NL8500393A - Samengestelde buis voor het verwarmen van gassen. - Google Patents
Samengestelde buis voor het verwarmen van gassen. Download PDFInfo
- Publication number
- NL8500393A NL8500393A NL8500393A NL8500393A NL8500393A NL 8500393 A NL8500393 A NL 8500393A NL 8500393 A NL8500393 A NL 8500393A NL 8500393 A NL8500393 A NL 8500393A NL 8500393 A NL8500393 A NL 8500393A
- Authority
- NL
- Netherlands
- Prior art keywords
- tube
- composite
- internal
- heating
- reinforcement
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 41
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims abstract description 37
- 239000007789 gas Substances 0.000 title claims abstract description 30
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 14
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims abstract description 11
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims description 7
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 6
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 claims description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 5
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims description 2
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 18
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 8
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 8
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 7
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 6
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 5
- 239000003779 heat-resistant material Substances 0.000 description 5
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- -1 ethylene, propylene, butene Chemical class 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 229930195734 saturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F22—STEAM GENERATION
- F22B—METHODS OF STEAM GENERATION; STEAM BOILERS
- F22B25/00—Water-tube boilers built-up from sets of water tubes with internally-arranged flue tubes, or fire tubes, extending through the water tubes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G9/14—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
- C10G9/18—Apparatus
- C10G9/20—Tube furnaces
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10G—CRACKING HYDROCARBON OILS; PRODUCTION OF LIQUID HYDROCARBON MIXTURES, e.g. BY DESTRUCTIVE HYDROGENATION, OLIGOMERISATION, POLYMERISATION; RECOVERY OF HYDROCARBON OILS FROM OIL-SHALE, OIL-SAND, OR GASES; REFINING MIXTURES MAINLY CONSISTING OF HYDROCARBONS; REFORMING OF NAPHTHA; MINERAL WAXES
- C10G9/00—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils
- C10G9/14—Thermal non-catalytic cracking, in the absence of hydrogen, of hydrocarbon oils in pipes or coils with or without auxiliary means, e.g. digesters, soaking drums, expansion means
- C10G9/18—Apparatus
- C10G9/20—Tube furnaces
- C10G9/203—Tube furnaces chemical composition of the tubes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S122/00—Liquid heaters and vaporizers
- Y10S122/13—Tubes - composition and protection
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)
- Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
- Instantaneous Water Boilers, Portable Hot-Water Supply Apparatuses, And Control Of Portable Hot-Water Supply Apparatuses (AREA)
- Resistance Heating (AREA)
Description
• · V 1 N.0. 33 008 1
Samengestelde buis voor het verwarmen van gassen.
De uitvinding heeft betrekking op een samengestelde buis voor het 5 tot zeer hoge temperaturen verwarmen van gassen, waarbij zeer hoge warm-tefluxen door de wand tussen de verwarmingsgassen en de te verwarmen gassen mogelijk zijn. In het bijzonder is deze inrichting bestemd voor het opwekken van stoom met hoge temperatuur, bijvoorbeeld ten behoeve van de pyrolyse en voor het tot hoge temperatuur verhitten van inerte 10 gassen voor bijvoorbeeld gesloten gasturbinestelsels of als warmtebron voor reaktoren of warmtewisselaars.
Het tot zeer hoge temperaturen verhitten van stoom kan bijvoorbeeld met groot voordeel worden toegepast bij de bereiding van etheen uit nafta of zware-olie-produkten.
15 De tegenwoordige bereiding van bijvoorbeeld etheen wordt uitgevoerd in pijpovens, zogenaamde kraakovens. Hierin worden verzadigde koolwaterstoffen, gemengd met bijvoorbeeld stoom, gevoerd door pijpen terwijl uitwendig warmte door gas of olie gestookte branders wordt toegevoerd.
Fig. 1 toont een konventionele oven van dit type waarin een groot aantal 20 pijpenbundels in een oven door branders wordt verhit.
Een groot nadeel van deze konventionele installaties, waarbij een veelheid van pijpenbundels wordt toegepast in een door een groot aantal branders verhitte ruimte is, dat alle reaktorpijpen over de totale lengte aan eenzelfde temperatuur worden blootgesteld. Reeds daardoor is de 25 maximum warmteflux beperkt, omdat de meest extreme kondities, die zeer plaatselijk optreden, in een enkele kraakbuis, bepalend zijn.
Als gevolg van de lage gemiddelde warmteflux door de buiswanden is de lengte van de kraakbuizen in konventionele fornuizen noodzakelijkerwijze in de orde van 50 tot 100 m. Ten gevolge van deze relatief grote 30 lengtes zijn voor vele processen de verblijftijden en de drukverliezen te lang respektievelijk te hoog en daarmee niet optimaal.
In de meeste gevallen zoals bij het kraken van koolwaterstoffen tot bijvoorbeeld etheen, propeen, buteen, etc., worden betere omzettings-resultaten bereikt indien de reaktietemperaturen worden verhoogd en kor-35 tere verblijftijden worden gerealiseerd.
