-
Verfahren und Vorrichtung zur Druckerhitzung von Kohlenwasserstoffölen
und Teeren Es sind Öfen zur Druckerhitzung von Kohlenwasserstoffölen und Teeren
u. dgl. bekannt, die aus einem stehenden und gewundenen Rohrschlangensystem zur
Vorerhitzungundaus einem liegenden, geradegestreckten Rohrsystem bestehen, in welchem
das Spaltgut bis auf Spalttemperatur erhitzt wird. Auch ist es bekannt, solche Öfen
zum Spalten von Kohlenwasserstoffölen. mit zwei übereinanderliegenden Brennstellen
so zu beheizen, daß die Heizgase, die zum Vorwärmen des Öles gedient haben, mit
den Verbrennungsgasen der zweiten Brennstelle gemischt und so zum Weitererhitzen
:des Öles bis auf Spalttemperatur nutibar gemacht werden..
-
Nach dem Verfahren der Erfindung werden Spaltöfen, die aus zwei hintereimandergeschalteten
und als Ganzes im Gegenstrom beheiztem Erhitzerrohrsystemen, bestehen, deren erstes
aus einer stehenden gewundenen Rohrschlange zum Vorwärmen und deren zweites aus
liegenden, geradegestreckten Rohren zum Fertigerhitzen gebildet wird, derart betrieben,
daß die Beheizung der beiden Rohrsysteme jeweils für sich in einem besonderen Ofenteil
mit einer vorgeschalteten Verbrennungskammer erfolgt. Erfindungsgemäß wird weiter
die Verbrennung der der liegenden Verbrennungs@-kammer zugeführten Brenngase mit
hohem Luftüberschuß durchgeführt, wogegen der Verbrennungskammer des stehenden Rohrsystems
lediglich zusätzliches. Brenngas mit den Abgasen des liegenden Rohrsystems zugeführt
wird.
-
Es findet also ein einheitlicher Durchgang eines Stromes von. Verbrennungsgasen
hintereinander durch die beiden Verbrennungskammern rund Ofenteile statt. Hierin
liegt der Vorteil gegenüber der bekannten Beheizungsart, bei der abgekühltes Abgas
desjenigen Erhitzerrohrsystems, welches Hemm zweiten System der vorliegenden Erfindung
entspricht und Frischbeheizung empfängt, in die vorgeschaltete Verbrennungskammer
zurückgeleitet und mit den hocherhitzten. frischen Verbrennungsgasen gemischt wird,
um letztere hinreichend abzukühlen. Diese bekannte Anordnung zum Umwälzen von temperaturmindernden
Abgasen hat den Nachteil, daß besondere Treibvorrichtungen zur Bewegung des Abgasstromes
notwendig sind, während nach der Anordnung gemäß der Erfindung unter der Einwirkung
des Schornsteinzuges ein einheitlicher Verbrennungsgasstrom durch den ganzen Ofen
hindurchgetrieben wird. Die Beheizung nach der Erfindung hat den weiteren Vorteil,
daß die beiden hintereinandergeschalteten Ofenteile bzw. Erhitzerrohrsysteme in
der Beheizungsintensität durch zwei gesonderte Brenngaszufuhren beliebig einreg
uliert werden können. Dadurch wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe,
nach der es u. a. darauf ankommt, daß die Gebiete hoher Öltemperaturen, weiche zu
Zersjetzungen
und Kohlenstoffabscheidungen führen können, ausschließlich
in dem zweiten aus gestreckten Rohren gebildeten Erhitzersyste!m liegen, in vorteilhafter
Weise gelöst.
-
Die Zeichnung gibt ein Ausführungsbeispiel des nach dem Verfahren
der Erfindung betriebenen Ofens wieder. Die Abb. i stellt einen senkrechten Schnitt
nach der Linie A-B der Abb. 2 und die Abb. 2 einen waagerechten Schnitt nach der
mehrfach gebrochenen Linie C-D der Abb. i dar.
-
Die Hauptteile des Ofens sind ein stehender (abgebrochen gezeichneter)
Ofenteil. i, ein liegender Ofenteil 2, eine zwischen beiden angeordnete Verbrennungskammer
3 und die dem liegenden Ofentei12 vorgeschaltete Verbrennungskammer 4, die quer
vor dessen Mitte angeordnet ist. Der stehende Ofenteil i enthält die gewundene Rohrschlange
5 und der liegende Ofenteil 2 mehrere waagerechte schlangenförmig hintereinandergeschaltete
Erhitzerrohre 6. Diese beiden Erhitzungsrohrsysteme 5 -und 6 sind durch eine besondere
Rohrleitung 7 in Hintereinanderschaltung und dadurch zu einem einheitlichen Rohrweg
miteinander verbunden. Das zu erhitzende Öl wird der Rohrschlange 5 an ihrem oberen
Ende zugeführt, in dieser auf eine bestimmte Temperatur vorgewärmt, tritt dann durch
die Verbindungsrohrleitung 7 in die Erhitzerrohre 6 über -und wird in diesen auf
die gewünschte Temperatur fertig erhitzt. Jede der beiden Verbrennungskammern 4
und 3 besitzt ;an ihrer Kopfseite einen Gasbrenner 8 bzw. g und eine regelbare Luftzufuhr
io bzw. i i. Hierbei wird für die Verbrennungskammer 4 ,die Einrichtung getroffen,
daß durch die Luftzufuhr io ein im Verhältnis zur Gaszufuhr des Bremsers 8 hoher
Luftüberschuß zugeführt werden kam, während die Luftzufuhr i i des Brenners g erfindungsgemäß
ganz wegfällt.
