DE2110935C3 - Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung zweier Schutzgase und Einrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung zweier Schutzgase und Einrichtung zur Durchfuhrung des VerfahrensInfo
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Description
stutzen (10) des das exotherme Schutzgas abführenden Zusatzkanals (9) absperrt und der mit
einem in der Retorte (4) untergebrachten Thermoelement (12) in schnellwirkender Verbindung
8. Einrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslaßstutzen
(3) und der Zusatzkanal (9), die das exotherme Schutzgas aus der Kammer (1) abführen, einen
den ganzen Querschnitt ausfüllenden Katalysator (13) enthalten.
9 Einrichtung nach Anspruch 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der das exotherme Schutzgas
aus der Kammer (1) abführende Auslaßstutzen (3) mit einer Drossel (14) versehen ist.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung zweier Schutzgase, und
zwar eines exothermen und eines endothermen Gases, durch Verbrennung eines ersten Brennstoffgemisches
zu einem exothermen Schutzgas in einer Kammer zum Erwärmen einer Retorte mit einem Katalysator,
durch den ein zweites Brennstoff-Luft-Gemisch mit einem die Herstellung eines endothermen Schutzgases
gewährleistenden Luftmengenbeiwert hindurchgelassen wird und auf eine Einrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens, die eine ausgekleidete Kammer mit Brennern zum Verbrennen eines ersten Brennstoff-Luft-Gemisches
zu einem exothermen Schutzgas und einen Auslaßstutzen zum Abführen des exothermen
Gases enthält, die Ein- bzw. Austrittsstutzen zum Zuführen des zweiten Brennstoff-Luft-Gemisches in die
Retorte und zum Abführen eines endothermen Schutzgases besitzt.
Aus dem UdSSR-Erfinderschein 221 009 ist ein Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung zweier
Schutzgase, und zwar eines exothermen und eines endothermen Gases durch Verbrennen eines ersten
Brennstoff-Luft-Gemisches zu einem exothermen Schutzgas in einer Kammer zum Erwärmen einer
Retone mit einem Katalysator, durch den ein zweites Brennstoff-Luft-Gemisch mit einem die Herstellung
eines endothermen Schutzgases gewährleistenden Luftmengenbetwert hindurchgelassen wird. Bei diesem
Verfahren ist jedoch eine Einhaltung der chemischen Zusammensetzung der beiden Gase nicht so
genau gewährleistet, wie es für die weitere Verwendung der Gase wünschenswert ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei gleichzeitiger Herstellung eines exothermen und
endothermen Schutzgases die chemische Zusammensetzung beider Schutzgase im wesentlichen konstant
zu halten.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die katalytische Verbrennung beider Brennstoff-Luft-Gemische
in an sich bekannter Weise in einer hermetisch abgeschlossenen Kammer durchgeführt wird
und daß das exotherme Schutzgas in zwei Strömen aus der Kammer ausgeführt und dann wieder vereinigt
wird, wobei das Verhältnis der in den einzelnen Strömen fließenden Gasmengen derart geregelt
wird, daß der Katalysator in der Retorte für das endotherme Schutzgas stets auf einer vorgegebenen
Temperatur gehalten wird.
Die katalytische Verbrennung von Brennstoff- kanals absperrt und der mil einem in der Retorte
Luft-Gemischen in einer hermetisch^abgf^hlossenen untergebrachten Thermoelement in schnellwirkender
K2T^ f£«n LΪΖί ? l 148 246 Und Verbindung steht, abgeführt Lt. Dies ermöglicht es,
der DT-AS 10»0981 bekannt bei geringem Aufwand eine schall wirkende Rege-
Mit dem erfindungsgemaßen Verfahren wird bei s lung zu erzielen, die eine hohe Stabilität der sich voll-
gleicbzätiger Erzeugung von zwei Schutegasen die ziehenden Reaktionen gewährleistet.
