FI83628B - Foerfarande och anordning foer framstaellning av syntesgas genom foerbraenning. - Google Patents
Foerfarande och anordning foer framstaellning av syntesgas genom foerbraenning. Download PDFInfo
- Publication number
- FI83628B FI83628B FI875579A FI875579A FI83628B FI 83628 B FI83628 B FI 83628B FI 875579 A FI875579 A FI 875579A FI 875579 A FI875579 A FI 875579A FI 83628 B FI83628 B FI 83628B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- reactor
- igniter
- porous
- wall
- porous wall
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
- B01J4/04—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices using osmotic pressure using membranes, porous plates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
- C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
- C01B3/36—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
- C01B3/363—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents characterised by the burner used
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
- C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
- C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
- C01B3/386—Catalytic partial combustion
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
- C01B2203/0255—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a non-catalytic partial oxidation step
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
- C01B2203/0261—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a catalytic partial oxidation step [CPO]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
- C01B2203/1005—Arrangement or shape of catalyst
- C01B2203/1035—Catalyst coated on equipment surfaces, e.g. reactor walls
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
- C01B2203/1041—Composition of the catalyst
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/1205—Composition of the feed
- C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
- C01B2203/1235—Hydrocarbons
- C01B2203/1241—Natural gas or methane
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
Description
1 83628
Menetelmä ja laite synteesikaasun valmistamiseksi polttamalla
Keksinnön kohteena on menetelmä ja laite synteesikaasun valmistamiseksi palamisen avulla.
Kun poltetaan hiilivetyjä, esimerkiksi luonnonkaasua, ilmakehässä, jossa on happivajaus, muodostuu hiilimonoksidia (CO) ja vetyä (Ha), mutta myös hiilidioksidia (COa) ja vettä (HzO).
Jos esimerkiksi poltetaan yksi mooli metaania (CH«) ja 0,7 moolia happea, saadaan 54,9 mooliprosenttia vetyä (Ha), 31,6 mooliprosenttia hiilimonoksidia (CO), 1,7 mooliprosenttia hiilidioksidia (COa) ja 11,7 mooliprosenttia vettä (HaO), (adiabaattinen tasapaino).
Itse palamisprosessissa on kuitenkin läsnä intermediaari-sia hiilivetyjä, muodostuu ainakin hiilimonoksidia CO ja vetyä Ha, mutta myös hiilidioksidia COa ja vettä HaO. Tämän ilmiön esiintymisen minimoimiseksi on tehty kokeita. Konvertoituminen hiilimonoksidiksi CO ja vedyksi Ha on sitä täydellisempää mitä adiabaattisemmat reaktorin seinämät ovat (reaktorin muodon tulee olla sellainen, ettei synny säteilyhäviötä).
Silloin kun suhde 0/C on noin 1,4 mooli/mooli, ei ilmene 2 83628 suurempia vaikeuksia, mutta kun suhde on pienempi, kaasu on esilämmitettävä. Kun läsnä on metaania raskaampia hiilivetyjä, noen syntyminen saattaa rajoittaa suhteen 0/C alentumista.
Tämän keksinnön kohteena ovat menetelmä ja laite, joiden avulla voidaan vähentää noen muodostumista reaktorissa, erityisesti tarkkuutta vaativissa toimintaolosuhteissa, esimerkiksi suhteen 0/C ollessa pieni, kun operoidaan silloin kun läsnä on muita hiilivetyjä kuin metaania tai kun reaktoriin syötetään hapen sijasta ilmaa.
Keksinnön mukaisen laitteen avulla saadaan valmistettua synteesikaasua polttamalla polttoainetta ilmakehässä, jossa vallitsee sytytysainevajaus, sytytysaine on kaasumainen.
Laitteessa on ensimmäinen laite polttoaineen ja sytytysai-neen ensimmäisen osan saattamiseksi reaktoriin sekä toinen laite sytytysaineen toisen osan saattamiseksi reaktoriin, toinen laite muodostuu vähintään yhdestä huokoisesta seinämästä. Tämä huokoinen seinämä voi rajoittaa ainakin osan reaktorista.
Huokoinen seinämä voi rajoittaa selvästi reaktorin reak-t i ovyöhykkeen.
Huokoinen seinämä voi olla selvästi sylinterin muotoinen.
s 83628
Sylinterin toisessa päässä voi sijaita ensimmäinen laite polttoaineen ja sytytysaineen ensimmäisen osan sisäänsaat-tamiseksi ja toinen pää voi olla suljettu.
Sylinterissä voi olla putki poistokaasulle.
Kun ensimmäisestä sisäänsaattolaitteesta tulevat kaasut muuttavat vähintään kerran suuntaa heijastavan seinämän vaikutuksesta, ainakin osa tästä heijastavasta seinämästä voi olla huokoinen ja toimia sytytysaineen osan sisään-saattajana.
