DE945087C - Mehrstufige Roehrenerhitzeranlage - Google Patents

Description

• Mehrstufige Röhrenerhitzeranlage Die Erfindung betrifft eine mehrstufige Röhrenerhitzeranlage aus verschiedenen je gesondert beheizten Öfien, die in beliebiger Weise, z. B. mittels gasförmigen, flüssigen oder festen Brennstoffs, beheizt werden kann und zum wiederholten Aufheizen von flüssigen und/oder dampf- bzw. gasförmigen Reaktionsstoffen dient. Für die Anwendung der Erfindung kommen insbesondere solche Fälle in Bletracht, wo lein Behandlungsgut schon in einer ersten Stufe von verhältnismäßig niedriger Zutrittstemperatur auf eine verhältnismäßig hochliegende Behandlungstemperatur zu erhitzen und in folgenden Stufen um weitere Temperaturbereiche wieder aufzuheizen ist.
• Es sind mehrstufige Röhrenerhitzeranlagen bekannt, bei denen das Gut nacheinander einen ersten in einer Konvektionszone liegenden Röhrenerhitzer und danach weitere in gesondert beheizten Strahlungszonen liegende Röhrenerhitzer durchläuft. Bei diesen bekannten Anlagen ist also ein Ofen vorhanden, in welchem mehrere Röhrenerhitzer in verschiedenen Zonen oder Stufen und unmittelbar hintereinander zu !einer einzigen Erhitzeranlage zusammengeschaltet sind. Auch sind bei Röhrenerhitzeranlagen der geschilderten Art zwischen oder hinter den blesagten Strahlungserhitzern, die in einzelnen gesondert beheizten Ofen untergebracht sind, besondere Reaktionskammern an- geordfleü worden, in welchen die Reaktionsstoffe nach der jeweils vorangegangenen Vorerhitzung zur Behandlung gebracht werden, um danach weitere jeweils immer aus einem Strahlungserhitzer und einer Reaktionskammer zusammengesetzte Stufen zu durchlaufen.
• Gemäß der Erfindung wird eine von dem Gut zuerst durchlaufene und als einzige vorhandene Konvektionszone, die unterhalb des Raumes der Strahlungszone des ersten Röhrenerhitzersystems in vorzugsweise waagerechter Lage angeordnet ist, von den Abgasen sämtlicher Strahlungszonen der verschiedenen IÖfen durchlaufen. Damit werden also die Abwärmen der sämtlichen Öfen in dieser von dem Gut zuerst betretenen Konvektionszone zusammengebaut und dadurch in ihrer Gesamtheit gemeinsam ausgenutzt.
• Durch die vorgeschildlerten Merkmale der Erfindung wird ermöglicht, daß für die oberen, verhältnismäßig hoch und nahe beieinanderliegenden Temperaturgebiete des Gutes, die zu seiner Behandlung benötigt und benutzt werden, in allen Erhitzungsstuflen nur die an sich hochliegenden Temperaturen der Feuerungsgase, die für die Strahlungsräume wirksam sind, ausgenutzt werden, wobei hinterher verhältnismäßig hohe Abgastemperaturen verfügbar bleiben, und daß diese hohen Abgastemperaturen sämtlicher Stufen in der Konvektionszone der ersten Stufe, die zum Vorwärmen des Gutes dient, nutzbringeride Verwendung finden.
• In der Zeichnung gibt die Abb. I beispielsweise eine Ausführungsform der gesamten Röhrenerhitzeranlage als leinen senkrechten Längsschnitt in schematischer Darstellungsweise wieder. Die Abb. 2 und 3 betreffen eine andere Ausführungsform, wobei die Abb. 2 ein schematisch gehaltener Grundriß der Gesamtanordnung und die Abb. 3 ein senkrechter Querschnitt in ihrem oberen Teil nach der Schnittlinie sa, im unteren Teil nach der Schnittlinie b-b der Abb. 2 ist.
