PL136688B1 - Pipe furnace for carrying out gaseous phase reactions - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest piec rurowy do przeprowadzania reakcji gazowych, zwlaszcza do wytwarzania cyjanowodoru, wedlug metody BMA, opartej na reakcji metanu i amoniaku.Znane piece rurowe do przeprowadzania reakcji gazowych, zwlaszcza w temperaturach ponad 900 C, przykladowo w temperaturach pomiedzy 1000°C i 1500°C, skladaja sie z szeregu równolegle polaczonych ko¬ mór, które sa wyposazone w swobodnie zawieszone ceramiczne rury, wzglednie wiazki rur. Kazda taka komorajest ogrzewana. Wylot spalin nastepuje przez oddzielny kanal boczny, który jest polaczony przez wyciagi z pojedyn¬ czymi komorami. Przez scianki ceramicznych rur, umieszczonych prostopadle, których wnetrze stanowi wlasci¬ wa przestrzen reakcyjna, jest doprowadzane do komór cieplo, wymagane dla reakcji. Cieplo jest wytwarzane przez palnik gazowy lub olejowy. Powietrze spalania jest nagrzewane rekuperacyjnie. W dolnym obszarze komory sa umieszczone dwa palniki, dzieki czemu mozliwie cala dlugosc rur reakcyjnych moze byc ogrzewana do wymaganej temperatury reakcji. Cieplo wychodzacych spalin moze byc wykorzystane dla podgrzania powietrza i/lub dla wytworzenia pary.Dwa piece moga posiadac wspólny kanal boczny, który jest wtedy umieszczony pomiedzy piecami, co pozwala na wykorzystanie poprzez kanal zbiorczy, za pomoca dmuchu ciagu ssacego, ciepla zawartego w spali¬ nach w celu wytwarzania pary w kotle na cieplo odpadkowe.Rekuperatory dla podgrzewania powietrza spalania sa umieszczone pomiedzy dwoma komorami i podgrzewa¬ ja powietrze praktycznie równolegle do ruru reakcyjnych (opis patentowy RFN nr 1 041 476). Niekorzystne jest to, ze w kazdej komorze sa umieszczone dwa palniki co powoduje,ze przy wielu komorach potrzebna jest obsluga i regulacja wiekszej ilosci palników. Stanowi to znaczny problem, poniewaz proces spalania i przez to nastawianie temperatury reakcji oddzialywuje na sposób pracy palnika.Czesto sie zdarza, ze swobodnie zawieszone rury reakcyjne moga byc nie calkowicie uszczelnione wobec dolnej pokrywy pieca. Dalsza niedogodnoscia tych pieców jest ich bardzo duza powierzchnia zewnetrzna, co prowadzi do strat energii.Przedmiotem wynalazku jest piec rurowy do przeprowadzania reakcji gazowych, zwlaszcza do wytwarzania cyjanowodoru wedlug metody BMA, stanowiacy wiazke ceramicznych rur, swobodnie zwisajacych w komo¬ rach grzewczych i wyposazony w palnik, boczny kanal spalinowy i rekuperatory, który charakteryzuje sie tym, zastanowi konstrukcje metalowa, która zawiera w postaci konstrukcyjnej jednostki co najmniej dwie umieszczo¬ ne wzgledem siebie blizniaczo, komory grzewcze z ceramiczynymi wiazkami rur, posiadajace przestrzenie, umie¬ szczone przylegle do nich w kierunku do srodka pieca, zawierajace rekuperatory oraz kanal spalinowy, umiesz¬ czony pomiedzy przestrzeniami, a kazda komora grzewcza majeden palnik.I 1 2 136 688 Korzystnie uksztaltowanie pieca wedlug wynalazku polega na tym, ze pomiedzy komorami grzewczymi i przestrzeniami sa umieszczone prowadnice dla spalin a kanal spalinowy jest zaopatrzony w organy sterujace.Korzystnie w bocznym kanale spalinowym jest umieszczony jeden lub szereg wymienników ciepla dla powietrza spalania. Dzieki takiemu uksztaltowaniu pieca uzyskuje sie nie tylko zmniejszenie powierzchni pieca ale takze lepsze podgrzewanie powietrza spalania, co prowadzi do lepszego ochlodzenia spalin.Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykladach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia przekrój poprzeczny przez komory blizniacze i przynalezne czesci, fig. 2 - przekrój poprzeczny podobny do fig. 1 w innym wykonaniu, a fig. 3 - przekrój poprzeczny wedlug fig. 1 w jeszcze innym wykonaniu.Z fig. 1 jest widoczne, ze piec, uksztaltowany w postaci prostopadloscianu wzglednie szescianu 1, sklada sie z wymirówki z materialu ogniotrwalego, odpornego na temperature i plaszcza, przykladowo z blachy, komór grzewczych 2, przestrzeni 3 z przynaleznym rekuperatorem 4, bocznego kanalu spalinowego 5, zaopatrzonego w organy sterujace, umieszczone na górze i prowadnic spalin 7, ceramicznych rur reakcyjnych 8 i palnika 9. Tego rodzaju jednostki blizniacze moga byc umieszczane w dowolnej ilosci, kolejno jeden za drugim w szeregu kon¬ strukcyjnym ! W piecu przedstawionym na fig, 2 zostaly pominiete prowadnice spalin 7, pozostale czesci sa takie same jak na fig. 1 z tym, ze organy sterujace 6 sa umieszczone na dole pieca. W piecu przedstawionym na fig. 3 sa równiez pominiete prowadnice spalin 7 a organy sterujace 6 sa umieszczone jak na fig. 1, natomiast palnik 9 jest umiesz¬ czony w górnej czesci komór grzewczych 2 tak, ze ogrzewanie wiazki rur 8 nastepuje w pizeciwpradzie. Spaliny z komór grzewczych 2 sa w tym przypadku odciagane w poblizu dolnego dna i doprowadzane od dolu do przestrzeni 3. W ramach wynalazku jest takze mozliwe zasilanie dwóch lub szeregu komór grzewczych za pomoca tylko jednego palnika. Dzieki specjalnemu prowadzeniu spalin nastepuje dalsze wykorzystanie ich zawartosci ciepla, gdy wlasciwa praca reakcyjna jest juz wykonana.Same rekuparatory moga byc wymieniane podczas pracy sasiednich komór. Dzieki temu jest mozliwe wypo¬ sazenie komór grzewczych 2 w nowe rury i w tym samym czasie przeplyw powietrza jest dlawiony przez rekupe- rator i palnik lub jest calkowicie zatrzymany. Umozliwione jest to przez rozmieszczenie organów sterujacych 6 na wlocie spalin do bocznego kanalu spalinowego. Kanal spalinowy 5 jest umieszczony pomiedzy przestrzeniami 3 jako kanal przelotowy. Wymaga on jedynie górnego lub bocznego przykrycia. Tradycyjny sposób budowy, przykladowo dwóch pieców dziesieciokomorowych, lacznie z prowadnicami dla spalin i kanalem spalinowym przynosi powierzchnie wypromieniowania okolo 200 m2.Piec wedlug wynalazku ma natomiast powierzchnie wypromieniowania tylko okolo 100m2, przy czym w obszarze kanalu spalinowego wystepuja istotnie niewielkie temperatury. Dzieki wynalazkowi zmniejsza sie objetosc pieca. W tradycyjnym wykonaniu przykladowo szesnastu pieców, potrzeba jest okolo 21000 m3 przes¬ trzeni budowlanej, a wedlug wynalazku okolo 12500m3. Poza oszczednosciami energii wystepuja równiez mniejsze koszty budowy.Kanal spalinowy, w którym zbieraja sie spaliny z komór grzewczych, jest umieszczony pomiedzy komorami, przez