DE646833C

DE646833C - Device for controllable internal and external heating of vertical reaction rooms

Info

Publication number: DE646833C
Application number: DES117633D
Authority: DE
Original assignee: FRIEDRICH SOMMER DR ING
Current assignee: FRIEDRICH SOMMER DR ING
Priority date: 1935-03-21
Filing date: 1935-03-21
Publication date: 1937-06-23

Description

Vorrichtung zur regelbaren Innen- und Außenbeheizung von senkrechten Reaktionsräumen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Beheizen von Reaktionsräumen. Außer für die Ent- und Vergasung sowie beim Spalten von Kohlenwasserstoffen ist das Verfahren für Ofen der chemischen Industrie und des Hüttenwesens bestimmt, wenn es sich darum handelt, feste Körper bei hoher Temperatur mit Gasen zu behandeln, z. B. Erze zu sintern oder aufzuschließen, Kontaktstoffe herzustellen, in ununterbrochenem Betriebe Eisenteile zu tempern oder zu zementieren, Mineralfarbstoffen durch Behandeln mit Gasen oder. Dämpfen andere Farbtöne zu geben und für andere technische Vorgänge, bei denen zonenweise bestimmte Wärmegefälle eingehalten werden müssen.Device for controllable internal and external heating of vertical Reaction chambers The invention relates to a method for heating reaction chambers. Except for degassing, gasification and cracking of hydrocarbons the procedure for furnaces of the chemical industry and metallurgy is determined if it is a matter of treating solid bodies with gases at high temperatures, z. B. to sinter or digest ore, to produce contact materials, in uninterrupted Operations to temper or cement iron parts, mineral pigments by treating with gases or. To give dampening other colors and for other technical processes, where specific heat gradients must be maintained in zones.

Es ist bekannt, zwei oder mehr Kammern zusammen arbeiten zu lassen unddurch Rohrleitungen zu verbinden. Die Kammern werden hierbei entweder einzeln oder zusammen gemeinsam beheizt. Es ist auch nicht neu, jeder Kammer mehrere auch einzeln einstellbare Heizräume zuzuteilen. Bekannt ist schließlich, die Zusammensetzung der Gase durch Erwärmung in besonders beheizten Kanälen zu ändern.It is known to have two or more chambers work together and to be connected by pipelines. The chambers are either individually or heated together together. It is not new either, and there are several in each chamber Allocate individually adjustable boiler rooms. Finally, what is known is the composition to change the gases by heating in specially heated ducts.

Zweck der. Erfindung ist es, Reaktionsräume, die über- oderkund nebeneinanderliegen, einzeln für sich beheizen zu können, ihnen dabei gas- oder dampfförmige Reaktionsmittel zuzuführen oder aus ihnen gas-oder dampfförmige Erzeugnisse abzuziehen sowie Gase oder Dämpfe von einem Reaktionsraum in einen anderen zu überführen und darin zu verteilen, indem zwischen den Stufen und innerhalb der Heizzüge der Stufen Kanäle angeordnet sind, welche innerhalb einer oder zwischen mehreren Stufen die. Reaktionsräume miteinander verbinden. Es werden also durch die an die Reaktionsräume angeschlossenen Kanäle Gase, Dämpfe o. cl.-1. diesen entzogen bzw. zugeführt, wobei die Kanäle gleichfalls zwischen den einzelnen Beheizungssystemen liegen, so daß die in ihnen strömenden Gase darin erhitzt werden.Purpose of. The invention is to be able to heat reaction spaces that are above or next to each other individually, to supply them with gaseous or vaporous reactants or to withdraw gaseous or vaporous products from them and to transfer gases or vapors from one reaction space to another and therein to distribute by arranging ducts between the stages and within the heating flues of the stages, which ducts are arranged within one or between several stages. Connect reaction spaces with one another. There are gases, oh so by the devices connected to the reaction chambers channels vapors. Cl.-1. these are withdrawn or supplied, the channels also lying between the individual heating systems, so that the gases flowing in them are heated therein.

