DE3145292A1 - "roehrenspaltofen zur indirekten erhitzung von spaltbaren medien" - Google Patents

Description

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Röhrenspaltofen zur indirekten Erhitzung von spaltbaren Medien

Die Erfindung betrifft einen Röhrenspaltofen zur indirekten Erhitzung von spaltbaren Medien, insbesondere für die Spaltung von Kohlenwasserstoffen zur Gewinnung von CO- und H^-reichem Gas mit einer Vielzahl von vertikalen Reaktionsrohren in einem mit einer Vielzahl von Brennern in der Ofendecke innenbefeuertem Feuerraum und wobei das Rauchgas über eine Vielzahl von Rauchgaskanälen am Boden des Ofens abgezogen wird. Vornehmlich richtet sie sich auf solche Röhrenspaltöfen, in denen die Spaltung bei hohen Drücken und Temperaturen durchgeführt wird und die auf schwimmenden, beweglichen Trägern, sogenannten Anlage-Plattformen, installiert sind.

Ein Röhrenspaltofen der genannten Art besteht aus einer gebäudeähnlichen Stahlkonstruktion, deren Wände, Decke und Boden innen mit einer feuerfesten Isolierung versehen sind und in der senkrecht eine Vielzahl von mit Katalysator gefüllten Reaktionsrohren in mehreren parallelen Reihen angeordnet sind. Zum gleichmäßigen Abzug der heißen Feuerungsgase sind auf dem Boden eine Mehrzahl von Rauchgaskanälen parallel angeordnet und an einen gemeinsamen Hauptkanal angeschlossen, der über Wärmetauscher zum Rauchgaskamin führt. Da die Rauchgaskanäle innerhalb des Röhrenspaltofens angeordnet sind, und allseitig beheizt werden, bestehen sie aus einer selbsttragenden Konstruktion aus feuerfestem, keramischen Material bzw. Steinen.

Mit der Erschließung von Erdgasfeldern bzw. Ölfeidern unter dem Meeresspiegel ergibt sich die Möglichkeit, diese Rohstoffe an Ort und Stelle, d.h. auf schwimmenden Anlage-Plattformen in Halbbzw. Fertigprodukte umzuwandeln. Zu diesem Zweck werden Röhrenspaltofen zur Spaltung der Kohlenwasserstoffe auf Spezialschiff en, sogenannten Anlage-Plattformen, installiert. Da diese Anlage-Plattformen je nach Seegang starken Eigenbewegungen ausge-

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setzt sind, sind die Bauelemente ebenfalls starken, dynamischen Kräften ausgesetzt. Dies trifft besonders auf die Rauchgaskanäle des Röhrenspaltofens zu, da sie ausschließlich aus schwerem keramischen Material bestehen. Das hohe Eigengewicht führt bei Schräglagen leicht zum Einsturz.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Rauchgasabführungssystem für Röhrenspaltöfen im wesentlichen auf schwimmenden Anlage-Plattformen zu schaffen, welches von außen eingeleitete Kräfte aufnehmen kann ohne daß es zu Beschädigungen im Feuerfestmaterial kommt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeder Rauchgaskanal gebildet wird durch eine Vielzahl von parallelen Rohren in Form eines Rohrregisters für Decke und Seitenwände des Rauchgaskanals, die Rohrsammler außerhalb des Röhrenspaltofens angeordnet sind, die Rohrregisterwände innen und außen wärmeisoliert sind und die Rohrsammler an einen KühlmitteIfluß angeschlossen sind.

Nach weiteren Ausgestaltungen der Erfindung wird jeder Rauchgaskanal im wesentlichen als rauchgasdichte Wand und die Wärmeisolation am Rohrregister innen und außen in etwa gleichdick ausgeführt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß die Rauchgaskanäle eine gekühlte Armierung erhalten, welche die nötige Stabilität des Systems erzeugt. Darüber hinaus können die Vorteile von WeichstoffIsolierungen genutzt werden, die andernfalls für selbsttragende Konstruktionen ungeeignet sind. Die erfindungsgemaßen Kanäle können im Gegensatz zu rein keramischen Konstruktionen gefahrlos begangen werden.