Keksinnön mukaisessa laitteessa voi olla reaktori, joka muodostuu vähintään kahdesta osasta. Ensimmäisessä osassa on toisessa päässään vähintään yksi poistoaukko, joka sijaitsee selvästi vastapäätä ensimmäistä sisäänsaattolai-tetta. Reaktorin toinen osa ympäröi sanottua päätä ja jättää vapaan tilan kaasun kuljettavaksi. Tällöin heijastava seinämä voi vastata reaktorin toisen osan seinämän sitä osaa, joka sijaitsee vastapäätä reaktorin ensimmäisen osan poistoaukkoa.
Reaktorin toinen osa voi ympäröidä selvästi reaktorin ensimmäisen osan muodostaman kokonaisuuden.
Huokoisessa seinämässä voi olla reaktoriin rajoittumaton pinta, tiiviin vaipan peittämä. Vaipassa voi itsessään olla sytytysaineen syöttölaite.
4 83628
Huokoinen seinämä voidaan toteuttaa materiaalista, jolla on hyvät lämmöneristysominaisuudet ja/tai siinä voi olla ainetta, jolla on katalyyttisiä ominaisuuksia, esimerkiksi zirkoniumoksidia.
Ensimmäinen sisäänsaattolaite voi sisältää useampia putkia ja niiden avulla voidaan voidaan saattaa sanottu polttoaine ja osa sytytysaineesta aina reaktoriin asti.
Edellä mainitut eri reaktiovyöhykkeet voidaan toteuttaa huokoisesta elementistä, joka on yhtä kappaletta tai muodostuu useammasta osa-elementistä, joita voidaan sijoittaa toistensa päälle.
Näissä pinottavissa osaelementeissä voi olla kulkuväyliä ja/tai sisennyksiä ja/tai ulokkeita.
Menetelmässä reaktoriin pannaan polttoaine ja osa sytytys-aineesta ensimmäisen sisäänsaattolaitteen avulla ja syty-tysaineena toimivan kaasun toinen osa käyttäen avuksi sanottua reaktoria rajoittavaa huokoista seinämää.
Erään toteutusmuodon mukaan huokoiseen seinämään voidaan saattaa reaktion katalysaattoria.
Erään toisen toteutusmuodon mukaan ensimmäisen sisäänsaattolaitteen tuoma sytytysaine voi olla erilaista luonnoltaan ja/tai koostumukseltaan kuin toisen sisäänsaattolait- 5 83628 teen tuoma. On kuitenkin suositeltavaa, että ne olisivat samanlaisia.
Eräässä toteutusmuodossa reaktorissa on huokoinen kaksois-vaippa (tulenkestävää, keraamista materiaalia), jonka läpi saatetaan osa sytytysaineesta Ob, hapella rikastettua tai rikastamatonta ilmaa tai mitä tahansa muuta kaasua, joka sopii prosessiin (vesihöyryä).
Tämän keksinnön erään erityisen toteutusmuodon mukaan hiilivety ja happi saatetaan erikseen sisään polttimen kautta ja huokoisen seinämän kautta hapen ja vesihöyryn seos.
Aikaisempaa käytäntöä kuvaa artikkeli "Suppression Effects of stretching flow on soot emission from laminar diffusion flames", Combustion Science and Technologie 1985, vol. 42, 165-183 sekä US-patentti 4 618 451.
Keksintö soveltuu erityisen hyvin hiilimonoksidin (CO) ja vedyn (Ha) valmistamiseen.
Keksintöä on helpompi ymmärtää ja sen edut tulevat selvemmin esiin seuraavasta kuvauksesta, jota seuraa erityisiä, ei mitenkään rajoittavia, esimerkkejä.
Kuvioissa: - kuviossa 1 nähdään ensimmäinen keksinnön toteutusmuoto, jossa huokoinen seinämä on selvästi sylinterimäinen, - kuviossa 2 on toinen toteutusmuoto, jossa reaktori koos- β 83628 tuu kahdesta osasta, - kuviossa 3 on toteutusmuoto, jossa reaktorissa on useampia reaktiovyöhykkeitä, jotka on toteutettu huokoisesta aineesta ja kuvioissa 4-10 nähdään erilaisia toteutusmuunnelmia näistä reaktiovyöhykkeistä.
Kuviossa 1 numero 1 on reaktori kokonaisuudessaan. Reaktorissa on poltin 2, jossa voi olla useampia putkia 3. Joitakin näistä putkista voidan käyttää happea sisältävän sytytysaineen sisäänsaattamiseksi, toisista tulee sisään polttoainetta.
Keksinnön piiristä ei poiketa, vaikka käytettäisiin jotain toisentyyppistä poltinta.
Kuviossa 1 putkia 3 pitkin tulee happea ja putkien välissä sijaitsevia vapaita tiloja 4 pitkin tulee transformoitavaa kaasua, esimerkiksi metaania.
Polttoainekaasu voi tulla polttimeen 2 putkea 5 ja osa sy-tytysainekaasua putkea 6 pitkin.
Polttimon 2 päällä on huokoinen sylinterimäinen vaippa 7. Vaipan yläosassa on putki poistokaasuille 8.
Kuvion 1 esimerkissä huokoinen vaippa 7, jonka alapäässä poltin on, rajaa reaktiovyöhykkeen 9.
