DER0000144MA - Verfahren und Vorrichtung zum Beheizen von Verdampfern, insbesondere von Retorten und Destillationsblasen - Google Patents

Description

Für das Beheizen von Verdampfern, insbesondere von Retorten und Destillationsblasen, sind verschiedene Vorschläge gemacht worden. Häufig werden derartige Verdampfer in einen Feuerraum eingehängt, der durch eine seitlich liegende Feuerung beheizt wird. Die heißen Rauchgase treffen, von unten kommend, auf den Boden des Verdampfers und umspülen ohne jede Führung einen Teil des Mantelumfanges, um dann auf dem kürzesten Wege nach dem Fuchsloch geleitet zu werden. Bei dieser Art der Heizgasführung sind die Gas-Geschwindigkeiten sehr gering; zudem wird die Heizfläche der Verdampfer oder Retorten sehr ungleichmässig beaufschlagt. Die aus der Feuerung hochschlagenden Flammen überhitzen die am nächsten liegenden Bodenteile,rend die dem fuchsloch gegenüberliegenden Teile nur verhältnissmässig schwach beheizt werden.

Neben der vorstehend geschilderten Heizung ist eine Rauchgasführung bekannt, bei der die heißen Rauchgase aus der Feuerung zentral unter den Gefäßboden treten und längs dieses Bodens radial nach dem äusseren Umfang des Gefäßes strömen. Hier werden die Heizgase umgelenkt und durch mehrere, gleichgroße Öffnungen in einen um den Verdampfermantel laufenden Ringkanal eingeleitet. In diesem Ringkanal streichen die Heizgase in horizontaler bezw. tangentialer Richtung um den Gefäßmantel, bis sie durch eine an der Decke des Ringkanalsangeordneten Öffnung in einen darüber liegenden Ringkanal eintreten. In diesem zweiten Ringkanal umströmen die Heizgase den Retortenmantel ebenfalls tangential und gelangen dann durch eine Deckenöffnung in den nächsten Ringkanal.

Bei großräumigen Retorten oder Destillationsblasen werden bis zu vier und mehr Ringkanäle übereinander angeordnet. Aus dem oberen Ringkanal gelangen die Heizgase in den Fuchs.

Die hier geschilderte Heizgasführug weist ebenfalls verschiedene schwerwiegende Mängel auf, da sie der unterschiedlichen Wärmedehnung der Retorte und des umgebenden Mauerwerkes nicht hinreichend Rechnung trägt. Daher wird die Mauerwerkszunge, die den gasdichten Abschluß zwischen den einzelnen Ringkanälen bilden soll, bei der ungleichmässigen und unterschiedlichen Ausdehnung des Stahlgefäßes und des umgebenden Mauerwerkes mehr oder weniger radial nach außen geschoben, so dass schon nach verhältnissmässig kurzer Betriebszeit zwischen den Abschlußzungen des Mauerwerkes und den Verdampfern mehr oder weniger weite Spalte klaffen, die es den Rauchgasen ermöglichen, ohne den vorstehend beschriebenen langen Weg durch die Ringkanäle unmittelbar an der Retortenwandung hochzusteigen und nach dem Fuchsloch zu strömen. Dadurch wird auch bei dieser bekannten Heizgasführung die dem Fuchsloch gegenüber liegende Heizfläche praktisch kaum von den Heizgasen beaufschlagt. Man hat zwar versucht, durch Einbau von metallischen, hinreichend elastischen Dichtungen die zwischen den Mauerwerkszungen und dem Verdampfermantel entstehende Ringspalte abzudichten, doch blieb dieser Maßnahme ein Erfolg verwehrt, der bei den hohen Heizgastemperaturen jede metallische Dichtung nach kurzer Zeit ihre Elastizität völlig einbüßt.

