JPH0118601Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はナフサ等の炭化水素を加熱する熱分解
炉、改質炉などの加熱炉に係り、特に加熱炉の対
流部の構造に関するものである。

従来の加熱炉を第６図により説明すると、加熱
炉は蛇腹状に曲成された予熱コイル１を横位置に
配置した対流部１２と、直管の反応コイル１３を
縦位置に配置した輻射部４によつて構成されてい
る。

そしてナフサ、灯油等の原料炭化水素は、先ず
対流部１２に設置された予熱コイル１で輻射部４
からの燃焼排ガスによつて予熱、加熱され、さら
に過熱スチームと混合後、反応温度に近い550〜
650℃に加熱され、輻射部４に設置された反応コ
イル１３に導入される。

この反応コイル１３で原料炭化水素は炉壁１４
に配置されたバーナ１５により750〜900℃に加熱
されて熱分解し、エチレン、プロピレン、ブタン
等のオレフインに富む分解ガスとなり、加熱炉か
ら図示していない急冷機に導かれる。

ところが、炭化水素の熱分解においては、エチ
レン、プロピレン、ブタン等の付加価値の高いオ
レフイン分の収率を増すために高温、高圧化が計
られている。

一方、この加熱炉の対流部１２には第１図、第
２図に示す如く、この輻射部４からの燃焼排ガス
の排熱を回収する目的で予熱コイル１が配置さ
れ、この対流部１２には燃焼排ガスのシヨートパ
スを防止するために、排ガス通路１６内に第１図
のような突起部２ａや、第２図のような整流板５
が配置されている。

第１図の突起部２ａは対流部１２の排ガス通路
１６を内張りする断熱材２と同一の断熱材料によ
つて形成され、燃焼排ガスの流れを整流させるも
ので、３はケーシング、４は輻射部（火炉）であ
る。

ところが、輻射部４の高温、高圧化に伴つて対
流部１２の燃焼排ガス温度も高温になり、これに
よつて突起部２ａは長時間使用すると、断熱材料
が高温の燃焼排ガスによつて常に曝れているため
に劣化し、予熱コイル１と接触して破損、脱落な
どを繰り返し、ついには整流作用が崩れてしまう
欠点があつた。

そこで、第１図の突起部２ａに替えて第２図に
示すように鋼板製の整流板５が用いられたが、こ
の鋼板製の整流板５は排ガス通路１６の排ガスに
よつて一方的に加熱されるために整流板５自体が
変形を生じ、ついにはこの変形によつて燃焼排ガ
スのシヨートパスを防止することはできない。

本考案はかかる従来の欠点を解決しようとする
もので、その目的とするところは、燃焼排ガスが
高温になつても対流部における燃焼排ガスの整流
作用を行なうことができる加熱炉を得ようとする
ものである。

本考案は前記の目的を達成するために、対流部
の排ガス通路を水冷壁で内張りし、この水冷壁の
一部を排ガス通路の内側へ突出させて排ガスのシ
ヨートパス防止用の突部を設けたことを特徴とす
るものである。

以下本考案の実施例を図面を用いて説明する
が、第３図は本考案による加熱炉の対流部の概略
構成図を示し、第４図は第３図の−線上の拡
大断面図である。

第３図、第４図において、６は対流部１２の断
熱材２を内張りする水冷壁、６ａは水冷壁６の突
出部で、この突出部６ａは排ガス通路１６の燃焼
排ガス流を整流するものである。

６ｂ，６ｃは水冷壁６を構成する水冷管とフイ
ンでこの水冷管６ｂとフイン６ｃを交互に配置
し、これらを溶接により一体のパネル状に強剛化
したものである。７は水冷壁６の入口ヘツダ、８
は水冷壁６の出口ヘツダ、９は支持鉄骨、１０は
予熱コイル１を支持するサポート、１１はサポー
ト１０のサポート受台である。

この様な構造において、本考案の対流部１２の
壁面構造は第３図に示す如く、ケーシング３、断
熱材２及び水冷壁６によつて構成され、この水冷
壁６は部分的に排ガス通路１６内に向けて折り曲
がつた突出部６ａを多数設け、予熱コイル１と熱
交換する燃焼排ガスの流れが、断熱材２の内側を
シヨーパスすることを防止すると共に、燃焼排ガ
スの整流を行なうようにしたものである。

つまり、水冷壁６は第３図、第４図に示す如
く、上、下の入口ヘツダ７と出口ヘツダ８を配置
し、この入口ヘツダ７から出口ヘツダ８の間には
水冷管６ｂとフイン６ｃを交互に配置してこれら
を溶接によつて接合した全溶接形のパネル状に
し、このパネル状の水冷壁６を屈曲して突出部６
ａを形成して水冷壁６全体を水冷構造にしたので
ある。

