DE2145232A1 - Heizrohr für einen von außen erhitzbaren Ofen - Google Patents
Heizrohr für einen von außen erhitzbaren OfenInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F1/00—Tubular elements; Assemblies of tubular elements
- F28F1/10—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses
- F28F1/40—Tubular elements and assemblies thereof with means for increasing heat-transfer area, e.g. with fins, with projections, with recesses the means being only inside the tubular element
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Description
zu der Patentanmeldung der Firma
IDEMITSU PETROCHEMICAL CO., LIMITED
No. 1-1, 3-chome, Karunouchi, Chiyodaku,
Tokyo, Japan
betreffend
Prioritätem.18. September 1970, Japan, Nr. 81244/1970
23. Dezember 1970» Japan, Nr. 115719/1970
Die Erfindung bezieht sich auf ein Heizrohr für einen von außen erhitzbaren Ofen und· insbesondere auf ein Heizrohr für
einen von außen erhitzbaren Ofen, dessen innere Oberfläche so groß wie möglich gemacht werden soll.
Es ist bekannt, Heizrohre mit kreisförmigem oder elliptischem
Querschnitt herzustellen und sie für von außen erhitzbare Öfen zu verwenden. Hierbei ist nachteilig, die schlechte Wärmeübertragung
von der Heizquelle zu dem zu erhitzenden Medium in den Heizrohren, die hauptsächlich in dem Abschnitt der Konvektionswärmeübertragung
von der inneren Oberfläche der Heizröhren zu dem zu erhitzenden Medium zu beobachten ist. Um also die Temperatur
des zu erhitzenden Mediums bei einer bestimmten hohen
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Temperatur zu halten, muß die Temperatur an der äußeren Oberfläche des Heizrohrs bei einer höheren Temperatur
gehalten werden. Infolgedessen sammelt sich die Wärmestrahlung von der Wärmequelle in dem Heizrohr an. Dies
bedeutet, daß die Lebensdauer eines solchen Heizrohrs kurz ist.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis,
daß die Menge der Wärmeübertragung von der inneren Oberfläche des Heizrohrs zu dem zu erhitzenden Medium erhöht
werden kann, wenn man ein Heizrohr verwendet, dessen · innere Oberfläche so groß wie möglich gemacht wird, und
wobei die Temperatur an der Außenfläche des Heizrohrs niedriger gehalten werden kann. Wenn man die Temperatur
an der Außenfläche des Heizrohrs verringert, wird die Lebensdauer des Heizrohrs verlängert, und es ist nicht
notwendig, einen hochwertigen wärmebeständigen Stahl als Röhrenmaterial zu verwenden, wie dies bei üblichen Heizrohren
der Fall ist. Wenn insbesondere das erfindungsgemäße Heizrohr für einen von außen zu erhitzenden Ofen für
das thermische Kracken von Kohlenwasserstoff en zur Herstellung von Olefinen verwendet wird, kann die Wärmeübertragung
zu dem Kohlenwasserstoffmedium verbessert werden. Dies bedeutet, daß der Durchsatz des zu behandelnden Kohlenwasserstoffs
erhöht und die Verweilzeit des zugeführten Kohlenwasserstoffs in dem thermischen Krackrohr verkürzt werden kann.
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Auf diese Weise können Nebenreaktionen der thermischen
Krackprodukte verhindert und gleichzeitig die Ausbeute an Olefinen erhöht werden. Außerdem kann die Bildung
von öligen Polymerisaten und von Koks unter Kontrolle gehalten werden.
Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines von außen zu erhitzenden Ofens.
Fig. 2 zeigt im Querschnitt eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Heizrohrs.
Fig. 3 zeigt im Querschnitt eine andere Ausführungsform der Erfindung.
Fig. 4 zeigt eine zum Teil aufgeschnittene Ansicht einer wieder anderen Ausführungsform der Erfindung.
Bei dem erfindungsgemäßen Heizrohr für einen von außen erhitzbaren
Ofen soll die innere Oberfläche des Heizrohrs an den Seiten, die zur Heizquelle gerichtet sind, größer gemacht
werden, um so eine größere Wärmestrahlungsmenge pro Flächeneinheit aufnehmen zu können, als an den Seiten, die
nicht zu der Heizquelle hinzeigen und infolgedessen eine kleinere Wärmestrahlungsmenge pro Flächeneinheit empfangen.
