DE756182C - Einrichtung zur Durchfuehrung endothermer Gasreaktionen - Google Patents
Einrichtung zur Durchfuehrung endothermer GasreaktionenInfo
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- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
- C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
- C01B3/46—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using discontinuously preheated non-moving solid materials, e.g. blast and run
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung
zur Durchführung endothermer Gasreaktionen, beispielsweise zur Umsetzung von
Kohlenwasserstoffen oder solche enthaltenden Gasen, wie Koksofengas, Erdgas, Krackgas,
mit Wasserdampf oder Kohlensäure oder Gemischen von Wasserdampf und Kohlensäure unter Bildung von Wasserstoff und
Kohlenoxyd, durch Erhitzen der Gase auf Temperaturen oberhalb etwa i2Oobisi4OO°C
in regenerativen turmartigen Wärmespeichern.
Man hat vorgeschlagen, zur endothermen Gasreaktion turmartige Wärmespeicher nach
Art der bekannten Hochoferawinderhitzer ziu benutzen. Jedoch hat sich gezeigt, daß die
für Hochofenwinderhitzer übliche Bauart nicht für die im vorliegenden Falle in Betracht
kommenden hohen Reaktionstemperaturen ausreichend sind. Im Hochofenwinderhitzer wird die Luft in der Regel nicht auf
Temperaturen über 900 bis 10000C vorgewärmt,
während bei der Umsetzung beispielsweise von Koksofengas mit Wasserdampf,
zwecks Erzeugung eines kohlenwasserstofffreien und wasserstoffreichen Gases Tempera- as
türen oberhalb etwa 13000 in Betracht
kommen. Besondere Schwierigkeiten bereitet bei Erwärmung auf derart hohe Temperaturen
die Ausbildung der Decke des turmartigen Gaserhitzers, da dort einerseits die Höchsttemperaturen
herrschen und andererseits die durch die Erwärmung des Mauerwerks bedingte Steinverschiebung am größten ist. Für
die Aufheizung des Wärmespeichers zur Erreichung der für die Durchführung der Gasreaktion
erforderlichen hohen Temperaturen werden im Kuppel raum Temperaturen bis 17500C erreicht, die eine besondere Ausbildung
der Kuppel erfordern.
Hinzu kommt, daß die Stärke der Außenwände der üblichen Hochofenwinderhitzer
und die dadurch erreichte Wärmeisolation bei weitem nicht ausreicht, wenn, die Innentemperaturen
im Wärmespeicher beträchtlich gesteigert werden. Es wurde beispielsweise gefanden,
daß für Aufheiztemperatttreni von
1200 bis 13000O eine Wandstärke der feuerfesten
Auskleidung von mehr als 500 mm notwendig ist, um die Temperatur des metallischen
Gehäuses des Winderhitzers auf einem die Festigkeit des Baustoffs nicht schwächenden Bereich, beispielsweise auf etwa 8o°'C,
zu erhalten.
Die Erfindung besteht nun darin, die Kuppeldecke des turmartigen Wärmespeichers
zur Durchführung endothermer Gasreaktionen bei Temperaturen oberhalb 1200 bis 14000C
mit einer Wandstärke von mehr als 600 mm zu versehen und auf einem nach außen schräg
aufwärts laufenden ringförmigen Vorsprung des· zylindrischen Wärmespeichergehäuses
z. B. durch auf dem Vorsprung angebrachte !Leisten unabhängig von der Schachtmauerung
derart abzustützen, daß sich das Schachtmauerwerk in den Kuppelraum· hinein frei
dehnen kann, ohne die Ausmauerung des Kuppelraumes zu verschieben.
