DE332111C

DE332111C - Verfahren und Einrichtung zum Nutzbarmachen der bei der Wasserstofferzeugung nach dem Eisenkontaktverfahren zur Verfuegung stehenden Waermemengen

Info

Publication number: DE332111C
Application number: DE1916332111D
Authority: DE
Original assignee: FRANZ LANG DIPL ING
Current assignee: FRANZ LANG DIPL ING
Priority date: 1916-11-08
Filing date: 1916-11-08
Publication date: 1921-01-21

Description

Verfahren und Einrichtung zum Nutzbarmachen der bei der Wasserstofferzeugung nach dem Eisenkontaktverfahren zur Verfügung stehenden Wärmemengen. Durch das im Hauptpatent beschriebene Verfahren werden die bei der Wasserstofferzeugung nach dem Eisenkontaktverfahren im erzeugten Wasserstoff und überschüssigen Wasserdampf enthaltenen Wärmemengen zur Erzeugung des im Rahmen des Verfahrens benutzten Dampfes und zur Erhitzung des Dampfkesselspeisewassers und des Berieselungswassers für die Kühlerwäscher zwecks Entlüftung desselben vollständig nutzbar gemacht. Die hierzu- erforderlichen Wärmeaustauschvorrichtungen können aber, wenn an sie nur eine Wasserstofferzeugungsanlage angeschlossen ist, nicht ununterbrochen und gleichmäßig arbeiten, da die Wasserstofferzeugung periodisch vor sich geht. Die für die Reduktion der Kontaktmasse notwendige Zeit geht verloren, denn während dieser wird den Wärmeaustauschvorrichtungen keine Wärme zugeführt. Durch dein Anschluß mehrerer Erzeuger kann allerdings, wie in dem Hauptpatent dargelegt, ein stetiger und gleichmäßiger Betrieb der Wärmeaustauschvorrichtungen erzielt werden.
Vorliegende Erfindung ermöglicht, die Wärrreaustauschvorrichtungen ununterbrochen zu betreiben, auch wenn nur eine Wasserstoff -erzeugungsanlage vorhanden ist. Bei der Wasserstofferzeugung nach dem Eisenkontaktverfahren stehen nämlich noch beträchtliche Wärmemengen in den Abgasen zur Verfügung, und zwar- sowohl in der nach der Oxydationsperiode folgenden Reduktions- und Spülperiode als auch in der zum Aufheizen der Kontaktmasse nötigen Heizungsperiode und der zum Reinigen der Masse angewandten Lüftungsperiode, die je nach der Durchführung des Verfahrens ständig oder nur nach längerer Betriebszeit zu den Hauptarbeitsperioden hinzukommen. Diese Abgase werden jetzt nur sehr mangelhaft ausgenutzt, wenn es auch an zahlreichen Vorschlägen zu ihrer Verwertung nicht gefehlt hat.
Nach der Erfindung wird das Verfahren des Hauptpatents derart ergänzt, daß in ein und derselben Wärmeaustauschvorrichtung während der Oxydationsperiode die im Wasserstoff und überschüssigen Dampf enthaltenen Wärmemengen, und während der übrigen Perioden die in den Abgasen enthaltenen Wärmemengen nutzbar gemacht werden, um dadurch eine ständige und vollkommene Ausnutzung der Wärmeaustauschvorrichtung zu erzielen.
Eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist in Fig. r der Zeichnung in senkrechtem Schnitt dargestellt.
Während der Oxydationsperiode durchströmt der Wasserstoff und überschüssige Dampf, von der Erzeugungsanlage durch das Rohr x und den Schieber 2 kommend, die Kammer 3, das Röhrenbündel 4 und die Kammer g des Wärmeaustauschers 6 und zieht durch den Schieber 7 und das Rohr 8 zu einem zweiten Wärmeaustauscher oder nach dem Kühler und Wäscher ab. Während der übrigen Perioden gelangen die heißen Abgase, durch die Leitung 9 und den Schieber io von der Wasserstofferzeugungsanlage kommend, ebenfalls nach der Kammer 3, dem Röhrenbündel q. und der Kammer 5 des Wärmeaustauschers 6 und verlassen diesen durch die offene Klappe ii. Es wird mithin dauernd Wärme an das das Röhrenbündel q. umspülende Wasser zu dessen Erwärmung oder Verdampfung abgegeben. Durch die Leitung iz und Hahn 13 -kann das Wasser in den Wärmeaustauscher geführt und durch die Leitung i¢ und Hahn 15 erhitzt oder in Dampfform nach der Verwendungsstelle des Wasserstoffgaswerks abgeführt werden. Da die Abgase, namentlich die Spülgase, noch zum Teil verbrennbar sind, kann durch die Leitung 16 mit Schieber 17 Luft zu ihrer vollständigen Verbrennung- in die Kammer 3 eingeführt werden.
Die Abgase können auch durch ein besonderes Röhrenbündel geleitet werden, das von dem zur Wärmeabgabe des Wasserstoffes und überschüssigen Dampfes dienenden Röhrenbündel völlig getrennt ist . und unmittelbar mit der Außenluft (Schornstein) in Verbindung steht. Auch bei dieser Ausführungsform der Wärmeaustauschvorrichtung wird eine ständige Wärmeabgabe an das zu erhitzende und zu verdampfende Wasser erzielt.
Statt eines besonderen zweiten Röhrenbündels kann auch einfach der äußere Mantel des Austauschers zur Übertragung der Wärme der Abgase an das Wasser verwendet werden. Eine derartige Vorrichtung ist in Fig. 2 in senkrechtem Längsschnitt veranschaulicht. Der Wasserstoff und überschüssige Dampf geht von der Erzeugungsanlage durch das Rohr 18, den Schieber ig, die Kammer 2o, das Röhrenbündel 21, die Kammer 22 des Wärmeaustauschers 23 und zieht durch den Schieber 23a und das Rohr 24 nach einem zweiten Wärmeaustauscher oder nach dem Kühler und Wäscher ab. Die durch das Rohr 25 von der Wasserstoff erzeugungsanlage kommenden Abgase treten durch die Klappe 26 in die Kammer 27, umstreichen den äußeren Mantel des Wärmeaustauschers 23 und ziehen, durch die Ummauerung 28 sowie durch den von der Zwischenwand 29 oben freigelassenen Spalt in der Richtung der Pfeile geführt, durch den Kanal 3o nach -dem Schornstein ab.
Diese Ausführungsform einer zweiräumigen Wärmeaustauscheinrichtung mit getrennter Führung für den Wasserstoff und den überschüssigen Dampf bzw. für die Abgase hat den Vorteil, daß an einen Wärmeaustauscher mehrere Wasserstofferzeuger angeschlossen werden können, deren Arbeitsperioden so gelegt werden, daß durch beide Räume des Wärmeaustauschers ständig Wasserstoff und überschüssiger Dampf bzw. Abgase geführt «=erden. Bei der in Fig. 2 dargestellten Ein. r'chtung kann zu diesem Zwecke, wie mit gestrichelten Linien angedeutet ist, das Rohr 18 mit einer der Zahl der anzuschließenden Erzeuger entsprecheilden Anzahl von äbsperrbaren Zweigleitungen 31, 32, 33 verbunden sein, während neben der Abgasleitung 25 noch zwei andere Abgasleitungen 34,35 nach der Kammer 27 führen. . Es wird hierdurch in wärmetechnischer- Innsicht eine- vollkommene Ausnutzung des Wärmeaustauschers erreicht und sowohl die Wärme des Wasserstoffes und überschüssigen Dampfes als auch die Wärme der Abgase trotz des intermittierenden Betriebes der Wasserstofferzeuger ununterbrochen ausgenutzt.
Die Fig. i und 2 der Zeichnung sollen nur Ausführungsbeispiele veranschaulichen. Erwähnt sei noch, daß auch die Abgase fremder Wärmequellen zusammen mit den Abgasen der Wasserstofferzeuger zur Erhöhung der Wirkung der Wärmeaustauschvorrichtung benutzt werden können.

