Реактор для автотермической конверсии углеводородного газа

 

Изобретение относится к конструкциям реактора для автотермической конверсии углеводородного газа с воздухом и позволяет повысить стабильность состава конвертированного газа путем предупреждения возгорания вторичного газа на входе в камеру катализа. В реакторе, содержащем камеру горения и камеру катализа, установлены вертикальные трубы, охваченные с зазором телескопически сочлененными парами перфорированных труб. При этом верхние концы телескопически сочлененных пар труб и верхние концы вертикальных труб закреплены герметично в донной части камеры горения, а нижние концы телескопически сочлененных пар труб соединены герметично с крышкой камеры катализа. Патрубок ввода вторичного газа открыт в межтрубное пространство, расположенное между донной частью камеры горения и крышкой камеры катализа. В реакторе над донной частью камеры горения расположен тепловой экран, в котором вертикальные трубы установлены с зазором . 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО(.1ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А2 (19) (И) (51)5 В 01 J 8/00

4 j

L, — гъ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1162476 (21) 4334583/31-26 (22) 30.11.87 (46) 15.03.90. Бюл. Р 10 (71) Институт газа АН УССР (72) E. П, Покотило, Н. С. Саркисян, l0. Г. Праженник и IJ. В. Марчук (53) 66.023(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1162476, кл. В 01 J 8/00, 1983. ! (54) РЕАКТОР ДЛЯ АВТОТЕРМИЧЕСКОЙ КОНВЕРСИИ УГЛЕВОДОРОДНОГО ГАЗА (57) Изобретение относится к конструк циям реактора для автотермической кон.. версии углеводородного газа с возду-. .хом и позволяет повысить стабильность состава конвертированного газа путем предупреждения возгорания вторичного ,газа на входе в камеру катализа. В

Изобретение относится к конструк- ции реакторов для автотермической конверсии углеводородных газов, используемых для генерирования контролируемой по составу и свойствам атмосферы в технологических процессах термообработки деталей машин и для BoccTRHoB ления металлов из окислов.

Целью изобретения является стабилизация состава конвертированного газа путем предупреждения возгорания вторичного газа на входе в камеру катализа.

На фиг. 1 показан реактор, общий вид; на фиг. 2 — узел I на фиг.. 1 (узел ввода вторичного газа в продук2 реакторе, содержащем камеру горения и камеру катализа, установлены вертикальные трубы, охваченные с зазором телескопически сочлененными парами перфорированных труб. При этом верхние концы телескопически сочлененных пар труб и верхние концы вертикальных труб закреплены герметично в донной части камеры горения, а нижние концы телескопически сочлененных пар труб соединены герметично с крышкой камеры катализа. Патрубок ввода вторичного газа открыт в межтрубное пространство, расположенное между донной частью камеры горения и крышкой камеры катализа. В реакторе над донной частью камеры горения расположен тепловой экран, в котором вертикальные трубы установлены с зазором. 1 з.п. ф-лы, 8 ил. ты сгорания); на фиг. 3-8 — варианты конструкций телескопических труб.

Реактор содержит камеру горения и камеру катализа, соединенные одна с другой герметично. Камера горения расположена в верхней части реактора и содержит нефутерованный цилиндрический корпус 1, к которому присоединен патрубок 2 для подачи воздуха, патрубок 3 для подачи первичного газа, снабженный сопловой насадкой 4, к которой присоединен узкой частью стабилизатор 5, выполненный в виде перфо- рированного конуса, и рассекатель 6, выполненный в виде перфорированного цилиндра и установленный концентрич1549575 но относительно корпуса 1.. Патрубок

