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Röhrendestillationsofen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zum Verhindern des Durchglühens der Rohre von Röhrendestillationsöfen zum Erhitzen
von Kohlenwasserstoffölen od. dgl., bestehend aus an den Rohren angeordneten Temperaturfühlern,
die auf ein Absperrorgan der Heizgasleitung einwirken.
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In solchen Ofen wird die zu destillierende Flüssigkeit unter Druck
durch die Ofenräume durchsetzende Rohre geleitet. Die Flüssigkeit wird dabei auf
Temperaturen von etwa 50o° C erhitzt. Infolge der großen Geschwindigkeit, mit der
die Flüssigkeit durch die Rohre geführt wird, ist es notwendig, den Ofen mit einer
Temperatur von etwa 2000' C zu erhitzen, um diese Destillationstemperatur zu erreichen.
Tritt nun eine wenn auch nur geringfügige Unterbrechung des Flüssigkeitsdurchlaufes
durch die Rohre ein, so brennen die Rohre bei dieser hohen Temperatur schnell durch
oder werden infolge Durchbiegungen zerstört.
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Durch die bei sonstigen Ofen bekannte Anordnung von Wärmefühlern im
Abgasstrom, durch die entsprechend der an das Gut abgegebenen Wärmemenge die Heiztemperatur
geregelt wird, kann bei Röhrendestillationsöfen ein Durchbrennen der Röhren bei
Ausbleiben der Flüssigkeit nicht verhindert werden: Der Temperaturanstieg des Abgases
bei Unterbrechung der Flüssigkeitszufuhr kann sich infolge der großen Temperaturdifferenz
zwischen der Beheizungstemperatur
und der Destillationstemperatur
erst dann in einer über den Wärmefühler das Gasabsperrorgan beeinflussenden Größe
auswirken, wenn die Rohre bereits so hoch erhitzt sind, daß ein Durchbrennen die
unmittelbare Folge ist. Andererseits geben_ auch die bekannten Temperaturfühler,
die die Tempeatur des die Rohre durchfließenden Gutes messen, nicht die genaue Rohrtemperatur
wieder, zumal sie noch den hohen Wärmeausstrahlungen der Beheizungseinrichtung ausgesetzt
sind.
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Die Erfindung sieht nun vor, zur Verhinderung des Durchglühens der
Rohre von Röhrendestillationsöfen an die Rohre im Wärmeschatten derselben Wärmefühler
anzuschließen, die über eine Beeinflussungsleitung und entsprechende Betätigungsorgane
auf ein Absperrorgan der Heizgasleitung einwirken. Hierdurch wird die wahre Temperatur
der Destillationsrohre festgestellt und bei einem Überschreiten der die Destillationstemperatur
übertragenden bestimmten Rohrtemperatur eine sofortige Abschaltung der Ofenbeheizung
veranlaßt. Die Anordnung der Wärmefühler im Wärmeschatten der Rohre verhindert eine
unmittelbare Einwirkung der hohen Strahlungswärme des Ofens auf den Wärmefühler.
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Vorzugsweise werden die Wärmefühler an mehrere Rohrreihen angeschlossen,
so daß bereits bei größeren Temperaturunterschieden in den einzelnen Rohrreihen
durch die Beeinflussung der auf die bestimmte Höchsttemperatur eingestellten Einrichtung
die Ofenbeheizung sofort abgestellt wird. Solche Temperaturunterschiede können als
Folge ungleichmäßiger Beheizung auftreten, die beispielsweise von der Größe des
Kaminzuges abhängig ist.
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Die Erfindung sieht weiter die Anordnung eines Kaminzugmessers vor,
der bei Ausbleiben des Kaminzuges, beispielsweise durch unbefugtes Schließen des
Kaminschiebers, über eine mit den entsprechenden Betätigungsorganen versehene Beeinflussungsleitung
ebenfalls das Absperrorgan der Heizgasleitung abstellt. In gleicher Weise können
auch noch Druckmesser vorgesehen sein, die den Druck des Heizgases und der Verbrennungsluft
überwachen und bei Druckverminderung und damit Unterschreitung der Heiztemperatur
ebenfalls das Heizgas und gegebenenfalls auch die Destillationsflüssigkeitszufuhr
abstellen.
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Um nun zu verhindern, daß das Gasabsperrorgan durch Unbefugte geschlossen
werden kann, wird dieses durch eine Magnetspule in geöffneter Stellung gehalten.