Claims

PATENT-ANspRÜcHE: i. Verfahren zum Nutzbarmachen der bei der Wasserstofferzeugung nach dem Eisenkontaktverfahren zur Verfügung stehenden Abwärmemengen nach Patent 330800, dadurch gekennzeichnet, daß_ einerseits die Abwärme des den Erzeuger verlassenden Wasserstoffes und der überschüssigen Wasserdampfmengen, anderseits die Abwärme der den Erzeuger während der Reduktions-, Spül-, Heiz- und Lüftungsperiode verlassenden Abgase zur Erzeugung des im Rahmen des Verfahrens benutzten Dampfes oder zur Erhitzung des Dampfkesselspeisewassers sowie des Berieselungswassers für die Kühlerwäscher zwecks Entlüftung desselben ausgenutzt wird.
2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen- Wärmeaustauscher (6), der mit absperrbaren Anschlußleitungen (1, 9) für den wahlweisen Durchgang des Wasserstoffes und Wasserdampfes bzw. der Abgase versehen ist und dessen Innenraum durch eine Klappe (ii) o. dgl. während des Durchgangs der Abgase mit der Außenluft in Verbindung gesetzt werden kann.
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen zweiräumigen Wärmeaustauscher, durch den einerseits der Wasserstoff und Wasserdampf, anderseits _ die Abgase in getrennten Strömen hindurchgeführt werden können.. q..
Verfahren zum Betriebe der , Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Wärmeaustauschers (23), der einerseits durch den sein inneres Röhrenbündel(2i) durchströmenden Wasserstoff und Wasserdampf, anderseits durch die seine Umschließungskammer (27) durchziehenden Abgase betrieben wird.
5. Einrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmeaustauscher(23) mit absperrbaren Rohrleitungen (3=, 32, 33 bzw. 25, 34, 35) zum wahlweisen Anschluß zweier oder mehrerer Wasserstofferzeuger verbunden ist.