この様な構造において、支柱９にサポート受台
１１を固定し、これにサポート１０によつてブロ
ツク化された予熱コイル１をサポート受台１１に
よつて支持し、その後に水冷壁６、断熱材２、ケ
ーシング３を順次取り付けることによつて水冷構
造の対流部１２を容易に組立てることができる。

この様に組立てられた対流部１２の入口ヘツダ
７から各水冷管６ｂ、出口ヘツダ８へと冷却水を
流し、これに加熱炉の輻射部４からの燃焼排ガス
を排ガス通路１６へ導けば、この排ガス通路１６
内に水冷壁６の突出部６ａが突き出ているため
に、排ガスは排ガス通路１６の両側面から中央へ
整流されて予熱コイル１，１の隙間を流れて燃焼
排ガスの排熱を熱回収することができる。

ナフサ、灯油等の原料炭化水素は、前述した従
来例と同様に対流部１２に設置された予熱コイル
１に供給され、途中から過熱蒸気と混合されて反
応温度に近い550〜650℃に加熱される。そして次
に輻射部４に設置されている反応コイルに導か
れ、バーナにより750〜900℃に加熱されて、エチ
レン、プロピレン、ブタン等のオレフインを主体
とするガスに熱分解されるようになつている。

この様に本考案の対流部１２は水冷壁６によつ
て内張されているために対流部１２の壁面構造は
強度的に強く、水冷構造であるために燃焼排ガス
が高温になつても断熱材２の厚さを薄くすること
ができ、支柱９も全溶接形の水冷壁６が対流部１
２の荷重を分担するために小型にすることができ
る。

そして、本考案の整流作用は水冷構造の突出部
６によつて行なわれるために、従来の第１図にお
ける突起部２ａ、第２図の整流板５のように高温
に曝れて一方的に加熱されることがなくなるため
に、脱落、変形、焼損などによるシヨートパスも
防止できる。

また、水冷壁６自体は排ガス通路１６を内張り
していることから、燃焼排ガスによる熱膨張によ
つて伸縮するが、この伸び差は水冷壁６の突出部
６ａが第３図、第４図に示す如く屈曲しているた
めにこの曲りで吸収することができ、これによつ
て入口ヘツダ７、出口ヘツダ８の上、下方向の移
動が防止できる。

第５図は水冷壁６の突出部６ａを予熱コイル１
のサポート受台として利用したサポート受台部の
拡大断面図である。

第３図、第４図のものと異る点は、第３図、第
４図のものにおいては、第４図に示す如く支柱９
にサポート受台１１を設け、これに予熱コイル１
のサポート１０を固定したが、第５図のものは予
熱コイル１のサポート１０を第５図のように切り
欠き部１７を設け、サポート１０を水冷壁６の突
出部６ａに載置して予熱コイル１をサポートする
ようにしたものであり、第４図のサポート受台１
１を省くことができ、他の説明は第３図、第４図
のものと同一である。

本考案は対流部の排ガス通路を水冷壁で内張り
し、この水冷壁を突出させて燃焼排ガス流を整流
するようにしたので、燃焼排ガスが高温になつて
も対流部でのシヨートパスは防止でき、対流部で
の熱回収を高めることができる。

前述のように、第１図あるいは第２図に示す従
来の構造では、突起部２ａや整流板５が熱劣化し
て破損したり脱落したりするから、排ガスがその
部分においてシヨートパスする。そのため、予熱
コイル１への熱吸収量が減少し、反面、バーナ１
５への燃料供給量が同じ場合、予熱コイル１を流
れる流体温度が低くなり、所定量のオレフイン類
が得れない。逆に所定量のオレフイン類を得よう
とするならば、バーナ１５への燃料供給量を約10
％程度多くしなければならず、そのためにランニ
ングコストが高くなる。

これに対して本考案の加熱炉では、前述のよう
に排ガスのシヨートパスが確実に防止できるた
め、所定量のオレフイン類を得ようとする場合、
従来のものよりも燃料供給量を約10％減少するこ
とができ、コスト低減が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図は従来の対流部の構造を示す縦
断面図、第３図、第４図及び第５図は本考案の対
流部を示す縦断面図、第６図は加熱炉の全体構造
を示す概略構成図である。 １……予熱コイル、４……輻射部、６……水冷
壁、６ａ……突出部、６ｂ……水冷管、６ｃ……
フイン、７……入口ヘツダ、８……出口ヘツダ、
１２……対流部、１３……反応コイル、１６……
排ガス通路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 対流部の予熱コイルで予熱した炭化水素を輻射
   部の反応コイルへ導き、炭化水素を熱分解してオ
   レフインを主体とするガスを生成するものにおい
   て、前記対流部の排ガス通路を水冷壁で内張り
   し、水冷壁の一部を排ガス通路の内側に突出させ
   て排ガスのシヨートパス防止用の突出部を設けた
   ことを特徴とする加熱炉。