Een te hoog drukverlies heeft bij de hoge temperatuurniveaus direkt konstruktieve beperkingen tot gevolg wegens de onder die omstandigheden geringe sterkte-eigenschappen (kruip) van de metalen, welke beperkingen sl^ec^ts^door een lagere materiaaltemperatuur tijdens bedrijf te kompen-40 seren zijn.
Λ r η Λ T a —
« v I
2 # ·
In het geval van de bereiding van etheen is er sprake van een sterk endotherme kraakreaktie.
In de konventionele installaties worden temperatuurniveaus van het pijpmateriaal tot ongeveer 900° C toegepast bij een beperkte druk, bij-5 voorbeeld 3 tot 10 atmosfeer, terwijl bij enkele meer geavanceerde installaties temperaturen van 1000 tot 1075° C worden toegepast.
Ook dient het kraakprodukt snel te worden afgekoeld om de maximum verkregen omzetting niet teloor te laten gaan.
Het is meestal van groot voordeel indien dergelijke kraakprocessen 10 snel verlopen, hetgeen vooral inhoudt, dat de warmtedoorgang door de kraakbuizen zeer hoog moet zijn, terwijl toch het temperatuurverschil over de wand hierbij gering moet zijn vanwege het bereiken van het hoogst mogelijke temperatuurniveau ter plaatse van het te verhitten medium.
15 Het is bekend dat het voor kraakprocessen van voordeel is als bij de aanvang van de reaktie zoveel mogelijk warmte wordt toegevoerd, bijvoorbeeld met oververhitte stoom of een ander gas, terwijl de endotherme reaktie wordt voortgezet in de kraakbuis onder toevoering van verdere, voor de reaktie noodzakelijke warmte.
20 Er bestaat dus behoefte aan buizen voor het verhitten van bijvoor beeld stoom als gas tot temperaturen van 1300 tot 1400° C.
Alhoewel reeds inwendig in pijpen bij de verwarming van bijvoorbeeld stoom of kraakprodukten gastemperaturen van omstreeks 1075° C zijn bereikt, was de warmteflux tot nu toe door de wand zeer beperkt daar 25 temperaturen ver boven de 1100° C ook voor de hoogst gelegeerde bekende materialen niet meer toelaatbaar zijn. De inwendige drukken in de pijpen bij dit soort toepassingen zijn zeer beperkt, daar de konstruktie ten minste voldoende sterk moet zijn om de belasting als resultaat van de inwendige druk en het eigen gewicht te kunnen weerstaan.
30 Alhoewel het denkbaar is dat in de toekomst grotere installaties met keramische materialen gebouwd kunnen worden en hiermee veel hogere temperaturen kunnen worden bereikt dan net metalen mogelijk is, vormen deze materialen een zeer aanzienlijke warmtedoorgangsbarriere, zodat aan de kombinatie hoogst mogelijke temperatuur enerzijds en zeer geringe 35 warmteweerstand anderzijds tot het verkrijgen van een zeer grote warmte— flux zoals nu te voorzien is, evenmin valt te voldoen.
Er is een samengestelde buis ontwikkeld, waarvan verwacht wordt, bij bepaalde toepassingen temperaturen tot 1250° C kunnen worden bereikt. Deze samengestelde buis wordt versterkt door een inwen— 40 dig netwerk van bijvoorbeeld molybdeen, dat de sterkte van de samenge- » * v ·' 3 ’ ' stelde buis bepaalt. Zie fig. 2. De uit de aard van de konstruktie voortvloeiende wanddikte beperkt echter de toelaatbare warmteflux over de wand.
De uitvinding beoogt thans een samengestelde buis te verschaffen 5 voor het verhitten van stoom of gas of in het bijzonder inert gas, waarbij de hierboven genoemde bezwaren worden vermeden, terwijl veel hogere temperaturen en warmtefluxen dan tot nu toe kunnen worden bereikt.
De samengestelde buis volgens de uitvinding is gekenmerkt door althans een interne verhittings- of verbrandingsbuis, een externe bewape-10 ning, die de interne verhittings- of verbrandingsbuis omgeeft en afstandsmiddelen voor het scheiden van de interne buis van de externe bewapening, waarbij de materialen voor de interne verbrandingsbuis bestand zijn tegen de milieus van de met deze buizen in aanraking komende gassen.
15 Een dergelijke buis zal in het algemeen worden toegepast bij het tot hoge temperatuur verhitten van inerte gassen, die zich bevinden tussen de interne buis en de externe bewapening, welk inert gas door het verbrandende of verhitte gas in de interne buis wordt verhit.
