlet in the form of between the two lines 6 5 open out between the feed oil for extending fixed turbine nshovel !! the fuel and the feed openings for that contribute both to the mutual alignment of the oxidizing agents and to ensure that these two lines are ignited and flames 68 are generated.

Den ringförmigen Durchlaß 59 umhüllend und vorzugsweise gegenüber den Durchlässen 66 nach außen versetzt, befinden sich Einspeisleitungen 69 für das Oxydationsmittel, welche sich durch die Platte 55 und die Brenneroberfläche h.'ndurch erstrecken und das Innere de« Verteiler- 70 mit der Spaltkammer 42 verbinden. Die Wände des Verteilers 70 sind gasdicht mit der Außenfläche der Platte 55 und dem Umfang der Leitung 56 verbunden. De. Vorratsbehälter für das Oxydationsmittel steht über Leitung 71 mit dem Verteiler in Verbindung und mündet über Einlaß 72 tangential in diesen. Die Einspeisungsleitung 69 für das Oxydationsmittel kann in verschiedener Form ausgestaltet sein. Beispielsweise kann es sicn um eine ringförmige Öffnung oder um eine Anzahl, beispielsweise zwölf, Durchlässe handeln, welche um die Längsachse der Leitung 50 kreisförmig in gleichen Abständen angeordnet sind. Auf alle Fälle muß die Zuführung für das Oxydationsmittel so ausgestaltet sein, daß das Oxydationsmittel so gleichmäßig als möglich um die Peripherie der Spaltkammer 42 verteilt wird. Die nachstehend im Ausführungsbeispiel beschriebenen Ergebnisse sind mittels eines Reaktors erhalten worden, bei dem das Oxydationsmittel über 12 Durchlässe in der vorstehend beschriebenen Weise in die Spaltkammer eingespeist wurde. Noch bessere Ergebnisse könnte man jedoch eventuell mit einer ringförmigen Einspeisöffnung erzielen. Unabhängig von der gewählten besonderen Form ist es jedoch vorteilhaft, wenn die Einspeisleitungen für das Oxydationsmittel einen beträchtlichen Abstand nach außen von der Zuleitung 50 für die Kohlenwasserstoffbeschickung aufweisen, beispielsweise einen Abstand, welcher mindestens dem Radius der Leitung 50 entspricht. Die Einspeisungsleitung für das Oxydationsmittel kann entweder die gleiche Richtung haben wie die Zuführleitung 50 für d'e Kohlcnwassersioffbeschickung oder eine davon abweichende Richtung, aber sie soll nicht eine dazu konvergente Richtung haben. In den Fällen, wo die Spaltkammer 42 divergent verlaufende Seitenwände hat und sich daher der Kohlenwasscrstoffstrom freier ausbreiten kann, ist eine solche divergierende Richtung bei der Einspeisung des Oxydationsmittel von besonderem Vorteil. In der zeichnerisch dargestellten Ausfülmingsforni verlaufen jedoch die Durchlässe 69 für das Oxydationsmittel mit ihren Längsachsen parallel zu der Längsachse der Zuleitung 50 für die Kohlenwasserstoffbeschickung und zu der Längsachse der Spaltkammer 42. wodurch zumindest der größte Anteil des Oxydationsmittels stromabwärts der Kammer 42 in nächste Nachbarschaft der Seitenwände 43 gelenkt wird. Eine solche Ausführungsform ist einfach und arbeitet befriedigend. Die Einlasse für das Oxydationsmittel brauchen jedoch nicht die Form einer einzigen ringförmigen Mündung oder eines einzigen Kreises von im Abstand zueinander angeordneten Durchlässen zu haben. Es können auch mehrere solcher kreisförmiger Anordnungen oder mehrere ringförmige Mündungen oder eine beliebige Kombination davon angewendet werden. Derartige Auslässe zusammen mit dem Gebläse 85, dem Ventil 86, der Kontrollrücklaufleitung 87, der Kontrollvorrichtung 88, der Leitung 71 und dem Verteiler 70 bilden zusammen eine Möglichkeit, um sicherzustellen, daß der Brennstoff vollständig von dem Oxydationsmittel umhüllt wird, und um das Oxydationsmittel stromabwärts vorwärts zu bewegen, während es doch gleichzeid von dem größten Teil der Kohlenwasserstoffbeschik kung getrennt gehalten wird.Enveloping the annular passage 59 and preferably following the passages 66 offset from the outside, there are feed lines 69 for the oxidizing agent, which extend through the plate 55 and the burner surface extend through and the interior of the distributor 70 with the gap chamber 42 connect. The walls of the manifold 70 are gas-tight with the outer surface of the plate 55 and the Scope of the line 56 connected. De. The storage tank for the oxidizing agent is via a line 71 in connection with the distributor and opens tangentially into the latter via inlet 72. The feed line 69 for the oxidizing agent can take various forms. For example it can be an annular opening or a number, for example twelve, passages, which are arranged circularly around the longitudinal axis of the line 50 at equal intervals. on In all cases, the supply for the oxidizing agent must be designed so that the oxidizing agent is distributed as evenly as possible around the periphery of the gap chamber 42. The following in Results described embodiment have been obtained by means of a reactor in which the Oxidizing agent fed into the gap chamber via 12 passages in the manner described above would. However, even better results could possibly be achieved with an annular feed opening achieve. Regardless of the particular form chosen, however, it is advantageous if the Feed lines for the oxidizing agent a considerable distance to the outside of the feed line 50 for the hydrocarbon feed, for example a distance which is at least corresponds to the radius of the line 50. The feed line for the oxidizing agent can either have the same direction as the feed line 50 for the hydrocarbon feed or one of them deviating direction, but it should not have a direction convergent to it. In those cases where the gap chamber 42 has divergent side walls and therefore the hydrocarbon stream can spread more freely, is such a divergent direction in the feed of the oxidizing agent of particular advantage. In the Ausfülmingsforni shown in the drawing, however, run the passages 69 for the oxidizing agent with their longitudinal axes parallel to the longitudinal axis of the Feed line 50 for the hydrocarbon feed and to the longitudinal axis of the gap chamber 42. whereby at least the largest proportion of the oxidizing agent is diverted downstream of the chamber 42 in the closest vicinity of the side walls 43. One such an embodiment is simple and works satisfactorily. The inlets for the oxidizer however, need not be in the form of a single annular mouth or a single circle of to have passages arranged at a distance from one another. There can also be several such circular ones Arrays or multiple annular mouths, or any combination thereof be applied. Such outlets together with the fan 85, the valve 86, the control return line 87, the control device 88, the line 71 and the manifold 70 form together a way to ensure that the fuel is completely enveloped by the oxidant and to move the oxidant downstream while still at the same time is kept separate from most of the hydrocarbon feed.