Um die einzelnen Reaktionsräume nach Bedarf beheizen zu können, ohne die über oder neben ihnen gelegenen zu beeinflussen, sind nach der Erfindung zwischen den Beheizungsstufen und zwischen den Reaktionsräumen in waagerechte und senkrechte Zwischenkanäle angeordnet. Diese Zwischenkanäle 1iahen außer der isolierenden Wirkung den Vorteil, daß durch sie in beliebiger Richtung Gase, Dämpfe u. dgl. aus einem Reaktionsraum zum anderen und aus einer Stufe zur anderen in fallender oder steigender Richtung geführt werden können, ohne daß sie sich auf ihrem Wege abkühlen, was bei der sonst erforderlichen Überführung durch außenliegende Rohrleitungen oder in der Außenwand verlaufende Kanäle unvermeidlich ist.In order to be able to heat the individual reaction spaces as required, without to influence those above or next to them are, according to the invention, between the heating levels and between the reaction spaces in horizontal and vertical Arranged between channels. These intermediate channels do not only have an insulating effect the advantage that gases, vapors and the like from one Reaction space to the other and from one stage to the other in decreasing or increasing Direction can be guided without them cooling down on their way, which is at the otherwise necessary transfer through external pipelines or in the External wall running channels is inevitable.

Bei den Reaktionskammern, die meist rechteckigen Querschnitt haben und in Gruppen mit den Längsseiten aneinandergebaut werden, wurden die Gase usw. bisher durch die von außen zugängliche Schmalseite zu-oder abgeführt, wobei naturgemäß die dieser Schmalseite nahe liegenden Teile des Inhaltes der Kammer bevorzugt behandelt wurden, während die tiefer liegenden Teile zurückblieben. Der Tiefenausdehnung der Reaktionsräume waren daher recht enge Grenzen gezogen. Durch die Anordnung der Zwischenkanäle zwischen den Beheizungsstufen nach der Erfindung ist es zum ersten Male möglich, völlig unbehindert .die Längsseiten der Reaktionsräume für die Zuführung von gas- oder dampfförmigen Reaktionsmitteln zu benutzen und diese besser und gleichmäßiger über den ganzen Querschnitt zu verteilen. Hierdurch wird- der @N'irkungsgrad der Reaktionskammern wesentlich verbessert.With the reaction chambers, which usually have a rectangular cross-section and are built in groups with the long sides side by side, the gases etc. hitherto through the narrow side accessible from the outside or removed, whereby naturally those of this Narrow side parts of the contents of the chamber lying close were given preferential treatment, while the deeper parts were left behind. Of the The depth of the reaction spaces was therefore very narrow. By the arrangement of the intermediate channels between the heating stages according to the invention it is possible for the first time, completely unhindered .the long sides of the reaction spaces to use for the supply of gaseous or vaporous reactants and these to be distributed better and more evenly over the entire cross-section. This will- the efficiency of the reaction chambers is significantly improved.

Auch die Weiterleitung der, Gase ermöglicht durch die Anwendung von Zwischenkanälen die Bestreichung der langen Kammerseiten, das Anbringen größerer Durchgangsquerschnitte und kürzerer Gaswege. Gerade bei Gasen, die mit der Füllung des Reaktionsraumes nicht reagieren sollen, ist ein möglichst kurzer Weg und eine möglichst geringe Berührungsdauer erwünscht, die erst durch Zwischenkanäle und die hierdurch bedingte günstige Abführungsmöglichkeit erreicht werden.The forwarding of the gases is also made possible by the use of Between channels, the coating of the long sides of the chamber, the attachment of larger ones Passage cross-sections and shorter gas paths. Especially with gases that come with the filling of the reaction chamber should not react, is the shortest possible route and one The shortest possible contact time is desired, which only occurs through the intermediate channels and the This means that favorable discharge options can be achieved.