In een gewijzigde uitvoeringsvorm van de uitvinding, bijvoorbeeld 20 toegepast voor het verhitten van stoom in een kraakinstallatie, bevindt zich tussen de interne verbrandings- of verhittingsbuisd en de externe bewapening een omhullende buis, die de bewapening moet beschermen tegen het gas, zoals stoom, dat zich bevindt tussen de interne buis en de omhullende buis. Zowel naar de interne buis als naar de externe bewapening 25 steunt deze omhullende buis door middel van steunorganen en/of afstandsmiddelen. __
Een belangrijk verschil met de meeste bekende inrichtingen is, dat de warmte uitsluitend van binnen af wordt toegevoerd en dat de aan de buitenzijde gelegen bewapening aan weinig of geen warmtebelasting en 30 niet aan schadelijke gassen onderhevig is.
Bij voorkeur bestaat de externe bewapening uit speciale warmte-bestendige materialen, zoals molybdeen, wolfram, tantaal of niobium of legeringen hiervan, terwijl voor de tussengelegen omhullende buis keramisch materiaal kan worden toegepast.
35 De verbrandingsbuis zal bij voorkeur bestaan uit materiaal, zoals nikkel of nikkellegeringen, dat in het bijzonder bestand is tegen hoge temperaturen en tegen het agressieve milieu van de verbrandingsgassen. Echter kan hiervoor ook keramisch materiaal worden toegepast.
BAD ORIGIN de steunorganen en de afstandsmiddelen tussen de verschillende 40 buizen bestaan bij voorkeur uit warmtebestendig materiaal, in het bij-
t? «V
φ 1 4 zonder keramisch materiaal.
Met de samengestelde buis volgens de uitvinding kunnen temperaturen van 1300 - 1400° C worden bereikt, waardoor bij de bereiding van etheen de opbrengst aanzienlijk zal worden vergroot, terwijl aanzienlijke ren-5 dementsverbeteringen ten aanzien van het brandstofverbruik kunnen worden verkregen. Bij toepassing in bijvoorbeeld kraakinstallaties kunnen de buizen volgens de uitvinding nu diameters bezitten die groter zijn dan de diameters van de thans gebruikelijke kraakbuizen. Hierdoor is minder verwarmd oppervlak (V0) nodig.
10 De voor de verhitting noodzakelijke verbrandingsgassen worden ge voerd door de interne verbrandingsbuis, terwijl het te verhitten gas of het kraakprodukt wordt gevoerd door de ruimte tussen de verbrandingsbuis en de daaromheen gelegen omhullende buis of de externe bewapeningh, al naar gelang het te verwarmen gas.
15 De bewapening kan bestaan uit een pijp, maar ook uit gevlochten of gewikkelde draden, die door een verdere pijp of mantel kunnen worden ondersteund. Om deze bewapening kan als mantel een warmte-isolatie worden aangebracht waardoor de verliezen naar buiten nog meer worden beperkt.
20 Een verder voordeel van de samengestelde buis volgens de uitvinding is dat de externe bewapening, gelegen buiten het te verhitten gas of de reaktieruimte, de laagste in het systeem voorkomende temperatuur heeft in tegenstelling tot bij de gebruikelijke oplossingen. Omdat dit element, dat de sterkte aan de konstruktie geeft, de laagste temperatuur 25 bezit, kunnen ook reeds met konventionele materialen veel hogere temperaturen van het te verhitten medium worden bereikt dan op de gebruikelijke wijze. Door de toepassing van materialen zoals molybdeen, wolfram en tantaal worden de eigenschappen van de samengestelde buis nog in aanzienlijke mate verbeterd.
30 In tegenstelling tot de eerder genoemde oplossingen is het in de konstruktie volgens de uitvinding juist van voordeel indien de warmte-doorgang door de externe bewapening gering is.
In de konstruktie volgens de uitvinding kan een branderpijp, dat wil zeggen een interne buis, worden toegepast met zeer geringe wanddik-35 te, bijvoorbeeld 0,5 tot 1 mm nikkel, waarmee genoemde temperaturen tot 1300-1400° C bij zeer hoge warmteflux mogelijk worden.
De externe bewapening en de tussengelegen omhullende buis moet in juist §een warmte doorlaten, zodat hieraan in dit opzicht geen verdere speciale eisen dan slechts ten aanzien van de sterkte 40 respektievelijk het milieu behoeven te worden gesteld.
.· .- I
De uitvinding zal thans nader worden toegelicht aan de hand van de tekeningen, waarop enkele uitvoeringsvoorbeelden zijn weergegeven.
Fig. 1 toont een schematisch aanzicht van een konventionele oven; fig. 2 toont gedeeltelijk in doorsnede een bekende samengestelde 5 buis, die met wapeningdraden is versterkt; fig. 3 toont een axiale doorsnede van een eerste uitvoeringsvorm van de samengestelde buis volgens de uitvinding; fig. 4 toont een radiale dwarsdoorsnede van de samengestelde buis volgens fig. 3; 10 fig· -5 toont een gewijzigde uitvoeringsvorm van de samengestelde buis volgens de uitvinding in axiale doorsnede; fig. 6 toont de buis volgens fig. 5 in radiale dwarsdoorsnede; fig. 7 toont een opstelling waarbij meerdere samengestelde buizen volgens de uitvinding worden toegepast in een kraakinstallatie; 15 fig· 8 toont een axiale doorsnede van een derde uitvoeringsvorm van de samengestelde buis volgens de uitvinding; fig. 9 toont een radiale dwarsdoorsnede van de samengestelde buis volgens fig. 8; fig. 10 en 11 tonen gewijzigde uitvoeringsvormen van de interne 20 verbrandingsbuis; fig. 12 toont een dwarsdoorsnede van een verbrandingsbuis volgens de fig. 1 en 2 met gewijzigde afstandsmiddelen.
