DE2144663C2 - Vorrichtung zum Erhitzen eines Gases - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erhitzen eines Gases gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bezeichneten Art

Eine derartige Vorrichtung ist in der Druckschrift »Wärme«, Bd. 72, Heft 3, Seiten 103 und 104, beschrieben. Die Betriebsweise erfolgt hierbei durch Betätigung von Umschaltklappen oder entsprechenden Organen sowohl auf der kalten als auch auf der heißen Seite der Gasführung. Die Betriebssicherheit ist bei der Erhitzung von viel Wasserstoff enthaltenden Gasen, wie insbesondere von reformierten Heizgasen, deshalb beeinträchtigt, weil der Wasserstoff in Verbindung mit Luft ein hochexplosives Gemisch darstellt

Die Betriebsweise von zwei Zellen eines Winderhitzers mittels Brennern ist dem Fachmann nach der DE-OS 11 80 382 bekannt. Hierbei befindet sich der Brenner am Eingang eines Brennschachtes, der durch die innere Ausmauerung des Winderhitzers von dessen Austritt getrennt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Bildung explosionsfähiger Gemische weitgehend zu verringern, wobei eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform, die sich wirtschaftlich betreiben läßt Anwendung finden soll, ohne daß heißes Gas wegen undichter Klappen oder Organe in. die Umgebungsluft austreten kann.

Gelöst wird diese Aufgabenstellung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 enthalten.

Der Betrieb jeder der beiden erfindungsgemäßen Zellen wird in der Weise gewährleistet, daß die Brenner jeweils in Nähe der Verbindungsleitung in den beiden Zellen angeordnet sind Für diesen Brennerbetrieb eignet sich Erdgas mit Luft, wobei insbesondere eine Verbrennung mit großem Luftüberschuß betrieben wird.

Die Betriebssicherheit wird noch dadurch gesteigert, daß bei Betriebsumkeh?· einer Zelle vom Gaserhitzungsin den Wärmespeicherbetrieb nach Schließen eines Schiebers und vor Inbetriebnahme des Brenners die Zelle ausgeblasen wird, so daß sich in ihr kein explosionsfähiges Gemisch mehr befinden kann. Zur Wärmespeicherung trägt ein Gitterwerk aus feuerfesten Steinen innerhalb der Zellen bei.

Eine derartige Vorrichtung bietet den Vorteil größerer Sicherheit gegenüber Winderhitzern in solchen Fällen, in denen die zu erhitzenden Gase Wasserstoff enthalten; sie bietet als weitere Vorteile Kompaktheit und Wirtschaftlichkeit

Zu ihren Nachteilen ist jedoch das Vorhandensein eines gewissen Totraums, beispielsweise in den Brennkammern, zu zählen, der sich in dein Fällen negativ auswirkt, da eine gelegentliche Ausblasung der Zellen vorgenommen werden muß.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich daher durch die Anordnung beider Zellen in einem ihnen gemeinsamen Gehäuse, wobei die Zuleitung zu den Zellen von ihren Außenenden her erfolgt, während die Ableitung über ihre einander zugekehrten, die Verbindungsleitung aufweisenden Enden in der Mitte des gemeinsamen Gehäuses vorgenommen wird. In diesem Fall werden auch die als Heizvorrichtung dienenden Brenner in den in der Mittelzone des gemeinsamen Gehäuses gelegenen Enden der Zellen angeordnet. Von der im mittleren Bereich des gemeinsamen Gehäuses liegenden Verbindungsleitung führt dann die an sie angeschlossene Ableitung die wechselweise in der einen oder in der anderen Zelle erhitzten Gase ab.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachstehend anhand der Zeichnung erläutert Es zeigen

F i g. 1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung mit seitlich nebeneinander angeordneten Zellen,

F i g. 2 einen Längsschnitt zweier in einem gemeinsamen Gehäuse hintereinander angeordneter Zellen einschließlich der zugehörigen Regelvorrichtungen.

Die Zellen sind mit einem nicht dargestellten feuerfesten Mauerwerk ähnlich wie bei Winderhitzern ausgestattet

Am oberen Ende jeder der Zellen 1, 2 ist ein Brenner 3, 4 angeordnet, der über eine Erdgasleitung 5, 6, und über eine Luftleitung 7, 8 gespeist wird; die Luftleitungen 7, 8 weisen jeweils Schieber 9,10 und 11,12 auf.

Am unteren Ende jeder der Zellen 1 und 2 ist eine Zuführleitung 13, 14 für die Zufuhr des vorzuwärmenden kalten Gases angeordnet. Die Zuführleitungen 13 und 14 weisen gleichfalls je einen Schieber 15, 16 auf. Der untere Teil jeder der Zellen 1 und 2 weist ande-

rerseits jeweils eine Abführleitung 17,18 zum Abführen der Verbrennungsgase auf, welche von jeder der Zellen i, 2 zu einem nicht dargestellten Kamin verlegt sind Jede dieser Abführleitungen 17 und 18 ist mit einem Schieber 19,20 ausgerüstet

Die Zellen 1 und 2 sind in ihrem obei -n Teil mitteis einer Verbindungsleitung 21 verbunden, von welcher eine Sammelleitung 22 abgezweigt ist

Gemäß F i g. 2 sind die beiden Zellen 1 und 2 in einem gemeinsamen Gehäuse hintereinander angeordnet und weisen jeweils eine Länge von etwa 3 m und einen Querschnitt von ca. 1 m χ Im auf.

