Высокоскоростной туннельный реактор Советский патент 1979 года по МПК B01J1/00 

Изобретение относится к. устройств для термической переработки углеводородов и может быть использовано, например, в производстве ацетилена и природного газа. Известен высокоскоростной туннель ный, реактор термоокислительного пиро лиза углеводородов до ацетилена, содержащий кольцевой эжекционный смеси тель с кольцевой горелкой, реакционный канал и закалочное устройство. Однако в таком реакторе эффективность процесса пиролиза низка, воспламенение газовой смеси на входе в реакционный, канал неустойчивое. Цель изобретения - повышение эффек тивности процесса пиролиза. В предлагаемом высокоскоростном туннельном реакторе термоокислительного пиролиза углеводородов применён конический щелевой огнепреградитёль/ соединенный с профилированным соплом стенки которого охлаждаются водой. Для предотвращения отрыва пламени от среза горелки при. высоких скоростях газового потока в реакторе применена форкамера, в которой стабилизйрующи кислород подогревается до 1000-200еРс благодаря сжиганию в нем небольшого количества углеводородов. .На фиг. 1.изображен предлагаемый реактор, .разрез; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 1. Реактор содержит корпус 1 кольцевой горелки с патрубками 2, 3 и 4, профилированным соплом 5 и перегородкой 6). центральное .тело 7 с ;форкамерой 8, трубой 9, патрубками 10 и 11, распределительными решетками 12, 13; чехол 14 с патрубком 15; реакционный канал 16; закалочное устройство с форсунками 17; корпус 18 реактора с патрубками 19, 20 и сажеочистное устройство 21. Сверху в форкамеру вмонтированы Центральная труба 22 с патрубком 23 и ряд трубок 24, связанных распределительной решеткой 12. Распределительная решетка 12 закрыта чехлом сПатрубком 25. В распределитель-: ную решетку 13 вмонтирован ряд трубок 26, несущих на свободном конце кольцевое сопло 27. Центровка сопла относительно корпуса 1 горелки и центральногр тела 7 осуществляется ребрами 28. Между центральным телом 7 и корпусом 1 горелки образуется кольцевой эжекционный смеситель, содержащий приемную камеру 29, камеру смешения 30, диффузор 31 и конический щелевой огнепреградитель 32.

Реактор работает следующим образом Кислород и углеводородные газы, раздельно подогретые до 300-700 С, под давлением 0,5-2 ати поступают в реактор по патрубкам 15 и 4, при этом рислород распределяется по трубкам 26 и сквозь кольцевое сопло 27 вытекает кольцевой струей в камеру смешения 30 эжектора. Сюда же подают углеводородные газы, которые, пройдя между трубками 26, разделяются в приемной камере 29 на два кольцевых потока , охватывающих на выходе поток кислорода. Окончательное смещение газов завершается в кольцевом диффузоре 31. Из диффузора газовая,смесь пройдя конический щелевой огнепреградитель 32, под углом 30-60° поступает в верхнюю часть сопла 5, где воспламеняется.

Для устойчивого воспламенения газовой смеси в центр сопла 5 из фор.камеры 8 подают разогретый до высокой температуры стабилизирующий кислород. С.помощью сопла 5профиль скоростей газового потока выравнивается, поэтому появление рециркуляционных зон в центре реакционного канала исключается. Образовавшиеся в реакционном канале газы пиролиза с содержанием 8-9% ацетилена резко охлаждаются на выходе водой, распылиёаемой форсунками 17. Из реактора газы пиролиза удаляют по пат)убку 19, а воду с частичками сажи - по патрубку 20. Внутренние стенки реакционного канала 16 периодически очищают от смол механическим сажеочистным устройством 21.

Центральное тело 7, а также ст.енки щелевого огнепреградителя 32 и сопла 5 охлаждают водой (конденсатом) для защиты от воздействия высоких температур. Воду на охлаждение центрального тела 7 подают по патрубку 10, она проходит между трубками 24 и трубой 22 и удаляетсяпо патрубку 11. Для охлаждения профилированного сопла 5 ьЪду направляют по патрубку 3 между стенкой сопла и перегородкой 6 и удаляют по патрубку 2.

Реактор разжигают запальной горелкой;, которую вводят в верхнюю часть форкамеры 8 по центральной трубе 22. Затем по патрубку 23 подают небольшое количество углеводородных газов, которые, пройдя по кольцевой полости между корпусом запальной горелки и трубой 22, поступают в форкамеру 8. Стабилизирующий кислород подают в форкамеру по трубкам 24. В форкамере углеводородные газы сгорают, разогревая стабилизирующий кислород до Конец горящего факела с избытком горячего кислорода входит в сопло 5, поджигая основную газовую смесь.

Предлагаемый реактор повышает эффективность процесса пиролиза, а также обеспечивает высокую произво дительность.

Формула изобретения

Высокоскоростной туннельный реактор термоокислительного пиролиза углеводородов до ацетилена, состоящий из кольцевого эжекционного смесителя с кольцевой горелкой, реакционного канала и закалочного устройства, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса пирблиза, кольцевая горелка снабжена форКамерой и коническим щелевым огнеПреградителем, соединенным с профилированным соплом.