De fig. 3 en 4 geven een van de mogelijke uitvoeringsvormen weer van een samengestelde buis volgens de uitvinding. Een tussengelegen om-25 hullende buis 1, vervaardigd uit een corrosiebestendig materiaal en voorzien van keramische afstands- of steunmiddelen 2, wordt omsloten door een externe bewapening 3 vervaardigd uit molybdeen, wolfram of tan-taal of legeringen hiervan of uit een ander hoog warmtevast materiaal.
In de omhullende buis 1 is een dunwandige inwendige verhittings- of 30 verbrandingsbuis 6 genlaatst, waardoor het hete gas 4 voor de verhitting wordt gevoerd. Deze dunwandige verbrandingsbuis 6 wordt bij voorkeur vervaardigd uit een materiaal met een zeer hoog smeltpunt, bijvoorbeeld nikkel of legeringen hiervan. Maar omdat deze buis niet het systeem zelf omhult is ook een keramisch materiaal toepasbaar.
35 De verbrandingsbuis 6 wordt door steunorganen 5 afgesteund op de binnenwand van de omhullende buis 1.
De steunorganen 5 kunnen een zodanige vormgeving bezitten, dat de warmteoverdracht hierdoor wordt bevorderd.
BAD ORlGlt4&Lexf erne bewapening 3 kan in plaats van uit een gesloten buis ook 40 bestaan uit een netwerk van draden, kruiselings gewonden draden of
6 I
langsdraden en volgens een schroeflijn gewonden draden, die zonodig door een verdere mantel worden ondersteund.
Fig. 4 toont de dwarsdoorsnede van de samengestelde buis volgens fig. 3. De hier weergegeven steunorganen 5 zijn in zijaanzicht plat en 5 kunnen bijvoorbeeld bestaan uit vinnen die op de verbrandingsbuis 6 zijn aangebracht. Ook kunnen de steunorganen 5 bestaan uit een platte, schroeflijnvormig om de interne buis 6 gewikkelde strook.
In fig. 5 is aangegeven dat ter bescherming van de molybdeen-, wolfram- of tantaalbewapening 3 om het geheel een bijvoorbeeld buisvor-, 10 mige verdere omhulling 17 kan worden aangebracht, en wel zodanig, dat in de ruimte 16 onder deze omhulling een vakuum kan worden opgewekt.
Ook kan met groot voordeel de ruimte 8 tussen de externe bewapening 3 en de tussen gelegen omhullende buis 1, alsmede tussen de externe bewapening 3 en de omhulling 17 met een warmte-isolerend materiaal worden 15 opgevuld, waardoor het geheel nog verder wordt versterkt en een kompakt geheel wordt verkregen respektievelijk de temperaturen naar buiten toe nog sneller worden afgebouwd. De kombinatie kan voorts uitwendig van verdere warmte-isolatie 18 worden voorzien.
In de fig. 5 en 6 is voor de overzichtelijkheid de interne verbran-20 dingsbuis 6 achterwege gelaten.
Fig. 7 geeft de toepassing weer van de samengestelde buizen volgens de uitvinding in een kraakinstallatie. Een grotere installatie zal in het algemeen worden samengesteld uit meerdere parallelle units volgens het hier weergegeven principe.
25 Het verhittings- of verbrandingsgas 10 wordt door de inwendige buis 6 in het inwendige van het element I gevoerd voor het verhitten van de stoom of het gas in de ruimte 7, tussen de omhullende buis 1 en de buis 6. Het betreffende gas wordt vooraf op konventionele wijze voorverhit tot bijvoorbeeld 900° C of zelfs 1075° C. Dit gas wordt nu in de 30 ruimte 7 van het element I verder verhit tot bijvoorbeeld 1350 respektieveli jk 1400° C.
In de mengkamer 9 wordt het hete gasmengsel of stoom gemengd met koolwaterstoffen, toegevoerd bij 15 en vangt de kraakreaktie aan waarvan het mengsel bij 12 buiten de mengkamer 9 wordt gevoerd in de ruimte tus-35 sen de omhullende buis 1 en de inwendige buis 6 van het element II.
In dit element II wordt de verdere noodzakelijke reaktie uitgevoerd en wordt warmte aan het mengsel 12 toegevoerd vanuit het hete gas 11 in de buis 6, tot het kraakprodukt 13 is verkregen. Dit kraakprodukt 13
BAD ORIGINAL
wordt vervolgens bij het uittreden snel afgekoeld.