An den im mittleren Teil des gemeinsamen Gehäuses gelegenen einander zugewandt Enden A, A'der beiden Zellen 1, 2 befinden sich jeweils zwei der Brenner 3, 4, 3', 4', die über die Erdgasleitungen 5, 6, und die Luftleitungen 7, 8 versorgt werden; diese Leitungen weisen ebenfalls die Schieber 9,10 und 11,12 auf.

An ihren im Bereich der äußeren Enden des gemeinsamen Gehäuses angeordneten Enden B, B' der beiden Zellen 1,2 sind die Zuführleitungen 13,14 für die Zufuhr der zu erhitzenden Gase angeordnet, die ebenfalls die Schieber 15 und 16 aufweisen.

Die Enden B, S'der beiden Zellen 1, 2 weisen andererseits auch noch je eine der Abführleitung 17 und 18 zum Abführen der Rauch- bzw. Verbrennungsgase auf, welche die Verbindung zwischen jeder der Zellen und dem Kamin herstellt Jede dieser Abführleitungen 17 und 18 ist mit einem der Schieber 19_? 20 versehen.

Die Zellen 1, 2 sind an ihre einander zugewandten Enden A, Λ'über die Verbindungsleitung 21 verbunden, von welcher die Sammelleitung 22 zum Abführen des erhitzten Gases abgezweigt ist

Damit Zelle 1 als Wärmespeicher arbeitet, wird der Schieber 9 für Erdgas und Schieber 11 für Luft geöffnet, so daß die Brenner 3 und 4 gespeist werden. Die Verbrennungigase treten am Ende B ier Zelle 1 üuer die Abführleitung 17 aus, deren Schieber 19 geöffnet ist, und werden zum Kamin hin abgeführt Der Schieber 15 am Ende B von Zelle 1 ist während der gesamten Wärmespeicherungszeit in dieser Zelle 1 geschlossea

Gleichzeitig sind die Schieber 10 und 12 für Erdgas und Luft, die zur Speisung der Brenner 3' und 4' von Zelle 2 bestimmt sind, geschlossen.

Der Schieber 16 der Zuführleitung 14 zum Zuführen des zu erhitzenden Gases in den Abschnitt Α'der Zelle 2 ist geöffnet, so daß das Gas durch das lose geschüttete feuerfeste Material in dieser Zelle 2 strömen kann. Nach dem Erhitzen durch Berührung mit diesem Material tritt das Gas über die Verbindungsleitung 21 und die Sammelleitung 22 aus. Zelle 2 arbeitet im Gaserhitzungsbetrieb.

Dabei wird die Verbrennung durch die Brenner 3 und 4, mit denen die Zelle 1 ausgerüstet ist, in der Weise geregelt, daß der in dieser Zelle 1 herrschende Druck nur geringfügig niedriger ist als der Druck in Zelle 2. Hierdurch ergibt sich zwar ein leichter Heißgasverlust, doch wird dieser weitgehend wettgemacht durch die Möglichkeit, ohne jeden Schieber in der Verbindungsleitung 21 und der Sammelleitung 22 arbeiten zu können.

Während der gesamten Zeit bzw. Dauer der Gaserhitzung in Zelle 2 ist der Schieber 20 der Abführleitung 18 zwischen Zelle 2 und dem Kamin geschlossen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Erhitzen eines Gases, insbesondere eines reformierten Gases zum Einblasen in einen Schachtofen mit zwei Zellen, die eine Füllung zum Speichern von Wärme enthalten, wobei jede der Zellen im einen Endbereich eine Zuführleitung für das mehr oder weniger kalte Gas und eine Abführleitung für ein Verbrennungsgas sowie im anderen Endbereich eine Zuleitung für das Verbrennungsgas und eine Ableitung für das erhitzte Gas aufweist, wobei die beiden Ableitungen für das wechselweise in einer der beiden Zellen erhitzte Gas in eine gemeinsame Sammelleitung münden, dadurch gekennzeichnet, daß die Ableitungen für das erhitzte Gas als die beiden Zellen (1, 2) zusammenschließende Verbindungsleitung (21) ausgebildet sind, wobei der Druck des Verbrennungsgases in der einen Zelle etwas geringer ist als der Druck des erhitzten Gases in der anderen Zelle.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden Zellen (1,2) mindestens einen Brenner (3, 4) aufweist, der jeweils in Nähe der Verbindungsleitung (21) angeordnet ist

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Zellen (1,2) in einem gemeinsamen Gehäuse hintereinander angeordnet sind, und daß sie an ihren im Bereich der äußeren Enden des gemeinsamen Gehäuses angeordneten Enden (B, B') Zuführleitungen (13, 14) für die zu erhitzenden Gase aufweisen, die in erhitztem Zustand die Zellen (1, 2) bei ihren in der mittleren Zone des gemeinsamen Gehäuses gelegenen einander zugewandten Enden (A, A') verlassen, wobei die Brenner (3, 4, 3', 4') der Zellen (1, 2) im Bereich der einander zugewandten Enden (A, A') angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verbindungsleitung (21) der beiden Zellen (1, 2) in der mittleren Zone des gemeinsamen Gehäuses befindet, von welcher die Sammelleitung (22) zum Abführen des erhitzten Gases abgezweigt ist