DE908515C - Einraeumiger Waermespeicher zur Erhitzung von Gasen oder Daempfen - Google Patents

Einraeumiger Waermespeicher zur Erhitzung von Gasen oder Daempfen

Info

Publication number
DE908515C
DE908515C DEK2599D DEK0002599D DE908515C DE 908515 C DE908515 C DE 908515C DE K2599 D DEK2599 D DE K2599D DE K0002599 D DEK0002599 D DE K0002599D DE 908515 C DE908515 C DE 908515C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
trim
hot
gases
heated
heat
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEK2599D
Other languages
English (en)
Inventor
Friedrich Totzek
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Heinrich Koppers GmbH
Original Assignee
Heinrich Koppers GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Heinrich Koppers GmbH filed Critical Heinrich Koppers GmbH
Priority to DEK2599D priority Critical patent/DE908515C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE908515C publication Critical patent/DE908515C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D17/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles
    • F28D17/02—Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles using rigid bodies, e.g. of porous material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air Supply (AREA)

Description

  • Einräumiger Wärmespeicher zur Erhitzung von Gasen oder Dämpfen Die Erfindung bezieht sich auf einräumige Wärmespeicher (Regcneratoren) zur Erhitzung von Gasen oder Dämpfen auf hohe Temperaturen, wobei der wärmespeichernde Besatz durch Verbrennung von Gas aufgeheizt wird und die heißen Verbrennungsgase durch den Besatz von einem Ende desselben zum anderen strömen.
  • Es sind Winderhitzer bekannt, deren Wärmespeicher in einzelne, räumlich voneinander getrennte Abschnitte unterteilt sind, wobei jedoch die Beheizung an dem einen Ende nur von einer Stelle aus erfolgt.
  • Man hat ferner Winderhitzer gruppenweise derart miteinander verbunden, daß von vier Winderhitzern stets zwei zur Vorwärmung der in den beiden anderen Winderhitzern zur Verbrennung zwecks Aufheizung des Gitterwerkes benötigten Luft dienen.
  • Um Gas auf hohe Temperaturen zu erhitzen, ist es weiter bekannt, mehrere Regeneratoren derart hintereinanderzuschalten, daß das nach Aufheizung eines Regenerators durch diesen geführte erhitzte gasförmige Mittel zur Aufheizung sowohl des damit im Zugwechsel zusammenarbeitenden Regenerators als auch (durch Abzweigung .eines Teiles des aufgeheizten Gases) eines anderen Regeneratorpaares dient, das auf diese Weise auf noch höhere Temperaturen erhitzt wird.
  • Schließlich hat man auch vorgeschlagen, bei mit feuerfesten Füllstoffen ausgestatteten Öfen zur Durchführung von Gasreaktionen auf hohen Temperaturstufen während der Aufheizung Beheizungspausen einzulegen, um den nur eine geringe Wärmeleitfähigkeit besitzenden Füllstoffen durch solche Ausgleichspausen Wärme hoher Temperaturstufe aufzuladen. Hierbei ist es jedoch nur möglich, die Wärmeaufnahmefähigkeit der Füllstoffe unmittelbar vor der Beheizungsstelle zu steigern, während die Wärmeaufnahme der Füllstoffe beim weiteren Durchgang der die Füllstoffe aufheizenden heißen Verbrennungsgase abnimmt.
  • Die Temperatur, auf welche der feuerfeste Besatz erhitzt wird, ist begrenzt durch die Eigenschaft der feuerfesten Stoffe, beim Erhitzen auf eine bestimmte TemMeratur zu erweichen und den Zusammenhalt zu verlieren. Die günstigste Leistung erreicht ein regenerativer Gaserhitzer dann, wenn der feuerfeste Besatz gleichmäßig auf eine Temperatur erhitzt wird, die nur wenig unterhalb der Erweichungstemperatur liegt.
  • Nun ist es aber bei den bisher bekannten regenerativen Gaserhitzern nicht möglich, die Temperatur des Besatzes über eine größere Ausdehnung desselben bis nahe an den Erweichungspunkt zu steigern. Eine derart hohe Erwärmung verlangt sehr hohe Flammentemperaturen der Beheizungsmedien, die weit oberhalb des Erweichungspunktes liegen. Soll hierbei der feuerfeste Besatz nicht stellenweise über den Erweichungspunkt erhitzt «-erden, dann muß innerhalb der zum Aufheizen dienenden heißen Gasmassen ein Temperaturausgleich vorgenommen werden, bevor die heißen Verbrennungsgase auf den feuerfesten Besatz treffen. Dies fordert in der Praxis die Anordnung vergleichsweise großer Verbrennungskammern vor dem Besatz, was mit erheblichen Wärmeverlusten verbunden ist.
  • Die Erfindung folgt nun dem Leitgedanken, den Besatz am heißen Ende eines regenerativen Wärmespeichers auf eine größere Strecke, als bisher möglich, auf die höchste zulässige Temperatur zu erhitzen, um auf diese Weise den aufzuheizenden Gasen oder Dämpfen die Möglichkeit zu geben, eine größere Fläche Besatzsteine, die auf der höchsten Temperatur gehalten werden, zu berühren. Auf diese Weise läßt sich die Leistung des Gaserhitzers erheblich steigern, ohne daß man in Gefahr kommt, den Besatz des Gaserhitzers zu beschädigen.