Sollen die abgeführten Gase usw. in einem höher oder tiefer gelegenen Teile der Reaktionsräume wieder verwendet oder eine Abkühlung v eriniedert oder eine höhere Temperatur erreicht werden, kann der waagerechte Abführungskanal mit dem höher oder tiefer gelegenen waagerechten Kanal durch einen senkrechten Zwischenkanal verbunden werden, der zwischen den Beheizungssystemen verläuft.Should the discharged gases etc. be in a higher or lower located Parts of the reaction chambers reused or reduced or cooled down a higher temperature can be reached, the horizontal discharge channel with the higher or lower horizontal channel through a vertical intermediate channel that runs between the heating systems.

Soll dagegen während der Cberfülirung der Gase in eine andere Zone eine Anpassung an die Temperatur des Inhaltes der Reaktionsräume eintreten, so kann man den senkrechten Zwischenkanal wählen, der zwischen den Schmalseiten der Reaktionsräume verläuft. In allen Fällen bleibt der Vorteil erhalten, daß die Gase, Dämpfe o. dgl. in den gewünschten Temperaturzustand auf kürzestem Wege an das Reaktionsgut herangetragen werden.Should, however, be in another zone during the overfilling of the gases an adaptation to the temperature of the contents of the reaction spaces can occur choose the vertical intermediate channel between the narrow sides of the reaction spaces runs. In all cases, the advantage remains that the gases, vapors or the like. brought up to the reaction mixture in the desired temperature state by the shortest route will.

Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen Abb. i im Aufriß einen Schnitt durch die Reaktionsräume zweier Kammern, Abb. 2 im Seitenriß einen Schnitt C-D durch Abb. i mit den Heizungen 3, 4, 5 und den Zwischenkanälen 23, 26, 33, 37 und 4o, Abb. 3 im Aufriß einen Schnitt E-F durch Abb. 2 mit der Unterteilung der Heizräume in die Beheizungseinheiten 3/6, 4/7, 5/8 und mit den senkrechten Zwischenkanälen 37, 41 und 42, während Abb. 4 bis 7 Querschnitte a-a, ai-ai, b-b und c-c zu den vorangegangenen Abbildungen veranschaulichen.An embodiment according to the invention is shown in the drawing. Fig. I shows in elevation a section through the reaction spaces of two chambers, Fig. 2 in side elevation a section C-D through Fig. I with the heaters 3, 4, 5 and the intermediate channels 23, 26, 33, 37 and 4o, Fig. 3 in elevation, a section E-F through Fig. 2 with the subdivision of the boiler rooms into the heating units 3/6, 4/7, 5/8 and with the vertical intermediate channels 37, 41 and 42, while Fig. 4 to 7 cross sections a-a, ai-ai, b-b and c-c to illustrate the previous figures.

Von den als Beispiel gezeichneten übereinanderliegenden Kammern 9, 1o und I I bzw. 12, 13 und 14 besitzt jede drei Beheizungsstufen, so daß im ganzen sechs einzeln regelbare Beheizungsräume vorhanden sind.Of the superimposed chambers 9, 10 and II or 12, 13 and 14 drawn as an example, each has three heating levels, so that a total of six individually controllable heating rooms are available.

In dem gezeichneten Beispiel arbeiten die Reaktionsräume 13 und 14 zusammen. Die Beheizungsräume 7 und 8 (Abb. 3), sind auf gleiche Temperatur eingestellt. \atürlich kann auch jede andere Zusammenarbeit der Heizzüge getroffen werden.In the example shown, the reaction spaces 13 and 14 work together. The heating rooms 7 and 8 (Fig. 3) are set to the same temperature. Of course, any other cooperation between the heating flues can also be made.