7 83628
Huokoinen vaippa 7 on itse tiiviin vaipan 10 ympäröimä. Tämän vaipan läpi kulkevat poistokaasujen putki 8 samoin kuin putket 5 ja 6, joita pitkin reaktoriin syötetään metaania (CH*) ja happea (O2).
Lisäksi vaipan sisään tulee sytytyskaasua, esimerkiksi happea, putkea 11 pitkin.
Keksinnössä vaipan 10 ja huokoisen vaipan 7 väliin jää vapaa tila, välivyöhyke 16.
Putkea 11 saapuva happi täyttää tilan 16 ja huuhtelee huokoista seinää, syöttää siihen näin happea. Happi tunkeutuu reaktiovyöhykkeelle 9 ja osallistuu reaktioon, metaanin täydelliseen konvertoitumiseen: CO, He, CO* ja Ha0.
Happimäärä, joka tulee reaktiovyöhykkeelle 9 polttimen 2 putkea 6, ei ole riittävä metaanin täydelliseen konvertoitumiseen, siihen tarvitaan lisäksi huokoisen seinämän 7 läpi tunkeutuvaa happea.
Huokoisen seinämän 7 huokoisuus voi vaihdella sen mukaan mihin kohtaan reaktiovyöhykkettä 9 happea syötetään, hapen määrää reaktiovyöhykkeen eri kohdissa voidaan siis vaihdella. Huokoisuus voi vaihdella esimerkiksi pitkin reaktorin 1 akselia 12.
Huokoisuuden vaihtelu voidaan saada aikaan erityisesti 8 83628 käyttämällä moduulielementtejä, esimerkiksi levyjä tai tiiliä 13, 14, 15, joiden huokoisuus vaihtelee.
Selvästi polttimen 2 tasolla huokoista seinää voi jatkaa tiivis seinämä tai itse polttimen 2 runko.
Reaktiovyöhykkeelle 9 voidaan saattaa myös vesihöyryä tai mitä tahansa muuta kaasua prosessin toteuttamiseksi. Kaasu voidaan johtaa sisään joko polttimen putkea 6 tai vapaan tilan 16 syöttöputkea 11 pitkin.
Vaipan sisäseinämät voidaan lisäksi peittää säteilysuoja-eli lämpösuojakerroksella 17.
Laitteella on useita etuja. Huokoisen seinämän läpi kulkeva kaaasu lämpenee ja jäähdyttää näin seinämää. Valmistettaessa synteesikaasua seinämät eivät kuitenkaan saa olla liian kylmät, se vähentää konvertoitumisen tehokkuusas-tetta (reaktiot hidastuvat) ja saattaa ilmetä hiilen kerääntymistä. Keksinnössä diffusoituva happi synnyttää rajoittavan reaktiokerroksen, joka suojaa viileämmäksi muodostunutta seinämää konvertiokaasuilta.
Keksinnön avulla saadaan osa hapesta saatettua sisään kauempana polttimesta 2. Polttimessa 2 palaminen on täydellisempää, koska happea ei ole tarpeeksi täydelliseen kon-vertoitumiseen.
9 83628 Näin palaminen polttimen 2 tasossa tapahtuu alemmassa lämpötilassa, mikä suojaa poltinta.
Happea saatetaan vähitellen sisään huokoisen seinämän 7 lävitse konvertoitumisen täydellistämiseksi.
Keksinnön mukaista laitetta käytettäessä turvallisuus käytön aikana on hyvä. Reaktorin rikkoutuminen alkaisi huokoisesta vaipasta, joka on kuitenkin vain väliseinä, uloimpana on vaippa 10.
Edelleen toimintaa ajatellen, polttimosta lähtevä suihku on matalampi kuin suihku, joka syntyisi jos kaikki konvertointiin osallistuvat aineet saapuisivat polttimen kautta.
Voidaan lisäksi lisätä diffusoitumisnopeutta siinä seinämän osassa, johon kohdistuu suurin kuorimitus säätelemällä seinämän tämän osan huokoisuutta.
Keksinnön mukaisessa laitteessa ei tarvita erittäin korkeisiin lämpötiloihin esilämmitettyä happea syötettäväksi polttimeen.
Kuviossa 2 nähdään toinen toteutusmuoto, jossa reaktori koostuu kahdesta osasta.
Ensimmäinen osa 18 rajoittuu pitkänomaisen osan 19 sisäpuolelle, osa saisi mieluiten olla tulenkestävää ainetta.
10 83628
Poltin 2 on sijoitettu pitkänomaisen osan 19 alapäähän 20. Osan yläpäässä 21 on aukko 22, jonka kautta tullaan reaktorin toiseen osaan 23.
Tämä reaktorin toinen osa 23 ympäröi pitkänomaisen osan 19 yläosan 21.
Reaktorin toinen osa rajoittuu pitkänomaisen osan 19 ulko-seinämään 24, sylinterimäiseen tulenkestävää ainetta olevaan vaippaan 25 ja kupoliin 26, joka sijaitsee sylinteri-mäisen vaipan yläpuolella myötäillen pitkänomaisen osan 19 yläosaa 21.
