DE1928091B - Spaltofen zur Herstellung von Äthylen oder Synthesegas durch ther mische Spaltung von Kohlenwasser stoffen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spaltofen zur Herstellung von Äthylen oder Synthesegas durch thermische Spaltung von Kohlenwasserstoffen, in dem das Kohlenwasserstoff-Wasserdampf-Gemisch durch das gespaltene Gas vorgewärmt wird.

Es ist bekannt, Äthylen oder Synthesegas durch thermische Spaltung in gasbeheizten Röhrenöfen zu erzeugen. Dieses bekannte Verfahren hat den Nach- js teil, daß ein sehr hoher Brennstoffverbrauch gegeben ist und die Gefahr besteht, daß Rohrpartien örtlich unkontrollierbar überhitzt werden, weil die Flammenstrahlung selbst bei Anordnung vieler Einzelbrenner über die gesamte Rohroberfläche nicht gleichmäßig gehalten werden kann. Außerdem ist dieses bekannte Verfahren insofern unwirtschaftlich, als das Äthylen oder das Synthesegas den Spaltofen mit Temperaturen von 500 bis 600° C verläßt und in Abhitzeanlagen auf etwa 200° C gekühlt werden muß.

Durch die deutsche Auslegeschrift 1236 715 ist ein Verfahren zur Konvertierung kohlenmonoxydhaltiger Gase mit Wasserdampf zu Kohlendioxyd und Wasserstoff bekannt, bei dem das Gas-Wasserdampf-Gemisch in einem Vorwärmeaustauscher durch das konvertierte Gas vorgewärmt wird. Ferner ist die Anordnung von Wärmetauschern und Dampferzeugern in mehreren Stufen aus der britischen Patentschrift 1 024 005 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spaltofen der eingangs beschriebenen Gattung zu schaffen, mit welchem eine gegenüber bekannten Spallöfen gesteigerte Nutzung der Wärme des gespaltenen Gases mit einfachen Mitteln erreichbar ist.

Zur Losung dieser Aufgabe sieht die Erfindung einen Spaltofen der genannten Art vor, der aus mehreren Kammern besteht, die Metallbäder enthalten, in denen das Kohlen wasserstoff-Wasserdampf-Gemisch führende Austauscherrohre angeordnet sind, und in die das gespaltene Gas aus der vorhergehenden Kammer in das Metallbad der nächsten Kammer führende Leitungen in der Form von Tauchrohren münden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung mündet in das Metallbad, in dem die Spaltung erfolgt, ein Edelgas aus einem Kernreaktor führendes Tauchrohr.

Ein Mitreißen von Metallpartikeln mit dem gespaltenen Gas bleibt durch das Hintereinanderschalten mehrerer Metallbäder ohne schädliche Wirkung, da die Partikel in dem jeweils nächsten Bad niedergeschlagen werden. Aus der letzten Kammer kann über eine Leitung eine entsprechende Flüssigmetallmenge in die erste Kammer zurückgebracht werden.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von Spaltöfen nach der Erfindung dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 einen Spaltofen, bei dem als Fremderhitzer ein Gasbrenner Anwendung findet und

Fi g. 2 einen Spaltofen, bei dem die Fremdhitze in Form eines Edelgases eines Kernreaktors in den Spaltofen eingefühlt wild.

Der Spaltofen 1 ist durch die Trennwände 2, 3, 4 in vier Kammern I, II, III und IV unterteilt. In jede der Kammern ist ein flüssiges Metallbad, vorzugsweise ein Bleibad 5, 6, 7, 8 eingebracht, wobei die Metallbäder, wie unten noch näher erläutert wird, unterschiedliche Temperatur aufweisen.

Aus einem Wärmeaustauscher 9, in den bei 10 die Kohlenwasserstoffe, bei 11 der Wasserdampf und bei 12 der Wärmeträger eingeführt wird, wobei bei 13 der abgekühlte Wärmeträger entweichen kann, wird das Kohlenwasserstoff-Wasserdampf-Gemisch über die Leitung 14 zu einem Austauscher 15 geführt, der von dem flüssigen Metall des Bades 7 umgeben ist, dessen Temperatur etwa 500 bis 600° C beträgt.

Das aus dem Austauscher 9 mit einer Temperatur von etwa 350° C austretende und über die Leitung 14 zu dem Austauscher 15 gelangende Kohlenwasserstoff-Wasserdampf-Gemisch wird in dem Austauscher 15 vorerhitzt und gelangt über die Leitung 16 in einen Austauscher 17, der in das Bad 6 eintaucht, das eine Temperatur von ungefähr 750° C besitzt. Über die Leitung 18 wird das Kohlenwasserstoff-Wasserdampf-Gemisch in das Bad 5 geleitet, das eine Temperatur von 900 bis 1000° C aufweist, wo das Gemisch gespalten wird.

