EP0026850B1

EP0026850B1 - Mehrlochdruckdüse an Verkokungsöfen

Info

Publication number: EP0026850B1
Application number: EP80105333A
Authority: EP
Inventors: Carl-Heinz Dr. Dipl.-Chem. Struck; Ralf Schumacher
Original assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Current assignee: Dr C Otto and Co GmbH
Priority date: 1979-09-15
Filing date: 1980-09-06
Publication date: 1982-09-15
Also published as: DE2937409A1; IN153570B; CA1170609A; DE2937409B2; BR8005742A; JPS5643388A; ZA805522B; AR220069A1; AU530622B2; US4348258A; AU6034080A; EP0026850A1; DE2937409C3

Description

Die Erfindung betrifft eine in das Steigrohr und Vorlage an Verkokungsöfen verbindende Rohr eingebaute, als Topf mit gelochtem Boden ausgebildete Mehrlochdruckdüse mit kegelstumpfförmig erweiterten Bohrungen zum Einblasen eines kompressiblen Treibmittels, vorzugsweise Dampf.
In das Rohr, das bei den Kammern von Verkokungsöfen das Steigrohr mit der Vorlage verbindet, wird während des Abzuges des Destillationsgases durch das Steigrohr eine ammoniakhaltige wäßrige Lösung eingespritzt. Beim Füllen der Öfen wird vielfach in dieses Rohr Dampf eingeblasen, um die Füllgase in die Vorlage abzuziehen. Hierzu dient eine Düse, die als Topf mit gelochtem Boden ausgebildet sein kann.
Es kommt nun darauf an, daß die im gesamten Bereich der Ofenkammer beim Füllen sich bildenden Gase möglichst vollständig erfaßt werden und nicht ins Freie austreten. Man strebt daher an, in dem zur Vorlage führenden Rohr eine möglichst hohe Saugung mittels des unter einem bestimmten Druck zur Verfügung stehenden Dampfes zu erzielen.
Die Erfinder haben sich die Aufgabe gestellt, durch die Gestaltung einer in der Fertigung einfachen Mehrlochdruckdüse und ihrer Anordnung in dem Rohr, das Steigrohr und Vorlage verbindet, bei gegebenem Druck des kompressiblen Treibmittels, in der Regel Dampf, mittels bestimmter, in der Zeiteinheit zugeführter Treibmittelmengen zu einer maximalen Menge an abgesaugten Füllgasen zu gelangen. Die Mehrlochdruckdüse hat dabei kegelstumpfförmige Bohrungen, wobei um eine zentrale Bohrung oder um eine Gruppe um die Bodenachse gleichmäßig auf einem Kreis verteilter Bohrungen eine oder mehrere Kreise gleichmäßig verteilte Bohrungen angeordnet sind; dabei verlaufen außer der zentralen Bohrung alle Bohrungen schräg von der Achse fort, so daß sich kegelförmige Strahlenbündel für das eingeblasene Treibmittel ergeben.
Die Erfindung sieht vor, daß bei auf einem oder mehreren Kreisen um eine Zentralbohrung angeordneten Bohrungen der Mittenabstand (a1) der im gleichen Kreis liegenden Bohrungen in einem Verhältnis von 1,5 bis 2,5, vorzugsweise 1,8 bis 2,2, zu dem Durchmesser des Austrittsendes (dA) der Bohrungen steht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung steht der Radialabstand (a2) der Mitten der Bohrlöcher benachbarter Kreise und der Mitten der Bohrlöcher des inneren Kreises von der Achse der Zentralbohrung in einem Verhältnis von 1,3 bis 2,2, vorzugsweise von 1,8, zum Durchmesser des Austrittsendes (dA) der Bohrungen. Ferner sieht die Erfindung vor, daß das Verhältnis des Quadrates des Durchmessers (dE) der Eintrittsseite der Bohrungen zum Quadrat des Durchmessers (dA) des Austrittsendes der Bohrungen zwischen 0,25 und 0,65, vorzugsweise zwischen 0,35 und 0,50 liegt.
Aufgrund eingehender Versuche wurde gemäß der Erfindung eine optimale Anordnung einer solchen Mehrlochdruckdüse erzielt, wenn die Düse zentral über der durch eine Klappe verschließbaren Öffnung der Vorlage angeordnet war und das von den kegelstumpfförmig in Richtung des Treibmitteldurchgangs erweiterten Bohrungen der Düse erzeugte Strahlenbündel den Querschnitt des Steigrohr und Vorlage verbindenden Rohres erst an dem Übergang in die Vorlage lückenlos ausfüllt.
Die Gestalt dieses kegelförmigen Strahlenbündels wird bestimmt durch die Schrägstellung der den äußeren Kreis bildenden Bohrungen der Düse, die den Öffnungswinkel 2x eines Kegels bilden. Ist r der Radius der kreisförmigen, durch eine Klappe verschließbaren Öffnung der Vorlage und L die Entfernung der genannten Kegelspitze vom Mittelpunkt der Öffnung, so ist
Da nun durch das abgesaugte Füllgas, wie Versuche ergeben, das kegelförmige Strahlenbündel zusammengedrückt und damit gestreckt wird, ist es erforderlich, um die gewünschte Ausfüllung des oberhalb der Vorlagenöffnung liegenden Raumes mit der Mischung aus Treibmittel und Füllgas zu erreichen, den Öffnungswinkel _IX etwas größer zu bemessen. Bei den Versuchen ergab sich, daß über einen breiten Bereich von Dampfdrücken eine optimale Absaugung gegeben ist, wenn bei der Wahl des Öffnungswinkels IX für die Sprühkegel in der genannten Formel statt L der 0,9fache Wert von L eingesetzt wird.
Für die geometrische Bemessung der Bohrungen in der Düse haben sich bei den Versuchen optimale Werte ergeben, die anhand der Zeichnung erläutert werden. Auf dieser stellen dar

