DE950547C

DE950547C - Ammoniakverbrennungsofen mit Abhitzeverwertung

Info

Publication number: DE950547C
Application number: DEF13350A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Klemens Lurz; Dipl-Ing Josef Sinigoj
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1953-11-30
Filing date: 1953-12-01
Publication date: 1956-10-11

Description

AUSGEGEBEN AM 11. OKTOBER 1956

F13350 IVa/12 i

Gegenstand der Erfindung ist ein Ammoniakverbrennungsofen, der der Verbrennung eiaes Ammoniak-Luft-Gemisches mit Hilfe eines Kontaktnetzes, z. B. aus Platin, und der Verwertung des Wärmeinhaltes der nitrosen Abgase dient.

Öfen, die diesem Zwecke dienen, bestehen in den bekannten Ausführungen aus einem Verbrennungsraum von kreisflächigem Querschnitt, der unter dem Kontaktnetz zu einem ausgemauerten- Abgasschacht von rechteckigem Querschnitt verjüngt ist. Jn den Schacht sind die aus Bündeln von hin und her gewundenen Schlangen bestehenden Verdampfer und Überhitzer fest eingebaut.

Diesen bekannten Anlagen haften erhebliche Mängel an, die einen wirtschaftlichen Dauerbetrieb und unter Umständen sogar schon die Aufstellung fraglich machen. So ist trotz des verengten Abgasschachtes die Gasgeschwindigkeit gering. Die Wärmeübertragung je Flächeneinheit ist dementsprechend klein <und die Bauhöhe so groß, daß in ao den meisten Fällen der Vorwärmer nicht mehr im gleichen Schacht unter dem Ofen angeordnet werden kann. Der feste Einbau der verschweißten Schlangen macht beim Auswechseln derselben jedesmal Aufbrechen des Kastens und Ausbrechen des Mauerwerks sowie Trennschneidearbeiten an den verschweißten Verbindungen erforderlich. Ein weiterer erheblicher Nachteil der bekannten Anlagen besteht darin, daß die nitrosen Gase durch die Ausmauerung diffundieren, sich dabei auf

einen Temperaturgrad abkühlen, bei dem sie interkristalline Veränderungen im Stahlmantel hervorrufen und damit Schweißarbeiten am Mantel .unmöglich machen.

Es wird nun ein Ammoniakverbrennungsofen mit Abhitzeverwertung vorgeschlagen, bei dem die aufgezeigten Nachteile, inbesondere der der schlechten Wärmeübertragung, vermieden und hohe Flächenleistungen erzielt werden. Erfindungsgemäß ist eine Anlage mit spiralig gewundenen Rohrschlangen vorgesehen, bei denen die lichten Abstände der Windungen geringer als Vs Rohrdurchmesser sind. Die als flache Spiralen ausgebildeten Rohrschlangen sind im Abgasschacht übereinander in senkrecht zur Strömungsrichtung der Gase liegenden Ebenen angeordnet und erstrecken sich jeweils über den ganzen Querschnitt des Abgasschachts. Auf diese Weise werden höhere Gasgeschwindigkeiten ohne Verengung des Schachtquerschnittes erzielt, und es kann mehr Heizfläche in einer Ebene untergebracht werden, was zu, einer erheblichen Verringerung der Bauhöhe des gesamten Wärmeaustauschers führt. Die Windungen der übereinanderliegenden Spiralen sind dabei zweckmäßig versetzt angeordnet und die vertikalen Abstände der Spiralenebenen so gewählt, daß die Durcbgaugsquerschnitte zwischen den versetzt übereinanderliegenden Windungen halb so groß sind wie die freien Durchgänge in der Ebene der Spiralen. Hierdurch wird in der Verbindung mit der Spiralenform der Schlangen die Bauhöhe der Überhitzer- und Verdampferpakete weiter vermindert. Die Unterbringung des gleichartig ausgebildeten Speisewasservorwärmers im selben Schacht und die Beibehaltung des runden, in seiner Größe durch die Reaktionsgeschwindigkeit des Gemisches amNetZgegebenenOuerschmttesistdamitgesiehert. Der Aufbau und die Demontage der Birazelpakete wird durch den weiten, gleichbleibenden Q.uerschnitt des Schachtes sehr einfach. Eine schwache Verjüngung des Schachtes in Richtung der Gasströmung hat sich als vorteilhaft erwiesen, da dadurch weitere Montageerleichterungen erzielt werden. Schweiß- und Schneidarbeiten am Mantel und an den Schlangen werden zweckmäßig dadurch vermieden, daß die Durchgangsstellen für die Ein- und Ausgänge der Pakete mit dem Mantel verschraubt und gegen diesen abgedichtet sind. Nach Lösen dieser Verbindungen und nach Abheben des Ofens sind die Überhitzer-, Verdampfer und Vorwärmerpakete nach oben auszuziehen. Vorteilhaft ist dabei, den Teil des Schachtes, der den Speisewasservorwärmer enthält, ausfahrbar zu gestalten. Dies geschieht z. B. durch Anordnung von Flanschverbindungen.