Die Nachteile der bekannten Heizverfahren werden dadurch vermieden, dass die Heizgase erfindungsgemäß gleichmässiger Verteilung umströmen. Auf diese Weise ergibt sich eine gleichmässige Temperaturverteilung, innerhalb des Verdampfermantels und eine entsprechend gleichmässige Belastung der Heizfläche. Das neue Verfahren verhindert also lokale Überhitzungen am Verdampfer und gestattet gleichzeitig, die Verdampfungsleistung auf ein Höchstmaß zu bringen.

Bei stehenden, zylindrischen Verdampfern führt das neue Heizverfahren zu einer rotationssymmetrischen Heizgasströmung, die im Gegensatz zu den bekannten Konstruktionen ermöglicht.

Zur Ausführung des neuen Verfahrens ist erfindungsgemäß vorgesehen, einen für die Heizgasführung bestimmten Mantel so um den Verdampfer anzuordnen, dass zwischen beiden ein verhältnissmässig kleiner, aber im wesentlichen gleichmässiger Abstand vorgesehen ist. Auf diese Weise können sich bei der Erwärmung Mantel und Verdampfer praktisch unabhängig voneinander ausdehnen.

Da jedoch für den gasdichten Abschluß Mantel und Verdampfer an mindestens einer Stelle miteinander verbunden sein müssen, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, diese Verbindung durch elastische oder bewegliche Bauelemente vorzunehmen.

Nachdem die Heizgase in gleichmässiger Verteilung und Strömung den Verdampfermantel erhitzt haben, werden sie gemäß der Erfindung in einen Sammelkanal begleitet, der mit einem oder mehreren Austritten bezw. Anschlüssen an den Fuchskanal versehen ist. Um nun den lokal verstärkten Zug der Heizgasaustrittsöffnungen auf die längs des Verdampfermantels strömenden Heizgase abzuschwächen, verengert sich erfindungsgemäß der Verbindungsquerschnitt zwischen dem Heizgasspalt und dem Sammelkanal mit abnehmender Entfernung von einem Heizgasaustritt. Diese Querschnittsveränderung kann durch verschiedene, konstruktive Maßnahmen herbeigeführt werden. Es ist beispielsweise möglich, den Heizgasspalt durch frei aufliegende oder verschiebbare Platten so zu verdecken, dass die gewünschte Drosselung des Zuges erreicht wird. Man kann aber auch bei Vorliegen unveränderlicher Betriebsverhältnisse auf die Einstellbarkeit der Drosselung verzichten und ein vorher ausprobiertes, unveränderliches Drosselgitter vor dem Sammelkanal anordnen.

Die neue Heizgasführung ermöglicht eine unabhängige Wärmeausdehnung von Verdampfer und umgebenden Mantel. Um nun auch bei dem Heizgassammelkanal die freie Wärmeausdehnung zu ermöglichen, wird dieser nach oben durch bewegliche Deckel abgeschlossen, die zweckmässig mit einer innen- oder Außenisolierung versehen sind.

Eine andere Ausführungsmöglichkeit besteht darin, den Heizgassammelkanal nach oben durch Platten abzudecken, die in ringförmige, mit Sand oder einem geeigneten plastischen Dichtungsmaterial gefüllte Tassen eingreifen.

Schließlich kann man erfindungsgemäß die Abdichtung der Heizgasführung nach oben derart vorzunehmen, dass man an dem oberen Umfang des Verdampfers einen Winkel anordnet, dessen horizontaler, elastischer Schenkel beweglich auf dem Mantel aufliegt.

Die Zeichnungen veranschaulichen ein Ausführungsbeispiel für die Durchführung des neuen Verfahrens. Dabei sind für den Heizgassammelkanal und dessen Abdeckung 3 verschiedene Ausführungsformen angegeben.

Abb. 1 zeigt eine Retorte oder Blase zum Verdampfen und Destillieren von Teeren und Ölen im senkrechten, mittleren Längsabschnitt.