40 De afgevoerde verbrandingsgassen 14 kunnen worden aangewend voor
7 . . ‘ . I
het voorverhitten van het gas (stoom) voordat dit de ruimte 7 van het element I binnentreedt en tot het verhitten van de koolwaterstoffen bij 15 voor toevoer aan de mengkamer 9.
In het geval dat een inert gas moet worden verhit kan, zoals in de 5 fig. 8 en 9 is weergegeven, de externe bewapening 3 direkt om de ver-brandingspijp 6 met de verbrandingsgassen worden aangebracht. De ver-brandingspijp 6 wordt met bijvoorbeeld keramische steunorganen 5 afgesteund op de externe bewapening 3, die weer kan bestaan uit molybdeen, wolfram of tantaal of uit een hiermee versterkt element of een ander 10 hoog warmvast materiaal.
De omhullende buis 17 wordt vervolgens met keramische afstandsmid-delen 2 gesteund op de externe bewapening 3.
Het hete verbrandingsgas 10, 11 voor het verwarmen van het inerte gas bij 19, wordt gevoerd door het inwendige van de verbrandingspijp 6.
15 Het inerte gas bij 19, dat zich nu bevindt tussen de interne buis 6 en de bewapening 3, wordt al of niet in dezelfde richting als het verbrandingsgas gevoerd door de ruimte 7 tussen de buizen 6 en 3.
De ruimte 16 tussen de buizen 3 en 17 kan ter bescherming van de buis 3 tegen aantasting of oxidatie gevuld met een inert gas of vakuum.
20 De ruimte 8 kan ook worden opgevuld met een isolatiemateriaal, waardoor een kompakter en steviger geheel wordt verkregen en warmteverliezen nog meer worden beperkt terwijl de temperatuur van de wand 17 verder wordt gereduceerd.
Bij voorkeur wordt de druk in de ruimte 8 lager gehouden dan in de 25 ruimtes 7 en 4 in de buis 6.
De verwarmende gassen kunnen ook in een verbrandingskamer worden gevormd en daarna worden toegevoerd aan een groot aantal verbrandingsof verhittingsbuizen 6, terwijl het ook mogelijk is alle verhittingsbui-zen 6 te voorzien van een individuele brander waardoor een grote mate 30 van regelbaarheid wordt bereikt.
Overigens is het niet noodzakelijk dat de elementen bestaan uit cirkelvormige buizen. Zoals in fig· 10 is weergegeven kan o.a. bijvoorbeeld de inwendige verbrandingsbuis 6 een ander profiel krijgen waardoor in bepaalde gevallen de warmte-overdracht of de procesvoering gunstig 35 wordt beïnvloed.
Ook kunnen meerdere buisvormige of geprofileerde verbrandings- of verhittingsbuizen 6 binnen de zonodig tussengelegen omhullende buis 1 of direkt binnen de bewapening 3 worden aangebracht. Hiermee wordt bijvoor- bad ejsfiftm groter verwarmd oppervlak verkregen, zie fig. 11. Evenals in 40 het voorgaande worden de buizen 6 gedragen door steunorganen 5, terwijl - ' de omhullende buis 1 door afstandsmiddelen 2 wordt afgesteund op de externe bewapening 3.
In het geval dat een zeer aanzienlijke isolatiedikte binnen de hoogwarmvaste externe bewapening of cilinder 3 kan worden aangebracht, 5 kunnen zolang de temperatuur hier niet te hoog wordt voor deze wand meer konventionele warmvaste bewapeningsmaterialen worden toegepast.
Fig. 12 geeft tenslotte nogmaals een speciale uitvoering van de uitvinding weer. De verhittings- of verbrandingsbuis 6, afgesteund met de steunorganen 5 is evenals in voorgaande uitvoeringen volgens de uit-10 vinding geplaatst in een cilindrische omhullende buis 1. Tussen de externe bewapening 3 en de omhullende buis 1 is als afstandsmiddel of ondersteuning een isolatie 2 met aanzienlijke dikte aangebracht. Hierdoor zal de externe bewapening 3 een temperatuurniveau bereiken waardoor deze wand kan worden vervaardigd uit een warmvast materiaal zoals warm-15 vast staal dat geen inerte bescherming of vakuum behoeft.
In bepaalde gevallen kan de isolerende werking van de isolatie 2 ook worden verkregen door stralingsschermen aan te brengen in de ruimte tussen de omhullende buis 1 en de externe bewapening 3 of de isolatie 2.
20 Het spreekt vanzelf, dat de uitvinding niet tot de op de tekeningen weergegeven en hierboven besproken uitvoeringsvormen beperkt is, maar dat wijzigingen en aanvullingen mogelijk zijn zonder buiten het kader van de uitvinding te treden. Zo kan bijvoorbeeld op de tussengelegen omhullende buis 1 keramisch materiaal worden aangebracht waarop bewape-25 ningsdraden 3 worden gewikkeld, die op zich weer in keramisch materiaal kunnen worden ingebed.
