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Ofen, insbesondere für die Spaltung von Öldämpfen Die Erfindung bezieht
sich auf tiefen, insbesondere solche, die zur Spaltung von dämpfen dienen.
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Es sind Öfen dieser Art bekannt, bei denen die Retorten einen fortlau£enden,
schräg auf-bzw. absteigenden Kanal bilden. Bei diesen bekannten Anordnungen bleiben
die Zwischenräume zwischen den auf und ab steigenden Kanalteilen unausgenutzt. Dieser
überstand wird nun dadurch beseitigt, daß die Retorten in mehreren Kanälen parallel
geschaltet und nach Art einer mehrgängigen Schraube übereinander angeordnet sind.
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Ein weiteres Merkmal des neuen Ofens besteht darin, daß die Retorten
bzw. die Kanäle rechteckigen Querschnitt besitzen. Hierdurch wird gegenüber Retorten
mit kreisförmigem Querschnitt der einen einwandfreien Betrieb gewährleistende Vorteil
der gleichmäßigen Heizung der Retorten sowie der höheren Festigkeit und Widerstandsfähigkeit
gegen Deformierungen infolge Temperaturänderungen erzielt.
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Gemäß der Erfindung sind ferner die oberen Wände der Retortenkanäle
zweckmäßig wärmeisoliert. Hierdurch wind ein Temperaturausgleich in den einzelnen
Kanälen erzielt und dadurch die Aufspaltung der leichten Dämpfe besser vermieden,
die an der oberen Wandung vorbeistreichen.
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Die Zeichnung veranschaulicht den neuen Ofen.
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Abb. I zeigt in schematischer Darstellung den Ofen mit Heizretorte
und Expansionskühlapparat im Vertikalschnitt.
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Abb. 2 ist eine schaubildliche Ansicht der Retortenanordnung.
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In den untersten Abschnitt der Retorte der Abb. I treten Kohlenwasserstoffe
ein, die z. B. in Kessel A aus rohen Kohlenwasserstoffen oder Kohlenwasserstoffrückständen.
wie Masut, schweren Steinkohlenölen, Torf, Petroleum, Schiefer, Lignit und ähnlichen
Produkten, durch Erhitzen erzeugt werden oder aus einem beliebigen Verdampfer kommen
können. Der Heizkessel A kann ein beliebiger Kessel oder ein Röhrenkessel, Schlangen
roh rkessel mit oder ohne Zyklonvorrichtung usw. sein. Die Verdampfung des Kohlenwasserstoffes
kann auch durch plötzliche Verdampfung der in die untersten, genügend erhitzten
Retortenabschnitte eintretenden Flüssigkeit erhalten werden. In der Retorte B, die
weiter unten näher beschrieben werden wird, erfolgt die Spaltung der Kohlenwasserstoffe,
die durch die Regelungskammer C und die Leitung D in den oberen Teil eines ersten
Expansionsldihlers E übertreten.
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Aus dem unteren Ende des Expansionsapparates
treten
die kondensierten Schweröle aus. Man kann sie durch I6 in den Kessels zurückleiten
oder andenveitig verwerten. Die 1- und Benzindämpfe treten bei I7 aus und werden
in einen oder mehrere Kühler geleitet.
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Entsprechend dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Heizretorte
B aus einer Reihe von Abschnitten I, die in der Wandung 2 des Ofens lagern und mehrere
fortlaufende Kanäle bilden. Diese parallel zueinander verlaufenden Kanäle werden
erfindungsgemäß nach Art einer mehrgängigen Schraube übereinander angeordnet, wie
unten näher erläutert wird. Allen Kanälen wird das Ausgangsgas durch Leitung 4 zugeführt;
ebenso münden sie in eine gemeinsame Leitung 9, die das Gas nach Kammer C leitet.
Der Querschnitt der Retortenabschnitte ist beliebig; findet zweckmäßigerweise rechteckiger
Querschnitt Verwendung, so wird die größere Schnittachse senkrecht gestellt, wodurch
die Retortenabschnitte die Gestalt von widerstandsfähigen Balken erhalten. Durch
diese Anordnung der Retortenabschnitte werden die früher gebildeten Zwischenräume
zwischen den Retortenabschnitten voll ausgenutzt. Die einzelnen Retortenabschnitte
sind unter sich durch Rohrbögen 3 verbunden, so daß die einzelnen Abschnitte, vom
Eintritt der Dämpfe bei 4 bis zum Austritt aus dem Ofen bei 5, eine zusammenhängende
einheitliche Retorte großer Länge bilden, die in der Höhe einen nur geringen Raum
einnimmt.
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Die Verbindungsstücke 3 sind zur Vereinfachung der Darstellung des
Gesamtofens in senkrechter Stellung gezeichnet. In Wirklichkeit ist die Verwendung
aufrechter Verbindungsstücke bei der neuen Anordnung der Retorten fast ausgeschlossen.