Kupoli 26 on sijoitettu vastapäätä reaktorin ensimmäisen osan poistokaasujen aukkoa 22.
Aukko itse on sijoitettu polttimen akselille 27, joka on myös reaktorin akseli.
Aukon 22 kautta tulevat poistokaasut kääntyvät kupolin 26 ansiosta 180° ja kulkeutuvat reaktorin toiseen osaan 23 pitkänomaisen osan 19 ulkoseinämää pitkin ja sitten ulos putkien 28 kautta.
Tässä toteutusmuodossa kupoli 26, joka on heijastamaton seinämä, on toteutettu huokoisesta, mahdollisesti tulenkestävästä materiaalista ja sen kautta syöttyy toinen osa sytytyskaasusta, ensimmäinen osa tulee polttimen putkea 29.
11 83628
Kupolin 26 pinta 30, joka ei rajoita reaktoria, on tiiviin vaipan 31 ympäröimä, vaippa rajaa tilan 32.
Tilaan 32 syötetään sytytysainetta, esimerkiksi happea, putkea 33 pitkin. Happi diffusoituu läpi kupolin huokoisen seinämän 26 ja sieltä happi syöttyy reaktorin toiseen osaan 23.
Kuviossa 2 tiivis vaippa 31 on osa ulkovaippaa 34, joka ympäröi reaktorin kokonaisuudessaan ja jossa sijaitsevat hapen sisäänsaattoputki 33, putket 28 poistokaasuille sekä tila polttimelle 2.
Poltin 2 voi olla tyypiltään esimerkiksi moniputkinen. Siinä on siis useampia sisäänsyöttöputkia 35 polttoaineelle, joka voi olla esimerkiksi luonnonkaasua. Kaasu tulee polttimeen 2 putkea 36.
Sytytysaine, esimerkiksi happi, syötetään reaktorin ensimmäiseen osaan polttimon putkien 35 väliin jäävistä kohdista 37.
Tässä toteutusmuodossa ensimmäisestä osasta tuleva noki kerääntyy kupolin muotoiseen huokoiseen seinämään. Voidaan panna merkille, että yhteenkasvaneet nokihiutaleet kerääntyvät helpommin tälle seinämälle.
i2 83628
Reaktoriin yhteydessä oleva huokoinen kupoli 26 lämmittää sen läpi kulkevan hapen ja kupolin sisäpinnalle muodostunut noki hapettuu täydellisesti. Huokoisen aineen voidaan myös suunnitella sisältävän jotain katalyyttistä ainetta, esimerkiksi zirkoniumoksidia.
Keksinnön mukainen laite on siis erityisen käyttökelpoinen silloin kun noki muodostuu reaktiossa synteesikaasun valmistuksen aikana. Mikäli nokea tarttuu huokoiseen seinämään, se palaa seinämän läpi tihkuvan sytytysaineen vaikutuksesta. Kuvion 1 reaktorin muoto ei kuitenkaan edistä tällaista tarttumista. Kuvion 2 reaktori on siinä mielessä tehokkaampi, siinä noki osuu aukon 22 läpi tultuaan seinämään 30. On kuitenkin mahdollista, että osa noesta kulkeutuu edelleen eteenpäin.
Seuraavassa annetut huokoisen seinämän toteutusmuodot helpottavat noen tarttumista ja sen seurauksena sen häviämistä hapettamisen avulla sytytysaineen tunkeutuessa huokoisen seinämän läpi.
Näissä toteutusmuodoissa pinnan ja volyymin suhde on suurempi .
Kuvion 3 toteutusmuodossa huokoisessa elementissä 41 on useita primaariaukkoja 38 synteesikaasua varten ja sekun-daariaukkoja sytytysaineelle, jonka on kuljettava huokoisen elementin 41 läpi. Primaari- ja sekundaariaukot ovat 13 83628 kanavamaisia, tarkemmin sanoen putkimaisia. Numerolla 40 on esitetty poltin, joka voi olla jonkin sen tyyppinen kuin tässä hakemuksessa aikaisemmin kuvatut. Sekundaari-kanaviin 39 voidaan syöttää lisäsytytysainetta syöttökam-mion 42 kautta, kammio rajoittuu vaippaan 43, joka ympäröi toista vaippaa 44, johon puolestaan on sijoitettu huokoinen elementti 41. Seinämässä 44 on aukot 45, joiden kautta sekundaarikanavia 39 syötetään.
Kuviossa 3 ei ole esitetty sytytysaineen syöttöä kammioon 42. Kuviossa 4 nähdään kuvion 3 mukainen reaktori poikkileikkauksena AA (ei näy kuviossa 3). Kuviosta voidaan huomata, että primaari- ja sekundaarikanavat eivät leikkaa toisiaan ja että sekundaarikanaviin 39 syötettävä sytytys-aine tulee primaarikanaviin 38 kuljettuaan läpi huokoisen aineen 41 vyöhykkeiden 46 (kuvio 4).