Damit wird die Temperatur in Umfangsrichtung des Heizrohrs gleichmäßig gemacht und die Lebensdauer des Heizrohrs verlängert.
Besonders im Falle eines Heizrohrs mit elliptischem
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Querschnitt ist es erwünscht, daß nur die innere Oberfläche des Heizrohrs an den Seiten, die zu der Heizquelle des Ofens
führt, einen Querschnitt mit partiellen Vorsprüngen aufweist (vgl. Fig. 3), um damit die Temperatur in Umfangsrichtung
des Heizrohrs gleichmäßig zu machen.
Besonders wirksam ist es, ein Heizrohr an der inneren Oberfläche mit spiralförmigen Vorsprüngen zu versehen, wie dies
eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. In diesem
Fall sollten zweckmäßigerweise:- die Kanten der spiralförmigen Vorsprünge so geneigt sein, daß sie Winkel von 30° bis
60° zu der Achse des Rohrs bilden. Wenn die Strömungsgeschwindigkeit des Mediums durch das Rohr sehr groß sein soll, ist
es besser, den Neigungsgrad der spiralförmigen Vorsprünge zu der Achse des Rohrs zu verringern. Als Folge hiervon steigt die
lieneare Geschwindigkeit des Medium durch das Rohr an der Oberflächenschicht der inneren Oberfläche des Heizrohrs beträchtlich
an, im Vergleich zu üblichen Heizrohren. Die Konvektionswärmeübertragung
von der inneren Oberfläche des Heizrohrs zu dem hindurchfließenden Medium, die für den größeren
Teil des Widerstands gegen Wärmeübertragung von der Heizquelle zu dem Medium in dem Rohr des von außen zu erhitzenden Ofens
verantwortlich ist, kann dadurch verbessert werden, und die Temperatur an der Außenfläche des Heizrohrs kann beträchtlich
verringert werden.
Die Anwendung des erfindungsgemäßen Heizrohrs wird anhand der Fig. 1 näher beschrieben. Das zu erhitzende Medium wird
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über das Rohr 1 in ein Heizrohr 2 eingeleitet, das von
einer Heizquelle eines Ofens 3 erhitzt wird. Dann wird es in aufeinanderfolgenden Stufen zu einem Auslaßrohr 4 geleitet.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter .
erläutert.
Naphtha mit einer spezifischen Dichte von 0,715, einem Anfangssiedepunkt
von 50° C und einem Endsiedepunkt von 177° C wurde in einem Heizrohr mit einer Querschnittsfläche, wie in
Figur 2 gezeigt, thermisch gekrackt. Die Bedingungen des thermischen Krackens waren so, daß die Mengen an zugeführtem
Naphtha und verdünnendem Dampf so eingestellt waren, daß die Ausgangstemperatur des thermisch gekrackten Gases bei
150° C lag. Es wurden die in der Tabelle 1 angegebenen thermischen
Krackprodukte erhalten.
Die Abmessungen des Heizrohrs sind in der Tabelle 1 zusammen mit den Werten eines Vergleichsversuches angegeben, bei dem
ein Rohr mit kreisförmigem Querschnitt verwendet worden ist.
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- 6 - Tabelle |
1 | Vergleichsversuch (kreisförmiges Rohr) |
Abmessungen des Heizrohrs | Beispiel 1 | 45 mm |
Innendurchmesser | 50 mm* | 284 mm |
Länge des Umfangs der inneren Oberfläche |
443 mm | 6460 mm2 |
Querschnittsfläche des lichten Heizrohrs |
6460 mm | |
Thermische Krackbedin | ||
gungen | 850° C | |
Ausgangstemperatur des thermisch gekrackten Gases |
850° C | 0,66 t/Std. |
Strömungsgeschwindigkeit des Naphthas |
1,10 t/Std | |
Dampf Strömungsgeschwindigkeit 0,66 t/Std. 0,40 t/Std.
Verweilzeit (6500C oder höher) 0,22 Sek.
Ausbeuten an thermisch gekrackten Produkten
Methan Äthylen Propylen
0,35 Sek.
13,0 % | 16,9 |
28,5 % | 25,3 |
15,1 % | 13,5 |
*.Dieser Wert gilt für den Innendurchmesser an den Konkaven
Abschnitten der inneren Oberfläche des Rohrs.