Einhaltung von vorgegebenen ZusamMensetzungen Vorteilhaft enthalten der \uslaßstutzen und der
dieser Gase gewährleistet, so daß r*e ohne weitere Zusatekanal, die das exotherme Schutegas aus der
Aufbereitung dem vorgesehenen Verwendungszweck Kammer abführtn, einen den ganzen Querschnitt
zugeführt werden können. lo ausfüllenden Katalysator. Dadurch erreicht man eine
Vorteilhaft wird ein Strom des sich in der htnne- bessere und vollständigere Verbrennung des Brenntischen
Kammer entwickelnden exothermen Schute- stoffes und e.zielt ein exothermes Schutzgas, das
gases durch die Retorte im Zusatekanal abgeleitet. praktisch frei von Beimengungen, wie Methan, Sauer-
Dadurch wird erreicht, daß die Wärme der Ver- stoff, Stickstoff-, Azetylenoxid u. dgl., ist
brennungsprodukte in einem höheren Maße ausge- 15 Der das exotherme Schutegas aus der Kammer abnutzt
wird und sich eine gleichmäßigere Temperatur- führende Auslafistutzen ist vorteilhaft mit einer Drosverteilung
im Katalysator bei der Herstellung des sei versehen. Dadurch werden die Regelungsmögüchendothermen
Schutegases einstellt. keiten bei der Herstellung der Schutegase erweitert.
Eine Weiterbildung der Erfindung besteht dabei Die Erfindung wird nun an Hand von Ausfüh-
daiin, daß der Kammer das erste Brennstoff-Luft- »ο rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnun-
Gemisch in einer Menge zugeführt wird, die die Er- gen näher erläutert. Es zeigt
wärmung des Katalysators bis auf die vorgeschrie- Fig. 1 eine Einrichtung mit durch die Retorte
bene Temperatur sichert, und daß der nicht zur Er- gehendem Zusatekanal im Vertikalschnitt,
wärmung der Retorte benötigte Strom aus der Brenn- F i g. 2 eine Einrichtung mit in die Verbrennungszone abgeführt wird. Dies ermöglicht die Verwen- »5 zone einmündendem Zusatekanal im Vertikalschnitt,
dung einer aufbaumäßig einfacheren Einrichtung. Die Einrichtung zur gleichzeitigen Herstellung von
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfah- zwei Schutzgasen weist eine ausgekleidete hermetisch
rens zur gleichzeitigen Herstellung von zwei Schute- abgedichtete Verbrennungskammer 1 mit Brennern 2
gasen dient eine Einrichtung, die eine ausgekleidete zur Verbrennung eines Brennstoff-Luft-Gemisches
Kammer mit Brennern zum Verbrennen eines ersten 30 und Auslaßstutzen 3 zum Abführen der Verbren-Brennstoff-Luft-Gemisches
zu einem exothermen nungsprodukte auf. In der Kammer 1 ist eine Schutegas und einen Auslaßstutzen zum Abführen des Retorte 4 mit einem Katalysator 5 angeordnet, die
exothermen Gases enthält sowie Ein- und Austritts- einen Eintrittsstutzen 6 zum Zuführen des Brennstoffstutzen
zum Zuführen des zweiten Brennstoff-Luft- Luft-Gemisches und einen Austrittsstutzen 7 zum AbGemisches
in die Retorte und zum Abführen eines 35 führen einer endothermen Schuteatmosphäre aus der
endothermen Schutegases. Diese Einrichtung ist in Retorte besitzt. Die endotherme Schuteatmosphäre
Weiterbildung der Erfindung dadurch gekennzeich- hat beispielsweise die Zusammensetzung: 2O°/o CO,
net, daß die Verbrennungskammer sie verschlie- 40°,o H.„ bis zu I0O CO,, bis zu 1 °/o CH1, Rest N2.