Primaarikanavien seinille asettuva noki hapettuu sekundaa-rikanavista tulevan sytysaineen ansiosta.
Huokoinen elementti 41 voi muodostua yhdestä tai useammasta kappaleesta, mikä helpottaa teollista toteutusta.
Kuvioissa 5 ja 6 nähdään esimerkki huokoisesta elementistä, joka on toteutettu asettamalla päällekkäin useampia osia.
Kuvio 6 vastaa kuvion 5 mukaisen huokoisen elementin 41 leikkausta BB. Huokoinen elementti on toteutettu asetta- i4 83628 maila päällekkäin useampia huokoisia osa-elementtejä 47, 48. Jokaisessa elementissä on aukot 49, jotka muodostavat priraaarikanavat kun primaarikanavien osaelementit on asetettu päällekkäin.
Sekundaarikanavat on toteutettu suoraviivaisina sisennyksinä, jotka toimivat mahdollisesti yhdessä ulkonemien 51 kanssa.
Yhdistystason 52 voidaan antaa jäädä sellaiseksi kuin se on tai se voidaan peittää kerroksella (huokoisella tai ei huokoisella) välyksen poistamiseksi.
Kerros voi olla tulenkestävää laastia 53, kuvio 7.
Siinä tapauksessa että osaelementit 47 ja 48 ovat tarpeeksi huokoisia, tällainen kerros on tarpeeton, sillä yhdistystason kautta tuleva kaasu olisi ohuempaa verrattunaa kaasuun, joka diffusoituisi huokosissa.
Primaaristen ja/tai sekundaaristen kanavien muoto voi vaihdella, erityisesti sen mukaan, että noki saataisiin paremmin eliminoiduksi ja/tai lisäsytytysainekaasu jakautuisi paremmin ja/tai saataisiin lisätyksi vaihtopintaa.
Kanavissa voi olla esteitä 54.
Tällainen toteutusmuoto nähdään kuvioissa 8 ja 9. Siinä is 83628 on asetettu päällekkäin huokoisia osaelementtejä 55-60, muodostuu aukkoja 61, epäkeskisiä kulkuväyliä, joiden läpimitta vaihtelee.
Nuolet 62 kuvaavat kaasun kulkua.
Kuvio 9 vastaa kuvion 8 leikkausta CC.
Lisäsytytysaineen sisään saattamiseksi voidaan menetellä kuten kuvion 3 toteutusmuodossa.
Sekundaarisen sytytysaineen vähäisemmän määrän vuoksi sekundaaristen aukkojen poikkileikkausala on pienempi kuin primaariaukkojen.
Keksinnön piiristä ei poiketa, vaikka sekundaariset kanavat 63 leikkavat toisensa kuten on esitty kuviossa 10.
Sytytysaineena voidaan käyttää happea, ilmaa ja/tai vettä höyryn muodossa, näin kaikissa kuvatunlaisissa toteutusmuodoissa, polttoaineena voi olla metaani (CH.*) tai mikä tahansa muu hiilivety.
Claims (20)
1. Laite synteesikaasun valmistamiseksi polttamalla polttoainetta ilmakehässä, jossa vallitsee sytytysainevajaus, joka sytytysaine on kaasumainen, jossa laitteessa on ensimmäinen elin polttoaineen ja sytytysaineen ensimmäisen osan saattamiseksi reaktoriin, tunnettu siitä, että siinä on toinen elin sytytysaineen toisen osan saattamiseksi reaktoriin (1), joka toinen elin muodostuu vähintään yhdestä huokoisesta seinämästä (7, 30).
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että huokoinen seinämä rajoittaa ainakin osan reaktorista.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, tunnettu siitä, että huokoinen seinämä (7) rajoittaa selvästi vähintään yhtä reaktorin reaktiovyöhykettä (9).
4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että huokoinen seinämä (7) rajoittaa selvästi useampia reaktiovyöhykkeitä (9).
5. Patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että huokoinen seinämä (7) on selvästi sylinterinmuotoinen, jonka sylinterin toisessa päässä on ensimmäinen elin polttoaineen ja sytytysaineen osan (2) sisäänsaattamiseksi ja toinen pää on suljettu, ja jossa sylinterissä on kanava (8) poistokaasulle.
6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen laite, jossa ensimmäisestä sisäänsaattoelimestä (2) tulevat kaasut muuttavat reaktorissa vähintään kerran suuntaa heijastavan seinämän vaikutuksesta, tunnettu siitä, että ainakin osa tästä heijastavasta seinämästä on huokoinen (30) ja toimii sytytysaineen osan sisäänsaattajana.
7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen laite, tunnettu siitä, että siinä on reaktori, joka muodostuu vähintään kahdesta osasta, ensimmäisessä osassa (18) on toisessa päässään i7 83628 vähintään yksi poistoaukko (22), joka sijaitsee selvästi vastapäätä ensimmäistä sisäänsaattoelintä (2), siitä, että reaktorin toinen osa (23) ympäröi sanottua päätä ja jättää vapaan tilan kaasun kuljettavaksi, ja siitä, että heijastava seinämä voi vastata reaktorin toisen osan seinämän sitä osaa, joka sijaitsee vastapäätä reaktorin ensimmäisen osan poistoaukkoa (22).