  • Nach dem grundsätzlichen Merkmal der Erfindung wird der Besatz des Wärmespeichers am heißen Ende in mehrere Abschnitte unterteilt, die unmittelbar einzeln oder gruppenweise beheizt werden, während die- heißen Abgase aus den einzelnen Besatzabschnitten gesammelt durch den übrigen Teil des Besatzes strömen.
  • Die heißen Abgase beheizen somit den Wärmespeicherbesatz nach .dem kalten Ende zu mit abfallender Temperatur. so daß trotz der nahe dem Erweichungspunkt der Besatzstoffe eines Teiles des Besatzes erfolgten Aufheizung die fühlbare Wärme der Abgase im Wärmespeicher weitgehend ausgenutzt wird.
  • Ferner sieht die Erfindung vor, den Besatz am heißen Ende des Wärmespeichers in mehrere in Reihe miteinander verbundene Abschnitte zu unterteilen, zwischen denen je eine vorzugsweise kurzflammig arbeitende Gasluftfeuerung angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann der Besatz am heißen Ende des Wärmespeichers in zickzackartig miteinander verbundenen Räumen angeordnet werden, die je einen Abschnitt des Gaserhitzerbesatzes aufnehmen und die durch Gasluftbrenner beheizt werden, welche an der Verbindung des einen mit dem nächsten Besatzraum liegen.
  • Die Anwendung macht es möglich, die Temperatur der zum Aufheizen des Wärmespeicherbesatzes dienenden Gase wesentlich über den Punkt zu erhöhen, der bisher als zulässig galt. Dadurch, daß die Aufheizmedien in viele Einzelströme unterteilt mit dem Besatz in Berührung kommen, wird eine gleichmäßigeErhitzung des Besatzes am heißen Ende des Wärmespeichers erreicht, und zwar über eine viel größere Besatzfläche, als bisher bei Anwendung einer einzigen Brennkammer vor dem Besatz möglich war. Die zu erhitzenden Gase oder Dämpfe werden beim Durchströmen des Wärmespeichers vom kalten Ende her auf dem längeren Wege durch den am heißen Ende auf eine längere Strecke auf die höchstzulässigen Temperaturen aufgeheizten Besatz auf Temperaturen erhitzt, deren Differenz zwischen dem Besatz und den austretenden erhitzten Gasen oder Dämpfen weit unter den bisher erreichten Grenzen liegt. Ferner sind durch die weitgehende Verteilung der Heizmittel örtliche Überhitzungen ausgeschlossen.
  • In der Zeichnung ist in Abb. i ein senkrechter Schnitt durch einen gemäß der Erfindung ausgebildeten Wärmespeicher wiedergegeben; Abb. 2 zeigt einen waagerechten Schnitt nach Linie II-II der Abb. i; Abb. 3 stellt in einem senkrechten Schnitt eine weitere Ausführungsform der Erfindung dar.
  • In der Zeichnung ist ein in Doppelturmform gebauter regenerativer Wärmespeicher wiedergegeben, der aus zwei im wesentlichen zylindrischen, senkrechten Gehäusen i, 2 besteht. Das Gehäuse i ist mit feuerfestem Mauerwerk 3 ausgekleidet, welches innen einen schachtartigen Raum frei läßt, der in üblicher Weise mit einem Besatz 4 aus geeigneten feuerfesten Steinen, beispielsweise Lochsteinen, ausgesetzt ist. Der Raum 5 unterhalb des Besatzes ist mit einer Öffnung 6 zu versehen, an welche die Rohrleitung für aufzuheizende Gase und die Rohrleitung für heiße Abgase, die zum Aufheizen des Wärmespeichers dienten, angeschlossen «-erden.
  • Oben wird der Besatzraum von einer feuerfesten Kuppeldecke 7 abgeschlossen, die auf einer schrägen, ringförmigen Basis $ ruht, welche von einem oberen Randvorsprung des Gehäuses i gebildet wird. Die Kuppeldecke 7 wird von einem domartigen Gehäuse 9 umgeben.
  • Von dem Kuppelraum io führt ein Verbindungskanal i i zu dem Kuppelraum 12 des zweiten turmartigen. Wärmespeichergehäuses 2.
  • Das Gehäuse :2 ist ebenfalls mit einer feuerfesten Ausmauerung 13 ausgestattet wie das Gehäuse i. Auch die aus feuerfestem Material bestehende Kuppeldecke i.. ist entsprechend der Kuppeldecke 7 ausgebildet.
  • In dem senkrechten Schacht, der von dem Mauerwerk 13 gebildet wird, sind nun eine Reihe von waagerechten Trennwänden 15 angeordnet, die mit Abstand voneinander liegen. Der Zwischenraum zwischen den Trennwänden 15 ist mit einem waagerecht verlaufenden feuerfesten Besatz 16 ausgestattet. Die Zwischenräume zwischen den Wänden 15 sind ferner miteinander verbunden, wie bei 17 in der Zeichnung angedeutet. Der Raum unterhalb der obersten Trennwände 15 steht mit dem Kuppelraum 12 in Verbindung und der von der untersten Trennwand 15 begrenzte Raum mit dem Rohrstutzen 18, durch welchen die erhitzten Gase oder Dämpfe abgezogen werden können.
