Аппарат для конверсии газов - RU2005138142A

Реферат

1. Аппарат для конверсии газов при высоких температурах, превышающих 1000°С, в ограниченном стенкой реакционном пространстве с входным отверстием для потоков конвертируемых газов и выходным отверстием для потоков конвертированных газов, отличающийся тем, что реакционное пространство имеет способствующую формированию в нем направленного потока газа и препятствующую возникновению обширных циркуляционных потоков геометрическую форму с продольной протяженностью от входного отверстия до выходного отверстия.

2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что стенка со стороны ее обращенной к реакционному пространству внутренней поверхности снабжена теплоизоляционным слоем, например, с пористой пенистой и/или волокнистой структурой.

3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что стенка выполнена расширяющейся от диаметра входного отверстия до наибольшего диаметра реакционного пространства.

4. Аппарат по п.3, отличающийся тем, что во входной зоне угол наклона поверхности расширяющейся стенки к направлению движения потоков газов в реакционном пространстве составляет менее 90°, предпочтительно от 0 до 45°, наиболее предпочтительно от 30 до 45°.

5. Аппарат по п.4, отличающийся тем, что к входной зоне примыкает имеющая постоянный диаметр цилиндрическая зона реакционного пространства.

6. Аппарат по п.5, отличающийся тем, что к цилиндрической зоне примыкает выходная зона, в которой диаметр реакционного пространства уменьшается в направлении потока.

7. Аппарат по п.6, отличающийся тем, что в цилиндрической и/или выходной зоне реакционного пространства находится катализатор.

8. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что отношение диаметра реакционного пространства к его длине составляет от 2/3 до 1/30, предпочтительно от 1/2 до 1/20, наиболее предпочтительно от 4/10 к 1/10.

9. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что отношение площади поперечного сечения входного отверстия к площади поперечного сечения реакционного пространства в его наиболее широкой части составляет от 1/2 до 1/20, предпочтительно от 1/3 до 1/15, наиболее предпочтительно от 1/4 до 1/10.

10. Аппарат по п.2, отличающийся тем, что теплоизоляционный слой с пористой пенистой и/или волокнистой структурой рассчитан на теплопроводность от 0,14 до 0,5 Вт/мК при температурах до 1600°С.

11. Аппарат по п.2, отличающийся тем, что теплоизоляционный слой обладает выносливостью при температурах свыше 1600°С.

12. Аппарат по п.2, отличающийся тем, что теплоизоляционный слой выполнен из жаростойких материалов, прежде всего из Al₂O₃, и/или SiO₂, и/или ZrO₂, и/или вольфрама.

13. Аппарат по п.2, отличающийся тем, что пенистая и/или волокнистая структура имеет низкую плотность, составляющую от 0,1 до 1 кг/м³, предпочтительно от 0,15 до 0,7 кг/м³, наиболее предпочтительно от 0,19 до 0,5 кг/м³.

14. Аппарат по п.2, отличающийся тем, что пенистая и/или волокнистая структура является мягкой и гибкой, но формоустойчивой.

15. Аппарат по п.2, отличающийся тем, что поверхность теплоизоляционного слоя подвергнута обработке.

16. Аппарат по п.2, отличающийся тем, что теплоизоляционный слой состоит из по меньшей мере двух компонентов, различающихся между собой своей плотностью, и/или твердостью, и/или растяжимостью, и/или теплопроводностью.

17. Аппарат по п.16, отличающийся тем, что компоненты теплоизоляционного слоя уложены слоями один на другой.

18. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что реакционное пространство рассчитано на работу при давлении от 1 до 100 бар, предпочтительно от 20 до 80 бар, наиболее предпочтительно от 25 до 60 бар.

19. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что входное отверстие выполнено в виде сопла, образованного расположенными концентрично друг относительно друга внутренней и наружной трубами для подачи газов и рассчитанного на скорость выхода из него потока газов от 5 до 200 м/с, предпочтительно от 10 до 150 м/с, наиболее предпочтительно от 20 до 100 м/с.

20. Аппарат по п.19, отличающийся тем, что сопло выполнено в виде сопла горелки, при этом внутренняя труба и наружная труба предназначены для подачи кислородсодержащего газа и топлива.

21. Аппарат по п.20, отличающийся тем, что сопло горелки выполнено в виде сопла турбулентной горелки с закруткой по меньшей мере одного из потоков газов.

22. Аппарат по п.20, отличающийся тем, что сопло горелки выполнено в виде сопла прямоточной горелки без закрутки потока газа.

23. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что реакционное пространство рассчитано на эффективную скорость потока газа от 1 до 100 м/с, предпочтительно от 5 до 80 м/с, наиболее предпочтительно от 10 до 50 м/с.

24. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что реакционное пространство образовано снабженной теплоизоляцией трубой, которая непосредственно примыкает к горелке и расположена в наружной реакционной камере.

25. Аппарат по любому из пп.1-24, отличающийся тем, что реакционное пространство рассчитано на проведение в нем процессов частичного окисления углеводородов до синтез-газа.

26. Аппарат по любому из пп.1-24, отличающийся тем, что он предназначен для конверсии H₂S и SO₂ на установках Клауса.

27. Аппарат по любому из пп.1-24, отличающийся тем, что он предназначен для получения водорода в устройствах для риформинга.

28. Аппарат по любому из пп.1-24, отличающийся тем, что он предназначен для получения водорода в автомобильных реформерах для снабжения водородом приводов на топливных элементах.

29. Аппарат по любому из пп.1-24, отличающийся тем, что он предназначен для получения С₂Н₄ при автотермическом расщеплении этана или окислительном дегидрировании углеводородов.