Реактор для автотермической конверсии углеводородного газа Советский патент 1990 года по МПК B01J8/00 

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

Целью изобретения является стабилизация состава конвертированного газа путем предупреждения возгорания вторичного гача 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 продукты 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- ь рированного конуса, и рассекатель 6, выполненный в виде перфорированного цилиндра и установленный концентричсл

4

х ел ш

к

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 днишем 7 (см. рис. 2) установлен тепловой экран 8 с отверстиями, соответствующими отверстиям в днище камеры горения, в которых герметично 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 днище 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 для вывода конвертированного газа в его нижней части. В днише камеры катализа расположен патрубок выгрузки катализатора 15.

Вертикальные трубы 9 для подачи продуктов сгорания, охватываемые телескопическими трубами ,10 и 11, заключены в расположенный между днищем камеры горения крышкой камеры катализа кожух 16 с патрубком 17 для ввода 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 труб 11 входят в нижние концы труб 10. На фиг. 6, 7, 8 нижние концы труб 10 входят в верхние концы труб 1

На фиг. 3, 6 отверстия выполнены в верхних трубах 10, на фиг. 4, 7 от 1 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 вариант зависит от технологических возможно- стей изготовления и монтажа указанны труб „

Реактор работает следующим образом.

Первичный углеводородный газ чере патрубок 3 и сопловую насадку вводят в камеру горения, а общий поток воздуха через патрубок 2 подают в верхнюю часть корпуса 1, откуда через

15

20

25

, ю|1

5495754

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 06 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 реагирующих 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 II г с примесями СО, , 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, и, как следствие, исключает сажевыделение и нестабильность состава ви увеличивает срок службы реактора.

30

35

, д

„

40

45

Формула изобретения

1.Реактор для автотермкческой конверсии углеводородного газа по авт. св. № 1162476, отличающийся тем, что, с целью стабилизации состава конвертированного газа путем предупреждения возгорания вторичного газа на входе в камеру катализа, реактор снабжен камерой смешения с размешенными 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.

1

2.Реактор по п. 1, отличающийся тем, что камера го-

рения снабжена тепловым экраном и днищем, в котором закреплены вертикальные трубы для подачи продуктов сгорания в телескопические трубы. J

фие1

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.

Фм.г

Г/////Л

/

//У///А

Y/////A

Ю

11

6

11

QSxi

«Pwe.3

Фиг. Ч

7

У/////А

/

w/тл

Ю

10

JL

zzz

11

П

Фиг. 5