Besonders vorteilhaft kann man die erfindungsgemäß vorgeschlagene Anlage gestalten, indem man auf die Ausmauerung des. Schachtes verzichtet, wodurch man direkten Kontakt der Abgase mit So dem Stahlmantel bei Temperaturen erhält, bei denen interkristalline Veränderungen im . Gefüge des Mantels noch nicht eintreten. Dadurch wird insbesondere der Nachteil der bekannten ausgemauerten Anlagen vermieden, der in der Veränderung der kristallinen Struktur der Stahlummantel'ung besteht.

In den Abbildungen ist eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung dargestellt.

Abb. ι zeigt eine Anlage, bei der das Gemisch bei α eintritt und im Raum b in Höhe des Kontaktnetzes c reagiert. Es passiert dann den Überhitzer d, den Verdampfer e und schließlich den Vorwärmer /. Die einzelnen Pakete sind an den Stellen g (Abb. 2 und 3) vom Mantel lösbar. Sie sind in Abb. 1 durch einfache Schleifen h dargestellt. Der Vorwärmer/ ist an den Stellen/ vom Mantel m zu trennen.

Abb. 2 und 3 zeigen die Windung einer Spirale, ihre Lage im Schacht, die Verbindung mit den Verteilern i und Sammlern k.

Abb. 4 veranschaulicht die Versetzung der Rohre in, einem Querschnitt durch die Spiralen. Die Strömung der Gase ist durch Pfeile angedeutet.

In. Abb. 5 ist die beispielsweise Ausführung der Verbindung Schlange, Mantel und Verteiler dargestellt. Hierin bedeutet η einen Schlangenaustritt. einen Verteileranschluß, m den Mantel, u Dichtungen und 0 Schraubenbolzen, die mit dem Flansch des Schlangenaustritts verschweißt sind.

Claims

Patentansprüche:

1. Ammoniakverbrennungsofen mit Abhitzeverwertung durch wasserdurchflossene, im Abgasschacht angeordnete Rohrschlangen, dadurch gekennzeichnet, daß diese als flache Spiralen mit einem lichten Windungsabstand ausgebildet sind, der kleiner als der halbe Rohrdurcbmesser ist, und daß die Spiralen übereinander in senkrecht zur Strömungsrichtung der Gase liegenden Ebene angeordnet sind und sich jeweils über den ganzen Querschnitt des Abgasschachts erstrecken.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen der übereinanderliegenden Spiralen gegeneinander versetzt und die Abstände der Ebenen, in denen die Spiralen liegen, so gewählt sind, daß der freie Querschnitt zwischen den versetzt übereinanderliegenden Rohren halb so groß ist wie der freie Querschnitt zwischen den in einer Ebene liegenden Windungen.

3. Anlage nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Abgasschacht durchgehend den gleichen kreisförmigen Querschnitt aufweist wie der Ofen in Höhe des Kontaktnetzes.

4. Anlage nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Abgasschachtes nach dem Ende hin schwach verjüngt ist.

5. Anlage nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrspiralen des Überhitzers, des Verdampfers und des Speisewasser-

Vorwärmers zu untereinanderliegenden Paketen zusammengefaßt sind, die über außenliegende Sammler- und \^rerteilerstücke miteinander in Verbindung stehen und die an der Durchgangsstelle für ihre Ein- und Ausgänge mit dem .Mantel verschraubt und gegen diesen abgedichtet sind.

6. Anlage nach Ansprüchen ι bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der den Vorwärmer enthaltende Teil des Abgasschachtee mit dem daruberliegenden Teil des Schachtes lösbar verbunden ist.

7. Anlage nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der den Überhitzer, den Verdampfer und den Vorwärmer enthaltende Abgasschacht unter Vermeidung einer Ausmauerung von einem Metallmantel gebildet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 752205.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen