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Verfahren zur Druckwärmespaltung von Kohlenwasserstoffen. Es ist bekannt,
Kohlenwasserstoffe durch Einwirkung von Druck und Wärnie zu spalten. Die Kohlenwasserstoffe
werden unter Druck erhitzt, und es ist auch schon vorgeschlagen worden, das Heizmittel
im Innern der Retorte unterzubringen.
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-Nach der vorliegenden Erfindung durchzieht ein Heizrohr die Spaltkammer,
und die durch das Heizrohr hindurchziehenden Gase erwärmen die Temperatur des Öles
in der Spaltkammer, ohne mit ihm unmittelbar in Berührung zu komme" auf Spaltteinperatur.
Bei dieser Druckwärmespaltung werden nicht nur flüssige, sondern auch feste Spaltprodukte
aus dem Ausgangsmaterial ausgeschieden, und nach dem vorliegenden Verfahren werden
nun diese festen Spaltungsprodukte, welche sich auf dem Heizrohr absetzen könnten,
Kohle, Ruß o. dgl., fortwährend durch rotierende Schater entfernt. Durch Reinerhalten
der Oberfläche des Heizrohres wird also das Verfahren kontinuierlich. Das Heizrohr
wird vollständig von den zu behandelnden Flüssigkeiten hespült, und ihre Außenfläche
ist in beträchtlichem Abstand vom Boden des Kessels. Die Schaher oder Kratzen, welche
auf diese Außenfläche des Heizrohres einwirken, sind in einem Gestell angeordnet,
das um das Heizrohr herum in Drehung versetzt wird, so daß die ganze Länge des Heizrohres
beständig auf der Außenseite gereinigt wird. Mit dem Bode;iteil der Reaktionskammer
ist eine Ableitung verbunden, durch die die auf den Boden fallenden Rückstände nach
einem Sammelbehälter geleitet ,verden können.
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Die Zeichnungen stellen eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens dar: Abb. i ist ein teilweiser Schnitt einer Spaltvorrichtung
dieser Art, Abb. 2 ist in größerem ' Maßstabe ein Längsschnitt durch die
Reaktionskammer, Abb. 3 ist in größerem Maßstabe ein Querschnitt durch die
Kammer, und Abb. 4 zeigt iii demselben Maßstab Teile nahe dem einen Längsende der
Vorrichtung [in Schnitt. Eine langgestreckte Reaktionskammer A
wird von Stützen
i in nahezu wagerechter Lage gehalten, und diese Kammer hat bei 2 einen Auslaß für
die Dämpfe und bei 3 einen Stutzen, durch welchen frisches zu behandelndes
Öl eingeleitet werden kann. Im Innern dieser Kammer ist eine wagerechte Röhre
4 angeordnet, und die Befestigung dieser Röhre erfolgt nach Abb. 4 dadurch, (-laß
sie an eine Flansche eines gegossenen Ringes 5 angeschlossen ist, wobei der
gegossene Ring selbst mit der Endwand der Kammer fest verbunden ist. Die Röhre 4
befindet sich unter dem Flüssigkeitsspiegel, der im Innern der Kammer aufrechterhalte
i wird, und die Außenfläche der Röhre steht also überall in Berührung mit der Flüssig
keit.
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An dem einen Ende schließt sich an diese Röhre 4 eine Heizkammer
6 an (Abb. i), während ein Abzug bei 7 die Verbrennungsgase aufnimmt.
Kränze oder Stutzen 8 sind in die Enden der Röhre 4 eingesetzt, um diese
Enden gegen Berührung mit der Flamme und den beißen Gasen zu schützen. In der Verbrennungskammer
6 sind Brenner 9 angeordnet, um die heißen Gase durch die Heizkammer
6 und die Röhre 4 einzuschicken.
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Diese innere Röhre 4 ist also der starken Hitze durch die Flamme ausgesetzt,
und die heißen Gase, welche von dem Brenner 9 herrühren, werden benützt,
um Hitze an der Außenfläche dieser Röhre auf das 01 in der Reaktionskammer
zu übertragen. Eine Übertragung der Hitze gegen den Boden- der Kammer hin ist nicht
notwendi-; vorzu-sweise wird die Außenfläche der Kammer A
durch den Überzug
io aus hitzeisolierendem Material abgedeckt (Abb. i).