Es wurde bereits vorstehend darauf hingewiesen daß es zwar sehr zweckmäßig ist, einen Brenner mi einer völlig ebenen Oberfläche zu verwenden, in de sich Öffnungen befinden, durch welche die Kohlen wassersloffbeschickung, der Brennstoff und das Oxy dationsmittel alle in derselben Transversalebene iiIt has already been pointed out above that although it is very useful to use a burner mi to use a completely flat surface, in de there are openings through which the coals hydrogen feed, fuel and oxidant all in the same transverse plane ii

ίο die Spaltkammer 42 gelangen, doch ist diese Aus führungsweise für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht wesentlich. Gewünschtenfalls können eine oder mehrere Einlasse für Brennstoff, Kohlenwasserstoffbeschickung und Oxydationsmittel stromabwärts in einem ausreichenden Abstanc voneinander vorgesehen werden. Beispielsweise kann eine kegelstumpfförmige Brenneroberfläche vorgesehen sein, bei welcher der größere Radius des Kegelstumpfes sich an der stromaufwärts gelegenen Seite der Brennkammer befindet und sich der kleinere Radius des Kegelstumpfes stromabwärts in die Kammer erstreckt, wobei jedoch die Achse von Brenner und Spaltkammer zusammenfallen. Bei einer solchen Ausführungsform kann sich die Öffnung für die KohlenwasserstoiTbeschickung in dem stromabwärts gelegenen Ende vom kleineren Durchmesser befinden, und zwar in der Längsachse des Kegelstumpfcs, während die Öffnungen für den Brennstoff und das Oxydationsmittel ringförmige Auslässe sein können, welche sich in der konischen Oberfläche in einem gewissen Längsabstand voneinander befinden. Eine derartige Anordnung ist besonders zweckmäßig bei einem Reaktor, bei dem die Wände der Spaltkammer stromabwärts divergieren. In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, daß der Ausdruck »Umhüllen« oder »Umgeben« nur die räumliche Beziehung zwischen dem Einlaß für den Brennstoff und dem Einlaß für die Kohlenwasserstoffbcschickung bzw. zwischen dem Einlaß für das Oxydationsmittel und dem Einlaß für den Brennstoff wiedergeben sollen, wobei aber nicht erforderlich ist, daß sich diese öffnungen oder Mündungen in derselben Ebene befinden. Vielmehr wird dieser Ausdruck nur dazu benutzt, um klar zu stellen, daß ein Materialstrom den anderen umhüllt, und wenn eine solche Umhüllung in einem Transversal-Querschnitt des Reaktors in Blickrichtung stromaufwärts von einem Punkt aus unmittelbar stromabwärts von den in Frage stehenden Auslassen zu erkennen ist, dann ist im Sinne der Erfindung die Anforderung des UmhüIIens erfüllt. Aus dem gleichen Grund müssen auch die Ausdrücke »nach außen« oder »auswärts gelegen« nicht so aufgefaßt werden, als müßte es sich dabei um eine Anordnung in gleicher transversaler Querschnittsebene handeln.ίο reach the gap chamber 42, but this is off guide way for the implementation of the method according to the invention is not essential. If so desired may have one or more inlets for fuel, hydrocarbon feed, and oxidizer be provided downstream at a sufficient distance from each other. For example, can a frustoconical burner surface may be provided with the larger radius of the truncated cone on the upstream side the combustion chamber and the smaller radius of the truncated cone is downstream into the chamber extends, but the axis of the burner and gap chamber coincide. In such an embodiment The opening for the hydrocarbon feed can be in the downstream one The end of the smaller diameter are located in the longitudinal axis of the truncated cone, while the openings for the fuel and the oxidant may be annular outlets, which are in the conical surface at a certain longitudinal distance from each other. Such a one The arrangement is particularly useful in a reactor in which the walls of the gap chamber are downstream diverge. In this context it should be noted that the term "envelop" or "surround" just the spatial relationship between the inlet for the fuel and the inlet for the hydrocarbon feed or between the inlet for the oxidant and the inlet to reproduce for the fuel, but it is not necessary that these openings or mouths are in the same plane. Rather, this term is only used to to make it clear that one stream of material envelops the other, and if such an envelope in one Transverse cross-section of the reactor as viewed upstream from a point immediately downstream of the outlets in question can be seen, then within the meaning of the invention is the Requirement for wrapping met. For the same reason, the terms »after outside "or" outside "should not be construed as having to be an arrangement act in the same transverse cross-sectional plane.

Um die Platte 55 vor den in der Spaltkammer 42 durch die Verbrennung von festem Brennstoff und Oxydationsmittel erzeugten hohen Temperaturen zu schützen, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, diese Platte auch zu kühlen. Für diesen Zweck ist eine ringförmige Ausnehmung 73 in der äußeren Oberfläche der Platte 55 vorgesehen, und diese Ausnehmung ist mit einer ringförmigen Deckplatte 74 abgedeckt, wodurch ein leckdichter Ringraum entsteht. Eine beliebige Kühlflüssigkeit, wie Wasser, wird überTo the plate 55 before in the gap chamber 42 by the combustion of solid fuel and To protect oxidants generated high temperatures, it has proven to be useful to protect them Plate to cool too. For this purpose there is an annular recess 73 in the outer surface the plate 55 is provided, and this recess is covered with an annular cover plate 74, creating a leak-tight annulus. Any coolant, such as water, will be over

^5 Leitung 75 in dun Ringraum eingespeist und über Leitung 76 daraus wieder abgezogen.^ 5 line 75 fed in dun annulus and removed again via line 76 thereof.

Obwohl im Rahmen der Erfindung an sich jede beliebige Abschreckvorrichtung. Produktentnahme-Although within the scope of the invention per se any quenching device. Product withdrawal

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vorrichtung und Sammel- oder Gewinnungsvorrichtung Verwendung finden kann, wird doch vorzugsweise die in den Fig. 5 A und 5 B wiedergegebene Entriahmesonde und das in F i g. 7 wiedergegebene Wiedergewinnungssystem verwendet. Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist die Entnahmesonde 44 in der Längsachse der Spaltkammer 42 angeordnet, und die Einlaßöffnung 105 ist direkt auf die Zuleitung für die Kohlenwasserstoffbeschickung hin ausgerichtet. Bei anders ausgebildeten Reaktoren kann es notwendig sein, die Entnahmesonde in einem anderen Punkt als der Längsachse der Spaltkammer anzuordnen, um die höchste Konzentration der Spallprodukte zu erreichen, aber bei dem hier dargestellten Reaktor ist die axiale Anordnung bevorzugt. Die Entnahmesonde kann in beliebiger Weise stationär oder beweglich angeordnet sein, und sie kann an irgendeinem Teil des Reaktors befestigt sein, in dem hier dargestellten Reaktor wird jedoch die Entnahmesonde zweckmäßig von der Endwand der Samrnelkammer 47 für die Verbrennungsprodukte getragen.Device and collecting or recovery device can be used, but preferably the de-graining probe reproduced in FIGS. 5 A and 5 B and the one in FIG. 7 is used. In this preferred embodiment, the sampling probe 44 is arranged in the longitudinal axis of the gap chamber 42 , and the inlet opening 105 is aligned directly with the feed line for the hydrocarbon feed. With differently designed reactors it may be necessary to arrange the sampling probe at a point other than the longitudinal axis of the cleavage chamber in order to achieve the highest concentration of the splitting products, but the axial arrangement is preferred in the reactor shown here. The sampling probe may be stationary or movable in any desired manner, and it may be attached to any part of the reactor, but in the reactor shown here the sampling probe is conveniently carried by the end wall of the collection chamber 47 for the combustion products.

