DE3533385C1

DE3533385C1 - Rohrofen zur Durchführung von Gasreaktionen

Info

Publication number: DE3533385C1
Application number: DE19853533385
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl.-Ing. 6238 Hofheim Brück; Klaus Dipl.-Ing. 6072 Dreieich Simon
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1985-09-19
Filing date: 1985-09-19
Publication date: 1986-04-30

Description

Patentansprüche: 1. Rohrofen zur Durchführung von Gasreaktionen bei Temperaturen oberhalb 900"C, insbesondere zur Herstellung von Blausäure nach dem BMA-Verfahren, in keramischen Rohren, die innerhalb des Ofens in Heizkammern frei hängend angeordnet sind, d adurch gekennzeichnet, daß elektrische Heizelemente (4,5) in der Mitte bzw. am Brennpunkt der Heizkammer (1) und an der Innenseite der Heizkammerwand (2) angebracht sind.
2. Rohrofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrischen Heizelemente (4, 5) vor Strahlwänden (6, 7) angebracht sind.
3. Rohrofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Heizelemente (8) zwischen den keramischen Rohren (3) angeordnet sind.
Die Erfindung betrifft einen Rohrofen zur Durchführung von Gasreaktionen bei Temperaturen oberhalb 900"C, insbesondere zur Herstellung von Blausäure nach dem BMA-Verfahren, in keramischen Rohren, die innerhalb des Ofens in Heizkammern frei hängend angeordnet sind.
Die bisher bekannten Rohröfen zur Durchführung von Gasreaktionen bei hohen Temperaturen, beispielsweise bei Temperaturen zwischen 1000 und 15000 C, bestehen meist aus einer Reihe von Heizkammern, die mit frei aufgehängten keramischen Rohren bzw. Rohrbündem bestückt sind. Jede dieser Kammern wird für sich beheizt, was durch Gas- oder Ölbrenner geschieht Der Rauchgasabzug erfolgt über einen gesonderten Stichkanal. Den senkrecht angeordneten keramischen Rohren, deren Inneres den eigentlichen Reaktionsraum darstellt, wird die für die Reaktion erforderliche Wärme durch die Rohrwände zugeführt. Die Brenner sind normalerweise im unteren Bereich der Heizkammern angeordnet, um möglichst die gesamte Länge der Reaktionsrohre auf die erforderliche Reaktionstemperatur zu bringen. Solche Rohröfen werden beispielsweise in den DE-PSen 10 00 791 und 10 476 beschrieben. Sie dienen insbesondere der Herstellung von Blausäure nach dem BMA (Blausäure-Methan-Ammoniak)-Verfahren.
Die Verwendung von Gas- und Ölbrennern bringt es mit sich, daß der Verbrennungsvorgang und damit die Einstellung der Reaktionstemperatur stark von der Fahrweise der Brenner beeinflusst wird. Dadurch erreicht man keine optimalen Ausbeuten und erhält nur eine relativ schlechte Energieausnutzung. Außerdem erfolgt durch die Brenner eine Belastung der Umwelt mit Stickoxiden und gegebenenfalls Schwefeldioxid.
Durch die zahlreichen Zusatzeinrichtungen, wie Rauchgasableitungen, Wärmetauscher oder Luftzuführungen, werden die Anlagen sehr raumaufwendig und teuer. Eine gezielte Wärmezufuhr für bestimmte Rohre oder Rohrabschnitte ist praktisch nicht möglich, obwohl dies in vielen Fällen zweck Umsatzsteigerung der betreffenden Gasreaktionen wünschenswert ist.
Es war daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rohrofen zur Durchführung von Gasreaktionen bei Temperaturen oberhalb 900"C, insbesondere zur Herstellung von Blausäure nach dem BMA-Verfahren, in keramischen Rohren, die innerhalb des Ofens in Heizkammern frei hängend angeordnet sind, zu entwickeln, der raum- und energiesparend gebaut istiund mit möglichst minimaler Belastung der Umwelt optimale Ausbeuten bezüglich der Produkte der Gasreaktionen liefert.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß elektrische Heizelemente in der Mitte bzw. am Brennpunkt der Heizkammer und an der Innenseite der Heizkammerwand angebracht sind.
Vorteilhafterweise werden die Heizelemente vor Strahlwänden angebracht. Weiterhin ist es von Vorteil, zwecks besserer Homogenität des Temperaturfeldes in der Heizkammer oder zur gezielten Wärmezufuhr für bestimmte Rohre oder Rohrabschnitte zwischen den keramischen Rohren weitere elektrische Heizelemente anzuordnen.
Durch die Verwendung elektrischer Heizelemente und deren spezielle Anordnung in der Heizkammermitte bzw. an der Heizkammerwand, vorzugsweise vor Strahlwänden, ist es möglich, eine optimale Temperaturführung in den Heizkammern zu erzielen, was den Umsatz und die Ausbeute in den keramischen Reaktionsrohren wesentlich beeinflußt. Die optimale Wärmemenge kann hierbei den Rohren gezielt zugeführt werden.
Die bei konventionellen Rohröfen erforderlichen Rekuperatoren, Brennerbeheizungen, Rauchgas-, Sammel-und Abhitzesysteme entfallen und tragen zu einer raum-und energiesparenden Bauweise der erfindungsgemäßen Rohröfen bei. Diese Rohröfen können die Form eines Würfels oder Quaders mit parallel angeordneten Heizkammern aufweisen oder als Rundöfen mit runder oder ovaler Form ausgeführt sein.
Die Verwendung der elektrischen Heizelemente erlaubt eine exakte und gezielte Temperaturführung in den Heizkammern und vermeidet durch eine entsprechende Anordnung eine »Schattenbildung«, d. h. das Verdecken eines Reaktionsrohres durch ein anderes.
Außerdem entstehen hierbei keinerlei Umweltbelastungen in Form von Stickoxiden, Kohlenmonoxid und Schwefeldioxid, wie sie bei konventionellen Brennern auftreten.
Die Strahlwände können aus feuerfesten keramischen oder metallischen Materialien bestehen. Die Reaktionsrohre können konzentrisch oder in Rasterformen angebracht sein.
Die Abbildung zeigt schematisch einen Querschnitt durch einen beispielhaften erfindungsgemäßen Rohrofen. Dieser Rohrofen besteht aus einer Heizkammer (1) mit entsprechender ausgemauerter Heizkammerwand (2). In dieser Heizkammer (1) sind keramische Rohre (3) angeordnet, in denen die Blausäureherstellung nach dem BMA-Verfahren stattfinden soll. Die Energiezufuhr erfolgt über elektrische Heizelemente (4) an der Innenseite der Heizkammerwand (2) und über elektrische Heizelemente (5) in der Heizkammermitte, die vor einer rohrförmigen Strahlwand (6) angebracht sind.
Ebenfalls ist die Innenseite der Heizkammerwand (2) als Strahlwand (7) ausgebildet. Einzelne Heizelemente (8) befinden sich auch zwischen den keramischen Rohren (3).

Claims

Mit einem solchen Rohrofen erhält man bei der Blausäureherstellung beispielsweise eine Umsatzsteigerung von 81 auf 85%, bezogen auf den Ammoniakeinsatz, bei einer Reduzierung des Energieeinsatzes von 1 x 106 kcaV100 kg HCN auf 0,8 x 106 kcal/100 kg HCN.