Патент ссср 331699

 

33l699

ОП ИСАЙ ИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соаетскик

СОцивлистимеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 06.03.?О (21) 1408828/23-26 с присоединением заявки (32) Приоритет

Опубликовано 25.03.74. Бюллетень № 11

Дата опубликования описания 19.08.74 (51) М. Кл. С 10g 9/36

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам иаооретений и открытий (53) УДК 662.747.6.05 (088.8) (72) Авторы изобретения Д. Ю. Гамбург, Б. С. Белосельский, В. П. Семенов, Ф. Ш. Саитгареев, Э. А. Гудымов, И. С. Константинов, В. Д. Конакотин, В. А, Голубцов и А. М. Алексеев (71) Заявитель (54) АППАРАТ ДЛЯ ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ

В ЖИДКОМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕ

Изобретение относится к химическому машиностроению, и может использоваться для пиролиза жидких и газообразных углеводородов до водорода.

Известен аппарат для пиролиза углеводородного сырья в расплавленном металле или соли, состоящий из корпуса, снабженного устройством для ввода углеводородов, вертикальной перегородки с перетоками, размещенной в нем и разделяющей аппарат на реакционную и нагревательную зоны.

Однако такой аппарат не пригоден для получения водорода, особенно из таких трудноразложимых углеводородов, как метан, т. к. для осуществления этого процесса необходима температура порядка 1300 — 1400 С.

Цель изобретения — обеспечить возможность работы аппарата при высоких температурах и надежности его работы, а также упрощение конструкции аппарата.

Для этого внутри аппарата под вертикальной перегородкой установлена с зазором перегородка Г-образной формы. Кроме того, в нагревательной зоне установлены фурмы для ввода воздуха.

На фиг. 1 изображен описываемый аппарат, продольный разрез; на фиг. 2 — разрезы по

Л вЂ” АиБ — Б нафиг.1.

Аппарат содержит корпус 1 с патрубками 2 и 3 для отвода продуктов разложения и продуктов сгорания и фурмы 4 и 5 для подвода углеводородного сырья и воздуха. Внутри корпуса размещены вертикальная перегородка 6, и под ней перегородка 7 Г-образной формы.

5 Вертикальная перегородка 6 и вертикальная часть Г-образной перегородки 7 разбивают все внутреннее пространство аппарата на реакционную зону 8, зону 9 перелива и зону 10

Эрлифта, являющуюся одновременно и зо10 ной выжигания твердого углерода. Горизонтальная часть Г-образной перегородки отделяет канал 11 перстечки шлака от остальной части пространства. Змеевики из ошипованных труб 12, обмазанных по шипам огнеупор15 ной массой, служат как для предохранения стенок корпуса 1 от воздействия жидкого теплоносителя, так и для создания перегородок.

Аппарат работает следующим образом.

Внутреннее пространство корпуса 1 запол20 няют жидким теплоносителем (например, расплавленным шлаком) . Ш,так может загружаться в тгсрдом виде и плавиться в аппарате. ь1ерез фурмы 4 в реакционную зону 8 пода25 ют углеводородное сырье, например природный газ. Прп прохождении через слой расплавленного шлака газ нагревается до температур порядка 1300 С и разлагается на твердый углерод и водород. Водород через па30 трубок 2 уходит на очистку и использование.

331699

Выделившийся твердый углерод захватывается жидким шлаком, который устремляется по каналу 11 в зону 10 выжигания углерода, куда через фурмы 5 подают подогретый или холодный воздух, который выжигает из шлака углерод, одновременно нагревая шлак до 1400 — 1500 С. Размеры зоны 10 выжигания шлака, количество и расположение воздушных фурм 5, состав шлака подбирают таким образом, чтобы в зоне происходило вспенивание шлака. Для получения кратности циркуляции (которая определяется выбором перепада температур шлака в зонах выжигания и реакции) в пределах 25 — 50 (что соответствует перепаду температур 100 — 200 С) необходим подъем вспенившегося шлака по системе Эрлифта на высоту 100 — 150 мм над верхним краем перегородки 7.

После перелива через верхний край перегородки 7 шлак поступает в зону 9 перелива и далее в реакционную зону 8, где отдает тепло на нагрев и разложение углеводородов.

Такая схема циркуляции шлака позволяет доставлять высоконагретый шлак непосредственно в зону использования его тепла, а охлажденный науглероженный шлак — в зону выжигания углерода, что дает возможность резко увеличить эффективность аппарата.

Перегородки 6 и 7 образуют гидравлический затвор, предохраняющий перемешивание продуктов сгорания и термического разложения углеводородов. Размеры сечений для перетекания шлака в данном аппарате могут быть выполнены достаточно большими, что и позволяет обойтись созданием незначительного перепада давлений для организации надежной циркуляции.

Змеевики 12 охлаждаются водой или паром.

Огнеупорная обмазка служит для снижения теплоотвода к трубам и создания плотности перегородок 6 и 7. В процессе работы огнеупорная масса в месте соприкосновения с ванной жидкого шлака разрушается и заменяется гарниссажной футеровкой из застывшего

5 шлака.

Для повышения производительности 1 м зеркала шлаковой ванны и снижения тепловых потерь на единицу перерабатываемого сырья аппарат может работать под давлением

10 до 30 — 60 ата.

Вместо фурм 4 и 5 возможно применение погружных горелок или устройств для продувки сверху.

При производстве водорода из природного

15 газа по предлагаемому способу может быть получен газ следующего состава, /О. водород

97,2; метан 1 — 1,5; двуокись углерода 1,0 — 0,2; азот 1 — 1,7, Температура процесса для получения газа такого состава должна быть поряд20 ка 1300 — 1400 С.

При получении газа такого состава стоимость производства водорода резко снижается.

Предмет изобретения

1. Аппарат для пиролиза углеводородного сырья в жидком теплоносителе, состоящий из корпуса, снабженного устройством для ввода углеводородов, и вертикальной перегородки, ЗО размещенной в нем и разделяющей аппарат на реакционную и нагревательную зоны, отл и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения возможности работы аппарата при высоких температурах, надежности его работы и

35 упрощения конструкции, под вертикальной перегородкой. установлена с зазором перегородка Г-образной формы.

2. Аппарат по п. 1, о тл ич а ю щий с я тем, что в нагревательной зоне установлены фур40 мы для ввода воздуха.

331699

Фиг I

Ф,ур

Редактор А. Бер

Корректор Н. Учакина

Заказ 2032/2 Изд. № б19 Тираж 537 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Типография, пр, Сапунова, 2

Составитель Г. Карасева

Техред Л. Богданова

5