Der Magnetspulenstromkreis wird von einem oder 'I mehreren der verschiedenen Meßgeräte
aus dann unterbrochen, wenn eine Absperrung der Gaszufuhr erforderlich ist. Dadurch
erfolgt dann das selbsttätige Schließen Lies Absperrorgans, gegebenenfalls durch
Unterstützung eines Gewichtes. Zu diesem Zweck sind die einzelnen Meßgeräte mit
Stromkreisen verbunden, die zu Relais führen. Diese Relais sind in einer Phasenleitung
des Magnetspulenstromkreises, welcher das Gasahsperrorgan in einer geöffneten Stellung
hält, hintereinandergeschaltet angeordnet. Das Öffnen des Gasabsperrorgans kann
nun gemäß der Erfindung erst dann vorgenommen werden, wenn über eine das Gasabsperrorgan
umgellende Leitung die Verbindung mit (lern Gasdruckmesser hergestellt ist. Weitere
Einzelheiten der Erfindung sind im. foIgtnden an Hand der eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung darstellenden schematischen Zeichnung beschrieben: In den Zeichnungen
ist in Abb. i das Schaltschema, welches die Absperrung der Gasleitung der Beheizungseinrichtung
des Röhrendestillationsofens zeigt, und in Abb, 2 eine bevorzugte Ausführungsform
zur Durchführung des Wärmefühlers durch die Ofendecke zu einer der Destillationsrohrreihen
dargestellt.
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Der mit i bezeichnete Röhrendestillationsofen wird. von im unteren
Teil des Ofens angeordneten Brennern 2 aus beheizt. An den Brennern sind eine Gasleitung
3 und eine. Luftleitung 4 angeschlossen. Durch eine Zündgasleitung 5 wird eine Zündflamme
vor dem Brenner in Betrieb gehalten. In der Gasleitung ist ein Regelorgan' 6 und
in des Luftleitung ein Regelorgan 7 vorgesehen, mittels welchen der Druck der Verbrennungsmittel
geregelt wird. In der Gasleitung 3 ist ferner ein Absperrorgan 8 vorgesehen, dessen
Verschlußmittel 9 um einen Drehpunkt io schwenkbar ist. An dem Drehpunkt io ist
ein nach oben gerichteter Hebelarm ii angeordnet, der mit einem Gewicht 12 belastet
ist. Der Hebelarm il wird in geöffneter Stellung des Absperrorgans von einer Magnetspule
13 angezögen. Die eine Phase 14 der Magnetspule ist an die Leitung 15 und die andere
Phase 16 an die Leitung 17 der Stromzuführungsleitungen angeschlossen.
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In der Phasenleitung 16 sind Unterbrecherkontakte 18 angeordnet, welche
durch die Wirkung von Magnetspulen i j geschlossen gehalten werden. Die Magnetspulen
i9 werden von Stromkreisen 20 gespeist, welche zu Meßeinrichtungen führen. Von diesen
Meßeinrichtungen dient die Einrichtung 21 zur Messung der Temperatur der den Röhrendestillationsofen
i durchsetzenden Rohre 22. Die Meßeinrichtung 23 dient zur Zugmessung des aus dem
Abgaskanal 24 entweichenden Abgases vor einem Kaminschieber 25. Die Meßeinrichtung
26 zeigt den Druck des Gases der Gasleitung 3 und der Druckmesser 27 den Druck der
Verbrennungsluftleitung 4 an. Um das Gasabsperrorgan 8 ist eine Umgehungsleitung
28 angeordnet, an welche die zu dem Druckmesser führende Leitung 29 angeschlossen
ist. Die Verbindung der Leitung 29 mit der Leitung 28 erfolgt bei geöffnetem Gasabsperrorgan
8 über ein Wechselventil 30 in Richtung des Pfeiles 48.
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Wie aus Abb. 2 ersichtlich, erfolgt die Temperaturmessung der Destillationsrohre
22 durch ein Oberflächenthermometer 35, welches durch eine Durchbrechung 31 der
Decke 32 des Ofens durchgeführt ist. Das Thermometer 35 ist von einer Rohrhülse
33 umgeben, welche bis annähernd auf das zu messende Rohr 22 reicht. Zur Vermeidung
des Durchtretens von Abgasen aus dem Ofenraum ist um den unteren Teil der Rohrhülse
33 noch ein Rohrstück 34 vorgesehen; welches mit dem Rohr 22 verschweißt ist. Durch
diese eigenartige Anordnung des Wärmefühlers wird erreicht, daß dieser vollkommen
im Wärmeschattender Ofenbeheizung liegt und vor der hohen Strahlungswärme des Ofenraumes
geschützt ist, so daß nur die tatsächliche Temperatur des Destillationsrohres gemessen
wird.