Diese Sammel kammer 47 weist eine obere Wand 95, Seitenwände 96 und eine Bodenwand 97 auf, in der sich eine Stopfbüchse 98 befindet, welche um die verlängerte Achse der Spaltkammer 42 und genau passend zu den Durchlässen 104 und 103 in der oberen und der unteren Wand der Kammer 47 angeordnet ist. Der Durchlaß 103 weist dabei einen geringfügig größeren Durchmesser als die Außenwand des Rohrs der Entnahmesonde auf, während der Durchlaß 104 einen geringfügig größeren Durchmesser als das Innere der Spaltkammer 42 aufweist. Das Rohr der Entnahmesonde erstreckt sich von der äußeren Seite der Kammer 47 durch die Stopfbuchse 98 hindurch, durch den Durchlaß 103, durch die Kammer 47 und durch den Durchlaß 104 bis hinein in die eigentliche Spaltkammer 42. Die Stopfbuchse 98 weist eine Packung 99 und eine Mutter 100 auf, welche die Packung gegen die Seitenwände der Entnahmesonde 44 und gegen das äußere Ende des Durchlasses 103 preßt. Wenn diese Mutter gelockert ist, kann das Rohr der Entnahmesonde axial vor- und zurückgezogen werden, so daß sich die Mündung 105 in jede beliebige Entfernung von dem Ende der Zufuhrleitung 50 für die Kohlenwasserstoffbeschikkung einstellen läßt. Anschließend kann man die Mutter 100 wieder anziehen, wodurch die Entnahmesonde in der gewünschten Stellung festgehalten wird.This collection chamber 47 has an upper wall 95, side walls 96 and a bottom wall 97 in which a stuffing box 98 is located, which is around the extended axis of the gap chamber 42 and exactly to the passages 104 and 103 in the upper and lower wall the chamber 47 is arranged. The passage 103 has a slightly larger diameter than the outer wall of the tube of the sampling probe, while the passage 104 has a slightly larger diameter than the interior of the gap chamber 42 . The tube of the sampling probe extends from the outer side of the chamber 47 through the stuffing box 98 , through the passage 103, through the chamber 47 and through the passage 104 into the actual gap chamber 42. The stuffing box 98 has a packing 99 and a nut 100, which presses the package against the side walls of the sampling probe 44 and against the outer end of the passage 103rd When this nut is loosened, the tube of the sampling probe can be axially withdrawn and retracted so that the orifice 105 can be adjusted to any desired distance from the end of the supply line 50 for the hydrocarbon feed. Then you can tighten the nut 100 again, whereby the sampling probe is held in the desired position.

Infolge der in der Spaltkammer vorherrschenden sehr hohen Temperaturen und da die Entnahmesonde üblicherweise aus Stahl und nicht aus feuerfestem Material besteht, muß sie im allgemeinen äußerlich gekühlt werden. Das läßt sich leicht erreichen, wenn das Röhr der Entnahmesonde aus zwei konzentrisch angeordneten Rohren 101 und 102 besteht, welche zusammen im Körper der Entnahmesonde einen ringförmigen Durchlaß 106 für das Kühlmittel bilden. Der Durchlaß 106 soll sich zumindest über jenen Anteil der Gesamtlänge der Entnahmesonde erstrekken, welcher sich bis in die Spaltkammer 42 einschieben läßt, und vorzugsweise bedeckt der kühlbare Anteil das Rohr der Entnahmesonde so weit, als diese insgesamt in den Reaktor eingefahren werden kann, d. h. nicht nur in die eigentliche Spaltkammer 42, sondern auch in die Sammelkammer 47, so wie es in den Fig. 5A und 5B wiedergegeben ist. Der Durchlaß für das Kühlmittel ist vorzugsweise sowohl an dem innengclcgenen Ende 107 als auch a dem auswärts gelegenen Ende 108 abgeschlosser und das Innenrohr 101 erstreckt sich über das äußer Abschlußende des Kiihldurchlasses hinaus und ii mit einem geeigneten System für die Gewinnung de Spaltprodukte verbunden, so wie es in Fig. 7 dar gestellt ist. Über Zuleitung 109 kann von außerhall dos Reaktors Kühlmittel zugeführt werden, beispiels weise ein Gas oder eine Flüssigkeit, wie Wasser.As a result of the very high temperatures prevailing in the gap chamber and since the sampling probe usually consists of steel and not of refractory material, it generally has to be cooled externally. This can easily be achieved if the tube of the sampling probe consists of two concentrically arranged tubes 101 and 102 which together form an annular passage 106 for the coolant in the body of the sampling probe. The passage 106 should extend at least over that part of the total length of the sampling probe which can be pushed into the gap chamber 42 , and preferably the coolable part covers the tube of the sampling probe as far as it can be retracted into the reactor as a whole, ie not only into the actual gap chamber 42, but also into the collecting chamber 47, as shown in FIGS. 5A and 5B. The passage for the coolant is preferably closed at both the inner end 107 and the outward end 108 and the inner tube 101 extends beyond the outer terminating end of the cooling passage and is connected to a suitable system for the recovery of the fission products, such as it is shown in Fig. 7 represents. Coolant, for example a gas or a liquid such as water, can be fed in from outside the reactor via feed line 109.

ίο Die Entnahmesonde kann an irgendeiner beliebiger Stelle einen beliebigen Auslaß für das verbrauchte Kühlmittel aufweisen. Vorzugsweise soll sich jcdocl der Kühlmittelauslaß in einem Teil der Entnahmesonde befinden, welcher innerhalb des Reaktors gelegen ist, so daß das austretende Kühlmittel daiüi verwendet werden kann, die Spaltprodukte abzuschrecken. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind daher eine Vielzahl von Auslassen HC vorgesehen, welche den Durchlaß 106 für das Kühlmittel mit dem Inneren der Leitung 101 in nächster Nachbarschaft zu der Einlaßöffnung 1OS verbinden. Auf diese Weise können die Auslässe für verbrauchtes Kühlwasser dazu verwendet werden, um direkt die Spallprodukte in dem Augenblick abzuschrecken, wo sie über die Öffnung 105 in die Entnahmesonde gelangen. Die folgenden Abmessungen haben sich in der Praxis als sehr zweckmäßig für eine solche Entnahmesonde erwiesen: Außenrohr 102: Außendurchmesscr 38,1 mm, Wandstärke 0,406 mm; korrosionsbeständiger Stahl; Innenrohr 101: Außendurchmesser 31,75 mm, Wandstärke 0,406 mm; korrosionsbeständiger Stähl; vicrundzwanzig Auslässe 110 für das Kühlwasser mit einem Durchmesser von jeweils 5,1 mm, die in Gruppen von jeweils 8 in drei Kreisen gleichförmig angeordnet sind und sich in einer Entfernung von 1,587 bzw. 3,175 bzw. 4,762 mm vom inneren Ende 107 der Entnahmesonde befinden. Diese Abmessungen können jedoch nach Belieben verändert werden.ίο The sampling probe can have any desired outlet for the used coolant at any point. Preferably, the coolant outlet should be located in a part of the sampling probe which is located inside the reactor, so that the escaping coolant can be used to quench the fission products. According to a preferred embodiment, a plurality of outlets HC are therefore provided which connect the passage 106 for the coolant to the interior of the line 101 in the immediate vicinity of the inlet opening 10. In this way, the outlets for used cooling water can be used to directly quench the splitting products at the moment when they reach the sampling probe via the opening 105. The following dimensions have proven to be very useful for such a sampling probe in practice: Outer tube 102: outer diameter 38.1 mm, wall thickness 0.406 mm; corrosion-resistant steel; Inner tube 101: outer diameter 31.75 mm, wall thickness 0.406 mm; corrosion-resistant steel; There are twenty outlets 110 for the cooling water with a diameter of 5.1 mm each, which are uniformly arranged in groups of 8 in three circles and are located at a distance of 1.587, 3.175 and 4.762 mm from the inner end 107 of the sampling probe. However, these dimensions can be changed at will.