Es ist bekannt, die Kuppel von turmartigen Gaserhitzern über das Schachtmauerwerk
greifend unabhängig von diesem abzustützen und die Basis der Kuppel schräg aufwärts
verlaufend auszubilden. Hierdurch wird erreicht, daß sich das Kuppelgehäuse bei Erwärmung
auf Betriebstemperatur frei· dehnen kann, ohne sich an seiner Basis zu verwerfen
oder von dem zylindrischen Schachtgehäuse abzureißen. Die Abscbrägung hat jedoch zur
Folge, daß sich das Kupp el mau er werk gegen die Schachtausmauerung anpreßt, so daß eine
freie Beweglichkeit des Schachtmauerwerks
in den Kuppelraum unmöglich ist. Durch die erfindungsgemäße Kombination der eine Anpressung
der Kuppelbasis an das Schachtmauerwerk verhindernden Leisten oder sonstigen Vorspränge auf dem schräg aufwärts
verlaufenden Vorsprung mit der Verstärkung der Wandstärke des Kuppelmauerwerkes wird
demgegenüber erreicht, daß die Kuppeldecke den durch die beim Aufheizen auftretenden
hohen Temperaturen bis 17500C an sie gestellten
Anforderungen völlig gewachsen ist.
In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Einrichtung in einem senkrechten Schnitt
dargestellt.
Zur Durchführung der Gasreaktionen dient bei der in der Zeichnung dargestellten Einrichtung
ein turmartiger Wärmespeicher, der von einem im wesentlichen zylindrischen Gehäuse 1 gebildet wird, das innen mit feuerfestem
Mauerwerk 2 ausgekleidet wird. Der von dem Mauerwerk 2 beheizte Hohlraum 3
ist mit einem üblichen, zum Wärmeaustausch dienenden Besatz ausgesetzt.
Am oberen Rande geht das Gehäuse 1 in einen schräg aufwärts nach außen verlaufenden
Ringvorsprung 4 über, auf dem das zweckmäßig halbkugelige Kuppelgehäuse 5 ruht. Die Schräge des Ringvorsprungs 4 zur
Horizontalen beträgt etwa 300.
Auf der Schräge 4 sind innen eine Reihe von ringförmigen Stützleisten 6 angebracht.
Diese Stützleisten greifen in die Basissteine 7 der Kuppelausmauerung so ein, daß sie dem
Druck der als frei tragendes Gewölbe ausgebildeten Ausmauerung 8 widerstehen können,
ohne radial nach innen von der Schräge 4 g0
abzurutschen.
Die Ausmauerung 2 ist im Bereich der Kuppelausmauerung 8 so ausgeführt, daß eine
Ringfuge zwischen der Kuppelbasis und dem oberen Rand des Schachtmauerwerks entsteht.
Diese Ringfuge gestattet, daß sich das Schachtmauerwerk bei Erwärmung nach oben frei
dehnt, ohne die Kuppelausmauerung aus dieser Lage zu bringen. Die Fuge kann mit
geeigneten Mitteln abgedeckt werden, so daß verhindert wird, daß die Heizgase in die Fuge
unmittelbar hineinschlagen.
Die Wandstärke der Kuppelausmauerung 8, in der Zeichnung mit α bezeichnet, beträgt
mehr als 600 mm, und in· entsprechender
Weise muß daher auch die Schräge 4 des Kuppelgehäuses bemessen sein.
Von der Kuppeldecke des Erhitzergehäuses 1
geht ein Verbindungskanal 9 ab, der zu einem neben dem Gaserhitzer vorgesehenen Brenn- no
schacht 10 führt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist auch der Brennschacht 10 mit
einer Kuppeldecke 11 ausgestattet, die in analoger Weise wie die Kuppeldecke des Gaserhitzers
ι ausgebildet ist.
Der Brennschacht 10 dient beim Aufheizen
des regenerativen Gaserhitzers als Verbrennungsraum. Gas und Luft werden am Boden
des Gaserhitzers durch die Leitung 12,13 eingeführt.
Die Flamme bildet sich in dem Schacht 10 und brennt dort im wesentlichen aus, so
daß durch den Verbrennungskanal 9 in den
Gaserhitzer mir heiße ausgebrannte Abgase entweichen. Die Abgase durchstreichen den
Besatz 3 des Gaserhitzers und ziehen schließlich durch die Rohrleitung 14 in den Fuchs
ab. Ist der Besatz des Gaserhitzers auf die erforderliche hohe Temperatur erhitzt, so wird
die Beheizung im Brennschacht 10 unterbrochen und der Abgaskanal 14 geschlossen.