BAD ORIGINAL
Claims (18)
1. Samengestelde buis voor het verwarmen van gassen, gekenmerkt door althans een interne verbrandings- of verhittings- 5 buis (6); een externe bewapening (3) die de interne buis (6) omgeeft en afstandsmiddelen (2, 5) voor het scheiden van de interne buis (6) van de externe bewapening (3) waarbij de materialen van de interne buis (6) bestand zijn tegen de milieus van de met deze buis in aanraking komende gassen. 10
2. Samengestelde buis volgens conclusie l,met het kenmerk, dat tussen de interne verbrandings- of verhittingsbuis (6) en de externe bewapening (3) een omhullende buis (1) bevindt, die met behulp van afstandsmiddelen (2, 5) van de interne buis (6) respektievelijk 15 van de externe bewapening (3) gescheiden wordt gehouden.
3. Samengestelde buis volgens conclusie lof2,met het kenmerk, dat de externe bewapening (3) bestaat uit molybdeen, wolfram, tantaal of niobium of legeringen hiervan. 20
4. Samengestelde buis volgens conclusie 2,met het kenmerk, dat de tussen gelegen omhullende buis (1) bestaat uit keramisch materiaal.
5. Samengestelde buis volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de interne verbrandings- of verhittingsbuis (6) bestaat uit materiaal met een hoog smeltpunt.
6. Samengestelde buis volgens conclusie 5,met het k e n- 30 merk, dat de interne buis (6) bestaat uit nikkel of legeringen hiervan.
7. Samengestelde buis volgens conclusie 5,met het kenmerk, dat de interne buis (6) bestaat uit keramisch materiaal. 35
8. Samengestelde buis volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de steunorganen (5) en/of de afstands-middelen (2) bestaan uit keramisch materiaal. BAD ORIGINAL 8 5 0 Q 3 9 3 , 10 .,1
9. Samengestelde buis volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de externe warmtebestendige bewape ning (3) bestaat uit een netwerk van draden, kruiselings gewonden draden of uit langsdraden en volgens een schroeflijn gewonden draden. 5
10. Samengestelde buis volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de interne verbrandings- of verhit- tingsbuis (6) een wanddikte bezit gelegen tussen ongeveer 0,5 en 1 mm.
11. Samengestelde buis volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat om de externe bewapening (3) een verdere omhulling (17) is aangebracht en dat de ruimte (16) tussen deze omhulling (17) en de bewapening (3) met een inert gas of vakuum is gevuld . 15
12. Samengestelde buis volgens conclusie 11,met het kenmerk, dat buiten de verdere omhulling (17) warmte isolerend materiaal (18) is aangebracht.
13. Samengestelde buis volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de buizen van de cilindervorm afwijkende profielen bezitten.
14. Samengestelde buis volgens een van de voorgaande conclusies, 25 met het kenmerk, dat binnen de externe bewapening (3) en/of binnen de omhullende buis (1) meerdere parallelle verbrandings- of verhittingsbuizen (6) zijn aangebracht, die met behulp van steunorganen (2, 5) worden ondersteund.
15. Samengestelde buis volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de ruimte tussen de omhullende buis (1) en de externe bewapening (3) met warmte isolerend materiaal is gevuld .
16. Samengestelde buis volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de steunorganen (5) bestaan uit zich tussen de omhullende buis (1) of de externe bewapening (3) en de interne buis (6) uitstrekkende radiaal verlopende platte vinnen. BAD ORIGINAL οε η η τ π 7 > χ *· ,1 * *- -*
17. Samengestelde buis volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de steunorganen (5) bestaan uit een schroeflijnvormig om de interne buis (6) gewikkelde opstaande strook.