Da die Querabmessungen, beispielsweise der Durchmesser der Entnahmesonde, wesentlich kleiner smd als die Querabmessungen, beispielsweise der Durchmesser des Inneren der Spaltkammer, entsteht zwischen der Spaltkammer und der Entnahmesonde ein ringförmiger Durchlaß 45 von beträchtlicher Breite. Dieser Durchlaß dient dazu, um die heißen Verbrennungsprodukte aus dem Reaktor abzuziehen, und es kann dort noch ein Injektor vorgesehen sein, um allen festen Brennstoff zu verbrennen, der diesen Punkt erreicht hat. ohne abgebrannt zu sein. Selbstverständlich kann die hier beschriebene Entnahmesonde auch in Spaltrcaktoren Verwendung finden, welche nicht mit festen kohlehaltigen Brennstoffen arbeiten. Bei der hier dargestellten Ausführungsform dient jedoch der Durchlaß 45 dazu, sowohl gasförmige als auch feste Vcrhrennungsprodukte in Form von Asche abzuziehen. Der Durchlaß 45 steht über die Öffnung 104 mit der Sammelkammcr 47 in Verbindung, aus der die gasförmigen Verbrennungsprodukte über Auslaß 111 abgezogen werden können, während die sich darin ansammelnden Feststoffe in Zeitabständen über das Bullauge 112 ausgetragen werden können.Since the transverse dimensions, for example the diameter of the extraction probe, are significantly smaller than the transverse dimensions, for example the diameter of the interior of the gap chamber, an annular passage 45 of considerable width is created between the gap chamber and the extraction probe. This passage serves to withdraw the hot products of combustion from the reactor, and an injector may also be provided there to burn any solid fuel that has reached this point. without being burned down. Of course, the sampling probe described here can also be used in split actuators that do not work with solid, carbonaceous fuels. In the embodiment shown here, however, the passage 45 serves to withdraw both gaseous and solid combustion products in the form of ash. The passage 45 communicates via the opening 104 with the collecting chamber 47 , from which the gaseous combustion products can be drawn off via outlet 111 , while the solids that collect therein can be discharged via the porthole 112 at intervals.

In F i g. 7 ist wiedcrgep hen, daß die Leitung 101, durch welche die abgesc' reckten Spaltprodukte aus der Entnahmesonde in , dem Reaktor abgezogen werden, mit einem c parator 123 in Verbindung steht, der mit einer \bschrccklliissiakcit beschicktIn Fig. 7 is wiedcrgep hen that the conduit 101, through which are deducted abgesc 'stretched cleavage products from the sampling probe in, the reactor communicating with a c parator 123 in connection with the bschrccklliissiakcit a \ charged

st und einen Auslaß für diese Flüssigkeit 124 und :ine AuslaßleiUing 125 für die Spallprodukte aufweist. Diese Leitung 125 steht mit einem Trennsystem 126 für Gase und Feststoffe in Verbindung, beispielsweise einem Agglomerator und einem Beutelfilter, so wie man üblicherweise immer dünn arbeitet, wenn feste Spaltprodukte, beispielsweise Ruß, gebildet werden. Dieses Trennsystem für Gas- und Feststoffe weist einen Auslaß 127 auf, der in eine Leitung 128 mündet. Falls keine festen Spaltproduktc gebildet werden, kann auch dieses Gas-FeststofT-Trennsystem mit einer Ncbenleitung umgangen werden, und die von der Abschreckflüssigkeit befreiten Spaltprodukte können dann direkt durch Öffnen des Nebenflußvcntils 129 in die Leitung 128 eingespeist werden. In dieser Leitung 128 befindet sich ein pneumatisch geregeltes, mit einem Motor angetriebenes Ventil 130 und eine einen Druckunterschied übertragende Kontrollvorrichtung 131, wobei letztere über eine Rückführleitung 132 mit dem Motor im Ventil 130 in Verbindung steht. Zwischen der Kontrollvorrichtung und diesem Ventil ist ein Vakuummesser 133 angeordnet, auf dem das in Leitung 128 herrschende Vakuum direkt abgelesen werden kann. Auf der stromabwärts gelegenen Seite der Kontrollvorrichtung 131 steht die Leitung 128 mit der Saugseitc 122 eines Dampfstrahlejektors 120 in Verbindung, wobei der für den Betrieb des Ejektors erforderliche Dampf über Leitung 121 zugeführt wird. Diese Ansaugvorrichtung baut ein Vakuum in der Zuleitung und stromaufwärts in der F.ntnahmesonde über das Trennsystem 123, das Trennsystem 126 oder das Nebenschlußventil 129, das durch Motor angetriebene Ventil 130 und das KontroUsystcm 131 auf. Die Mischung aus Dampf und gasförmigen Spaltproduktcn verläßt den Ejektor über Auslaß 134 und gelangt dann in den Kondensator 119, in welchem die Wasserdämpfe verflüssigt werden. Das Gemisch aus verflüssigtem Dampf und Spaltprodukten gelangt dann in die Trennvorrichtung 118, aus der das Kondensat über Auslaß 117 abgezogen und die praktisch flüssigkeitsfreien, gasförmigen Spaltprodukte über Auslaß 116 entnommen werden. Dieser Auslaß 116 kann mit irgendeiner beliebigen Anlage zur Reinigung oder Gewinnung der Spaltprodukte verbunden sein. Da derartige Vorrichtungen wohl bekannt sind, werden sie hier nicht näher beschrieben.st and an outlet for this liquid 124 and: an outlet line 125 for the spall products. This line 125 is connected to a separation system 126 for gases and solids, for example an agglomerator and a bag filter, as is usually the case when working thinly when solid fission products, for example soot, are formed. This separation system for gas and solids has an outlet 127 which opens into a line 128. If no solid fission products are formed, this gas-solids separation system can also be bypassed with a secondary line, and the fission products freed from the quenching liquid can then be fed directly into line 128 by opening the bypass valve 129. In this line 128 there is a pneumatically controlled, motor-driven valve 130 and a control device 131 which transmits a pressure difference, the latter being connected to the motor in the valve 130 via a return line 132 . A vacuum gauge 133 is arranged between the control device and this valve, on which the vacuum prevailing in line 128 can be read directly. On the downstream side of the control device 131 , the line 128 is connected to the suction side 122 of a steam jet ejector 120 , the steam required for the operation of the ejector being supplied via line 121. This suction device builds a vacuum in the supply line and upstream in the sampling probe via the separation system 123, the separation system 126 or the bypass valve 129, the motor-driven valve 130 and the control system 131 . The mixture of steam and gaseous fission products leaves the ejector via outlet 134 and then reaches the condenser 119, in which the water vapors are liquefied. The mixture of liquefied vapor and fission products then passes into the separating device 118, from which the condensate is drawn off via outlet 117 and the practically liquid-free, gaseous fission products are withdrawn via outlet 116 . This outlet 116 can be connected to any plant for purifying or recovering the fission products. Since such devices are well known, they will not be further described here.

