DE606771C - Verfahren zum Betrieb der Vorrichtungen zur regenerativen Fuehrung von Reaktionsraumbeheizungen - Google Patents

Description

• Verfahren zum Betrieb der Vorrichtungen zur regenerativen Führung von Reaktionsraumbeheizungen Zusatz zum Patent 558 745 Im Hauptpatent 558 745 ist eine Vorrichtung zur regenerativen Führung von Reaktionsraumbeheizungen dargestellt, die zur Durchführung von Gas reaktionen bei hohen Temperaturen, inbesondere bei Reaktionen mit hohem Wärmeverbrauch, dient. In dieser sind vier Regeneratoren derart zueinander angeordnet, daß die durch je zwei dieser Regeneratoren zweckmäßig mit unabhängig wechselll, der Strömungsrichtung geführten Gasströme sich kreuzen. An der Kreuzungsstelle befindet sich ein zweiräumiger Wärmeaustauscher, in dem die für die Reaktion notwendige Wärme vom Heizgas auf das Reaktionsgas übertragen wird. In dem Zusatzpatent 56o 684 wird der zweiräumige Wänneaustauscher durch einen Querstromblock aus einem gut wärmeleitenden und gut temperaturbeständigen Material gebildet, der mit Querbohrungen und Längsbohrungen für die einzelnen Gasarten versehen ist, wobei gleichzeitig eine evtl. automatisch geregelte Zusatzheizung Verwendung finden kann. Bei Umsetzungen in den genannten Vorrichtungen bietet bei hohen Temperaturen die Auswahl geeigneten Materials Schwierigkeiten. Dies gilt besonders, wenn zwischen Heizraum und Reaktionsraum Druckunterschiede vorhanden sind, wie es bei Umsetzungen bei vermindertem oder erhöhtem Druck der Fall ist.
• Metalle und Legierungen sind beispielsweise bei Temperaturen über 1000 in den meisten Fällen weder genügend fest noch chemisch widerstandsfähig. Bei Verwendung von hochfeuerfesten Materialien findet dagegen übertritt des Gases aus dem Heizraum in den Reaktionsraum statt, da es bisher nicht gelungen ist, keramische Materialien derart zu verarbeiten, daß sie auf die Dauer bei den hohen Temperaturen praktisch undurchlässig bleiben. Hierdurch erfolgt entweder eine Vermischung des Reaktionsgases mit unerwünschten Bestandteilen, oder es tritt eine Verminderung der Ausbeute ein.
• Es wurde gefunden, daß auch ga&durchlässige Materialien als Baustoffe für den zweiräumigen Wärmeaustauscher Verwendung finden können, wenn in den getrennten Räumen, in denen die Reaktion bzw. die Heizung ! erfolgt, gleiche oder nur wenig ver schiedene Drucke aufrechterhalten werden.
• Die genannte Maßnahme gestattet die Verwendung hochfeuerfester Materialien für die Durchführung von Reaktionen in dem zweiräumigen MTärmeaustauscher.
• Es ist zwar bekannt, in zweiräumigen Wärmeaustauschern beiderseits einen gleichen oder fast gleichen Druck aufrechtzuerhalten.
• Doch ließ sich diese Maßnahme nicht ohne weiteres auf ein Verfahren zur regenerativen Führung von Reaktionsraumbeheizungen unter Anwendung von Unterdruck übertragen, da die Aufheizung eines Raumes durch Verbrennung von kohlenwasserstoffhaltigen Gasen unter Anwendung eines großen Vakuums bislang nicht bekannt war. Erst durch die Erkenntnis dieser Möglichkeit, einen Verbrennungsraum bei hohem Vakuum mit brennbaren Gasen aufzuheizen, war man in der Lage, sowohl im Heizraum wie im Reaktionsraum einen gleich hohen Unterdruck anzuwenden. Man kann mit dem Vakuum im Reaktions- wie im Heizraum des zweiräumigen Wärmeaustauschers auf 111o Atm. oder noch darunter herabgehen. Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, um jeden übertritt von Heizgas in den Reaktionsraum zu verhindern, in letzterem einen etwas, beispielsweise um mehrere Millimeter höheren absoluten Druck als im Heizraum zu halten.
• Die Aufrechterhaltung des gleichen Druckes im Reaktionsraum wie im Heizraum bzw. die gewählte Drudcdifferenz kann mit den dafür bekannten Mitteln geschehen. Insbesondere können hierfür alle geeigneten Maßnahmen zur automatischen Druckregelung Anwendung finden.
• Das beschriebene Verfahren dient beispielsweise für die Umsetzung von Kohlenwasserstoffen mit Wasser, Kohlensäure, ungenügenden Mengen Sauerstoff oder sauerstoffhaltigen Gasen. Es ist besonders geeignet für die praktische Durchführung der kurzzeitigen Erhitzung von Methan oder anderen aliphatischen Kohlenwasserstoffen, vornehmlich auf Temperaturen über 10000, wobei ein mehr oder weniger großer Teil der Kohlenwasserstoffe in kohlenstoffreichere Kohlenwasserstoffe und Wasserstoff aufgespalten wird. Es dient darüber hinaus zur Durchführung von Gas reaktionen beliebiger Art, besonders solcher, die einen hohen Wärmeverbrauch haben.
• Bei der Überführung von Methan in Benzol bzw. von Methan in Acetylen sind für die Ausbeute die Faktoren Aufenthaltsdauer, Temperatur und Druck von ausschlaggebender Bedeutung. Bei kontinuierlichem Betrieb ist die Konstanthaltung und dieReguliermöglichkeit dieser Faktoren bedeutend leichter und d sehr viel exakter als bei einem diskontinuierlichen Betrieb, bei dem der Reaktionsraum nach bestimmten Reaktionsperioden zunächst wieder aufgeheizt werden muß.

Claims (2)

1. Die Temperatur kann in letzterem Falle nur eine mittlere Temperatur sein, der Druck muß sich nach Öffnen des Reaktiongasventils zunächst einspielen. Das Rauchgasvolumen, welches nach Beendigung der Aufheizperiode im Reaktionsraum ist, muß durch das Reaktionsgas herausgespült werden und verdünnt teilweise das Reaktionsgas. Bei gleicher Größeneinheit des Ofens ist die Durchsatzmöglichkeit bzw. die Leistung des Ofens annähernd die doppelte, da die Heizperiode ungefähr die gleiche Zeit in Anspruch nimmt als die Reaktionszeit.

   PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zum Betrieb der Vorrichtung zur regenerativen Führung von Reaktionsraumbeheizungen nach den Patenten 558 745 und 560 684 unter Verwendung von feuerfestem, keramischem Material als Baustoff für den zweiräumigen Wärmeaustauscher, dadurch gekennzeichnet, daß in den getrennten Räumen, in denen die Reaktion bzw. die Heizung erfolgt, ein gleich hoher bzw. nur wenig voneinander verschiedener Unterdruck bis zu 111o Atm. oder darunter verwendet wird, wobei gegebenenfalls beliebige Maßnahmen zur automatischen Druckregelung benutzt werden, um den Druck bzw. eine Druckdifferenz in gewünschter Höhe zu halten.
2. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß im Reaktionsraum ein etwas höherer absoluter Druck als im Heizraume herrscht.