  • Die Verbindungsstelle 17 zwischen den mit dem Besatz. 16 ausgefüllten Räumen sind, wie aus der Zeichnung ersichtlich, etwas erweitert und nicht mit einem feuerfesten Besatz ausgefüllt. Mit den Verbindungsräumen 17 ist nun je ein kurzflammig brennender Gasluftbrenner i9 verbunden. Diese Brenner bestehen aus einem vorzugsweise konischen Brennkanal, in den zweckmäßig vorgewärmte Medien getrennt und unter guter Durchwirbelung eingeleitet werden. 'Man erzielt eine äußerst kurzflammige Verbrennung, so daß die von dem Brenner i9 ausgehenden Flammen praktisch innerhalb der Brennkanäle oder der sich daran anschließenden Verbindungsräume ausgebrannt sind. Auf diese Weise werden Oberflächenverbrennungen an dem Besatz 16 vermieden.
  • Heizgas und Luft werden dein Brenner ig durch die Rohrleitungen 20 und 21 in regelbarer Weise zugeführt.
  • Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform sind die Besatzräume 16 zickzackartig miteinander verbunden, so daß die zum Aufheizen der unteren Räume 16 dienenden Gase mit durch die oberen Besatzräume 16 ziehen. Infolgedessen brauchen die oberen Brenner i9 nur so viel Wärme zu entwickeln, daß die Gase dauernd auf der höchsten zulässigen Temperatur gehalten werden, welche der Besatz 16 verträgt. Auf diese Weise wird ein großer Teil des Gesamtbesatzes des Wärmespeichers auf eine hohe Temperatur gebracht, im Gegensatz zu der Arbeitsweise der bisher bekannten Wärmespeicher mit einer vorgeschalteten Verbrennungskammer, bei denen nur eine Schicht des Besatzes die zulässige Höchsttemperatur annimmt.
  • Die heißen Gase, welche ihre fühlbare Wärme erhöhter Temperatur an den Besatz 16, welcher gegebenenfalls auch aus einem besonders widerstandsfähigen, hochfeuerfesten Stoff hergestellt werden kann, abgegeben haben, gelangen dann in den Kuppelraum 12 und von dort durch den Kanal i i in den Kuppelraum io. Sie ziehen dann durch das in normaler Weise ausgeführte Gitterwerk oder Besatz q. und geben dort ihre Wärme niedrigerer Temperaturstufe ab, um schließlich durch den Rohrstutzen 6, bis auf den günstigsten Temperaturpunkt abgekühlt, abgezogen zu werden. Sobald die Abschnitte 16 des Besatzes auf die gewünschte hohe Temperatur erhitzt sind, wird die Zufuhr von Gas und Luft zu dem Brenner i9 abgestellt, und der Wärmespeicher kann nunmehr, gegebenenfalls nach vorherigem Ausspülen, zum Aufheizen des zu behandelnden Gases oder Dampfes oder Gas-Dampf-Gemisches benutzt werden. Das zu behandelnde Gas wird durch den Rohrstutzen 6 in die Wärmespeicherhälfte i eingeleitet, wird dort zunächst auf eine mittlere Temperaturlage vorgewärmt und zieht so vorgewärmt dann durch die Besatzabschnitte 16, wo das Medium die höchste Temperatur annimmt. Der Austritt des hocherhitzten Mediums ist bei 18 angedeutet.
  • Anstatt, wie in der Zeichnung dargestellt, die unmittelbar beheizten besonderen Abschnitte des Wärmespeicherbesatzes in einem turmartigen Gehäuse neben dem den Hauptteil des Besatzes überragenden Gehäuse anzuordnen, ist es auch möglich, die Besatzabschnitte 16 oberhalb des Besatzes 4. anzuordnen.
  • Die Erfindung kann schließlich auch in der Form ausgeführt werden, daß die einzelnen Abschnitte 16R des Besatzes, wie aus Abb. 3 ersichtlich, am heißen Ende des Gaserhitzers parallel geschaltet, d. h. einzeln oder gruppenweise beiderseits an einen Verteilkanal 23 bzw. Sammelkanal 2.4 angeschlossen «-erden, der zum Zuführen und Ableiten der Heizmedien dient. Der Verteilkanal 23 wird hierbei mit einer Kammer 25 verbunden, in welcher durch Verbrennung von Gas und Luft heiße Gase sehr hoher Temperatur erzeugt werden. Diese heißen Gase werden dann, durch den Verteilkanal 23 in geregelten Einzelströmen gleichmäßig durch Öffnungen 26 verteilt, über den Besatz in die einzelnen Abschnitte 16a geleitet, in die der Gaserhitzerbesatz am heißen Ende unterteilt ist. Auf der anderen Seite der Besatzabschnitte 16a werden die heißen Gase in dem Sammelkanal 2.4 vereinigt und gesammelt durch die übrigen Zonen des Erhitzerbesatzes q. geführt. In entsprechender Weise wird verfahren, wenn die aufzuheizenden Medien durch den Gaserhitzer strömen.
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung kann in vorteilhafter Weise zum Erhitzen von Gasen oder Dämpfen beliebiger Art auf hohe Temperaturen benutzt werden. Von besonderem Vorteil ist die Anwendung der Erfindung bei der Aufheizung von Gasen oder Dampf-Gas-Gemischen, welche als Spülgas (Wärmeträger) zur Erzeugung von Wassergas aus festen Brennstoffen benutzt werden. Ferner ist der erfindungsgemäße Gaserhitzer mit besonderem Vorteil anwendbar zur Umwandlung von Kohlenwasserstoffe enthaltenden Gasen, beispielsweise Kohiendestillationsgas mit Wasserdampf oder Kohlensäure in Kohlenoxyd-Wasserstoff-Gemische.