Die Vorrichtung zum Einregeln und Übertragen einer Druckdifferenz ist derart ausgestaltet, daß sie auf einen vorwählbaren festen Wert eingestellt werden kann, und auf diese Weise läßt sich das durch Motor betriebene Ventil 130 beliebig öffnen und schließen und dadurch ein beliebiges Vakuum in der Leitung 128 und in der Leitung 101 aufrechterhalten. Da der Druck in der Spaltkammer 42 außerdem eingeregelt werden kann, indem die Strömungsgeschwindigkeiten von Kohlenwasserstoffbeschikkung, festem Brennstoff und Oxydationsmittel und die Abbrandgeschwindigkeit entsprechend eingestellt werden, ergibt sich zusammen mit dem Ejektor 120, der Kontrollvorrichtung 131, der Rückleitung 132 und dem Ventil 130 insgesamt eine gute Möglichkeit, um zwischen dem Inneren der Spaltkammer und der Entnahmesonde eine kontrollierte negative Druckdifferenz aufrechtzuerhalten.The device for regulating and transmitting a pressure difference is designed in such a way that it can be set to a preselectable fixed value, and in this way the motor-operated valve 130 can be opened and closed as desired and thereby any vacuum in the line 128 and in of line 101 maintained. Since the pressure in the gap chamber 42 can also be regulated by adjusting the flow rates of the hydrocarbon charge, solid fuel and oxidizing agent and the burn rate accordingly, this results together with the ejector 120, the control device 131, the return line 132 and the valve 130 as a whole good way to maintain a controlled negative pressure differential between the interior of the cleavage chamber and the sampling probe.

Durch Anwendung der vorstehend beschriebenen Entnahmesonde und der beschriebenen Regel- und Kontrollvorrichtungen zur Aufrechterhaltung einer Druckdifferenz ergeben sich bestimmte Verbesserungen bezüglich des Betriebs des Reaktors und der Durchführung des Spaltverfahrens. Beispielsweise werden die Spaltprodukte in viel geringerem Ausmaß durch Verbrennungsgase verdünnt als bei einem üblichen mit Vorverbrennung oder Teilverbrennung arbeitenden Verfahren oder bei anderen pyrolytischen Spaltnrozessen. Hierdurch vermindern sich die Abmessungen und die Kosten des Wiedergewinnungssystems, welches, für die Behandlung der Spaltprodukte erforderlich ist. Außerdem verringern sich die Kosten für Reinigungsmaßnahmen, welche sonst erforderlich sind, um ein Endprodukt in verkäuflicher oder direkt anwendbarer Form zu erhalten.By using the sampling probe described above and the control and regulation described above Control devices for maintaining a pressure differential yield certain improvements regarding the operation of the reactor and the implementation of the cracking process. For example the fission products are diluted to a much lesser extent by combustion gases than with a conventional one with pre-combustion or partial combustion processes or with other pyrolytic processes Fission processes. This reduces the size and cost of the recovery system, which is required for the treatment of the fission products. Also decrease the cost of cleaning measures that are otherwise required to make an end product salable or directly applicable form.

Durch Einsatz der erfindungsgemäßen Entnahmesonde brauchen auch nicht die gesamten heißen Verbrennungsgase im Reaktor abgeschreckt zu werden, nur damit die Spaltprodukte in der erforderlichen Weise gekühlt werden, und auf diese Weise läßt sich der Rest'heizwert der als Abgas entnommenen Verbrennungsgase noch ausnutzen, wodurch das gesamte Verfahren einen hohen thermischen Wirkungsgrad aufweist. Da die Entnahmesonde verschiebbar ist, erleichtert sich auch die Kontrolle des Spaltverfahren, denn die Verweilzeit der Kohlenwasserstoffbcschickung und der Spaltprodukte kann in einfacher Weise eingestellt und eingeregelt werden, ohne daß die Zuführungsgeschwindigkeiten von Brennstoff, Oxydationsmittel und Kohlenwasserstoffbeschickung abgeändert zu werden brauchen. Es hat sich weiterhin als möglich erwiesen, die Entnahmesonde über eine beträchtliche Strecke innerhalb der Spaltkammer zu verschieben, ohne daß dadurch der Reaktorbetrieb insgesamt nachteilig beeinflußt wird.By using the sampling probe according to the invention, not all of the hot ones are required Combustion gases in the reactor get quenched, only so that the fission products in the required Way to be cooled, and in this way the remaining'heizwert can be removed as exhaust gas Combustion gases still take advantage, which gives the whole process a high thermal Has efficiency. Since the sampling probe can be moved, it is also easier to control the Fission process, because the residence time of the hydrocarbon feed and the fission products can be set and regulated in a simple manner, without affecting the feed rates of fuel, oxidizer and hydrocarbon feed need to be modified. It has also been shown to be possible to use the sampling probe to move over a considerable distance within the gap chamber without thereby the Overall reactor operation is adversely affected.

AusführungsbeispielEmbodiment

Dieses Beispiel erläutert die Durchführung des erfindungsgemiißen Verfahrens mittels der vorstehend beschriebenen Anlage eines Spaltreaktors. Es werden die folgenden Bedingungen bei der Verfahrensdurchführung eingehalten:This example illustrates the implementation of the method of the invention by means of the above described plant of a cleavage reactor. There are the following conditions in the procedure adhered to:

Beschickung: Propan,Feed: propane,

Propantemperatur: 593° C„Propane temperature: 593 ° C "

Propanzuführungsgeschwindigkeit: 28,8 kg/Std.Propane feed rate: 28.8 kg / hr.

Fester Brennstoff: Gaskohle der Körnung Nr. 2 aus einer Grube von Boone County, W. Va., geliefert von der Firma Obelbay Norton.Solid fuel: # 2 grit gas coal supplied from a Boone County, W. Va. Pit from Obelbay Norton.

Wärmeinhalt des BrennstoffesHeat content of the fuel

(feuchtigkeitsfrei und aschefrei) .. 8062 kcal/kg(moisture-free and ash-free) .. 8062 kcal / kg

Aschegehalt 7 °/oAsh content 7 ° / o

WasserstoSgehalt 7 °/oHydrogen content 7%

Gehalt an flüchtigen Bestandteilen 33°/oVolatile matter content 33%

Schmelztemperatur der Asche 15380CMelting temperature of the ash 1538 0 C

Schwefelgehalt 0,80/oSulfur 0.8 0 / o

Fester Kohlenstoff 6O°/oSolid carbon 60%

Free Swelling Index nach ASTMFree swelling index according to ASTM

D 720-67 5D 720-67 5

Anteil, der durch ein Sieb der lichten Maschenweite 45 Mikron geht 600/oMoiety which through a sieve of mesh aperture 45 microns is 60 0 / o

Feuchtigkeitsgehalt 2<7oMoisture content 2 <7o

Brennstoffzufuhr 14,06 kg/Std.Fuel supply 14.06 kg / h

Oxydationsmittel LuftOxidizing agent air

509 685/180509 685/180

4141

Lufttemperatur Air temperature

Luftzufuhr Air supply

Luftanteil im zweiten Luftstrom etwa Luftanteil im ersten Luftstrom (Suspensionsmittel für die Kohle)Air content in the second air flow approximately air content in the first air flow (Suspension medium for the coal)

etwa Abstand zwischen Entnahmesondeapprox. distance between sampling probe

und Brcnncroberfläche and baking surface

Abschreckmittel Deterrents

Wassertemperatur am EinlaßendeWater temperature at the inlet end

der Entnahmesonde the sampling probe

Wassergeschwindigkeit Water speed

Reaktordruck Reactor pressure

Spalttcmperatur Gap temperature

Verweilzeit der Kohlenwasserstoffbeschickung in der SpaltkammerResidence time of the hydrocarbon feed in the cracking chamber

etwa Temperatur der abgeschrecktenabout temperature of the quenched

Spaltprodukte Fission products

Strömungsgeschwindigkeit der abgeschreckten Spaltprodukte Flow rate of the quenched fission products

5Q3O C 5 Q 3 O C

164,1 NnVVh 90%164.1 NnVVh 90%

Tabelle ITable I.