co osiaga sie znaczna oszczednosc miejsca oraz nieznaczna powierzchnie wypromieniowania. Obydwie sciany kanalu sa utworzone przez przestrzenie rekuperacyjne tak, ze wymagane jest tylko dolne i górne przykrycie.Takie rozmieszczenie nie wymaga prowadnic spalin pomiedzy kazda przestrzenia a kanalem spalinowym.W tym kanale spalinowym powietrze, zanim zostanie doprowadzone do rekuperatora (-ów), jest podgrzewane za pomoca tam zabudowanych wymienników ciepla spaliny/powietrze. Tak umieszczony kanal spalinowy ma przykladowo na górnym i dolnym przykryciu powierzchnie wypromieniowania okolo 12 m2, podczas gdy po¬ równywalny kanal spalinowy tradycyjnych pieców, lacznie z prowadnicami dla spalin, ma powierzchnie wypro¬ mieniowania okolo 60 m2.Zastrzezenia patentowe 1. Piec do przeprowadzania reakcji gazowych, zwlaszcza do wytwarzania cyjanowodoru wedlug metody BMA, stanowiacy wiazke ceramicznych rur, swobodnie zwisajacych w komorach grzewczych i wyposazony w pal¬ nik, boczny kanal spalinowy irekuperatory, znamienny tym, ze stanowi konstrukcje metalowa, która zawiera w postaci konstrukcyjnej jednostki co najmniej dwie umieszczone wzgledem siebie blizniacze komory grzewcze (2) z ceramicznymi wiazkami rur, posiadajace przestrzenie (3), umieszczone przylegle do nich, w kierun¬ ku do srodka pieca, zawierajace rekuperatory (4) oraz kanal spalinowy (5), umieszczony pomiedzy przestrzenia¬ mi (3), a kazda komora grzewcza (2) ma jeden palnik (9). 2. Piec rurowy wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze pomiedzy komorami grzewczymi (2) i przestrze¬ niami (3) sa umieszczone prowadnice (7) dla spalin, a kanal spalinowy (5) jest zaopatrzony w organy sterujace (6). 3. Piec rurowy wedlug zastrz. 2, znamienny t y m, ze w bocznym kanale spalinowym (5) jest umiesz¬ czony jeden lub szereg wymienników ciepla dla powietrza spalania.136 688 Fig. 1 Fig. 2136 688 Fig. 3 Pracownia PoHgraficziu UP PRL. Naklad 100 egz Cena 130 zl PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Piec do przeprowadzania reakcji gazowych, zwlaszcza do wytwarzania cyjanowodoru wedlug metody BMA, stanowiacy wiazke ceramicznych rur, swobodnie zwisajacych w komorach grzewczych i wyposazony w pal¬ nik, boczny kanal spalinowy irekuperatory, znamienny tym, ze stanowi konstrukcje metalowa, która zawiera w postaci konstrukcyjnej jednostki co najmniej dwie umieszczone wzgledem siebie blizniacze komory grzewcze (2) z ceramicznymi wiazkami rur, posiadajace przestrzenie (3), umieszczone przylegle do nich, w kierun¬ ku do srodka pieca, zawierajace rekuperatory (4) oraz kanal spalinowy (5), umieszczony pomiedzy przestrzenia¬ mi (3), a kazda komora grzewcza (2) ma jeden palnik (9).
2. 2. Piec rurowy wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze pomiedzy komorami grzewczymi (2) i przestrze¬ niami (3) sa umieszczone prowadnice (7) dla spalin, a kanal spalinowy (5) jest zaopatrzony w organy sterujace (6).
3. 3. Piec rurowy wedlug zastrz. 2, znamienny t y m, ze w bocznym kanale spalinowym (5) jest umiesz¬ czony jeden lub szereg wymienników ciepla dla powietrza spalania.136 688 Fig. 1 Fig. 2136 688 Fig. 3 Pracownia PoHgraficziu UP PRL. Naklad 100 egz Cena 130 zl PL