Способ получения газа-восстановителя

 

Изобретение относится к способам получения газов - восстановителей и может быть использовано в металлургической, энергетической и химической промышленностях. Для увеличения выхода продукта предлагается осуществлять нагрев инертной насадки продуктами сжигания топлива, при этом нагрев насадки сначала ведут в первой по ходу углеводородов зоне, затем проводят конверсию в первой и второй зонах, после чего ведут нагрев насадки во второй зоне с последующей конверсией со стороны второй зоны, причем насадку берут размером частиц 5 - 20 мм, а отвод продуктов сгорания из зоны нагрева осуществляют при 300 - 350°С. Изобретение позволяет снизить удельный расход природного газа на 16,3%, сжатого воздуха на 45,3%. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК г г (1 Р л 1 P

РАТЕ"ТЕ;. ..:,.,:,-,с.. 1

Е,; ci.,0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 405 48 37/23-26 (22) 11.04. 86 (46) 23. 04. 89. Бюл. 11 15 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт использования газа в народном хозяйстве, подземного хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов (72) А.Е. Бобков, Н. M. Коробов, А.И.Плужников, В.И. Сорокин и 3.З.Чуханов (53) 661. 961. 361 (088. 8) (56) Патент Франции 11 - 2049293, кл. С 21 В . 5/00, 1971. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГАЗА-ВОССТАНОВИТЕЛЯ (57) Изобретение относится к способам получения газов-восстановите"

Изобретение относится к способам получения газов-восстановителей и может быть использовано в металлургической, энергетической и химической промьипленности.

Целью изобретения является увеличение выхода продукта.

Способ осуществляется в насадочном аппарате, имеющем две зоны. верхнюю и нижнюю, равной высоты. Высота слоя насадки определяется размером частиц. Однако она не должна превышать 1,5 м для каждой зоны. Прогрев частиц и теплосъем улучшаются по мере снижения размера частиц, но при этом увеличивается и гидравлическое

„„SU„„1474078 А1

151) 4 С 01 В 3/38, С 21 В 5/00 лей и может быть использовано в металлургической, энергетической и химической промышленностях. Для увеличения выхода продукта предлагается осуществлять нагрев инертной насадки продуктами сжигания топлива, при этом нагрев насадки сначала ведут в первой по ходу углеводородов зоне, затем проводят конверсию в первой и второй зонах, после чего ведут нагрев насадки во второй зоне с последующей конверсией со стороны второй зоны, причем насадку берут размером частиц 5-20 мм, а отвод продуктов сгорания из зоны нагрева осуществляют при 300-350 С, Изобретение позволяет снизить удельный расход природного газа на 16,3Х, сжатого воздуха на 45,3Х. 2 табл, сопротивление потоку газов. Поэтому для частиц меньше 10 мм длина ккхдой эоны должна составлять не более

0,5-1,0 м.

Как и в известном способе получения газов-восстановителей регенеративным методом в предлагаемом способе для реализации непрерывного процесса предусмотрено использование

1 в технологической схеме двух и более реакторов, но не одноэанных, а двухз онных.

Пример. Разогрев насадки в реакторе осуществляют за счет сжигания в слое корундовых частиц или частиц другого огнеупора смеси природ1474078 ного газа с воздухом. Размер частиц составляет 5-20. мм, предпочтительнее

10 мм. Общая высота слоя насадки в реакторе был à р анна 2, 4 м, т. е. высота каждой рабочей зоны аппарата составляет по 1,2, Диаметр рабочей зоны аппарата равен 2,6 м.

Исходная газ овоздушная смесь на разогрев насадки поступает с коэф- 10 фициентом избытка воздуха, равным

1,3. Воздух и природный газ предваО рительно нагревают до 300 С. Пройдя через слой насадки первой зоны аппарата, продукты сгорания с температу- 15 рой 350 С выводятся из аппарата в магистраль дымовых продуктов. Количество природного газ а, расходуемого на нагрев насадки, составляет

791 м /ч, расход воздуха 9036 м /ч. 20

Продолжительность периода разогрева насадки равна 8 мин.

После завершения стадии нагрева насадки об еспечивает ся следующее распределение температур по высоте в слое насацки первой зоны аппарата в направлении движения продуктов сгорания . 0 08 м (300-1700 С);

1,04 м (1700 С), 0,08 и (1700-300 С), В этот момент во второй зоне аппарата по всей высоте слоя насадки температура неизменная и составляет

300 С.