18. Samengestelde buis volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de afstandsmiddelen (2) bestaan uit platte platen van keramisch materiaal met een dikte gelijk aan de gewenste afstand tussen de externe bewapening (3) en de omhullende tussen-gelegen buis (1). ***** 9 3
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8500393A NL8500393A (nl) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | Samengestelde buis voor het verwarmen van gassen. |
| EP86200095A EP0191515B1 (en) | 1985-02-12 | 1986-01-21 | Composite tube for heating gases |
| DE8686200095T DE3660157D1 (en) | 1985-02-12 | 1986-01-21 | Composite tube for heating gases |
| AT86200095T ATE33852T1 (de) | 1985-02-12 | 1986-01-21 | Zusammengesetztes rohr fuer erhitzung von gasen. |
| CA000500616A CA1263846A (en) | 1985-02-12 | 1986-01-29 | Composite tube for heating gases |
| US06/827,554 US4817672A (en) | 1985-02-12 | 1986-02-10 | Composite tube for heating gases |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL8500393 | 1985-02-12 | ||
| NL8500393A NL8500393A (nl) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | Samengestelde buis voor het verwarmen van gassen. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NL8500393A true NL8500393A (nl) | 1986-09-01 |
Family
ID=19845506
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NL8500393A NL8500393A (nl) | 1985-02-12 | 1985-02-12 | Samengestelde buis voor het verwarmen van gassen. |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4817672A (nl) |
| EP (1) | EP0191515B1 (nl) |
| AT (1) | ATE33852T1 (nl) |
| CA (1) | CA1263846A (nl) |
| DE (1) | DE3660157D1 (nl) |
| NL (1) | NL8500393A (nl) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2179977B (en) * | 1985-09-04 | 1989-08-23 | Shell Int Research | Fire resistant structure |
| JPH0631655B2 (ja) * | 1987-06-24 | 1994-04-27 | 日本碍子株式会社 | 一端を封じたセラミック2重構造チュ−ブ及びその製造法 |
| US6675880B2 (en) | 1996-03-29 | 2004-01-13 | Mitsui Engineering And Shipbuilding Company Limited | Air heater for recovering a heat of exhaust gas |
| US6032699A (en) * | 1997-05-19 | 2000-03-07 | Furon Company | Fluid delivery pipe with leak detection |
| US7440852B2 (en) * | 2003-03-31 | 2008-10-21 | Council Of Scientific And Industrial Research | Stochastic analytical solution to quantify the earth's subsurface heat flow |
| US20050155748A1 (en) * | 2003-08-29 | 2005-07-21 | Dana Canada Corporation | Concentric tube heat exchanger end seal therefor |
| US20050045315A1 (en) * | 2003-08-29 | 2005-03-03 | Seager James R. | Concentric tube heat exchanger and end seal therefor |
| EP1561796A1 (en) * | 2004-02-05 | 2005-08-10 | Technip France | Cracking furnace |
| US20090014163A1 (en) * | 2007-04-24 | 2009-01-15 | Rod Thomas | Temperature Controlled Pipe Systems And Methods |
| KR100922603B1 (ko) | 2009-08-06 | 2009-10-21 | 미래화학 주식회사 | 차수벽을 이용한 강도 향상형 복층벽 하수관과 그 제조장치 |
| KR100922601B1 (ko) | 2009-08-06 | 2009-10-21 | 미래화학 주식회사 | 차수벽을 이용한 강도 향상형 하수관과 그 제조장치 |
| FR2977938B1 (fr) * | 2011-07-13 | 2014-04-11 | Airbus Operations Sas | Conduit d'air chaud sous pression d'un aeronef equipe d'un dispositif de detection d'une fuite |
| US9833762B2 (en) * | 2011-10-12 | 2017-12-05 | China Petroleum & Chemical Corporation | Ethylene cracking furnace |
| KR102006098B1 (ko) * | 2015-06-22 | 2019-07-31 | 라바리니 카스톨디 앤드 씨. 에스.알.엘. | 특히 금속 밴드의 정전 도유를 위한, 특히 도유 플랜트용의 가열된 호스 |
| RS57268B1 (sr) * | 2015-07-23 | 2018-08-31 | Hoval Ag | Toploizmenjivačka cev i zagrevni kotao sa takvom toploizmenjivačkom cevi |
| US10782046B2 (en) * | 2018-06-20 | 2020-09-22 | Johns Manville | Methods, materials, and equipment to form improved fit duct liner insulation for round and oval HVAC duct systems |
| US11035616B2 (en) * | 2019-03-29 | 2021-06-15 | Hamilton Sundstrand Corporation | Fuel heat exchanger with a barrier |
| US20200355393A1 (en) * | 2019-05-08 | 2020-11-12 | Robert Stephen Reid | Double-Walled Round and Oval HVAC Ductwork Systems Using Phenolic Insulation |
| DE102019132013A1 (de) * | 2019-11-26 | 2021-05-27 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Wärmetauschereinrichtung für ein Kraftfahrzeug, Verfahren zum Betreiben einer Wärmetauschereinrichtung sowie Verfahren zum Herstellen einer Wärmetauschereinrichtung |
| US11795993B2 (en) | 2021-03-23 | 2023-10-24 | Hamilton Sundstrand Corporation | Buckling resistant composite shaft and method of making a buckling resistant composite shaft |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3126918A (en) * | 1964-03-31 | Slip ring spacer for insulated conduit systems | ||