Durch die Stutzen 38, die an die waagerechten Zwischenkanäle 33 angeschlossen sind (vgl. Abb. 1, 3 und 4), kann Gas aus dein Reaktionsraum 12 abgeführt werden, indem das Gas durch die Öffnungen 36 aus dem Reaktionsraum in die Kanäle übertritt und dann diesen folgt. In diesem Falle hat die Wand i des Reaktionsraumes 9, io keine Durchbrechungen,wie dies auf Abb. 4 im Schnitt dargestellt ist.Through the connection piece 38, which is connected to the horizontal intermediate channels 33 are (see. Fig. 1, 3 and 4), gas can be discharged from the reaction chamber 12, in that the gas passes through the openings 36 from the reaction space into the channels and then this follows. In this case, the wall i of the reaction space 9, io no breakthroughs, as shown in section in Fig. 4.

Die Abb.4 zeigt aber auch, daß die aus dem Rauen 12 austretenden Gase durch den senkrechten Kanal 37, der zwischen den Heizräumen verläuft, nach unten abgeführt werden können. Ob sie nun, wie aus Abb. 3 ersichtlich, durch den waagerechten Zwischenkanal 26 und den Stutzen 27 nach außen abgeleitet werden oder durch Kanal 37 und seine Verlängerung 42 bis nach unten oder durch Kanal 41 nach oben in einen andern waagerechten Zwischenkanal und durch diesen irgendeinem Reaktionsrauen zugeführt werden, hängt von dem Zweck ab, dein der Ofen und die einzelnen Reaktionsräume dienen sollen. Uni allen praktisch vorkommenden Fällen zu genügen, lassen sich die Zwischenkanäle und ihre Übergangsstellen entsprechend verbinden oder verschließen.However, Fig.4 also shows that the gases emerging from the rough 12 through the vertical channel 37, which runs between the boiler rooms, downwards can be discharged. Whether it now, as can be seen in Fig. 3, through the horizontal Between channel 26 and the nozzle 27 are diverted to the outside or through channel 37 and its extension 42 downwards or through channel 41 upwards into one another horizontal intermediate channel and fed through this to any reaction roughness depends on the purpose of the furnace and the individual reaction chambers should. Uni to meet all practically occurring cases, the intermediate channels and connect or close their transition points accordingly.

-Die Abb. 5 zeigt im Schnitt ae-ae als Abänderung des Schnittes a-a, daß ein waagerechter Zwischenkanal auch dazu dienen kann, Gas ohne Abkühlung in der gleichen Zone aus einem Reaktionsraum in einen anderen zu überführen. Hierbei stellen nicht nur die Üffnungen 36 eine Verbindung des Raumes 12, 13 mit den waagerechten Zwischenkanälen 33 her, sondern auch die Räume 9, i o werden durch die öffhungen 39 an dieselben Kanäle angeschlossen; die senkrechten Kanäle 37 werden verschlossen, und die Gase strömen nun im Sinne der Pfeile von 12, 13 nach 9, i o oder umgekehrt von 9, i o nach 12, 13 je nach den in den Kammern aufrechterhaltenen Druckgefällen. - Fig. 5 shows in section ae-ae as a modification of section aa that a horizontal intermediate channel can also serve to transfer gas without cooling in the same zone from one reaction space to another. In this case, not only do the openings 36 establish a connection between the space 12, 13 and the horizontal intermediate ducts 33, but also the spaces 9, 10 are connected to the same ducts through the openings 39; the vertical channels 37 are closed, and the gases now flow in the direction of the arrows from 12, 13 to 9, io or vice versa from 9, io to 12, 13 depending on the pressure gradient maintained in the chambers.