С переходом к стадии конверсии прекращается подача воздуха, открыва- 35 ется задвижка подачи водяного пара.

Паровую конверсию природного газа . проводят в интервале соотношений

Н О/CH =1-0,, лучшее ее осуществлять при соотношении Н,О/СН =0,95: 1,0, Не- 40 значитсль ьг избыток метана в смеси по сравнению со стехиометрическим уравнением предотвращает возможность разбавления получаемого восстановительного газа водным паром, В то же 45 время незначительный избыток свободного углерода не загрязняет газ, так как он оседает на насадке, главным образом, в форме пироуглерода.

Как и в режиме разог.;1ева, исход50 ное дутье для осуществления с-;адин паровой конверсии природнэго газ а

О поступает с температурой 300 С.

Дпя осуществления конверсии паро55 газовое дутье с заданным соотношением. пропускают последовательно через две1. зоны насадки со стороны ее нагретой части, т. е. соблюдается прямоток движения исходных продуктов в течение одного цикла, включающего стадию нагрева и стадию конверсии, Температура получаемого восстаног вительного газа на выходе из аппарата составляет 350 С. После завершения стадии конверсии в реакторе устанавливается следующее распределение температур по высоте: в первой зоне

300 С (по всей высоте 1,7 M); во второй зоне 300 С на.высоте, равной

0 74 м, 300-1700 С на высоте 0,08 м, 1700 C на высоте 0,3 м, 1700-300 С на высоте 0,08 м.

В стадии конверсии поддерживаются следующие расходные характеристики, м /ч: природььй гas 2560, водяной пар 2436, Продолжительность периода конверсии равна 8 мин.

Затем цикл по втор яют, о суще ствляя нагрев и последующую конверсию со стороны второй реакционной зоны, т.е. ввод потоков в данном цикле по стадиям имеет противоположное направление по сравнению с предыдущим циклом и т.д.

При получении восстановительного газ а предлагаемым способом общие удельные расходы агентов на 1000 м

9 восстановительного газа составляют м: метан 335 (что на 16,3 . ниже чем у известного способа); водяной нар 244, сжатый воздух 904 (что на

45,3 ниже, чем у известного способа)

Получаемый во сстановительный газ имеет следующий со ст ав,, : CO

22; Н 73; K.Н О и СО 3,0; остальное — азот.

В т абл. 1 дано обо снование интервала размера частиц насадки.

В табл. 2 дано обоснование температурного уровня (процесс проводился при использовании частиц D=5 мм).

Из табл. 1 и 2 следует, что при использовании частиц насадки размером 5-20 мм расход углеводородного сырья со ст авля ет со ответ ст венно 334337 м, при использовании частиц

25-30 мм расход увеличивается до

342-351 м . Использ ование частиц размером меь1ее 5 мм например, 3 и 4 мм гедет к незначительному снижению углеводородного сырья (до 335,3 и

333 м ), но при этом резко возрасэ тает гидравлическое сопротивление слоя насадки до 4850-7600 мм„вод. ст. соответственно, что требует до- I

1474078 полнительных энергетических затрат .на компримирование воздуха.

I формул а из о брет ения

Т аблица

Значения показателей при диаметре частиц,мм

Пок аз ат ели

1 Х

3 4 5 10 20 25 30

Гидравлическое сопротивление, мм вод. ст.

Расход метана на 1000 и вос7600 4850 3450 1300 530 400 325 ст ановит ель ного гаэ а

333 333, 5 334 335 337 342 351

Т аблица2

Температура продуктов сгорания, С

Расход метана на 1000 м

300 350 400 450 500

334 335 338 343 348

00 250 онденсаия пара. арушение т ехио метвосстановительно го газ а

Составитель Е.Корниенко

Редактор Г.Волкова Техред Л.Сердюкова

Корректор М.Васильева

Заказ 1832/18 Тираж 435 Подписное

ВННН1М Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 е .5

Способ получения газа-восстановителя, включающий нагрев слоя инертной насадки продуктами сжигания топлива и конверсию углеводородов в слое разогретой насадки, о т л и ч а ю- 10 шийся тем, что, с целью снижения расхода углеводородного сырья, процесс осуществляют в двух реакционных зонах, нагрев насадки сначала

О ведут в первой по ходу углеводородов зоне, затем проводят конверсию в первой и второй зонах, после чего ведут нагрев насадки во второй зоне с последующей конверсией со стороны второй зоны, причем насадку берут с размером частиц 5-20 мм, а отвод продуктов сгорания из зоны нагрева осуществляют при 300-350 С.