Claims (5)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einräumiger Wärmespeicher zur Erhitzung von Gasen oder Dämpfen auf hohe Temperaturen, wobei der wärmespeichernde Besatz durch Verbrennung von Gas aufgeheizt wird und die heißen Verbrennungsgase den Besatz von einem Ende desselben zum anderen durchströmen, dadurch gekennzeichnet, daß der Besatz des Wärmespeichers am heißen Ende in mehrere Abschnitte (16) unterteilt ist, die unmittelbar einzeln oder gruppenweise durch Verbrennen von Gas und Luft beheizt werden, während die Abgase gesammelt den übrigen Teil des Besatzes durchströmen.
  2. 2. Wärmespeicher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Besatz am heißen Ende in mehrere in Reihe miteinander verbundene Abschnitte (16) unterteilt ist, zwischen denen je ein kurzflammig brennender Gasluftbrenner (i9) angeordnet ist.
  3. 3. Wärmespeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Besatz am heißen Ende in zickzackartig miteinander verbundenen Räumen (17) angeordnet ist und die Gasluftbrenner (i9) an der Verbrennung des einen mit dem nächsten Besatzraum liegen. q..
  4. Wärmespeicher nach Anspruch i, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Besatz am heißen Ende in einem schachtartigen Gehäuse (2) angeordnet ist, das von dem den übrigen Besatz aufnehmenden Gehäuse (i) getrennt, am oberen Ende aber mit ihm verbunden ist, wobei die Heizgase -den unmittelbar beheizten Teil des Besatzes (16) aufwärts, den übrigen Besatz (q.) abwärts durchströmen.
  5. 5. Wärmespeicher nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (16a), in welche der Besatz am heißen Ende unterteilt ist, in Parallelschaltung einerseits mit einem Verteilkanal (23) für heiße Aufheizungsgase und andererseits mit einem Sammelkanal (24) für die durch den übrigen Teil des Besatzes zu leitenden heißen Gase verbunden sind.
DEK2599D 1939-05-20 1939-05-20 Einraeumiger Waermespeicher zur Erhitzung von Gasen oder Daempfen Expired DE908515C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEK2599D DE908515C (de) 1939-05-20 1939-05-20 Einraeumiger Waermespeicher zur Erhitzung von Gasen oder Daempfen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEK2599D DE908515C (de) 1939-05-20 1939-05-20 Einraeumiger Waermespeicher zur Erhitzung von Gasen oder Daempfen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE908515C true DE908515C (de) 1954-04-05