Ein Dampfgemisch aus Erdölnaphtha mit einem spezifischen Gewicht von 0,715, einem Anfangssiedepunkt von 500C
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und einem Endsiedepunkt von 177 ° C sowie Dampf wurde thermisch bei 850 ° C in einem Rohr gekrackt, dessen Querschnitt
in den Fig. 2 und 4 gezeigt ist. Die spiralförmigen Vorsprünge an der inneren Oberfläche des Heizrohrs waren so geneigt,
daß sich ein Winkel von 30 zur Achse des Rohrs bildete. Die Abmessungen des Heizrohrs, die Bedingungen des thermischen
Krackens sowie die thermisch gekrackten Produkte sind in der folgenden Tabelle angegeben.
Innendurchmesser 50 mm
Querschnittsfläche des lichten Heizrohrs 6460 mm
Bedingungen des thermischen Krackens
Gas-Aüsgangstemperatur
Strömungsgeschwindigkeit des Erdölnaphthas
Dampfströmungsgeschwindigkeit
Verweilzeit (650° C oder höher)
Temperatur an der Außenfläche des Heizrohrs 930° C
Ausbeuten der thermisch gekrackten Produkte Methan 12,9 %
Äthylen 29,0 %
Propylen 15,1 %
Patentansprüche 2 0 9 8 T 3 / 1 5 7 5
850 | ° C | t/Std. |
1 | ,10 | t/Std. |
0 | ,66 | Sek. |
0 | ,22 | |
Claims (6)
- Patentansprüche( 1,)Verfahren für einen von außen zu heizenden Ofen, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr eine innere Querschnittsfläche hat, die so groß wie möglich ist.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr an seiner Innenseite mit Vorsprüngen versehen ist. «
- 3. Heizrohr nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß es an seiner Innenseite mit spiralförmigen Vorsprüngen versehen ist.
- 4. Heizrohr nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichn e t , daß sich die Kanten der spiralförmigen Vorsprünge um höchstens 60° zur Achse des Rohrs neigen.
- 5. Heizrohr nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Oberfläche des Rohrs an den Abschnitten, die zur Heizquelle hinzeigen, größer gemacht ist und eine größere Menge an Wärmestrahlung pro Flächeneinheit aufnehmen kann als die anderen Abschnitte, die eine geringere Menge an V/ärme strahlung pro Flächeneinheit* ti·aufnehmen.209813/1575 .
- 6. Heizrohr nach Anspruch 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß es die Vorsprünge an seiner Innenseite nur an den Abschnitten aufweist, die zur Heizquelle führen.2098 13/1575noLeerseite
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8124470 | 1970-09-18 | ||
JP11571970 | 1970-12-23 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2145232A1 true DE2145232A1 (de) | 1972-03-23 |
Family
ID=26422276
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19712145232 Pending DE2145232A1 (de) | 1970-09-18 | 1971-09-09 | Heizrohr für einen von außen erhitzbaren Ofen |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2145232A1 (de) |
FR (1) | FR2106597A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2552679A1 (de) * | 1974-11-25 | 1976-06-16 | Hitachi Ltd | Waermeuebertragungsrohr |
DE3624141A1 (de) * | 1985-07-31 | 1987-03-12 | Gruber Hans | Gefaesse fuer fluessigkeiten, um die wirkung von temperaturunterschieden zu verstaerken |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB601833A (en) * | 1944-06-19 | 1948-05-13 | Calumet And Hecla Cons Copper | Method of preforming finned tubing and the product thereof |
BE520294A (de) * | 1952-06-04 | |||
FR1386501A (fr) * | 1963-12-13 | 1965-01-22 | Tube pour chauffage et réfrigération notamment pour transformateurs |
-
1971
- 1971-09-09 DE DE19712145232 patent/DE2145232A1/de active Pending
- 1971-09-13 FR FR7132892A patent/FR2106597A1/fr active Granted
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DE2552679A1 (de) * | 1974-11-25 | 1976-06-16 | Hitachi Ltd | Waermeuebertragungsrohr |
DE3624141A1 (de) * | 1985-07-31 | 1987-03-12 | Gruber Hans | Gefaesse fuer fluessigkeiten, um die wirkung von temperaturunterschieden zu verstaerken |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2106597B1 (de) | 1974-05-31 |
FR2106597A1 (en) | 1972-05-05 |
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