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Die Entfernung des Rückstandsmaterials oder Ansatzes von der Außenfläche
der Röhre 4 kann auf beliebige Weise stattfinden. In der dargestellten Ausführungsform
ist ein Gestell 0 angeordnet, das an beiden Enden Zahnkränze i i besitzt.
Die innere Kante dieser Kränze ruht auf Rollen 12, welche vorzugsweise in dem gegossenen
Ring 5 durch entsprechend ausgebildete Zapfen getragen
werden.
Die beiden Zabnringe i i werden k# miteinander durch lange Stäbe 13 verbunden, und
diese Stäbe wiederum sind nach Abb. 2 durch schräg verlaufende Streben 14 versteift.
Die Scbabe- oder Kratzvorrichtungen i # mögen als Blechflügel ausgebildet sein,
die an ihren Außenrändern mit den Stangen 13 verbunden sind und mit ihre.i inneren
Kanten auf der Außenfläche der Röhre 4 aufruhen (Abb. 3). Um den Eingriff
dieser Schabekanten auf die Röhre 4 zu verbürgen, sind Federn 16 zwischen die Bleche
15 und die Stangen 13 eingeschaltet, und die Kratzblech,-greifen also nachgiebig
auf die Röhre 4 ein. Die verzalinten Ringe ii sind konzentrisch zur Röhre 4, und
da die Stangen 13 und Kratzen i_5 von den Ringe, unterstützt werden, so werden
bei einer drehenden Bewegung der Ringe die Kratzen in einem Kreispfad um die Außenfläche
der Röhre 4 lierumbewegt. Nach Abb. 3 sind vier solcher Kratze--ansätze angeordnet,
und auf den verschiedenen Stangen 13 sind diese Kratzen zueinander versetzt, so
daß bei der Drehung des Gestelles die ganze Oberfläche der Röhre4 bearbeitet wird.
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Um diese Abkratzvorrichtung in Drehung zu versetzen, ist im Innern
der Reaktionskammer an jedem Ende ein Ritzel 17 in Eingriff mit dem verzahnten Ring
ii angeordnet. Diese Ritzel sind auf einer Welle 18 befestigt, von welcher ein Ende
in dem La,-er ig (Abb. 4) unterstützt ist, während (las andere Ende sich durch eine
Stopfbuchse 2o (Abb. i) erstreckt. -Nahe der letzteren ist auf dem herausragenden
Ende ein Zahnrad 21 befestigt, damit die Welle gedreht werden kann. Im Innern der
Kammer --1 befindet sich ferner zur Unterstützung der Welle 18 zwischen ihren
Enden ein Hängelager 22, das von einer langen Schiene 23 getragen wird, die
wieder an den Endeu der Kammer befestigt ist.
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Um für die Entfernung der Rückstände aus der Reaktionskammer Sorge
zu tragen, ist bei 24 ein Behälter angeordnet, der bei 25
einen durch das
Ventil 26 beherrschten Auslaß besitzt. Eine Rückstandsleitung 27 entleert
in diesen Behälter und ist mit Zweigröhren versehen, -%velche an verschiedene Stellen
der Reaktionskammer einmünden. Diese Zweigröhren sind mit Ventilen 28 ausgerüstet,
und in der Leitung 27 selbst ist ein zusätzliches Ventil :2--) vorhanden.