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että reaktorin toinen osa ympäröi selvästi reaktorin ensimmäisen osan muodostaman kokonaisuuden.
9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että huokoisessa seinämässä on reaktoriin rajoittumaton pinta, ja siitä, että tämä pinta on tiiviin vaipan (31) ympäröimä, jossa vaipassa itsessään on syöttö-elin (27, 33).
10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että huokoinen seinämä on tehty materiaalista, jolla on hyvät lämmöneristysominaisuudet.
11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että huokoisessa seinämässä on ainetta, jolla on katalyyttisiä ominaisuuksia, esimerkiksi zirkonium-oksidia.
12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen laite, tunnettu siitä, että ensimmäisessä sisäänsaattoelimessä on useampia putkia (3, 35), ja siitä, että tämän elimen avulla voidaan saattaa polttoaine ja osa sytytysaineesta erikseen reaktoriin (9, 18).
13. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että reaktiovyöhykkeet on muodostettu huokoisista elementeistä, jotka ovat yhtä kappaletta. 18 83628
14. Patenttivaatimuksen 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että reaktiovyöhykkeet on muodostettu huokoisista elementeistä, jotka muodostuvat useammasta osaelementistä.
15. Patenttivaatimuksen 14 mukainen laite, tunnettu siitä, että osaelementit on sijoitettu toistensa päälle.
16. Patenttivaatimuksen 15 mukainen laite, tunnettu siitä, että osaelementeissä voi olla sisennyksiä, kulkuväyliä ja/tai ulkonemia.
16 83628
17. Menetelmä synteesikaasun valmistamiseksi polttamalla polttoainetta ilmakehässä, jossa vallitsee sytytysaineva-jaus, joka sytytysaine on kaasumainen, jossa menetelmässä saatetaan reaktoriin polttoaine ja sytytysaineen ensimmäinen osa ensimmäisen sisäänsaattoelimen avulla, tunnettu siitä, että sytytysaineen toinen osa saatetaan sisään huokoisen seinämän läpi, joka seinämä rajoittaa osaltaan reaktoria.
18. Patenttivaatimuksen 17 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että huokoiseen seinämään on saatettu reaktion katalysaattoria.
19. Patenttivaatimuksen 17 tai 18 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ensimmäisen sisäänsaattoelimen avulla saapuva sytytysainekaasu on luonteeltaan ja koostumukseltaan samanlaista kuin kaasu, joka saapuu toisen sisäänsaattoelimen avulla.
20. Patenttivaatimuksen 17 tai 18 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toisen sisäänsaattoelimen avulla saapuvassa sytytysainekaasussa on happea ja vesihöyryä. i9 83628
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8617926A FR2608581B1 (fr) | 1986-12-18 | 1986-12-18 | Procede et dispositif operant par voie de flamme pour la fabrication de gaz de synthese |
| FR8617926 | 1986-12-18 |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI875579A0 FI875579A0 (fi) | 1987-12-17 |
| FI875579A FI875579A (fi) | 1988-06-19 |
| FI83628B true FI83628B (fi) | 1991-04-30 |
| FI83628C FI83628C (fi) | 1991-08-12 |
Family
ID=9342145
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI875579A FI83628C (fi) | 1986-12-18 | 1987-12-17 | Foerfarande och anordning foer framstaellning av syntesgas genom foerbraenning. |
Country Status (14)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5087270A (fi) |
| EP (1) | EP0272986B1 (fi) |
| JP (1) | JPS63182201A (fi) |
| CN (1) | CN1016500B (fi) |
| AR (1) | AR245424A1 (fi) |
| CA (1) | CA1314709C (fi) |
| DE (1) | DE3780600T2 (fi) |
| FI (1) | FI83628C (fi) |
| FR (1) | FR2608581B1 (fi) |
| IN (1) | IN170532B (fi) |
| MY (1) | MY102273A (fi) |
| NO (1) | NO178491C (fi) |
| SU (1) | SU1634127A3 (fi) |
| ZA (1) | ZA879507B (fi) |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4865820A (en) * | 1987-08-14 | 1989-09-12 | Davy Mckee Corporation | Gas mixer and distributor for reactor |
| FR2630814B1 (fr) * | 1988-05-02 | 1990-08-24 | Inst Francais Du Petrole | Bruleur pour la fabrication de gaz de synthese comportant un element massif ayant des trous |
| FR2648800B1 (fr) * | 1989-06-27 | 1991-10-18 | Inst Francais Du Petrole | Dispositif et procede de fabrication de gaz de synthese par combustion et son application |