Aus Abb. i und dem Schnitte c-c in Abb. 7 ist weiterhin zu ersehen, daß der senkrechte Zwischenkanal 22 die Möglichkeit bietet, Gas von oben unter Vorwärmung dem waagerechten Zwischenkanal 23 und durch die Öffnungen 24 dem Reaktionsraum i i von unten zuzuführen. Selbstverständlich ist es auch möglich, daß der senkrechte Kanal 2,2 an irgendeinen anderen waagerechten Kanal oder an mehrere Kanäle gleichzeitig angeschlossen wird, damit die Gase, Dämpfe o. dgl. so irgendeinem -der gezeichneten sechs oder bei noch mehr Stufen und Kammern irgendeinem beliebigen Reaktionsraum oder einer Gruppe von Reaktionsräumen zugeführt werden können. Natürlich kann die Einleitung von Gasen in den Kanal 22 auch von unten oder von oben und unten gleichzeitig geschehen.From Fig. I and the section c-c in Fig. 7 it can also be seen that that the vertical intermediate channel 22 offers the possibility of gas from above with preheating the horizontal intermediate channel 23 and through the openings 24 feed the reaction chamber i i from below. Of course it is also possible that the vertical channel 2.2 to any other horizontal channel or to several Channels is connected at the same time, so that the gases, vapors or the like. Something like that - of the six drawn or any of the more stages and chambers Reaction space or a group of reaction spaces can be fed. Naturally the introduction of gases into the channel 22 can also be from below or from above and below happen at the same time.

Der Schnitt c-c in Abb. 2, 3 und 7 zeigt, wie der Übergang des Gases aus dem von oben kommenden Kanal 22 in die waagerechten Kanäle 23 und von dort durch die (3ffnungen 24 in den Reaktionsraum i i vor sich geht.The section c-c in Fig. 2, 3 and 7 shows how the transition of the gas from the channel 22 coming from above into the horizontal channels 23 and from there through the (3 openings 24 in the reaction space i i is going on.

Wenn der Kanal 2? oben und unten offen bleibt, wirkt er wie ein Kamin, und die durchströmende Luft kühlt die anliegenden Schmalseiten der Kammern, so daß keine oder nur eine geringe Wärmeübertragung von einer Kammer durch die Trennwand auf die andere erfolgt, wenn in den beiden Kammern größere Temperaturunterschiede aufrechterhalten werden sollen.When the channel 2? remains open at the top and bottom, it looks like a fireplace, and the air flowing through cools the adjacent narrow sides of the chambers, so that little or no heat transfer from a chamber through the partition on the other occurs when there are major temperature differences in the two chambers should be maintained.

In ähnlicher Weise können auch die waagerechten Kanäle zur Unterbrechung der Wärmeübertragung zwischen den Beheizungsstufen benutzt werden. Unter Umständen genügt hierzu, wenn Luft sich in den an beiden Seiten geschlossenen Kanälen befindet.In a similar way, the horizontal channels can also be used for interruption the heat transfer between the heating stages. In certain circumstances This is sufficient if there is air in the ducts that are closed on both sides.

In Abb.6 ist gezeigt, wie ein Gas durch die waagerechten Kanäle 26 und durch die Öffnungen 25 aus den Reaktionsräumen i o, i i abgesaugt und gleichzeitig mit einem aus den senkrechten Kanälen 37 von oben oder unten strömenden Gase heiß gemischt wird.In Fig.6 it is shown how a gas flows through the horizontal channels 26 and sucked through the openings 25 from the reaction spaces i o, i i and simultaneously hot with a gas flowing from the vertical channels 37 from above or below is mixed.

In Sonderfällen ist es vorteilhaft, Gas aus den heißen Reaktionsräumen abzuziehen und möglichst schnell abzukühlen. Zu diesem Zwecke werden in die Zwischenkanäle entsprechend ausgebildete, mit Wasserkühlung versehene Rohre eingebaut, durch welche die Gase unter plötzlicher Abschreckung abge augt werden.In special cases it is advantageous to draw gas from the hot reaction spaces peel off and cool down as quickly as possible. For this purpose, in the intermediate channels appropriately designed, water-cooled pipes installed through which the gases are sucked off with a sudden deterrent.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for controllable indoor and outdoor heating of vertical reaction spaces in stages, characterized in that between the stages and within the heating flues of the stages channels (22, 23, 26, 33, 37) arranged which are the reaction spaces (9 to i4.) connect with each other.

2. Device according to claim i, characterized in that that the channels can be closed.

3. Apparatus according to claim i and 2, characterized marked -that the channels are water-cooled.