-
Die Erhitzerrohre 6 des, liegenden Ofenteils 2 werden durch einem
zylindrischen, an beiden Enden offenen Mantel 12 aus feuerfestem Baustoff gegen
die unmittelbare Einwirkung der durch die Verbrennungskammer 4 strömenden Flammen-
und Verbrennungsgase abgeschirmt. Der Mantel 12 steht durch einen senkrechten
Schacht 13 mit der zweiten Verbrennungskammer 3 in Verbindung. Der stehende Ofenteil
i enthält ebenfalls einen die Rohrschlange 5 umgebenden zylindrischen Mantel 14
aus feuerfestem Baustoff undaußerdem einen diesen Mantel 14 umgebenden zylindrischen
Verteilungsraum 15. Am unteren Ende steht dieser Raum 15 durch einen Kranz von übertrittsöffnungen
16, deren jede mit einem Schieberstein 17 zum Regeln der öffnungsweite ausgestaltet
ist, mit der Verbrennungskammer 3 in Verbindung. Innerhalb dieser Kammer 3 sind
unterhalb des senkrechten Ofenteils i -um .dessen senkrechte Achse gruppiert radial
verteilte stehende Stützrippen 18, und zwar im Grundriß je eine zwischen zwei übertrittsöffnungen
16, angeordnet, die in der Hauptsache den Mantel 14 tragen und im übrigen auch die
gleichmäßige Verteilung der aus der Kammer 3 in den Raum 15 übertretenden Abgase
begünstigen.
-
Der ;stehende zylindrische Mantel 14 besitzt in verschiedenen Höhenlagen
kranzförmig angeordnete Durchbrechungen ig, die zum Überführen ider beheizenden
Abgase ,aus dem Verteilungsraum 15 in den von der Rohrschlange 5 eingenommenen Innenraum
des Mantels 14,dienen. Zur Regulierung der wirksamen Öffnungsweiten der Durchbrechungen
i9 ist bei jeder ein Schieberstein 2o vorgesehen, der auf einem Vorsprung 21 abgestützt
ist. Hierdurch. kann die Verteilung der beheizenden Abgase ,auf die Rohrschlange
5 sowohl ;über den Umfang Hals vor allem über die Höhe den örtlichen Wärmebedürfnissen
beim Durchgang durch die Rohrschlange 5 ;angepaßt werden. Ferner ist in der Verbrennungskammer
3 zur Zugregelung noch ein verstellbarer Schieber 22 vorgesehen.
-
Beim Betriebe des beschriebenen Ofens wird das ,zu erhitzende frische
Öl am eberen Ende der Rohrschlange 5 eingeführt, abwärts durch diese Schlange geleitet
und durch die Verbindungsleitung 7 in die Erhitzerrohre 6 überführt, paus .denen
es schließlich bei deren Ausgang25 ;auf die gewünschte Temperatur erhitzt austritt.
Zur Beheizung wird der Hauptteil des benötigten Heizgases durch den Brenner 8 in
die Verbrennungskammer 4 eingeführt und mit durch i o zugeführte Luft unter Anwendung
eines hohen, den theoretischen Verbrennungsluftbedarf .erheblich übersteigenden
Luftüberschusses zur Verbrennung gebracht. Die Feuergase, deren Temperatur durch
den hohen Luftüberschuß relativ niedrig gehalten wird, stoßen gegen den feuerfesten
Mantel 12, verteilen .sich längs desselben nach seinen beiden offenen Enden hin
und treten, wie die Richtungspfeile in Abb. 2 zeigen, in seinen die Erhitzerrohre
6 enthaltenden Innenraum ein. Durch die Abschirmungswirkung des Mantels 12 werden
die Erhitzerrohre 6 vor übermäßigen Hitzeeinwirkungen der frischen Flammen geschützt
rund nur der Berührung mit den Verbrennungsgasen mit gemäßigten Temperaturen unterworfen.
Die Abgase ziehen durch den Schacht 13 in die Verbrennungskammer 3 und aus dieser
weiter durch die Übertrittsöffnungen 16 in den Verteilungsraum 15 des stehenden
Ofenteils i, um schließlich durch die Durchbrechungen i9 des stehenden Mantels 14
in den Beheizungsraum d-er Rohrschlange 5 einzutreten. In die Verbrennungskammer
3
hinein erfolgt lediglich eine zusätzliche Heizgaszufuhr durch den Brenner g. Das
hier zugeführte Heizgas verbrennt mit dem von der ersten Verbrennung des Brenners
ä her übriggebliebenen überschuß an Verbrennungshift. Infolge des hohen Ballastes
an Verbrennungsgasen von der ersten Verbrennung her, der in der Verbrennungskammer
3 vor dem Brenner 9 vorhanden ist, erzeugt die hier stattfindende Nachverbrennung
nur ;noch sehr gemäßigte Temperaturen, so daß eine Überhitzung der Rohrschlange
5 vermieden wird. Am oberen Ende des stehenden Ofenteils i, der zugleich als Schornstein
wirkt, treten die Abgase mit sehr niedriger Temperatur ins Freie.