2 расположен между стабилизатором 5. и верхним торцом корпуса 1. Рассекатель 6 присоединен к широкой части стабилизатора 5 и образует вместе с ним камеру горения с днищем 7, выполненным с отверстиями. Над днищем 7 (см. рис. 2) установлен тепловой экран 8 с отверстиями, соответствующими 1р отверстиям в днище камеры горения, в которых 1ерметично укреплены верхние концы вертикальных труб 9 для подачи продуктов сгорания на смешение со вторичным газом. В тепловом экране вертикальные трубы установлены с зазором; Вертикальные трубы 9 расположены внутри телескопических труб 10 и 11 с отверстиями, верхние концы труб 10 закреплены герметично в дни- 2р ще камеры горения, а нижние концы труб 11 — в крышке 12 камеры катализа. Камера катализа расположена в нижней части реактора и содержит футерованный корпус 13 с патрубком 14 25 для вывода конвертированного газа в

его нижней части. В днище камеры катализа расположен патрубок выгрузки катализатора 15.

Вертикальные трубы 9 для подачи 3р продуктов сгорания, охватываемые телескопическими трубами 10 и 11, заключены в расположенный между днищем камеры горения крышкой камеры катализа кожух 16 с патрубком 17 для вво- 35 да вторичного газа, который открыт в межтрубное пространство.

На фиг. 3-8 представлены варианты конструкций телескопических труб 10 и 11. На фиг, 3, 4, 5 верхние концы 4р труб 11 входят в нижние концы труб

10. На фиг. 6, 7, 8 нижние концы труб 10 входят в верхние концы труб 11.

На фиг. 3, 6 отверстия выполнены в верхних трубах 10, на фиг. 4, 7 от- у5 верстия выполнены в нижних трубах 11., На фиг. 5, 8 отверстия выполнены как в верхних трубах 10, так и в нижних трубах 11. Выбор конкретного варианта зависит от технологических возможно5 стей изготовления и монтажа указанных труб.

Реактор работает следующим образом.

Первичный углеводородный газ через 55 патрубок 3 и сопловую насадку вводят в камеру горения, а общий поток воздуха через патрубок 2 подают в верх- нюю часть корпуса 1, откуда через отверстия стабилизатора 5, а.также через кольцевой зазор и отверстия в рассекателе 6 он поступает в камеру горения рассосредоточенным потоком, обеспечивая по ходу газов вдоль оси плавное изменение коэффициента расхода воздуха и смешение избыточного воздуха с продуктами. полного сгорания первичного газа при с, = 3,0-5,0.

Образовавшаяся смесь проходит через трубы 9.

Вторичный газ через патрубок 17 вводят в межтрубное пространство, откуда он через отверстия труб 10 или

11 поступает в кольцевые зазоры между трубами 10, 11 и трубами 9 и на выходе из этих зазоров смешивается с нагретыми газами, выходящими из труб 9.

Поток реагируюпцих газов после смешения поступает в камеру катализа, где происходит неполное окисление вторичного углеводородного газа кислородом воздуха, продуктами полного сгорания — двуокисью углерода и водяным паром до образования целевого - продукта (смеси СО и Н с примесями

СО, Н О, СН4, остальное азот), который через патрубок 14 отводят к потребителю.

Использование предлагаемого реактора предупреждает возгорание вторичного газа на входе в камеру катализа, вызывающее самопроизвольные изменения режима работы реактора, н, как следствие, исключает сажевыделение и нестабильность состава и увеличивает срок службы реактора. формула изобретения

1. Реактор для автотермической конверсии углеводородного газа по авт. св. 11 - 1162476, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью стабилизации состава конвертированного газа путем предупреждения возгорания вторичного газа на входе в камеру катализа, реактор снабжен камерой смешения с размещенными внутри нее телескопическими трубами с отверстиями, а камера горения имеет установленные в нижней части вертикальные трубы для подачи продуктов сгорания, концы которых установлены соосно телескопическим трубам.

2. Реактор по и. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что камера гоl 549575 ь кальные трубы для подачи продуктов сгорания в телескопические трубы. г.2 рения снабжена тепловым зкраном и днищем, в котором закреплены верти риИ

«/

Фив. 7

Составитель А. Жженова

Редактор М. Бандура Техред А. Кравчук Корректор 0 ° Кравцова

Заказ 227 Тираж 427 Подписное

ВНИИПИ 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