DE7700497U1

DE7700497U1 - Heizvorrichtung

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Publication number: DE7700497U1
Application number: DE7700497U
Authority: DE
Original assignee: Lummus Co
Current assignee: Lummus Technology LLC
Priority date: 1976-01-22
Filing date: 1977-01-10
Publication date: 1977-04-21
Also published as: JPS5290821A; US4020772A; GB1567930A; CA1060733A; NL179943B; FR2339140A2; NL179943C; DE2700719A1; FR2339140B2; NL7700658A

Description

Die Neuerung bezieht sich auf eine Heizvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In Raffinerien und petrochemischen Anlagen verwendete Ετβηη-stoffe enthalten vielfach einen so hohen Schwefelanteil, daß sich dadurch Korrosionsprobleme ergeben. Wände von direkt befeuerten Heizvorrichtungen sind einer Korrosion ausgesetzt, wenn derartige stark schwefelhaltige Brennstoffe verbrannt werden. Die Korrosion ergibt sich aus der Kondensation von Schwefeloxiden an den Metallgehäusen und einer Kombination dieser Schwefeloxide mit Wasserdampf, wodurch Schwefelsäure und Schwefligesäure entstehen. Diese Säuren greifen die Metallgehäuse an der Innenseite der Heizvorrich-

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tungen an, woraus sich ernsthafte Schaden ergeben.

Hin wirksamer Weg zur Vermeidung von Schwefelkorrosion in einer direkt befeuerten Heizvorrichtung liegt darin, die Heizvorrichtung derart zu betreiben, daß die Temperatur ihres metallischen Gehäuses oberhalb der Taupunkte der Schwefeloxide liegt, wodurch man eine Kondensation der Schwefeloxide vermeidet. Eine derartige Arbeitsweise ergibt jedoch normalerweise hohe Wärmeverluste der Heizvorrichtung und eine derartige Verfahrensweise kann nicht unter sämtlichen Umgebungsbedingungen aufrecht erhalten werden. Andere Versuche wurden unternommen, um eine Schwefelkorrosion zu verhindern, beispielsweise auch durch Vorsehen spezieller Überzüge und besonderer feuerfester Auskleidungen, jedoch haben sich diese nicht als voll zufriedenstellend erwiesen.

in der Deutschen Offenlegungsschrift 2 521 524- wurde bereits eine im Hinblick auf diese Probleme verbesserte Heizvorrichtung beschrieben. Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist es, die aufgezeigten Problems in des-gegenübsr noch*siter verbesserter Weise

Diese Aufgabe wird bei einer Heizvorrichtung der eingangs erwähnten Gattung neuerungsgemäß durch die Kennzeichenmerkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Neuerungsmerkmale ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 5·

Die neuerungsgemäße direkt befeuerte Heizvorrichtung weist also eine Wandung auf, welche ein doppeltes Gehäuse mit einem dazwischen vorgesehenen Luftraum enthält· Das innere Gehäuse ist mit feuerfestem Material ausgekleidet, welches optimal ausgewählt ist, um das innere Gehäuse auf eine Temperatur oberhalb der Taupunkte der betreffenden Schwefeloxide, nämlich SO₂ und SO,, zu halten· Die Gehäuse sind an ihren oberen Enden miteinander verbunden und mit einer verstellbaren Öffnung versehen, welche zur Festlegung der Luftmenge dienen kann, die durch den Luftraum zwischen dem inneren und dem äußeren Gehäuse strömt· Eine geeignete Auswahl des feuerfesten Materials und eine geeignete Steuerung der Größe der Luftströmung machen es also möglich, die Temperatur des inneren