| US1887155A (en) * | 1930-05-09 | 1932-11-08 | Gyro Process Co | Tubular heater |
| FR57328E (fr) * | 1948-02-07 | 1953-01-02 | Const Mecano Thermiques Soc D | Appareil pour la vaporisation des liquides |
| FR962338A (nl) * | 1948-02-07 | 1950-06-07 | ||
| GB684602A (en) * | 1948-08-04 | 1952-12-24 | Giovanni Rossi | Improvements in tubular heat exchanger elements, particularly for steam boilers |
| GB701215A (en) * | 1949-12-02 | 1953-12-23 | Hercules Powder Co Ltd | Furnace for treatment of fluid reactants |
| US3113595A (en) * | 1960-08-01 | 1963-12-10 | Ric Wil Inc | Pipe support |
| IT1033048B (it) * | 1970-01-09 | 1979-07-10 | Tarukawa Tomiji | Tubazione resistente al calore |
| BE792348A (fr) * | 1971-12-28 | 1973-03-30 | Uss Eng & Consult | Procede de liaison de garnitures dans des tubes metalliques |
| US4014369A (en) * | 1975-12-31 | 1977-03-29 | Exxon Research And Engineering Company | Triple pipe low temperature pipeline |
| US4096616A (en) * | 1976-10-28 | 1978-06-27 | General Electric Company | Method of manufacturing a concentric tube heat exchanger |
| GB2021632B (en) * | 1978-05-30 | 1982-10-20 | Lummus Co | Pyrolysis of hydrocarbons |
| IT7830889V0 (it) * | 1978-12-19 | 1978-12-19 | Hiross Int Co | Struttura tubolare particolarmente per scambiatori di calore. |
| DE2915838A1 (de) * | 1979-04-17 | 1980-10-23 | Mannesmann Ag | Doppelwandrohr fuer auspuffrohre o.dgl. |
| DE2923596A1 (de) * | 1979-06-11 | 1980-12-18 | Selas Kirchner Gmbh | Prozessofen zur thermischen umwandlung von gasgemischen, insbesondere kohlenwasserstoffen |
| EP0074435B1 (en) * | 1981-09-08 | 1986-01-02 | Dow Chemical (Nederland) B.V. | Process and apparatus for cracking hydrocarbon; mixing device; apparatus and process for producing superheated steam; radiation block structure |
| JPS58217662A (ja) * | 1982-06-11 | 1983-12-17 | Nippon Steel Corp | 使用中脆化に抵抗のある高強度、高耐食性ボイラチユ−ブ |
| US4615359A (en) * | 1982-08-30 | 1986-10-07 | Affa Stephen N | Shroud for aircraft duct |
-
1985
- 1985-02-12 NL NL8500393A patent/NL8500393A/nl not_active Application Discontinuation
-
1986
- 1986-01-21 AT AT86200095T patent/ATE33852T1/de not_active IP Right Cessation
- 1986-01-21 DE DE8686200095T patent/DE3660157D1/de not_active Expired
- 1986-01-21 EP EP86200095A patent/EP0191515B1/en not_active Expired
- 1986-01-29 CA CA000500616A patent/CA1263846A/en not_active Expired
- 1986-02-10 US US06/827,554 patent/US4817672A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA1263846A (en) | 1989-12-12 |
| EP0191515A1 (en) | 1986-08-20 |
| EP0191515B1 (en) | 1988-04-27 |
| US4817672A (en) | 1989-04-04 |
| DE3660157D1 (en) | 1988-06-01 |
| ATE33852T1 (de) | 1988-05-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| NL8500393A (nl) | Samengestelde buis voor het verwarmen van gassen. | |
| RU2137539C1 (ru) | Устройство для осуществления химических реакций, требующих по крайней мере для запуска подвода тепла | |
| EP0564665B1 (en) | Cracking Furnace | |
| JPS5870834A (ja) | 曲り/ワンパス管を有する改良炉 | |
| KR101076317B1 (ko) | 개량된 분해로 반응관을 이용한 탄화수소 열분해 공정 | |
| JPS62178802A (ja) | 多管式貫流ボイラ−の伝熱面構造 | |
| EP0457983B1 (en) | Cyclone separator including a hopper formed by water-steam cooled walls | |
| US4661323A (en) | Radiating sleeve for catalytic reaction apparatus | |
| US4206875A (en) | Heat recovery apparatus | |
| US4862137A (en) | Electric heating device having a metal sheath | |
| US4819586A (en) | Cracking furnace with improved heat transfer to the fluid to be cracked | |
| JPS6211608B2 (nl) | ||
| EP0253633B1 (en) | Furnace and process for hydrocarbon cracking | |
| GB2041181A (en) | A flameless combustion method and a boiler utilizing such method | |
| EP1716379A1 (en) | Enhanced radiant heat exchanger apparatus | |
| JPH0714473B2 (ja) | 吸熱反応用の反応室における間接的加熱方法およびそれを実施する装置 | |
| JP3924175B2 (ja) | 蒸気過熱器 | |
| JPS5847634B2 (ja) | ロカンオシシヨウスルホウホウ オヨビ ソノタメノシジコウゾウタイ | |
| CA2216362C (en) | Catalytic pipe | |
| US4368695A (en) | Supporting the weight of a structure in a hot environment | |
| CN1127637C (zh) | 整体结构快装锅炉 | |
| US3269363A (en) | Process heater and finned tube therefor | |
| US20230349546A1 (en) | Boiler Tube Insert and Boiler Tubes Having Inserts | |
| JPS61225580A (ja) | 加熱器 | |
| NL7901691A (nl) | Werkwijze voor het vervaardigen van een pijp voor een kraakinstallatie. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A1B | A search report has been drawn up | ||
| BV | The patent application has lapsed |