Zur Überführung von Ammoniak in Stickoxyde wird dieses im Gemisch mit sauerstoffhaltigen
Gasen über einen Kontakt geleitet, an dem seine Verbrennung zu Stickoxyd vor sich geht. Hinter dem Kontakt haben die
Verbrennungsgase eine Temperatur von etwa 800 bis 900J. Man nutzt daher ihre Verbrennungswärme
aus, indem man sie durch Heizräume von Dampfkesseln leitet, in denen sie ihre Wärme unter Erzeugung von Dampf
abgeben. Dabei zeigen diejenigen Teile des Ofens und der daran anschließenden Apparatur
, die den glühenden Gasen ausgesetzt sind, einen schnellen Verschleiß. Benutzt man zur
Isolierung dick ausgemauerte eiserne Mantel, so entstehen Wärmespannungen, die ein
Reißen der Mantel zur Folge haben. Nimmt man hochhitzebeständige Metallegierungen,
so werden sie durch die Isolierung so stark belastet, daß sie ihre Form verlieren. Mit
der Herabsetzung der Isolationsstärke treten aber wiederum durch Abstrahlung erhebliche
Verluste an Wärme auf. Man hat zwar schon versucht, den Kessel ganz dicht an die Kontaktzone
heranzubringen, konnte es aber doch nicht vermeiden, daß immer ein zwischen
Kessel und Kontakt liegender Teil der Apparatur der zerstörenden Einwirkung der hocherhitzten Gase ausgesetzt war.
Demgegenüber wurde gefunden, daß man diese Mißstände vermeidet, wenn man den Verbrennungsofen mit einem an sich bekannten
Zwangsumlaufkessel kombiniert. Der Zwangsumlaufkessel ist nicht an bestimmte Ausführungsformen gebunden, wie Steilrohrkessel,
und läßt sich daher der Konstruktion des Verbrennungsofens und den besonderen Anforderungen weitgehend anpassen. Andererseits
ist er, ebenso wie Steilrohrkessel, für die höchsten Dampfdrücke ausführbar, was
einen Vorteil gegenüber den gewöhnlich angewendeten Flammrohrkesseln bedeutet. Der
Hauptvorteil des Zwangsumlaufs liegt jedoch darin, daß man die Rohrbündel so ausbilden
kann, daß sie nicht nur die Verbrennungswärme herausnehmen, sondern auch die Wände desjenigen Teiles der Ofenapparatur
schützen, der zwischen dem Kessel und dem Kontakt liegt. Man erreicht durch Auskleiden
dieses Apparateteiles mit Schlangen, die durch das Umlaufwasser gekühlt werden, daß
der Ofenmantel dieses Teiles nicht über die Temperatur erhitzt werden kann, die das
Wasser in den Kühlschlangen aufweist. So erreicht man, daß gewöhnliches Eisen als
Baustoff völlig ausreichend ist, jede Wärmespannung
vermieden wird und die Isolation der Wandung gegen Wärmestrahlung nach außen mit den billigsten Stoffen durchführbar
ist.To convert ammonia into nitrogen oxide, it is mixed with oxygen-containing gases and passed over a contact where it is burned to form nitrogen oxide. The combustion gases have a temperature of around 800 to 900 J after the contact. Their heat of combustion is therefore used by directing it through the boiler rooms of steam boilers, in which they give off their heat while generating steam. Those parts of the furnace and the equipment connected to it that are exposed to the glowing gases show rapid wear. If a thick, brick-lined iron jacket is used for insulation, thermal stresses arise which cause the jacket to tear. If you take heat-resistant metal alloys, the insulation stresses them so much that they lose their shape. With the reduction of the insulation thickness, however, considerable heat losses occur again due to radiation. Attempts have already been made to bring the boiler very close to the contact zone, but it could not be avoided that a part of the apparatus located between the boiler and the contact was always exposed to the destructive effects of the highly heated gases. In contrast, it has been found that these deficiencies are avoided if the incinerator is combined with a known positive circulation boiler. The forced circulation boiler is not tied to specific designs, such as vertical tube boilers, and can therefore be largely adapted to the design of the incinerator and the special requirements. On the other hand, like vertical tube boilers, it can be designed for the highest steam pressures, which is an advantage over the conventionally used flame tube boilers. The main advantage of forced circulation, however, is that the tube bundles can be designed in such a way that they not only remove the heat of combustion, but also protect the walls of that part of the furnace apparatus which is between the boiler and the contact. By lining this part of the apparatus with coils, which are cooled by the circulating water, the furnace jacket of this part cannot be heated above the temperature that the water in the cooling coils has. This ensures that ordinary iron is completely sufficient as a building material, any thermal stress is avoided and the insulation of the wall against heat radiation to the outside can be carried out with the cheapest materials.
Eine bewährte Ausführungsform einer solchen Ammoniakverbrennungsanlage ist in
der schematischen Zeichnung dargestellt.A proven embodiment of such an ammonia incineration plant is in
shown in the schematic drawing.
Das bei α eintretende Ammoniak-Luft-Gemisch
streicht in einem sich nach unten bis zur Größe des Kontaktnetzes erweiternden Behälter von oben nach unten durch den Kontakt
b und wird hier durch Verbrennung zu Stickoxyden auf etwa 8500 erhitzt. Die Stickoxyde
ziehen weiter abwärts durch den nun wieder bis zur Größe des Dampfkessels sich verjüngenden Teil c der Anlage, der mit
eisernen \vasserführenden Schlangen d ausgerüstet ist. Diese Schlangen sind den Kühlbzw.
Heizschlangen des eigentlichen darunterliegenden Dampfkessels e parallel geschaltet.
Es ist leicht ersichtlich, daß kein Teil der Ofen wandung zum Glühen kommen kann.
Die Verbrennungsgase kommen erst in abgekühltem Zustande, nämlich nach Durchziehen
der Kesselanlage, mit ungekühlten Wandungen in Berührung.The incoming at α ammonia-air mixture sweeps in a downward up to the size of the contact network broad tank top to bottom b by the contact and is heated herein by combustion to nitrogen oxides to about 850 0th The nitrogen oxides continue to move downwards through part c of the system, which is now tapering again to the size of the steam boiler and which is equipped with iron snakes d which carry water. These snakes are the Kühlbzw. Heating coils of the actual underlying steam boiler e connected in parallel. It is easy to see that no part of the furnace wall can glow. The combustion gases do not come into contact with uncooled walls until they have cooled down, namely after the boiler system has been pulled through.
Die gesamte Apparatur hat im Betrieb und bei abgestellter Gaszufuhr praktisch die
gleiche Temperatur; sie ist also keinen Wärmespannungen ausgesetzt. Andererseits
ist die Wärmeausbeute des Ofens so groß, daß nur noch einige Hundertteile der erzeugten
Verbrennungswärme des Ammoniaks durch Strahlung verlorengehen. Die Wärme wird in Dampf von 20 und mehr Atmosphären
Druck übergeführt. Von keinem der bekannten Verbrennungsverfahren werden solche günstigen Ergebnisse auch nur annähernd
erreicht.The entire apparatus has practically the in operation and with the gas supply switched off
same temperature; so it is not exposed to any thermal stresses. on the other hand
the heat output of the furnace is so great that only a few hundred parts of the produced
The heat of combustion of the ammonia is lost through radiation. The heat is in steam of 20 and more atmospheres
Transferred pressure. Such favorable results are not even remotely produced by any of the known combustion processes
achieved.