Abb. 2 gibt den Schnitt in der Ebene I - I der Abb. 1 wieder. wie aus den Abb. 1 und 2 hervorgeht, ist die stehend, zylindrische Retorte 1 von einem ebenfalls zylindrischen Mantel 2 derartig umgeben, dass zwischen Retorte und Mantel ein schmaler Ringspalt für die Fortleitung der Heizgase entsteht. Die Heizgase treten aus einer in der Zeichnung nicht dargestellten Feuerung von unten in den zentral angeordneten Kanal 4 ein und strömen dann unterhalb des Retortenbodens 5 radial nach dem Retortenmantel, um hier senkrecht nach oben abgelenkt zu werden. In dem Ringspalt 3 bewegen sich die Heizgase längs des Retortenumfanges mit ziemlich hoher Geschwindigkeit nach oben und gelangen in einen ringförmigen Sammelkanal 6, dessen Seitenwände einerseits von dem Mantel 2 und andererseits von einem auf die Retorte aufgesetzten Steg 7 gebildet werden. Zur Vermeidung von Wärmeverlusten ist dieser Steg mit einer Innenisoilierung versehen.

Der Boden des Sammelkanals wird durch einen Absatz im Mantel 2 gebildet; er ist mit Kalibriersteinen 8 von verschiedenen Länge belegt, so dass der Ringspalt 3 in entsprechend verschiedenem Maße abgedeckt ist. Wie insbesondere aus der Abb. 2 hervorgehet, erweitert sich der Verbindungsquerschnitt zwischen dem Ringspalt 3 und dem Sammelkanal 6 mit wachsender Entfernung von dem Heizgasaustritt 9 immer mehr. Auf diese Weise wird erreicht, dass der lokal erhöhte Zug des Heizgasaustrittes ausgeglichen wird. Infolgedessen strömen die Heizgase längs des gesamten Retortenumfanges mit gleichmässiger Geschwindigkeit und Verteilung nach oben.

Der Mantel 2 besteht vorzugsweise aus einem mehrschichtigen Mauerwerk oder einem Blechmantel mit Innenisolierung. Auf jeden Fall dehnt sich dieser Mantel gegenüber der Retorte bei der Er- wärmung unterschiedlich aus. Daher wird der Sammelkanal 6 durch Platten 10 abgedeckt, die auf den Seitenwänden des Sammelkanals lose aufliegen. Zur Verringerung der Wärmeverluste erhalten die Platten 10 einen<Nicht lesbar> 11. Die Ringspalte 12 zwischen dem<Nicht lesbar> 11 und dem Mantel 2 bezw. dem Steg 7 werden durch Asbestschnüre, Sand oder ein geeignetes plastisches Dichtungsmaterial ausgefüllt, so dass Falschluft nicht in den Sammelkanal 6 eintreten kann. Die Platten 10 werden gasdicht miteinander verschraubt, können also zur Nachstellung der Kalibrierung jederzeit abgehoben werden.

In Abb. 3 ist dieselbe Retorte im senkrechten, mittleren Längsschnitt dargestellt, während

Abb. 4 einen Schnitt in der Ebene II - II der Abb. 3 zeigt.

Wie aus diesen Abbildungen ersichtlich, ist hier die Begrenzung des Sammelkanals 6 anders ausgebildet als bei der Vorrichtung nach Abb. 1 und 2.

Neben dem Steg 7 ist auf der Retortenkuppel noch ein zweiter Steg 13 vorgesehen, so dass eine ringförmige Rinne 14 entsteht. Der Mantel 2 weist an seinem oberen Ende in derselben Höhe eine ringförmige Rinne 15 auf, so dass der ringförmige Deckel 16 in die beiden Rinnen eintauchen kann. Die Rinnen werden widerum mit Sand oder einer plastischen Dichtungsmasse ausgefüllt, so dass der Sammelkanal auf diese Weise nach oben gasdicht abgeschlossen ist.