4242

Komponentecomponent

VolumprozentVolume percentage

In Entnahmesonde In sampling probe

Im ringförmigen DurchlaßIn the ring-shaped passage

101Vo10 1 Vo

11,43 cm Wasser11.43 cm of water

26,7° C26.7 ° C

13,25 Liter/Std.13.25 liters / hour

0,07 kg/cm-'0.07 kg / cm- '

Überdruck IS 1649°COverpressure IS 1649 ° C

9,8 0,2 71,6 11,09.8 0.2 71.6 11.0

CO2 5,2CO 2 5.2

CH4 0,2CH 4 0.2

C2 = (Doppelbindung) 0,4 C2 s (Dreifachbindung) 1,5C 2 = (double bond) 0.4 C 2 s (triple bond) 1.5

13,313.3

0,10.1

66,466.4

10,210.2

4,24.2

1,81.8

1,01.0

3,03.0

Die Stoffbilanz für den Kohlenstoff wird berechnet und ergibt die in Tabelle II zusammengefaßten Ergebnisse. The material balance for the carbon is calculated and gives the results summarized in Table II.

1 Millisekunde 20 Tabelle II1 millisecond 20 Table II

65,6° C 24,1 nr'Std.65.6 ° C 24.1 nr'h.

Gesamtbeschickung kg/Std.Total load kg / hour

Als Propan 23,587As propane 23,587

Als Kohle 10,660As coal 10,660

Total 34,247Total 34,247

Die durch das Abbrennen des festen Brennstoffes gebildete Flamme zeigte eine gute Stabilität und hatte eine zwischen intensivem Orange und Weiß liegende Farbe. Nach dem Anfahren des Reaktors wurde kein zusätzliches Brenngas verwendet, außer denjenigen vernachlässigbar kleinen Mengen, weiche für den Betrieb der Zündflammen benötigt werden. Das aus der Entnahmesonde und aus dem diese Sonde umgebenden ringförmigen Durchlaß abgezogene Gas wurde unter stationären Bedingungen gesammelt und analysiert. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend in Tabelle I zusammengefaßt:The flame formed by the burning of the solid fuel showed good stability and had a color between intense orange and white. After starting up the reactor was no additional fuel gas is used, other than those negligibly small amounts, soft for the Operation of the pilot lights are required. That from the sampling probe and from the one surrounding this probe annular passage withdrawn gas was collected under steady state conditions and analyzed. The results obtained are summarized in Table I below:

AustragDischarge

Als C2H2
Als C0H4
AIsC3"'' .
Als CH4 .
Als CO2 .
Als CO ..
Als Ruß .
As C 2 H 2
As C 0 H 4
AIsC 3 "".
As CH 4 .
As CO 2 .
As CO ..
As soot.

Total ....Total ...

4,7174.717

1,9961.996

0,0450.045

1,3611.361

3,5833,583

8,5288.528

6,3506.350

26,58026,580

Verlust (nicht verbrannter Kohlenstoff in der Kohle) 7,666Loss (unburned carbon in the coal) 7,666

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenFor this purpose 4 sheets of drawings

Claims (30)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von Gemischen aus Acetylen und Äthylen durch thermische Spal- tung von gasförmigen und/oder verdampften, höher gesättigten Kohlenwasserstoffen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen in einem Reaktionsraum, wobei die erforderliche Reaktionswärme im Reaktionsraum durch Verbrennen von kontinuier-Hch in den Reaktionsraum eingebrachtem festem kohlenstoffhaltigem Brennstoff mit Sauerstoff oder freien Sauerstoff enthaltenden Gasen als Oxidationsmittel erzeugt wird, und anschließendes Abschrecken der Spaltprodukte, dadurch gekennzeichnet, daß die zu spaltenden Kohlenwasserstoffe, der kohlenstoffhaltige Brennstoff und das Oxidationsmittel getrennt in den Reaktionsraum eingebracht werden und diesen gleichsinnig durchströmen, wobei der Strom der zu spaltenden Kohlenwasserstoffe vom Strom des kohlenstoffhaltigen Brennstoffs und letzterer vom Strom des Oxidationsmittels umhüllt ist, und daß der kohlenstoffhaltige Brennstoff beim Einbringen in den Reaktionsraum eine Bewegungskomponente in der Hauptströmungsrichtung längs des Reaktionsraumes und gegebenenfalls eine weitere Bewegungskomponente erhält, welche vom Strom der zu spaltenden Kohlenwasserstoffe weg gerichtet und auf den Strom des Oxidationsmittels hin gerichtet ist.1. Process for the production of mixtures of acetylene and ethylene by thermal cleavage of gaseous and / or vaporized, more highly saturated hydrocarbons with 2 to 10 carbon atoms in a reaction chamber, the required heat of reaction in the reaction chamber by burning continuous Hch in the reaction chamber Introduced solid carbonaceous fuel is generated with oxygen or free oxygen-containing gases as oxidizing agent, and subsequent quenching of the fission products, characterized in that the hydrocarbons to be fissioned, the carbonaceous fuel and the oxidizing agent are introduced separately into the reaction chamber and flow through it in the same direction, the The flow of the hydrocarbons to be split is enveloped by the flow of the carbonaceous fuel and the latter is enveloped by the flow of the oxidizing agent, and that the carbonaceous fuel, when introduced into the reaction space, has a moving component component in the main flow direction along the reaction space and optionally a further movement component which is directed away from the flow of the hydrocarbons to be split and is directed towards the flow of the oxidizing agent. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein kleiner Anteil des Oxidationsmittels vor dem Einbringen des kohlenstoffhaltigen Brennstoffs in den Reaktionsraum mit diesem als Suspendiermittel vermischt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that a small proportion of the oxidizing agent before the carbonaceous fuel is introduced into the reaction space this is mixed as a suspending agent. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Strom des kohlenstoffhaltigen Brennstoffs eine Rotationsbewegung aufgezwungen wird, welche die vom Strom der zu spähenden höher gesättigten Kohlenwasserstoffe weg gerichtete Bewegungskomponente enthält.3. The method according to claim 1, characterized in that the flow of the carbon-containing A rotational movement is imposed on the fuel, which is caused by the flow of the to spying more highly saturated hydrocarbons contains movement component directed away. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbrandgeschwindigkeit des kohlenstoffhaltigen Brennstoffs durch Variation seiner Teilchengröße eingestellt wird.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the burn rate of the carbonaceous fuel is adjusted by varying its particle size. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abbrandgeschwindigkeit des kohlenstoffhaltigen Brennstoffs derart eingestellt wird, daß der Abbrand praktisch über die gesamte Länge der Spaltzone erfolgt und daß der Abbrandvorgang erst am stromabwärts gelegenen Ende der Spaltzonc beendigt wird.5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the burn rate of the carbonaceous fuel is adjusted so that the burnup practically over the entire length of the cleavage zone takes place and that the burning process only occurs on the downstream End of the split zone is terminated. 6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die gebildeten Spaltprodukte noch innerhalb der Spaltzone vom Hauptanteil der Verbrennungsprodukte abgetrennt und als gesonderter Materialstrom aus der Spaltzone abgezogen werden.6. The method according to claim 1 to 5, characterized in that the cleavage products formed separated from the main part of the combustion products within the cleavage zone and as separate stream of material can be withdrawn from the cleavage zone. 7. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenwasserstoffbeschickung als Gas in die Spaltzone eingespeist wird.7. The method according to claim 1 to 6, characterized in that the hydrocarbon feed is fed as gas into the cleavage zone. 8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein kohlenstoffhaltiger Brennstoff mit einer Teilchengröße von höchstens 0,25 mm verwendel: wird.8. The method according to claim 1 to 7, characterized in that a carbon-containing Use fuel with a particle size of 0.25 mm or less: is. 9. Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch9. The method according to claim 1 to 8, characterized gekennzeichnet, daß ein kohlenstoffhaltiger Brennstoff mit einem Wasserstoffgehalt von weniger als 15 % verwendet wird.characterized in that a carbonaceous fuel with a hydrogen content of less than 15% is used. 10. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ab kohlenstoffhaltiger Brennstoff vermahlene Steinkohle, entgaste Kohle und/oder Tieftemperatur-Schwelkoks verwendet wird.10. The method according to claim 1 to 9, characterized in that from carbonaceous Fuel used is ground hard coal, degassed coal and / or low-temperature smoldering coke will. 11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxidationsmittel Luft verwendet wird.11. The method according to claim 1 to 10, characterized characterized in that air is used as the oxidizing agent. 12. Verfahren nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohlenwasserstoffbeschickung bei einer Temperatur von 816 bis 19270C, insbesondere von 1093 bis 1760°C, und einer Verweilzeit in der Spaltzone von 1O-1 bis 10~4 Sekunden behandelt wird.12. The method of claim 1 to 11, characterized in that the hydrocarbon feed at a temperature of 816-1927 0 C, in particular 1093 to 1760 ° C, and a residence time in the nip zone of 1O -1 is treated to 10 ~ 4 seconds . 13. Verfahren nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit der Wärmeabgabe aus dem Strom des abbrennenden kohlenstoffhaltigen Brennstoffs praktisch gleich der Geschwindigkeit des Wärmeverbrauchs durch die Spaltreaktion und durch übliche Wärmeverluste gehalten wird, indem die Materialströme während des Durchganges durch die Spaltzone infolge ständigen Energieaustausches auf praktisch konstanten Temperaturen gehalten we.den.13. The method according to claim 1 to 12, characterized in that the speed the heat dissipation from the stream of burning carbonaceous fuel practically equal to the rate of heat consumption by the fission reaction and by usual Heat loss is kept by the material flows during passage through the Cleavage zone kept at practically constant temperatures as a result of constant energy exchange we.den. 14. Verfahren nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der gebildeten Spaltprodukte am stromabwärts gelegenen Ende der Spaitzone so schnell wie möglich auf mindestens 427° C und insbesondere auf mindestens 260° C erniedrigt wird.14. The method according to claim 1 to 13, characterized in that the temperature of the fission products formed at the downstream end of the spaitz zone as quickly as possible is lowered to at least 427 ° C and in particular to at least 260 ° C. 15. Spaltreaktor zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 14 mit voneinander getrennten Einspeisungsleitungen für die zu spaltende Kohlenwasserstoffbeschickung, den festen kohlenstoffhaltigen Brennstoff und ein Oxidationsmittel, mit einer Spaltkammer und Abschreckvorrichtungen, wobei die stromabwärts und stromaufwärts gelegenen Enden der Spaltkammer durch eine Wandung miteinander verbunden sind und die Einspeisungsleitung für die zu spaltende Kohlenwasserstoffbeschickung mit dem Inneren der Spaltkammer in Verbindung steht und ferner eine Düsenvorrichtung für die Bildung und Fortbewegung eines Stromes der Kohlenwasserstoffbcschickung in Längsrichtung der Spaltkammer, aber im Abstand zu deren Seilenwandung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der strombildende Teil der Düsenvorrichtung (50) den größeren Anteil des Kohlenwasscrstoffstroms auf einen Querschnitt einengt, welcher weniger als etwa der Hälfte der transversalen Querschnittsfläche jenes Teils der Spaltkammer (42) entspricht, welcher sich bis zur Abschreckvorrichtung (HO) erstreckt, daß um die Einspeisungsleitung (50) für die Kohlenwasserstoffbeschickung, diese zumindest teilweise umhüllend bzw. nach außen hin einen Abstand von ihr aufweisend, ein strombildendcr Teil (59) für den kohlenstoffhaltigen Brennstoff angeordnet ist, welcher dem kohlenstoffhaltigen Brennstoff beim Einbringen in den Reaktionsraum eine Bewegungskomponentc in der Hauptströmrichtung längs des Reaktionsraumes und gegebenenfalls eine zweite Bewegungskomponente senkrecht15. Fission reactor for carrying out the method according to claim 1 to 14 with one another separate feed lines for the hydrocarbon feed to be cracked, the solid one carbonaceous fuel and an oxidizer, with a fission chamber and quenchers, wherein the downstream and upstream ends of the gap chamber are connected to one another by a wall and the feed line for the hydrocarbon feed to be cracked with the interior of