Реактор для термоокислительного пиролиза метана Советский патент 1984 года по МПК C10G9/12 

I Изобретение относится к области химического машиностроения, в частности к реакторам для получения ацетилена под давлением из метана и кис лорода, а также,пирогаза, используемого для прямого получения железа из руд л ,- . Известен реактор для термоокислительного пиролиза метана, состоящий из корпуса, горелочного блока в его верхней части, коллектора для подачи метана в средней части и зак лочного устройства в нижней части корпуса. В корпусе у коллектора для ввода метана установлены горизонтально две трубные решетки с трубкам дли поступления продуктов горения и метана, а горелочный блок выполнен в видетрех трубных решеток, расположенных друг над другом так, что в нижней решетке закреплены трубки дв верхних решеток. Процесс сажеобразования, приводя к закоксовыванию внутреннего объема реактора над трубными решетками для поступления прддуктов горе ния и метана, влечет за собой необходимость в частык остановках для удаления образовавшегося- гарнисажа, мешающего нормальной работе реактора при работе на.конечный продукт - пи рогаз для восстановительных процес. ь предложенном реакторе этот не достаток устранен тем, что отклонение сечений трубок для подачи кисло рода к сечениям трубок для подачи метана равно 0,8-0,9. Это позволяет резко уменьшить пр цесс закоксовызания объема до минимума, не препятствующего нормальной работе реактора, особенно в случае работы реактора на целевой продукт пирогаз, используемый в процессах прямого получения железа из руд. На чертеже изображен реактор для получения ацетилена и пирогаза под давлением из метана и кислорода. Реактор содержит корпус 1 с горе лочным блоком в его верхней части, выполненным в виде трех трубных реше ток 2-4, расположенных друг над „ другом так, что в нижней решетке 4 закреплены трубки 5 и 6 двух верхних решеток 2 и 3. В средней части корпуса по периметру имеется коллектор 7 метана,.у которого установлены горизонтально две трубчатые решетки 8.и 9 с трубками 2 и 11 для поступления продуктов горения и метана. В нижней части корпуса помещено закалочное устройство - форсунки 12 для распыпа воды. Реактор снабжен штуцерами 13 для ввода кислорода, 14 и 15 для ввода метана, 16 для ввода воды, 17 для вывода воды и 18 для вывода пи-рогаза. Под решеткой 4 находится запальное устройство 19. Отношение сечений трубок для подачи кислорода к.сечениям трубок для подачи метана равно 0,80,9, а оптимальное отношение диаметра окружности, на которой расположены распределительные отверстия для подачи метана, к диаметру отверстий для подачи кислорода составляет 1,5 2,0. Предложенный реактор работает следующим образом. Предварительно нагретый до 700800°С кислород подают через штуцер 13 в реактор, в котором кислород, распределяясь по трубкам 5, поступает под решетку 4 в зону горения, куда через штуцер 14 и трубки 6 поступает также нагретый до 700-800°С метан в. количестве 30% по объему от общего расхода метана на получение ацетилена. В зоне горения посредством запального устройства 19 производится поджигание метана и его горение с коэффициентом расхода кислорода о 0,8 от теоретически необходимого. Температура продуктов горения при этом достигает 2700-3000°С. Остаточный метан через штуцер 15, коллектор 7 и трубки 11 со скоростью, близкой к звуковой, подается под решетку 9 в зону реакции для смешения с продуктами горения, поступающими в зону реакции по трубкам 10. Разбивая поток продуктов горения на ряд струй трубками 10, а поток метана трубками 11, достигают хорошего перемешивания метана с продуктами горения. В полость между решетками 8 и 9 подают воду, которая охлаждает продукт до 200-2200°С. При этом происходит в зоне реакции пиролиз метана при смешении последнего с продуктами горения. Образовавшийся пирогаз поступает на закалку, которая произ 3 водится водой, подаваемой через фор сун:ки-12. с сажей оседает, а пирогаз затем через штуцеры 18 вы3969124ходит из реактора и направляется на дальнейшее охлаждение и вьщеление ацетилена.

РЕАКТОР ДЛЯ ТЕРМООКЗГСЛИТЕЛЬ- НОГО ПИРО.'ШЗА МЕТАНА по авт.св. № 237823, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и надежности его работы, отношение сечений трубок для подачи кислорода к сечениям трубок для подачи метана равно 0,8-0,9.и(ЛсоQD С35 СО