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Gehäuses oberhalb des Taupunkts von Schwefeloxiden für jede Umgebungsbedingung zu halten. Bleche sind in verschiedenen Zwischeniiöhen vorgesehen, welche teilweise den Luftraum zwischen den Gehäusen blockieren, um eine Zirkulation von natürlichen Konvektionsluftströmungen von der inneren zur äußeren Gehäusewand zu verhindern, die die Isolierwirksamkeit der erfindungsgemäßen Gehäusewandung verringern könnte. Die Bleche bewirken hierzu also eine Re-Zirkulation im Luftraum. Eine kleine Menge von Luft, welche durch die obere verstellbare Öffnung steuerbar ist, kann an den Blechen vorbeiströmen. Der Einlaß zum Luftraum erfolgt durch das untere Ende des äußeren Gehäuses. Bei dieser Doppelgehäuseanordnung werden verschiedene Umgebungsvariablen, welche die Temperaturen des inneren Gehäuses beeinflussen, eliminiert, um zu ermöglichen, daß die Temperatur des mit einer Isolation ausgekleideten Gehäuses praktisch oberhalb des Taupunkts der Schwefeloxide gehalten wird. Die Erfindung minimiert somit eine Schwefelkorrosion und schirmt merklich das innere Gehäuse von sämtlichen Umgebungsbedingungen, außer der Lufttemperatur (d.h. Wind, Niederschläge »•π«.) eh. wodurch eine wirksame Steuerung der Temperatur des inneren Gehäuses ermöglicht wird.

Die vorliegende Erfindung schafft also eine direkt befeuerte Heizvorrichtung, bei welcher das Problem der Schwefelkorrosion auf gegenüber dem Hauptpatent noch weiter verbesserte Weise gelöst wird. Die Erfindung verbessert ferner auch den thermischen Wirkungsgrad der Heizvorrichtung noch weiter. Die erfindungsgemäße Herizvorrichtungs-Wandung kann unter Verwendung von billigen Materialien hergestellt werden, was einfach zu konstruieren, zu bauen und zu warten ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Neuerung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigen:

Fig. 1 einen Aufriß ein^r vertikalen zylindrischen direkt befeuer-

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ten Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Neuerung,

Fig. 2 einen teilweise weggebrochenen und teilweise geschnittenen Aufriß in vergrößerter Darstellung der Heizvorrichtung gemäß Pig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt 3-3 aus Fig. 2 und

Fig. 4 einen abgebrochenen Querschnitt zur Veranschaulichung von Einzelheiten der neuer.ungsgemäßen andung der direkt befeuerten Heizvorrichtung.

Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, weist die neuerungsgemäße Heizvorrichtung ein vertikales zylindrisches inneres metallisches Gehäuse 11 (obwohl eine kastenförmige Heizvorrichtung auch die vorliegende Neuerung enthalten kann) mit einem Boden 12 und einer Decke 13 auf, welche sämtlich eine Brennkammer 14 umschliessen. Die Heizvorrichtung ist auf Stützen 15 mittels Bauelementen

16 gelagert und mit geeigneten Plattformen sowie Leitern oder Treppen versehen, die zeichnerisch nicht dargestellt sind. Brenner

17 reichen durch aen Boden 12 lilmiurcli in die Srcrint^nüse"*' 14 hinein. Ein Konvektionsgehäuse 18 ist oberhalb der Decke 13 angeordnet und ein Rauchrohr 19 befindet sich oberhalb des Gehäuses 18, so daß heiße Verbrennungsgase aus der Brennkammer 14 filirch das Konvektionsgehäuse 18 und dann das Rauchrohr 19 hindurchtreten. Ein oder mehrere Arbeitsströmungsmittel werden im wesentlichen im Gegenstromverfahren durch die Heizvorrichtung geleitet, um einen berührungsfreien Wärmeaustausch mit den heißen Verbrennungsgasen zu erreichen. Das Arbeitsströmungsmittel strömt zweckmäßigerweise durch die Konvektionsrohrbündel 22 und anschließend durch die Strahlungsrohre 23 innerhalb der Brennkammer 14.

Der Kern der vorliegenden Neuerung liegt darin, ein äußeres Metallgehäuse 23 vorzusehen, welches mit Abstand rom inneren Gehäuse 11 angeordnet ist, um dazwischen einen Luftraum 24 zu schaffen. Das äußere Gehäuse 23 ist an seinem unteren Ende 25 mit einer

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Luftöffnung 26 versehen, welche einen Lufteintlitt in den Luft raum 24 sowie einen Luftaustritt aus diesem ermöglicht. Das innere Gehäuse 11 ist an seiner Innenseite mit einem feuerfesten . Material ausgekleidet, welches eine Kombination aus Ziegeln 2? und einer gießbaren Auskleidung 28 sein kann oder in einigen Fällen entweder aus einem Ziegelwerk 27 oder aus eider gießbaren Auskleidung 28 bestehen kann. Das Material für die feuerfeste Auskleidung wird derart ausgewählt, daß es eine optimale Wirkung bei der Aufrechterhaltung der Temperatur im inneren Gehäuse 11 oberhalb der Taupunkte von SO₂ und SO, hat. Das obere Ende 29 des inneren Gehäuses 11 ist mit dem oberen Ende 31 des äußeren Gehäuses 23 mittels eines Verschlußteils 32 abgedichtet verbunden, so daß der Luftraum 24 auf den Zutritt zur Umgebungsluft

33 beschränkt und somit im wesentlichen gegen Wind, Regen und dergleichen geschützt ist. Horizontal angeordnete Metallbleche

34 sind an das innere Gehäuse 11 angeschlossen und erstrecken sich nach auswärts in den Luftraum 24 hinein, um die Luftzirkulation in diesem einzuschränken. Die Bleche 34 enden mit Abstand vom äußeren Gehäuse 23, um beschränkte öffnungen 35 zu bilden. Eine verstellbare öffnung 36 ist am äußeren Gehäuse 23 an dessen oberem Ende 31 angeordnet, um falls erforderlich den Luftstrom zu steuern. Die Wandung der direkt befeuerten Heizvorrichtung gemäß der vorliegenden Neuerung kann auch nachträglich in bereits bestehende Heizvorrichtungen installiert werden.

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Claims

Ansprüche

1, Direkt befeuerte Heizvorrichtung mit einer eine Brennkammer umgebenden Wandung, welche durch ein mit einer inneren feuerfesten Auskleidung versehenes inneres metallisches Gehäuse und ein vom inneren Gehäuse mit Abstand angeordnetes äußeres metallisches Gehäuse gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem inneren (11) und dem äußeren (23) Gehäuse ein Luftraum (24) vorgesehen ist, das äußere Gehäuse (23) Toit einer Luftöffnung (26) versehen ist, welche einen Lufteintritt in den Luftraum (24) erlaubt, und eine Mehrzahl von horizontal angeordneten, am inneren Gehäuse (11) angebrachten Metallblechen (34) sich in Richtung auswärts in den Luftraum (24) hinein erstrecken, wobei die Bleche (34) mit Abstand vom äußeren Gehäuse (23) enden, derart, daß der Konvektxonswarmeverlust aufgrund des Strömens der Luft im Luftraum (24) auf ein Minimum reduziert wird.

2· Heizvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Gehäuse (11) innen mit einer mehrschichtigen feuerfesten Auskleidung (27» 28) versehen ist·

3. Heizvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die feuerfeste Auskleidung (27, 28) ausgewählt ist zur Aufrechterhaltung der Temperatur des inneren Gehäuses (11) oberhalb des Taupunkts von S(Xj und SO^,

4. Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das innere (11) und das äußere (23) Gehäuse jeweils ein oberes Ende (29, 31) hat, welche einander benachbart sind, wobei die oberen Enden (29, 31) miteinander verbunden sind und die Luftöffnung (26) im Bereich des unteren

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Endes (25) des äußeren Gehäuses (23) vorgesehen ist.

Heizvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Gehäuse (23) mit einer ver stellbaren Entlüftungsöffnung (36) zur Steuerung des Luft stroms versehen ist.

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