Family

ID=7209489

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEK2599D Expired DE908515C (de) 1939-05-20 1939-05-20 Einraeumiger Waermespeicher zur Erhitzung von Gasen oder Daempfen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE908515C (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1240901B (de) * 1963-10-03 1967-05-24 Demag Ag Verfahren und Vorrichtung zum Regeln von Ein- und Ausgangstemperatur der Heisswinde an regenerativ betriebenen Winderhitzern fuer Hochoefen
DE1289075B (de) * 1961-04-29 1969-02-13 Koppers Gmbh Heinrich Verfahren zum Betrieb eines Winderhitzers

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1289075B (de) * 1961-04-29 1969-02-13 Koppers Gmbh Heinrich Verfahren zum Betrieb eines Winderhitzers
DE1240901B (de) * 1963-10-03 1967-05-24 Demag Ag Verfahren und Vorrichtung zum Regeln von Ein- und Ausgangstemperatur der Heisswinde an regenerativ betriebenen Winderhitzern fuer Hochoefen

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3780656T2 (de) Heizkessel.
DE10001293B4 (de) Röhren-Erhitzerofen
DE2734975A1 (de) Waermetauscher-anlage mit in einem gemeinsamen heizzug angeordneten waermetauscher-einheiten
DE2164994C3 (de) Rekuperativkoksofen
DE961284C (de) Gaserhitzer (Cowper) ohne Brennschacht
DE2035112B2 (de) Ofen zur thermischen spaltung von kohlenwasserstoffen
DE827990C (de) Zweitluftzufuehrung in Generatorgasfeuerungen
DE1289075B (de) Verfahren zum Betrieb eines Winderhitzers
DE700812C (de) Fuellschacht-Feuerung oder-Ofen mit je einem besonderen Brennraum fuer den festen Brennstoff und die aus diesem austretenden Schwelgase
DE69307665T2 (de) Atmosphärischer Gaskessel für Zentralheizung
DE902899C (de) Einraeumiger regenerativer Erhitzer fuer Gase oder Daempfe
DE498128C (de) Backofen mit zwischen der Herdplatte und den darunterliegenden Rohrbrennern eingebauter Waermespeicherplatte
DE649275C (de) Einrichtung zum Verkoken von Brennstoffen bei tiefen Temperaturen
DE934228C (de) Feuerfester Regenerativofen, insbesondere zur Erzeugung von Heizgas
DE521845C (de) Wasserrohrkessel mit oberer Brennstoffzufuehrung und einem Trommelpaar
DE2934721A1 (de) Wechselbrandkessel.
WO2018108321A1 (de) Wärmetauscher mit brenner
DE1041926B (de) Roehrenofen fuer die Erhitzung von bei erhoehter Temperatur umzusetzenden oder chemisch zu behandelnden Fliessstoffen
DE703561C (de) Einrichtung und Verfahren zur Durchfuehrung endoth
DE2751621C2 (de) Winderhitzer
DE695894C (de) Waagerechter oder Schraeg-Retortenofen
DE22422C (de) Steinerner Winderhitzungsapparat
AT158877B (de) Dampfbackofen mit zwei übereinanderliegenden Backräumen.
AT128361B (de) Verfahren und Ofen zur Erzeugung hoher Temperaturen.
DE346904C (de) Heizofen mit Waermeleitkoerpern, die auf die Aussenseite des metallischen Ofenmantels aufgesetzt sind