Das flüssige Metallbad 5 wird durch die Gase eines nicht dargestellten Gasbrenners erhitzt, die in der Leitung 19 in das Metallbad 5 geleitet werden.

Das heiße, in dem Bad 5 erzeugte Äthylen oder das Synthesegas gelangt über die Leitung 20 mit einer Temperatur von 850° C in das Tauchrohr 21 der Kammer II und perlt dort auf, um die Kammer II in Richtung des Pfeiles K mit einer Temperatur von 750° C über das Überströmrohr 22 zu verlassen. Dieses taucht in das Bad 7 ein, das auf eine Temperatur von 500 bis 600^c C erhitzt ist und durch das das Äthylen oder das Synthesegas perlt. Aus der Kammer-III gelangt das Gas mit einer Temperatur von 520 bis 620° C über das Überlaufrohr 23 in Kammer IV. Das Bad 8 wird dabei auf eine Temperatur von 380° C erwärmt. Das Äthylen oder das Synthesegas gelangt letztlich in Richtung der Pfeile W durch den Stutzen 24 mit einer Temperatur von 380 bis 400 C zu einem weiteren Aggregat, wo es seine Restwärme noch abgeben kann, so z. B. in einem Speisewasservorwarmer 25, wo es durch die Leitung 26 eingcführl werden kann und/oder über die Leitung 27 in den Austauscher 9 und von dort aus über die Leitung 13 zu seinem Verwcndungsplatz. Das Speisewasser wird in dem Austauscher 25 über die Leitung 28 zugeführt.

Statt das Äthylen oder das Synthesegas von dem Stutzen 24 über den Speisewasservorwärmer 25 oder dem Austauscher 9 zu leiten, kann tuch jede andere nutzbare Verwendung des Wärmeinhalts des Äthylen oder des Synthesegases vorgenommen werden.

Das in dem Speisewasservorwärmer 25 vorgewärmte Speisewasser gelangt über die Leitung 29 zu der Trommel 30, von dort über die Leitung 31 zu einem Wärmeaustauscher 32 in der Kammer IV und von dort über eine Leitung 33 wiederum zu der Trommel 30. Der erzeugte Sattdampf kann über die Leitung 34 zu dem Überhitzer 35 der Kammer III geführt werden, von wo aus der Heißdampf mit einer Temperatur von 400 bis 550° C über die Leitung 36 abgeführt wird.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 2 ist statt der Zuführung der Fremdhitze mittels e'er Gasrohre 19

ein Tauchrohr 37 für das Helium eines Kernreaktors vorgesehen, das durch das Bad 5 in Richtung der Pfeile Z perlt und durch die Leitung 38 zu einer weiteren Kammer V des Spaltofens 1 mit Metallbad 39 geleitet wird, in der ein weiterer Austauscher 40 angeordnet ist und aus der das gekühlte Helium über ein Rohr 41 abgeführt wird. In dieser Kammer oder Stufe besitzt das Metallbad, vorzugsweise ein Bleibad, eine Temperatur von 380 bis 400° C. so daß auf

ίο Grund des hohen Partialdruckes in der Kammer I der mit dem Helium mitgerissene Bleidampf in das Bad 39 der Kammer V gelangt und dort kondensieren kann. Der hierdurch bedingte Überschuß an Blei des Bades 39 gegenüber dem Bad 5 kann über die Leitung 42 ausgeglichen werden.

Im übrigen ist der Aufbau des Ofens 1 der gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Spaltofen zur Herstellung von Äthylen oder Synthesegas durch thermische Spaltung von Kohlenwasserstoifen, in dem das Kohlenwasserstoff-Wasserdampf-Gemisch durch das gespaltene Gas vorgewärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Spaltofen aus mehreren Kammern (I, II, III, IV) besteht, die Metallbäder (5, 6, 7, 8) enthalten, in denen das Kohlenwasr.erstoff-Wasserdampf-Gemisch führende Austauscherrohre (IS, 17, 18) angeordnet sind, und in die das gespaltene Gas aus der vorhergehenden Kammer in das Metallbad der nächsten Kammer führende Leitungen in der Form von Tauchrohren (21, 22, 23) münden.

2. Spaltofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Metallbad (5), in dem die Spaltung erfolgt, ein Edelgas aus einem Kernreaktor führendes Tauchrohr (37) mündet.