ßende Abdichtungen und einen Zusatekanal zum Ab- Die Kammer ist mit sie verschließenden Abdichtunführen
eines Stromes des exothermen Schutzgases aus 40 gen 8 und einem durch die Retorte 4 verlegten Zuder
Kammer sowie eine Einrichtung zur Mengenrege- satzkanal 9 zum Abführen eines Stroms des exotherlung
des zur Erwärmung des Katalysators in der men Schutzgases aus der Verbrennungskammer 1 verRetorte
bis auf die vorgeschriebene Temperatur sehen. Dieser Kanal 9 ist am Austritt aus der Vernotwendigen
exothermen Schutegases enthält. Auf brennungskammer 1 mit einem einen Absperrschie-1
se Weise lassen sich in einer Einrichtung zwei 45 ber 11 enthaltenden Auslaßstutzen ausgestattet. Der
Schutegase vorgegebener chemischer 7 isammenset- Absperrschieber 11 steht mit einem in der Retorte 4
zung mit geregelten Reaktionsbedingung:n erzeugen. angeordneten Thermoelement 12 in schnellwirkender
Vorteilhaft läuft der Zusatekanal zum Abführen Verbindung und ermöglicht eine Mengenregelung der
des exothermen Schutegases aus eier Kammer durch Verbrennungsprodukte, welche zur Anwärmung des
die Retorte hindurch. Dies ermöglicht es, die Wärme 50 Katalysators 5 in der Retorte 4 bis auf die erforderder
in der Kammer entstandenen Verbrennungspro- liehe Temperatur benötigt werden,
dukte in höherem Maße auszunutzen und eine gleich- Im Auslaßstutzen 3 und Zusatekanal 9, durch
mäßigere Temperaturverteilung in der Katalysator- welche das exotherme Gas aus der Verbrennungsschicht über die Katalysatorhöhe und den Katalysa- kammer 1 abgeführt wird, ist ein Katalysator 13 enttorquerschnitt
zu erreichen. 55 halten, der deren Querschnitt ausfüllt und zum Nach-
Der Zusatekanal zum Abführen des exothermen verbrennen des restlichen Methans und anderer BeiSchutzgases
kann auch in der Auskleidung der Kam- mengungen vorgesehen ist. Der aub der Verbrenmer
geführt sein und in die Verbrennungszone des nungskammer 1 das exotherme Gas ableitende AusBrennstoffes
münden. Dies läßt den Aufbau der Ein- laßstuteen 3 besitzt eine Drossel 14. Das exotherme
richtung vereinfachen, indem der Kammerboden un- 60 Gas hat beispielsweise die Zusammensetzung (\ =0,9)
geteilt ausgeführt wird und Montage, Auseinander- 10 bis 12°/0 CO1,, ~2O°/o CO, ~2°/o H2, 2,3°/o H2O,
nehmen und Reparatur der Einrichtung erleichtert Rest N2.
werden. Die Wandung der Verbrennungskammer 1 ist dop-
werden. Die Wandung der Verbrennungskammer 1 ist dop-
Eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsge- pelt ausgeführt und weist einen Zwischenraum 15
maßen Einrichtung besteht darin, daß die Einrich- 65 zum Kühlmitteldurchlauf auf.
tung zur Mengenregelung des exothermen Schute- Nach einem anderen Ausführungsbeispiel der Ein-
gases als Absperrschieber, der einen Auslaßstutzen richtung kann der Zusatekanal 9 (F i g. 2) zum Ab-
des das exotherme Schutegas abführenden Zusatz- führen des exothermen Schutzgases in der Ausklei-
dung der Verbrennungskammer 1 angeordnet sein Sperrschiebers 11 geregelt. Dieser Absperrschieber
und in die Verbrennungszone einmünden. 11 steht mit dem die Temperaturveränderungen im
Die Einrichtung arbeitet wie folgt: Das Brennstoff- Katalysator 5 in der Retorte 4 aufnehmenden Thermo-
Luft-Gemisch wird den in die Verbrennungskam- element 12 in schnellwirkender Verbindung. Ein
mer 1 einmündenden Brennern 2 (F i g. 1) zugeführt 5 Teil des exothermen Gases wird aus der Kammer 1
und wird hier bei einem unter 1 liegenden Luftmen- durch den Auslaßstutzen 3, an welchem die Drossel
genbeiwert verbrannt. Die Verbrennungsprodukte 14 angeordnet ist, ausgelassen. Das Verhältnis der
umspulen die Retorte 4 und durchströmen diese im beiden exothermen Gasströme wird durch Verstellung
Zusatzkanal 9, wobei sie den Katalysator 5 auf eine des Schiebers 11 und der Drossel 14 eingestellt.
Temperatur von 1000 bis 1100° C erwärmen. io Ist der Zusatzkanal 9 (F i g. 2) in der Auskleidung
Der im Auslaßstutzen 3 und Zusatzkanal 9 befind- der Verbrennungskammer 1 ausgeführt und mündet
liehe und deren ganzen Querschnitt ausfüllende Ka- er in die Verbrennungszone des Brennstoffes, so ar-
talysator 13 trägt zur Vollendung des Verbrennungs- beitet die Einrichtung im wesentlichen wie bei dem
Vorganges bei, wodurch die Herstellung eines exo- zuvor erwähnten Beispiel.
thermen Schutzgases gewährleistet wird, das prak- 15 In diesem Fall ist die Einrichtung im Aufbau ein-
tisch frei von Beimengungen, wie Methan, Sauerstoff, fächer. Die Anordnung ermöglicht es, während des
Stickstoff- und Azetylenoxid u. dgl., ist. Betriebes einen Überschuß an Verbrennungsproduk-
Hiernach wird in die Retorte über den Eintritts- ten aus der Verbrennungszone abzuleiten und eine
stutzen 6 ein Brennstoff-Luft-Gemisch mit einem Überhitzung des Katalysators 5 in der Retorte 4 zu
Luftmengenbeiwert von 0,25 eingeleitet, wodurch ein ao vermeiden.
endothermes Schutzgas entsteht, das über den Aus- Die Handhabung der Drossel 14 und des Schiebers
trittsstutzen? ausströmt. 11 erfolgen in der gleichen Weise wie zuvor erwähnt.