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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird wie folgt beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Röhrenspaltofen im Schnitt Fig. 2 Rauchgaskanal im Längsschnitt Fig. 3 Rauchgaskanal im Querschnitt

Der Röhrenspaltofen 1 in Fig. 1 besteht aus einer Stahlkonstruktion mit wärmeisolierten Wänden 2, Decke 3 und Ofenboden 4. Die mit Katalysator gefüllten Reaktionsrohre 5 sind senkrecht in mehreren parallelen Rohrreihen angeordnet. Jede Rohrreihe ist oberhalb der Ofendecke mit einem Eintrittsverteiler 6 und unterhalb des Ofenbodens 4 mit einem Produktgassammler 7 verbunden. Die Beheizung der Rohrreihen erfolgt über eine Vielzahl von Brennern 8 in der Decke des Röhrenspaltofens. Um eine gleichmäßige Beheizung der Rohrreihen auch über ihre volle Länge zu gewährleisten, werden die noch ca. 1000 ⁰C heißen Rauchgase gleichmäßig in Richtung des Ofenbodens über eine Mehrzahl von parallel angeordneten Rauchgaskanälen 9 abgeführt. Die Länge der Rauchgaskanäle entspricht der Länge des Röhrenspaltofens. Außerhalb des Röhrenspaltofens münden diese Rauchgaskanäle in den Hauptrauchgastunnel 10.

Jeder Rauchgaskanal 9 nach Fig. 2 und 3 besteht aus einem oder mehreren Rohrregistern 11, die die Seitenwände 12 und die Decke

13 bilden. Um den Rauchgaskanal sicher im Ofenboden 4 zu fixieren sind die als Seitenwände ausgebildeten Rohrregister in den Ofenboden gezogen bis auf die Grundträger der Stahlkonstruktion, wodurch die erforderliche Stabilität der Rauchgaskanäle erzielt wird. Knapp über dem Ofenboden weist das Rohrregister Öffnungen

14 auf für den Durchtritt der Rauchgase vom Ofeninnenraum in den Rauchgaskanal. Die Sammler 15 für die Rohrregister sind außerhalb

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des Röhreaspaltofeiis angeordnet. Die Rohrregister können aus Rohren der verschiedensten Querschnitte, so z.B. mit oder ohne Flossen, aufgebaut werden. Wesentlich ist, daß Seitenwände und Decke rauchgasdicht sind. Darüber hinaus gibt es keine bevorzugte Anordnung der Rohre wie z.B. waagerecht oder senkrecht zur Längsachse des Rauchgaskanals. Wesentlich ist, daß das Rohrregister dicht ist und eine hohe Festigkeit gegen dynamische Beanspruchung aufweist.

Zum Schütze des Rohrregisters vor den heißen Rauchgasen wird dieses außen und innen mit keramischem Material 16, Steinen oder Fasern verkleidet. Die Dicke der Verkleidung richtet sich nach dem Maß der erforderlichen Wärmedämmung. Wird das Rohrregister oben mit Isolierbeton 17 abgedeckt, ist der Rauchgaskanal begehbar.

Die Rohrsammler ihrerseits sind an einen Kühlmittelfluß angeschlossen, so z.B. ein Kesselspeisewassersystem zu dessen Vorwärmung. Das Rohrreg.i ster soll durch das Kühlmittel nur soweit abgekühlt werden, daß es festigkeLtsmäßig keine Beeinträchtigung erfährt. Die über das Kesselspeisewasser abgeführte Wärmemenge wird dem Gesamtsystem des Röhrenspaltofens wieder anderweitig zugeführt, so z.B. zur Vorwärmung der Verbrennungsluft.

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Claims (4)

— " :- Ί 1 Λ Uhde GmbH, Dortmund ° ' H eig. Zeichen: 10 100 Patentansprüche

1. Röhrenspaltofen zur indirekten Erhitzung von spaltbaren Medien, insbesondere für die Spaltung von Kohlenwasserstoffen zur Gewinnung von CO- und H₂-reichem Gas mit einer Vielzahl von vertikalen Reaktionsrohren in einem, mit einer Vielzahl von Brennern in der Ofendecke, innenbefeuerten Feuerraum, wobei das Rauchgas über eine Vielzahl von Rauchgaskanälen am Boden des Ofens abgezogen wird,

dadurch gekennzeichnet , daß j eder Rauchgaskanal (9) gebildet wird durch eine Vielzahl von parallelen Rohren in Form eines Rohrregisters für Decke und Seitenwände des Rauchgaskanals, die Rohrsammler (15) außerhalb des Röhrenspaltofens angeordnet sind, die Rohrregisterwände innen und außen wärmeisoliert sind und die Rohrsammler an einen Kühlmittelfluß angeschlossen sind.

2. Röhrenspaltofen nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet , daß der Rauchgaskanal (9) im wesentlichen als Rauchgas-dichte Wand ausgebildet ist.

3. Röhrenspaltofen nach Anspruch 1 und 2,

dadurch gekennzeichnet , daß die Wärmeisolation innen und außen annähernd gleich dick ist.

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4. Röhrencpalt« fen nach Anspruch 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,. daß das Rohrregister an"der Stahlkonstruktion des Bodens verankert ist.

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