the gap chamber is in communication and also a nozzle device for the Formation and advancement of a stream of hydrocarbon feed in the longitudinal direction the gap chamber, but is provided at a distance from its rope wall, characterized in that that the flow-forming part of the nozzle device (50) the greater part of the hydrocarbon flow narrows to a cross-section which is less than about half the transverse Cross-sectional area of that part of the gap chamber (42) corresponds to the quenching device (HO) extends that around the feed line (50) for the hydrocarbon feed, at least partially enveloping it or having a distance from it towards the outside, a current-forming part (59) for the carbonaceous fuel is arranged, which is the carbonaceous fuel when Introducing a movement component in the main flow direction into the reaction space along the reaction space and optionally a second component of movement perpendicular ■**. A-T^TTT- ■■ * *. AT ^ TTT- ■ hierzu auf den Strom des Oxidationsmittels gerichtet erteilt, daß um die Einspeisungsleitung (59) für den kohlenstoffhaltigen Brennstoff, diese zumindest teilweise umhüllend bzw. nach außen hin einen Abstand zu ihr aufweisend, ein strombildender Teil (69) für den Hauptstrom des Oxidationsmittels angeordnet ist, daß innerhalb der Spaltkammer (42) eine Entuahmesonde (44) von geringerem Durchmesser als diese Kammer angeordnet ist und daß die Sonde eine im Stromweg der Kohlenwasserstoffbeschickung und gegenüber der Mündung der Einspeisungsleitung (50) für diese Beschickung gelegene Einlaßöffnung (105) für die gebildeten Spaltprodukte aufweist und daß in der Spaltkammer (42) in Nachbarschaft zur Entnahmesonde (44) Durchlässe (45, 104) für die Verbrennungsprodukte vorgesehen sind.for this purpose directed to the flow of the oxidizing agent issued that a flow-forming part (69) for the main flow of the oxidizing agent is arranged around the feed line (59) for the carbonaceous fuel, at least partially enveloping it or having a distance from it to the outside, that inside the fission chamber (42) an extraction probe (44) of smaller diameter than this chamber is arranged and that the probe has an inlet opening (105) for the fission products formed in the flow path of the hydrocarbon feed and opposite the mouth of the feed line (50) for this feed and that in the gap chamber (42) in the vicinity of the sampling probe (44) passages (45, 104) are provided for the combustion products. 16. Spaltreaktor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der strombildende Teil (59) für den kohlenstoffhaltigen Brennstoff als wendelförmiger Ringkanal (50, 61, 56) ausgebildet ist.16. Fission reactor according to claim 15, characterized in that the flow-forming part (59) for the carbonaceous fuel as a helical one Annular channel (50, 61, 56) is formed. 17. Spaltreaktor nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenvorrichtung (50) als Konus ausgebildet ist, durch dessen Bohrung der Kohlenwasserstoffstrom in die Spaltkammer (42) eingespeist wird, und daß an der Außenfläche des Konus Austrittsöffnungen (59, 69) für den kohlenstoffhaltigen Brennstoff und das Oxidationsmittel mit einer tangentialen Komponente zur Konusfläche angeordnet sind.17. Fission reactor according to claim 15 or 16, characterized in that the nozzle device (50) is designed as a cone, through the bore of which the hydrocarbon flow into the gap chamber (42) is fed, and that on the outer surface of the cone outlet openings (59, 69) for the carbonaceous fuel and oxidizer with a tangential component are arranged to the conical surface. 18. Spaltreaktor nach Anspruch 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleitung (39) für den kohlenstoffhaltigen Brennstoff eine Zufuhrvorrichtung (22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 31) aufweist, deren Auslaß (32) mit einer zum Reaktor führenden Vorrichtung (33, 36, 46) zum Vermischen der Brennstoffteilchen mit einem gasförmigen Suspendierhilfsmittel in Verbindung steht.18. Fission reactor according to claim 15 to 17, characterized in that the feed line (39) for the carbonaceous fuel has a feed device (22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 31) , the outlet (32) with a device (33, 36, 46) for mixing the fuel particles leading to the reactor is in communication with a gaseous suspension aid. 19. Spaltreaktor nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß diese Mischvorrichtung (33, 36, 46) ihrerseits mit einer Mahlvorrichtung (38), insbesondere einer Schlag- oder Hammermühle, verbunden ist.19. Fission reactor according to claim 18, characterized in that that this mixing device (33, 36, 46) in turn with a grinding device (38), in particular a beater or hammer mill is connected. 20. Spaltreaktor nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Zufuhrvorrichtung (22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 31) für den kohlenstoffhaltigen Brennstoff eine kontinuierlich dosierende Zündvorrichtung ist.20. Fission reactor according to claim 18 or 19, characterized in that the feed device (22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 31) for the carbon-containing fuel is a continuously metering ignition device. 21. Spaltreaktor nach Anspruch 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündvorrichtung (22, 23, 24, 25, 26, 27, 28.. 31) derart ausgestaltet ist, daß der in ihrem Zufuhrkanal (28, enthaltene kohlenstoffhaltige Brennstoff einen Abdichtungspfropf für das gasförmige Suspendicrhilfsmittel bildet.21. Fission reactor according to claim 18 to 20, characterized in that the ignition device (22, 23, 24, 25, 26, 27, 28 .. 31) is designed such that the in its supply channel (28, contained carbonaceous fuel a sealing plug for the gaseous suspension auxiliary forms. 22. Spaltreaktor nach Anspruch 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Zündvorrichtung (22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 31) als Komprcssionscinrichtung, insbesondere als Förderschnecke (27) für den locker zugeführten kohlenstoffhaltigen Brennstoff, ausgebildet ist.22. Fission reactor according to claim 18 to 21, characterized in that the ignition device (22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 31) is designed as a compression device, in particular as a screw conveyor (27) for the loosely supplied carbonaceous fuel . 23. Spaltrcaktor nach Anspruch 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeisleitung (71) für das Oxidationsmittel in Nachbarschaft zu mindestens einer begrenzenden Seitenwand (43) der Spaltkammer (42) angeordnet ist.23. Spaltrcaktor according to claim 15 to 22, characterized characterized in that the feed line (71) for the oxidizing agent is in the vicinity is arranged to at least one delimiting side wall (43) of the gap chamber (42). 24. Spaltreaktor nach Anspruch 15 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltkammer (42) als langgestreckter Zylinder ausgebildet ist.24. Fission reactor according to claim 15 to 23, characterized characterized in that the gap chamber (42) is designed as an elongated cylinder. 25. Spaltreaktor nach Anspruch 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Entnahmesonde (44) mindestens eine Vorrichtung25. Fission reactor according to claim 15 to 24, characterized characterized in that at least one device within the sampling probe (44) (110) zum Abschrecken der Spaltprodukte vorgesehen ist. (110) is provided for quenching the fission products. 26. Spaltreaktor nach Anspruch 15 und 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmesonde (44) mit einer Einrichtung (120, 130, 131, 132) zur Erzeugung eines geregelten negativen Druckunterschiedes zwischen dem Inneren der Spaltkammer (42) und dem Inneren der Sonde (47) verbunden ist.26. Fission reactor according to claim 15 and 25, characterized in that the sampling probe (44) with a device (120, 130, 131, 132) for generating a regulated negative pressure difference between the interior of the fission chamber (42) and the interior of the probe ( 47) is connected. 27. Spaltreaktor nach Anspruch 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Entnahmesonde (44) innerhalb der Spaltkammer (42) verschiebbar angeordnet ist, vorzugsweise in deren Längsrichtung. 27. Fission reactor according to claim 15 to 26, characterized in that the sampling probe (44) is arranged displaceably within the gap chamber (42), preferably in the longitudinal direction thereof. 28. Spaltreaktor nach Anspruch 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß um den sich in die Spaltkammer (42) erstreckenden Teil der Entnahmesonde (44) ein Kühlmantel (101, 102) angeordnet ist. 28. Fission reactor according to claim 15 to 27, characterized in that a cooling jacket (101, 102) is arranged around the part of the sampling probe (44) extending into the fission chamber (42). 29. Spaltreaktor nach Anspruch 15 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaß des Kühlmantels (101, 102) der Entnahmesonde (44) mit der Abschreckvorrichtung (110) für die Spaltprodukte in Verbindung steht.29. Fission reactor according to claim 15 to 28, characterized in that the outlet of the cooling jacket (101, 102) of the sampling probe (44) is in communication with the quenching device (110) for the fission products. 30. Spaltreaktor nach Anspruch 15 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das stromabwärts gelegene Ende der Spaltkammer (42) mit einer Sammelkammer (47) für die Verbrennungsprodukte verbunden ist, die einen Abgasausgang30. Fission reactor according to claim 15 to 29, characterized in that the downstream End of the cracking chamber (42) with a collecting chamber (47) for the combustion products is connected, which has an exhaust gas outlet (111) und eine Entnahmeeinrichtung (112) für die Ascheprodukte aufweist. (111) and a removal device (112) for the ash products.
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