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Befindet sich die Vorrichtung in Gebrauch, so wird der Inhalt der
Kammer unter einem bestimmten Druck, beispielsweise 5,6 kg pro Ouadratzentimeter,
erhalten. Der kohlenstoffhaltige Rückstand kann dann leicht entfernt werden, ohne
daß eine Erniedrigung dieses Druckes notwendig ist. Wird das Auslaßventil
26 geschlossen, um Entfernung der Flüssi-ZD ZD keit unter Druck aus der Rückstandkammer2,4
zu verhindern, so können die Ventile 28 und 29 geöffnet werden, und dann
geht der Rückstand aus dem Boden der Reaktionskammer durch den in. dieser Kammer
aufrechterhalteren Druck in die Ableitröhre :27 über. Diese Abflüsse des Rückstandes
werden so lange -stattfinden, bis der Druck in der Kammer 24 gleich ist dem Druck
in der Reaktions kammer. Dann werden die Ventile 28 und 2-9 geschlossen,
und das Ventil.26 wird geöffnet, um den Rückstand aus der Kammer 24 entfernen zu
können.
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Der Druck in der Reaktionskammer hängt natürlich von der Beschaffenheit
des Kohlenwasserstoffes ab, der behalten werden soll. Ein Durchschnittsdruck von
5,6 kg pro Otiadratzentimeter ist wünschenswert, und die Temperatur wird
auf einer Höhe erhalten, um Destillation unter dem betreffenden Druck herbeizuführen.
Eine solche Temperatur ist beispielsweise eine Temperatur von 370 und
430' C. Die Destillation, die unter diesen Umständen stattfindet,
zersetzt die schweren Kohlernvasserstoffe, die sich in der Reaktionskanimer befinden
und die beständig unter Druck durch den Einlaß 3 eingedrängt werden können.
Gleichzeitig findet eine beständige Abströmung der leichten Kohlenwasserstoffe durch
die Dampfleitung 2 statt, und gleichzeitig oder in Zwischenräumen el mag auch die
Entfernung der Rückstände durch die Ventile 28 und :29 besorgt werden. jedenfalls
ist das Verfahren ein fortlaufendes, und das ganze System ist verhältnismäßig einfach
und liegt beständig unter der Überwachung des Arbeiters. Natürlich sind jene zusätzlichen
Vorrichtungen vorhanden, die von anderen Destillationsvorrichtungen be-
i
kannt sind. Dazu gehören die Kondensatoren, Dephlegmatoren, Regelventile
u. dgl.
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Es geht aus dem Obigen hervor, daß die Flammenröhre 4 vom Boden der
Reaktionskammer getrennt ist, um so die Ansammlung j der Rückstände an Punkten zu
, gestatten, die in größerer Entfernung von der Röhre selbst liegen. Die
Kratzen, welche auf die Außenfläche der Röhre einwirken, mögen beständig gedreht
werden, um dieses Rückstands material zu entfernen und es durch Schwerkraft an eine
Stelle zu bringen, wo es die Übermittlung von Hitze auf das 01 in keiner
Weise beeinträchtigt. Auch wird etwa diese Rückstandsmasse nicht etwa umgerührt
oder 1
-selbst bewegt, wenn infolge der Erhitzung des Öles letzteres im Kreislauf
eintreten sollte. Das Öl, das sich in Berührung mit der Außenfläche der Flammenröhre
4 befindet, geht natürlich beständig nach oben- und wird durch 1
verhältnismäßig
kühles 01 ersetzt, so daß gewissermaßen die ganze Olmasse auf einer
hohen
Temperatur durch die von der Außenfläche der Flammenröhre herrührende Hitze erhalten
wird.
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Uni Angaben über die Größe eines ge-
brauchten Versuchsapparates
zu geben, sei nachfolgendes angeführt. Die Kammer A
hatte einen Durchmesser
von ungefähr 2,in und eine Länge von 6m. Die Flammenröhre hatte einen Durchmesser
von 5o cm. B#i der Behandlung von Gasöl oder Heizöl zur Herstellung von Brennstoffen
mit einem Endpunkt von weniger als :238' wurde der Inhalt der Kammer auf
einer Temperatur bis zu 4300 erhalten, und gleichzeitig wurde der Druck auf
5,6 kg pro Ouadratzentimeter fest-,gesetzt. Der Spiegel Jes Öles in der Kammer
befand sich über der Flammenröhre 4, ungefähr wie in Abb. 3 gezeigt.
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Zur Erleichterung der Reinigung hatte die Reaktionskammer ein Mannloch,
das bei 30
durch einen Deckel abgeschlossen war.