| DK169614B1 (da) * | 1992-08-13 | 1994-12-27 | Topsoe Haldor As | Fremgangsmåde og reaktor til fremstilling af hydrogen- og carbonmonoxidrige gasser |
| SE501345C2 (sv) * | 1993-06-10 | 1995-01-23 | Kvaerner Pulping Tech | Reaktor för förgasning och partiell förbränning |
| DE4422815A1 (de) * | 1994-06-29 | 1996-01-04 | Basf Ag | Verfahren zur Herstellung von Acetylen und Synthesegas |
| DE10007764A1 (de) * | 2000-02-20 | 2001-08-23 | Gen Motors Corp | Brennerelement |
| JP4742405B2 (ja) * | 2000-06-28 | 2011-08-10 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料改質装置 |
| FR2811976A1 (fr) * | 2000-07-19 | 2002-01-25 | Air Liquide | Procede et dispositif de production d'un melange gazeux contenant de l'hydrogene et du co par oxydation etagee d'un hydrocarbure |
| DE10313527A1 (de) * | 2003-03-26 | 2004-10-14 | Basf Ag | Verfahren zur Durchführung einer Hochtemperaturreaktion, Reaktor zur Durchführung des Verfahrens, Verfahren zum Scale-Up eines Reaktors sowie Verwendung |
| CN100392143C (zh) * | 2005-09-29 | 2008-06-04 | 上海汽轮机有限公司 | 高温合金材料渗氮热处理工艺 |
| FR2892127B1 (fr) * | 2005-10-14 | 2012-10-19 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de gazeification de la biomasse et de dechets organiques sous haute temperature et avec apport d'energie exterieure pour la generation d'un gaz de synthese de haute qualite |
| US7621973B2 (en) | 2005-12-15 | 2009-11-24 | General Electric Company | Methods and systems for partial moderator bypass |
| US20080184892A1 (en) * | 2007-02-06 | 2008-08-07 | Ctp Hydrogen Corporation | Architectures for electrochemical systems |
| WO2008095860A2 (de) * | 2007-02-06 | 2008-08-14 | Basf Se | Verfahren zur bereitstellung eines sauerstoff enthaltenden gasstromes für die endotherme umsetzung eines ausgangsstromes, enthaltend einen oder mehrere kohlenwasserstoffe |
| CN102333992B (zh) * | 2008-12-26 | 2015-11-25 | Ght全球加热技术有限公司 | 喷射腔催化加热器 |
| DE102011101077A1 (de) | 2011-05-10 | 2012-11-15 | L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude | Verfahren und Reaktor zur autothermen Reformierung von Brennstoffen |
| US8852693B2 (en) | 2011-05-19 | 2014-10-07 | Liquipel Ip Llc | Coated electronic devices and associated methods |
| GB201112025D0 (en) * | 2011-07-13 | 2011-08-31 | Gas2 Ltd | Improved apparatus for adiabatic methane partial oxidation |
| RU2515326C1 (ru) * | 2012-10-04 | 2014-05-10 | Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" | Способ конверсии дизельного топлива и конвертор для его осуществления |
| US11215366B2 (en) * | 2017-05-24 | 2022-01-04 | Bekaert Combustion Technology B.V. | Inwardly firing premix gas burner |
| CN107504487B (zh) * | 2017-07-05 | 2023-10-03 | 广东工业大学 | 连续弥散式燃烧装置及形成连续弥散燃烧的方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2735482A (en) * | 1956-02-21 | tuttle | ||
| US2621117A (en) * | 1947-03-11 | 1952-12-09 | Texaco Development Corp | Preparation of hydrogen and carbon monoxide gas mixtures |
| US2672488A (en) * | 1949-05-05 | 1954-03-16 | Phillips Petroleum Co | Partial oxidation of hydrocarbons |
| DE977548C (de) * | 1950-05-10 | 1967-02-02 | Texaco Development Corp | Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Synthesegas |
| US2706210A (en) * | 1950-12-05 | 1955-04-12 | Wulff Process Company | Process suitable for converting primary hydrocarbons to secondary hydrocarbons |
| US2772199A (en) * | 1951-06-29 | 1956-11-27 | Pennsylvania Salt Mfg Co | Composition comprising copper salts of fluorine and arsenic and fibrous materials containing same |
| US2772149A (en) * | 1951-12-13 | 1956-11-27 | Hydrocarbon Research Inc | Generation of synthesis gas and apparatus therefor |
| US2692819A (en) * | 1952-03-10 | 1954-10-26 | Wulff Process Company | Furnace and apparatus for producing acetylene by the pyrolysis of a suitable hydrocarbon |
| US2769772A (en) * | 1952-04-16 | 1956-11-06 | Phillips Petroleum Co | Process and apparatus for handling of carbonaceous or reactant materials |
| NL8101056A (nl) * | 1981-03-04 | 1982-10-01 | Thomassen Holland Bv | Werkwijze en inrichting voor het bereiden van een brandbaar gasmengsel. |
| GB8309359D0 (en) * | 1983-04-06 | 1983-05-11 | Ici Plc | Synthesis gas |