Zur Verringerung der Wärmeverluste kann der Deckel 16 eine in der Zeichnung nicht dargestellte Innen- oder Außenisoilierung erhalten. Um den einseitigen Zug des Heizgasaustrittes 9 auszugleichen, sind unterhalb des Sammelkanals verschiebbare Steine 17 vorgesehen, die den Ringspalt 3 mehr oder weniger Abdecken. Jeder Stein kann von außen durch 2 Stellschrauben 18 radial nach innen oder außen bewegt werden. Diese Konstruktion lässt auch eine Kalibrierung des Heizgasspaltes 3 im Betriebe zu. Die Veränderung des Ringspaltes längs des Retortenumfanges geht aus Abb. 4 hervor.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel für den Sammelkanal und die Drosselorgane, geht aus den Abb. 5 und 6 hervor. Hierbei gibt Abb. 5 wieder den senkrechten, mittleren Längsabschnitt wieder, während Abb. 6 den Schnitt in der Ebene III - III der Abb. 5 zeigt. Der Sammelkanal 6 ist bei diesem Ausführungsbeispiel von dem Heizgasspalt 3 durch das Drosselgitter 19 getrennt. Dieses besitzt für den Heizgasdurchtritt Öffnungen 20, die bei dem Heizgasaustritt 9 ganz eng sind und mit wachsen der Entfernung von diesem Austritt immer größer werden.

Der Heizgasspalt 3 ist nach oben durch den Winkel 21 abgedeckt, der an dem oberen Umfang der Retorte 1 befestigt ist. Sein verlängerter und elastischer Horizontalschenkel ruht frei beweglich auf dem Mantel 2, so dass sich die verschiedenen Wärmeausdehnungen von dem Mantel und der Retorte ausgleichen können.

Claims (12)

1.) Verfahren zum Beheizen von Verdampfern, insbesondere von Retorten und Destillationsblasen, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizgase um den Verdampfer längs seines gesamten Umfanges im wesentlichen gleichmäßig geführt werden.

2.) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekannzeichnet, daß bei stehenden, zylindrischen Verdampfern die Heizgase so geführt werden, daß eine im wesentlichen rotationssymmetrische Heizgasströmung herrscht.

3.) Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein für die Heizgasführung bestimmter Mantel (2) dem Verdampfer (1) in verhältnismäßig kleinem, aber im wesentlichen gleichmäßigen Abstände (3) umgibt.

4.) Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß Mantel (2) und Verdampfer (1) nur durch elastische oder bewegliche Bauelemente miteinander verbunden sind.

5.) Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizgasspalt (3) zwischen Verdampfer (1) und Mantel (2) in einen Sammelkanal (6) mündet, der mit einem oder mehreren Austritten für die Heizgase versehen ist.

6.) Vorrichtung nach Anspruch 3 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsquerschnitt zwischen Heizgasspalt (3) und Sammelkanal (6) mit wachsender Entfernung vom Heizgasaustritt zunimmt.

7.) Vorrichtung nach Anspruch 3 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Heizgasspalt (3) durch frei aufliegende oder verschiebbare Platten (8, 17) unter Belassung eines, mit Bezug auf den Heizgasaustritt unterschiedlichen Spaltes teilweise abgedeckt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 3 - 7, dadurch gekennzeichnet, daß die den Heizgasspalt abdeckenden Platten (17) radial verstellbar sind.

9.) Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die Anordnung von Stellschrauben, die einerseits in den Abdeckplatten (17) befestigt sind und andererseits durch den Mantel (2) zur Betätigung nach außen herausragen.

10) Vorrichtung nach Anspruch 3 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß der von dem Mantel (2) und dem Verdampfer (1) eingeschlossene Sammelkanal (6) durch bewegliche Deckel oder Winkel (11, 16, 21) nach oben abgeschlossen ist.

11.) Vorrichtung nach Anspruch 3 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelkanal (6) durch Platten nach oben abgeschlossen ist, die in ringförmige, mit Sand oder dergleichen gefüllte Rinnen (14, 15) eingreifen.

12.) Vorrichtung nach Anspruch 3 - 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein am oberen Umfang des Verdampfers angeordneter Winkel (21) mit seinem horizontalen, elastischen Schenkel auf dem Mantel (2) beweglich aufliegt.