• In Abb. I bedeuten I, 2 und 3 dreJ, verschiedene, je gesondert beheizte Röhrenerhitzeröfen und 4, 5 und 6 dazwischen- bzw. dahintergeschaltete Reaktionskammern, diie mit Kontaktstoffen ausgesetzt sein können. Jeder der drei Ofen besitzt eine gesonderte Beheizung mit Hilfe einer Anzahl von Brennern 7 für Heizgas, Heizöl od. dgl.
• Der erste Röhrenerhitzerofen I besitzt ein unteres, in der Konvektionszone 8 untergebrachtes Rohrschlangensystem g von wesentlich waagerechter Lage und ein oberes, in der Strahlungszone 10 untergebrachtes Rohrschlangensystem II, die beide hintereinandergeschaltet sind. Der zweite und dritte Ofen 2 und 3 enthalten j'e nur ein in der Strahlungszone 28 untergebrachtes Rohrschlangensystem 12 bzw. I3.
• Der Strahlungsraum 10 des Ofens I steht durch den Abgaszug Iq mit dem Konvektionsraum 8 in Verbindung; aus diesem führt der Abgaskanal I5 nach dem Schornstein. Außerdem mündet in den Konvektionsraum 8 an seinem dem Abgaskanal I5 entgegengesetzten Ende der waagerechte Abgassammelkanal I6 ein. Jeder der folgenden Ofen 2 und 3 besitzt einen Abgaskanal I7, der die Verbindung zwischen seinem Strahlungsraum 28 und dem Abgassammelkanal I6 herstellt. Das zu behandelnde Gut, z. B. teils flüssige, teils dampf-oder gasförmige Benzinkohlenwasserstoffe, die einer katalytischen Wärmebehandlung zwecks Umwandlung in Kohlenwasserstoffe anderer Konstitution zu unterziehen sind, tritt unter geeignetem Druck aus dem Rohrstück I8 mit einer Temperatur von etwa 2000 in die Rohrschlange g der Konvektionszone 8 des ersten Erhitzerofens I ein, wird von den sie durchstreichenden Abgasen, dile eine Zutrittstemperatur von etwa 8000 haben, auf eine Zwischentemperatur von etwa 3500 erhitzt und durch das Verbindungsrohr 19 in die- Erhitzerrohrschlange II des Strahlungsraums 10 geleitet, in welchem eine Flammentemperatur von etwa 8500 herrscht, und hierdurch auf eine Endtemperatur von etwa 4800 erhitzt. Das Dämpfegemisch zieht durch die Verbindungsrohrleitung 20 in die Reaktionskammer 4 hinüber und erfährt hierin ,einen Temperaturabfall bis auf etwa 4400. Mit dieser Temperatur gelangt das Gut in die Erhitzerrohrschlange I2 des zweiten Ofens 2, wird hierin wieder bis auf etwa 4800 aufgeheizt und gelangt durch die Verbindungsleitung 2I in die zweite Reaktionskammer 5 hinein, in der es wiederum einen Temperaturabfall bis auf etwa 4400 erfährt. Mit dieser Temperatur gelangt das Gut in die Erhitzerrohrschlange I3 des dritten Ofens 3, wird hierin wieder bis auf etwa 4800 aufgeheizt und danach durch die Verbindungsrohrleitung 22 in die dritte und letzte Reaktionskammer 6 eingeleitet, worin sich der Behandlungsprozeß vollendet. In den Strahlungsräumen 10 und 28 der sämtlichen Ofen I, 2 und 3 herrschen so hohe Temperaturen, daß die Abgase von ihnen mit etwa 800° durch die Abgaskanäle I4, I7 und I6 entweichen und in die Konvektionszone 8 des ersten Ofens I eintreten, wonin sich ihre Temperatur bis auf etwa 3500 verringert, indem sie das Behandlungsgut in der Rohrschlange g vorwärmen.
• Bei der vorstehend geschilderten Anlage werden für die Fertigerhitzung bzw. Wiederaufheizung des Guts auf die verhältnismäßig hochliegenden Behandlungstemperaturen durchweg nur die hochtemperierten Strahlungszonen der Öfen verwertet und dadurch Abgase dieser Z-onen von verhältnismäßig-noch hohen Temperaturen erhalten, die deswegen zum Vorwärmen des Guts in der Konvektionszone des ersten Ofens sehr gut geeignet sind.
• Man erreicht durch diese Anordnungen in allen Teilen der Anlage eine gute Wärmeübertragung ohne Aufwand zu großen Röhrenoberflächen und außerdem eine Absenkung der Temperaturen sämtlicher Abgase der Anlage bis auf einen verhältnismäßig niedrigen und dadurch wärmewirtschaftlich günstigen Grad.
• Bei der Röhrenerhitzeranlage nach Abb. 2 und 3, die mindestens drei Stufen umfassen muß, bildet der erste gesondert für sich angeordnete Röhrenerhitzerofen 23 die erste Stufe, und die weiteren Röhrenerhitzeröfen 24 und 25, welche die zweite bzw. diize dritte Stufe darstellen, sind erfindungsgemäß nebeneinander angeordnet (vgl. Abb. 2), wobei zwischen den beiden eine Abgasleitung 26 angeordnet ist, die über den Abgassammelkanal 27 nach der Konvektionszone des ersten Ofens 23 hinführt. Die Schaltung der Erhitzerrohrschlangen der drei IÖfen untereinander ist diie gleiche wie nach Abb. I. Man kann bei der Anordnung nach Abb. 2 hinter dem Ofen der ersten Stufe noch mehr als nur zwei weitere Stufen bzw. Öfen nebeneinander in gleichartiger Weise, wie es die Abb. 8 zum Ausdruck bringt, vereinigen, wobei dann zweckmäßig mehrere Abgas ableitungen 26 zwischen den einzelnen Erhitzern angeordnet werden.
• Der Vorteil dieser zweiten Ausführungsform nach Abb. 2 und 3 liegt darin, daß die hinter der ersten Erhitzerstufe folgenden die weiteren Stufen darstellenden Einzelöfen, die unter sich gleichartig ausgestaltet sind, zu einem einheitlichen Ofenbauwerk vereinigt werden, was sowohl diie bauliche Einrichtung als auch den Betrieb, namentlich in wärmewirtschaftlicher Hinsicht, vergünstigt.

Claims (2)

1. PATENTANSPRUCHE: I. Mehrstufige Röhrenerhitzeranlage zum wiederholten Aufheizen auf hochliegende Temperaturen von flüssigen und/oder gasförmigen Reaktionsstoffen, die nacheinander durch einen ersten in einer Konvektionszone liegenden Röhrenerhitzer und durch weitere in gesondert beheizten Strahlungszonen liegende Röhrenerhitzer geführt werden, denen jeweils besondere Reaktionskammern nachgeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Abgase sämtlicher Strahlungserhitzer in der einzligen Konvektionszone (8) zusammengeführt werden, die unterhalb des Raumes der Strahlungszone des ersten Röhrenerhitzersystems in vorzugsweise waagerechter Lage angeordnet ist (Abb. I).
2. 2. Anlage nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anwendung von mindestens drei Stufen der erste Röhrenerhitzerofen gesondert für sich angeordnet und die Röhrenerhitzeröfen der späteren Stufen, z. B. der zweite und dritte, nebeneinander unter Zwisch'enschaltung besonderer Reaktionskammern derart vereinigt sind, daß zwischen den einzelnen Erhitzern ein oder mehrere Abgasleitungen angeordnet sind, dile nach der Konvektionszone des ersten Röhrenerhitzerofens führen. ~~~~~~~ Angezogene Druckschriften: USA.-Patentschriften Nr. 2 070 294, 2 069 358, 2088987; französische Patentschrift Nr. 765 504.