Vom oberen Ende des Oberflächenthermometers führen Leitungen 36 zu dem Temperaturmeßgerät
21. Die aus einem Thermoelement bestehenden Wärmefühler können auch unmittelbar
an die Rohre angeschweißt sein. Die Messung der Temperatur der Rohre 22 erfolgt
an verschiedenen Stellen, wie aus Abb. i ersichtlich, wobei sämtliche Wärmefühler
durch die zugehörigen Leitungen mit dem Temperaturmeßgerät verbunden sind. Auf diese
Weise ist es möglich, durch das auf eine bestimmte Höchsttemperatur eingestellte
Meßgerät 21 die Schließung des Gasabsperrorgans zu bewirken, wenn infolge anomalen
Kaminzuges eine zu starke einseitige Erhitzung einzelner Rohre erfolgt.
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Mit den einzelnen Meßgeräten 21, 23, 27 und 26 sind Einrichtungen
37 verbunden, von denen die Temperatur sowie Zug und Druck messenden Einrichtungen
aus beeinflußt werden, derart, daß bei normaler Temperatur sowie normalem Zug und
Druck der Kontakt der Leitungen 20 mit den Leitungen 38 hergestellt ist, welche
den Strom über einen Transformator 39 über die Leitungen 4o erhalten. Die eine Phase
der Leitungen 40 zweigt über die Leitung 41 zu einer Hupe 42 ab. Die andere Phase
der Leitungen 40 ist mit der Hupe durch eine Leitung 43 verbunden, in welche ein
mit dem Verschluß 9 des Absperrorgans verbundener Kippschalter 44 od. dgl. geschaltet
ist. Dieser Kippschalter ist so angeordnet, daß in der Öffnungsstellung des Absperrorgans
8 die Phasenleitung 43 zur Hupe 42 unterbrochen ist, bei Schließen des Absperrorgans
jedoch der Stromkreis zur Hupe geschlossen ist, so daß ein Hupensignal ertönt, das
durch den Schalter 45 von Hand beendet werden kann.
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Wird an einer Stelle der Rohre 22 die Temperatur üben die festgelegte
Höhe von beispielsweise 5oo° C, wie sie zur Destillation der Kohlenwasserstofföle
erforderlich ist, überschritten, so wird dadurch die TemperaturmeßeinrichtUng 21
derart beeinflußt, daß durch die Kontakteinrichtung 37 der Meßeinrichtung 21 der
Stromkreis der Leitungen 20 und 38 unterbrochen wird. Infolge dieser Stromunterbrechung
wird das zugehörige Relais 18 geöffnet und damit die Stromzufuhr zu der Magnetspule
13 des Gasabsperrorgans unterbrochen. Infolgedessen schließt sich unter der Wirkung
des Gewichtes 12 das Absperrorgan. Dieser gleiche Vorgang erfolgt, wenn beispielsweise
kein Kaminzug vorhanden ist. Ebenfalls tritt die gleiche Wirkung ein, wenn der Druck
des Gases und/oder der Verbrennungsluft das festgelegte Maß unterschreitet.
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Um nun nach Behebung der Mängel den Ofen wieder anzuheizen, ist es
zunächst erforderlich, das Wechselventil 30 so zu betätigen, daß eine Verbindung
der Gasleitung 3 über die Umgangsleitung 28 mit dem Druckmesser 26 hergestellt wird,
wie durch Pfeil 47 angedeutet. Dadurch steht der Druckmesser 26 unter normalem Gasdruck.
Die vorher infolge Ausbleibens des Gasdruckes durch die Schließung des Absperrorgans
8 mittels der Kontakteinrichtung 37 erfolgte Unterbrechung des Stromkreises 38,
2o und damit Öffnen des zugehörigen Relais 18 wird nun wieder aufgehoben, so daß
das zugehörige Relais 18 wieder geschlossen wird. Durch das Temperaturmeßgerät 21,
das bei Überschreiten der eingestellten höchsten Temperatur der Rohre 22 infolge
Abkühlung nach Abschalten der Beheizung wieder über die zugehörige Kontakteinrichtung
37 den entsprechenden Stromkreis 38, 20 schließt, wird nun wieder die Schließung
des zugehörigen Relais 18 veranlaßt. Durch den noch vorhandenen bzw. wieder hergestellten
Druck der Verbrennungsluft und Kaminzug sind somit sämtliche Relais 18 geschlossen,
so daß der Stromkreis 16, 14 des Relais 13 wieder geschlossen ist und erst jetzt
das Gasabsperrorgan 8 geöffnet werden kann, derart, daß es von der Magnetspule 13
in der Offenstellung gehalten wird.
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Durch an die Magnetspulenstromkreise 2o der Meßeinrichtungen 21, 23,
26 und 27 angeschlossene Signallampen 46 ist ferner noch eine optische Kontrolle
über den Ofenbetrieb vorhanden.