Fig. 1 die Draufsicht auf die topfförmige Düse,
Fig. 2 einen senkrechten Achsschnitt durch die Düse nach Fig. 1,
Fig. 3 und 4 Draufsichten auf Düsen mit einer anderen Anordnung von Bohrungen.

Die Fig. 1 und 2 stellen eine Düse dar, bei der um eine zentrale Bohrung in einem Kreis gleichmäßig verteilt sechs weitere, schräg nach unten gerichtete Bohrungen vorhanden sind.
Bei der Düse nach Fig. 3 ist um eine Gruppe in einem inneren Kreis verteilter drei Bohrungen ein äußerer Kreis von neun Bohrungen vorhanden.
Bei der Düse nach Fig. 4 sind um eine zentrale Bohrung zwei in Kreisen angeordnete Gruppen von Bohrungen vorhanden, und zwar sechs Bohrungen in einem inneren Kreis, zwölf Bohrungen in einem äußeren Kreis.
Die für die Bemessung der Bohrungen in der Düse wichtigen geometrischen Größen haben folgende Benennungen:

a1 ist der Mittenabstand der im gleichen Kreis liegenden Bohrungen,
a2 ist der Radialabstand der Mitten der Bohrlöcher benachbarter Kreise und der Radialabstand der Mitten der Bohrlöcher des inneren Kreises von der Achse der Zentralbohrung,
dE ist der Durchmesser der Eintrittsöffnung der Bohrungen,
dA ist der Durchmesser der Austrittsöffnung der Bohrungen.

Um zu einer optimalen Wirkung der Düse zu kommen, müssen Bemessungsvorschriften für die genannten Größen a1, a2, dE und dA eingehalten werden, die Gegenstand der Ansprüche 1 bis 3 bilden.
In Fig. 2 ist auch der Winkel _IX eingetragen, der dem halben Wert des Öffnungswinkels des Sprühkegels entspricht.

Claims

1. In das Steigrohr und Vorlage an Verkokungsöfen verbindende Rohr eingebaute, als Topf mit gelochtem Boden ausgebildete Mehrlochdruckdüse mit kegelstumpfförmig erweiterten Bohrungen zum Einblasen eines kompressiblen Treibmittels, vorzugsweise Dampf, dadurch gekennzeichnet, daß bei auf einem oder mehreren Kreisen um eine Zentralbohrung angeordneten Bohrungen der Mittenabstand (a1) der im gleichen Kreis liegenden Bohrungen in einem Verhältnis von 1,5 bis 2,5, vorzugsweise 1,8 bis 2,2, zu dem Durchmesser des Austrittsendes (dA) der Bohrungen steht.

2. Mehrlochdruckdüse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Radialabstand (a2) der Mitten der Bohrlöcher benachbarter Kreise und der Mitten der Bohrlöcher des inneren Kreises von der Achse der Zentralbohrung in einem Verhältnis von 1,3 bis 2,2, vorzugsweise von 1,8, zum Durchmesser des Austrittsendes (dA) der Bohrungen steht.

3. Mehrlochdruckdüse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des Quadrates des Durchmessers (dE) der Eintrittsseite der Bohrungen zum Quadrat des Durchmessers (dA) des Austrittsendes der Bohrungen zwischen 0,25 und 0,65, vorzugsweise zwischen 0,35 und 0,50 liegt.

4. Anordnung der Mehrlochdruckdüse gemäß den vorliegenden Ansprüchen in dem Steigrohr und Vorlage verbindenden Rohr, gekennzeichnet durch eine solche Neigung der Bohrungen im äußeren Kreis, daß das von der Düse erzeugte Strahlenbündel den Querschnitt des Verbindungsrohres erst am Übergang in die Vorlage lückenlos ausfüllt.