| GB2139644B (en) * | 1983-04-06 | 1987-06-24 | Ici Plc | Synthesis gas |
| US4568524A (en) * | 1984-06-18 | 1986-02-04 | Mobil Oil Corporation | Hydroprocessing reactor for catalytically dewaxing liquid petroleum feedstocks |
| GB2193644A (en) * | 1986-08-13 | 1988-02-17 | Sabre Safety Ltd | Device for controlling the release of breathable gas from a storage means |
-
1986
- 1986-12-18 FR FR8617926A patent/FR2608581B1/fr not_active Expired
-
1987
- 1987-12-16 NO NO875259A patent/NO178491C/no not_active IP Right Cessation
- 1987-12-17 MY MYPI87003213A patent/MY102273A/en unknown
- 1987-12-17 ZA ZA879507A patent/ZA879507B/xx unknown
- 1987-12-17 SU SU874355034A patent/SU1634127A3/ru active
- 1987-12-17 FI FI875579A patent/FI83628C/fi not_active IP Right Cessation
- 1987-12-17 IN IN905/MAS/87A patent/IN170532B/en unknown
- 1987-12-18 CN CN87108363A patent/CN1016500B/zh not_active Expired
- 1987-12-18 EP EP87402929A patent/EP0272986B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1987-12-18 CA CA000554819A patent/CA1314709C/fr not_active Expired - Fee Related
- 1987-12-18 DE DE8787402929T patent/DE3780600T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-12-18 AR AR87309643A patent/AR245424A1/es active
- 1987-12-18 JP JP62321157A patent/JPS63182201A/ja active Granted
-
1990
- 1990-07-09 US US07/549,624 patent/US5087270A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3780600T2 (de) | 1993-02-18 |
| NO875259L (no) | 1988-06-20 |
| JPH0524845B2 (fi) | 1993-04-09 |
| MY102273A (en) | 1992-05-15 |
| FR2608581B1 (fr) | 1989-04-28 |
| CA1314709C (fr) | 1993-03-23 |
| ZA879507B (en) | 1988-11-30 |
| FI875579A0 (fi) | 1987-12-17 |
| NO875259D0 (no) | 1987-12-16 |
| DE3780600D1 (de) | 1992-08-27 |
| FR2608581A1 (fr) | 1988-06-24 |
| AR245424A1 (es) | 1994-01-31 |
| NO178491C (no) | 1996-04-10 |
| FI83628C (fi) | 1991-08-12 |
| US5087270A (en) | 1992-02-11 |
| NO178491B (no) | 1996-01-02 |
| JPS63182201A (ja) | 1988-07-27 |
| IN170532B (fi) | 1992-04-11 |
| EP0272986A1 (fr) | 1988-06-29 |
| EP0272986B1 (fr) | 1992-07-22 |
| CN1016500B (zh) | 1992-05-06 |
| CN87108363A (zh) | 1988-07-06 |
| SU1634127A3 (ru) | 1991-03-07 |
| FI875579A (fi) | 1988-06-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI83628B (fi) | Foerfarande och anordning foer framstaellning av syntesgas genom foerbraenning. | |
| SU1711659A3 (ru) | Газовый смеситель с распределителем | |
| US6534028B2 (en) | Process for performing endothermic catalytic reactions | |
| US7931709B2 (en) | Process and apparatus for generating hydrogen | |
| CA1308256C (en) | Vessel for the generation of synthesis gas | |
| JP5099959B2 (ja) | 新規な部分酸化反応器 | |
| RU2411075C2 (ru) | Компактный риформинг-реактор | |
| US20020042035A1 (en) | Single-pipe cylinder type reformer | |
| ZA200509013B (en) | Heat-insulated high-temperature reactor | |
| US5549877A (en) | Device and process for manufacturing synthesis gases through combustion and its application | |
| CZ182696A3 (en) | Process for preparing hydrocyanid acid | |
| RU2374173C1 (ru) | Способ получения синтез-газа | |
| RU2010126636A (ru) | Новый реактор, позволяющий осуществлять реакции при сверхвысокой температуре и высоком давлении | |
| RU2407585C2 (ru) | Аппарат для получения синтез-газа | |
| JPH03127A (ja) | 吸熱反応用の反応室における間接的加熱方法およびそれを実施する装置 | |
| JP2004123464A (ja) | 水蒸気改質器 | |
| JPH09165202A (ja) | 水蒸気改質器 | |
| JPS5978906A (ja) | 水蒸気改質炉 | |
| RU2615768C1 (ru) | Реактор для каталитической паровой и пароуглекислотной конверсии углеводородов | |
| Veser et al. | A Simple and Flexible Micro Reactor for Investigations on Heterogeneous Catalytic Gas Phase Reactions | |
| RU2157789C2 (ru) | Способ получения бромистого водорода и устройство для его осуществления | |
| RU2009712C1 (ru) | Аппарат для проведения паровой каталитической конверсии углеводородов | |
| SU1547843A2 (ru) | Реактор дл автотермической конверсии углеводородного газа | |
| JP2517658B2 (ja) | 炭化水素の改質装置 | |
| RU2199366C1 (ru) | Реактор для гомогенного окисления природного газа |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: INSTITUT FRANCAIS DU PETROLE |