Während des Betriebes wird die Wandung der Versuche haben ergeben, daß die erfindungsgemäße
Verbrennungskammer 1 mittels Durchlauf von Was- Einrichtung bei getrenntem Aufbau und geringen
ser durch den Zwischenraum IS gekühlt. »5 Herstellungskosten eine wirksame selbsttätige Rege-
Um die vorgeschriebene Temperatur des Katalyse- lung bei der gleichzeitigen Herstellung von zwei
tors 5 in der Retorte 4 einzuhalten, wird die Menge Schutzgasen ermöglicht, die konstante chemische Zu-
des aus der Verbrennungskammer 1 über den Zusatz- sammensetzung sowohl des exothermen wie des endo-
kanal 9 entnommenen exothermen Gases durch Ver- thermen Schutzgases durch Konstanthaltung der Ka-
stellung des den Auslaßstutzen 10 absperrenden Ab- 30 talysatortemperatur gewährleistet.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
-r
Claims (7)
- Patentansprüche:2l. Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung zweier Schutzgase, und zwar eines exothermen S und eines endothermen Gases, durch Verbrennung eines ersten Brennstoff-Luft-Gemisches zu einem exothermen Schutzgas in einer Kammer zum Erwärmen einer Retorte mit einem Katalysator, durch den ein zweites Brennstoff-Luft-Gemisch mit einem die Herstellung eines endothermen Schutzgases gewährleistenden Luftmengenbeiwert hindurchgelassen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die katalytische Verbrennung beider Brennstoff-Luft-Gemische in an sich bekann- ts ter Weise in einer hermetisch abgeschlossenen Kammer durchgeführt wird und daß das exotherme Schutzgas in zwei Strömen aus der Kammer ausgeführt und dann wieder vereinigt wird, wobei das Verhältnis der in den einzelnen Strö- ao men fließenden Gasmengen derart geregelt wird, daß der Katalysator in der Retorte für das endotherme Schutzgas stets auf einer vorgegebenen Temperatur gehalten wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- as kennzeichnet, daß ein Strom des sich in der hermetischen Kammer entwickelnden exothermen Schutzgases durch die Retorte im Zusatzkanal (9) abgeleitet wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kammer das erste Brenn- : .aff-Luft-Gomisch in einer Menge zugeführt wird, die die Erwärmung des Katalysators bis auf die vorgeschriebene Temperatur sichert, und daß der nicht zur Erwärmung der Retorte benötigte Strom aus der Brennzone abgeführt wird.
- 4. Einrichtung zur Herstellung von zwei Schutzgasen gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, die eine ausgekleidete Kammer mit Brennern zum Verbrennen eines ersten Brennstoff-Luft-Gemisches zu einem exothermen Schutzgas und einen Auslaßstutzen zum Abführen des exothermen Gases enthält, die Ein- bzw. Austrittsstutzen zum Zuführen des zweiten Brennstoff-Luft-Gemisches in die Retorte und zum Abfüh- « ren eines endothermen Schutzgases besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbrennungskammer (1) sie verschließende Abdichtungen (8) und einen Zusatzkanal (9) zum Abführen eines Stromes des exothermen Schutzgases aus der Kammer sowie eine Einrichtung zur Mengenregelung des zur Erwärmung des Katalysators (5) in der Retorte (4) bis auf die vorgeschriebene Temperatur notwendigen exothermen Schutzgases enthält.
- 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzkanal (9) zum Abführen des exothermen Schutzgases aus der Kammer (1) durch die Retorte (4) hindurchläuft.
- 6. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzkanal (9) zum Abführen des exothermen Schutzgases in der Auskleidung der Kammer (1) geführt ist und in die Verbrennungszone des Brennstoffs einmündet.
- 7. Einrichtung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Mengenregelung des exothermen Schutzgases als Absperrschieber (11) ausgeführt ist, der einen Auslaß-935
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Also Published As
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