Die Verbindungsrohre 3 können, wie in Abb. I gezeigt ist, außerhalb des Ofenkörpers
liegen. Sie werden in diesem Falle gegen Wärme isoliert, behufs Vermeidung des Abkühlens
der Dämpfe. Man kann sie auch mit isolierten Hauben 3a überdecken, wie dies gestrichelt
angedeutet ist, die in passender Weise auf der Ofenwand befestigt werden, oder sie
auch im Innern eines Doppelmantels anordnen, um ein Luftkissen zu gewinnen, welches
Wärmeverluste verhindert. In diesem Falle müssen Öffnungen mit Verschlüssen vor
den betreffenden Verbindungsrohrstutzen im zweiten Mantel angebracht werden, um
die Reinigung und Füllung der Retorten abschn itte zu gestatten. Diese werden mit
Metallspänen oder anderem geeigneten Katalysiermaterial gefüllt, um die Spaltung
der Kohlenwasserstoffe zu beschleunigen. In die einzelnen Retortenabschnitte im
unteren Teile des Ofens kann man in vorteilhafter Weise ein Reinigungsmaterial einbringen,
z. B. eine Entschwefelungssubstanz.
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In den oberen Teil des Ofens mündet eine Heißgasl, eitung, die an
eine Vorfeuerung angeschlossen ist und die Gase von oben nach unten durch den Ofen
hindurchgeleitet. Ablenkwände 7 zwingen die Heißgase, die einzelnen Retortenabschnitte
in ihrer Längsachse im Gegenstrom zu den Kohlenwasserstoffdämpfen zu bestreichen.
Bei ihrem Austritt aus dem Ofen bei 8 werden die verbrannten Gase zwecks Ausnutzung
der in ihnen noch enthaltenen Wärme um den Heizkessel A oder um einen beliebig anderen
zu beheizenden Behälter herumgeleitet.
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Eine Regelungskammer C liegt im oberen Ende des Ofens. In der Nähe
des Bodens dieser Kammer mündet die Leitung g ein, die sie mit dem obersten Retortenabschuitt
in Verbindung setzt. Aus dem oberen Teile der Kammer C zweigt an gegenüberstehender
Stelle ein Rohr D ab, welches die Kammer mit dem ersten ExpansionskühlerE verbindet.
Die Kammer C ist ebenfalls mit Metallspänen oder einer anderen Katalysiersubstanz
gefüllt und bedarf keiner Beheizung. Gegebenenfalls kann man den Teil 10 des Ofens.
der zwischen der Kammer C und dem. obersten Retortenabschnitt liegt, gegen Wärme
isolieren. Ein Rückleitungsrohr IOa gestattet die Entleerung der flüssigen Kondensate
aus der Kammer C.
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Die Arbeitsweise der Einrichtung des Ofens und der Regelungskammer
ist folgende: Die Dämpfe treten in das untere Ende der Retorte bei einer Temperatur
von beispielsweise 300 bis 4000, wenn es sich um Leuchtöl handelt. Die Dämpfe steigen
dann langsam in der Retorte hoch und erreichen nach und nach ungefähr 5000, so daß
örtliche überhitiungen vermieden werden.
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Die Spaltung der Kohlenwasserstoffe erfolgt somit sehr langsam, und
da die Metallspäne oder andere Katalysatoren in hestimmten Fällen so eingebracht
werden können, daß sie in den einzelnen Retortenabschnitten im oberen Teil einen
freien Längsraum bestehen lassen, so steigen die leichteren und heißeren Dämpfe
sehr rasch nach oben, während die schweren Dämpfe länger im unteren Teile der Retortenabschnitte
sich aufhalten und in inniger Berührung mit den Katalysatoren bleiben.
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Man kann nun in bestimmten Fällen die Ausbeute erhöhen, wenn man
die obere Wandung der einzelnen Retortenabschnitte isoliert, so daß nur ihre unteren
und seitlichen Wandungen erhitzt werden.
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Gemäß der Erfindung kann die Retortenanordnung beliebig viele in
der gezeigten Art liegende Kanäle enthalten. Die Anordnung
der Kanäle
im Ofen läßt sich anschaulich mit den Windungen einer mehrgängigen Schraube vergleichen.
Die Anordnung dreier Kanäle ist beispielsweise in Fig. 2 dargestellt. Die Vrerbindungsstücke
zwischen den Retorten, in Fig. I mit 3 bezeichnet, werden erfindungsgemäß horizontal,
wie in Fig. 2 dar gestellt, oder schräg angeordnet.
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Der Ofen kann vielmehr für alle Arten von Anlagen benutzt werden,
also nicht ausschließlich zur Spaltung der Kohlenwasserstoffe, sondern auch zur
Destillation sowie für andere physikalische oder thermochemische Zwecke. Der Ofen
kann auch zur Wärmebehandlung aller Dämpfe und Gase benutzt werden, z. B. zur Behandlung
von'Destillationsdämpfen während der Temperaturabfallperiode; in diesem Falle gehen
die Dämpfe von oben nach unten. Auch kann man den oder die Katalysatoren an Ort
und Stelle regenerieren, wenn man durch die Anlage passende Stoffe hindurchschickt,
z. B. Luft, Wasserdampf, organische Säuren u. dgl.
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PATNTANSRCH: I. Ofen, insbesondere für die Spaltung von Oldämpfen,
mit schräg auf- bzw. absteigenden, einen fortlaufenden Kanal bildenden Retorten,
dadurch gekennzeichnet, daß die Retorten in mehreren Kanälen parallel geschaltet
und nach Art einer mehrgängigen Schraube übereinander angeordnet sind.