Es wird nunmehr das die Reaktionsgaszuf uhrleitung 15 beherrschende Ventil geöffnet, so
daß das umzusetzende Gas oder Gasgemisch von unten in den Gaserhitzer kommen kaum.
Das Gemisch erwärmt sich an dem ausgedehnten Besatz 3 des Gaserhitzers allmählich, so
daß eine vollkommene Umsetzung erreicht wird. Die Reaktionsgase durchziehen dann
den Brennschacht io, wo sie noch eine Weile auf sehr hoher Temperatur gehalten werden,
und können dann durch die Rohrleitung 16 abgezogen werden.
Als Baustoff für den Gaserhitzer 1 wählt man hodifeuerfiaste keramische Baustoffe, beispielsweise
Sillimanit oder hochwertige Silikatsteine. Die feuerfeste Ausmauerung wird
außen umgeben von· einem die Wärme schlecht leitenden, temperaturbeständigen Baustoff,
wobei die Wärnieisolierschicht so bemessen wird, daß das Gehäuse 1, derRingvoirsp>rung4
und das Kuppelgehäuse 5 auf der angegebenen Temperatur von vergleichsweise etwa 800C oder niedriger gehalten werden.
Anstatt die Kuppel auf einem durchgehenden Vorsprung 4 aufzubauen, ist es unter
Umständen auch möglich, den Ringvorsprung stufenförmig mit schrägen Verbindungen
zwischen den einzelnen Stufen auszubilden.
Claims (1)
- Patentanspruch:Einrichtung zur Durchführung endothermer Gasreaktionen, beispielsweise zur, Umsetzung von Kohlenwasserstoffen mit Wasserdampf unter Bildung von Wasserstoff und Kohlenoxyd durch Erhitzen der Gase auf Temperaturen oberhalb 1200 bis 14000C in regenerativen turmartigen Wärmespeichern, dadurch gekennzeichnet, daß die mit einer Wandstärke von mehr als 600 mm ausgebildete Kuppeldecke des zur Erhitzung des Gases dienenden turmartigen Wärmespeichers auf einem nach außen schräg aufwärts verlaufenden ringförmigen Vorsprung des zylindrischen Wärmespeichergehäuses z. B. durch auf dem Vorsprung angebrachte Leisten (4) unabhängig von der Sehachtausmauerung derart abgestützt ist, daß sich die Schachtausmauerung in den Kuppelraum frei dehnen kann.Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand· der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:Deutsche Patentschriften Nr. 239 202,245839;französische Patentschrift Nr. 809 178;
USA.-Patentschrift Nr. 1 942 762.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 5683 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEK152271D DE756182C (de) | 1938-10-28 | 1938-10-28 | Einrichtung zur Durchfuehrung endothermer Gasreaktionen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEK152271D DE756182C (de) | 1938-10-28 | 1938-10-28 | Einrichtung zur Durchfuehrung endothermer Gasreaktionen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE756182C true DE756182C (de) | 1954-01-18 |
Family
ID=7252570
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEK152271D Expired DE756182C (de) | 1938-10-28 | 1938-10-28 | Einrichtung zur Durchfuehrung endothermer Gasreaktionen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE756182C (de) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE239202C (de) * | ||||
DE245839C (de) * | ||||
US1942762A (en) * | 1932-03-14 | 1934-01-09 | Frank R Mcgee | Hot blast stove |
FR809178A (fr) * | 1935-07-13 | 1937-02-25 | Heinrich Koppers Ind Mij N V | Perfectionnements aux appareils réchauffeurs de gaz et analogues |
-
1938
- 1938-10-28 DE DEK152271D patent/DE756182C/de not_active Expired
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE239202C (de) * | ||||
DE245839C (de) * | ||||
US1942762A (en) * | 1932-03-14 | 1934-01-09 | Frank R Mcgee | Hot blast stove |
FR809178A (fr) * | 1935-07-13 | 1937-02-25 | Heinrich Koppers Ind Mij N V | Perfectionnements aux appareils réchauffeurs de gaz et analogues |
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