[發明專利]具有供給燃燒器的次級進氣通道的初級轉化器

有效

• 申請號: 200880018557.0
• 申請日: 2008-03-22
• 公開（公告）號: CN101678305A
• 公開（公告）日: 2010-03-24
• 發明（設計）人: O·邁斯納;S·沃德貝格
• 申請（專利權）人: 猶德有限公司
• 主分類號: B01J8/06
• 分類號: B01J8/06;C01B3/38
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 饒辛霞

技術領域

本發明涉及一種用于在提高的壓力下用水蒸汽催化轉化 (katalytischen?Reformierung)碳氫化合物的反應器，借其制造合成 氣體。這種類型的合成氣體例如用于制造氨、氫和甲醇。

背景技術

用水蒸氣催化轉化碳氫化合物的反應器長久以來是已知 的并且已知有許多的實施形式。在大型設施中已實現一種結構形式， 其中采用了一種頂部點火的(deckengefeuerter)箱式爐，它包括一些 垂直豎立的反應管或裂解管(Spaltrohre)。其中成行設置各裂解管。 用形成輸入氣體的過程氣體從上向下流過各管。輸入氣體在此經受一 種所謂裂解過程。

排氣口溫度通常處在850℃和以上。過程氣體在下面的區 域內(在加熱爐之內或之外)聚集在所謂排氣口收集器中。在位于各 管行之間的“窄道”中設置一些垂直向下燃燒的燃燒器。該區域稱為 爐箱。產生的煙氣從上向下流過加熱爐并且通過處在底面上的所謂煙 氣道排走。在爐箱中的溫度平均處在1000至1250℃。為了絕熱和為 了保護免受通過加熱占優勢的高溫，爐壁內襯以一個耐火的保護層。

通過加熱爐加熱的反應室通常具有大量氣密封閉的豎直 管，它們成行設置并且適用于裝滿催化劑。這些管用作過程控制并且 具有一些用于向反應室供給待轉化的碳氫化合物和加熱到650℃的水 蒸汽的裝置以及一些用于從反應室排出轉化的合成氣體的裝置。

在其中設置多個點火設備的爐室在該室的下面的區域內 具有一個用于聚集煙氣的空腔和大量基本上水平設置的、相互平行并 垂直于各豎直的管延伸的由砌磚構成的煙道，用以排出煙氣。這些砌 磚的煙道在側面具有開口，以便能夠從爐室排出煙氣。通常由砌磚材 料制造煙道。

WO2005/018793A1描述了一種典型的加熱爐系統和用于 在提高的壓力下用水蒸汽將碳氫化合物催化轉化成合成氣體的方法。 為了更好地均化煙氣流和為了使點火均勻地溫度分布，采用了煙道的 外壁的一種特殊的結構。WO2006/119812A1描述一種典型的加熱爐 系統和用水蒸汽將碳氫化合物催化轉化成合成氣體的方法，包括供給 氧氣，以便匹配化學計算和一種特殊的后接的細孔燃燒器，以便避免炭 煙形成。

全部描述的轉化系統共同具有一個點火裝置，它包括大量 設置在過程控制的反應管之間的燃燒器、利用通過爐室引導的轉化管 加熱爐室。用于爐室點火的燃燒器通常經由一些分開的通道被供以可 燃氣體和空氣。在此分開地由空氣供給實施可燃氣體向燃燒器室的供 給。氣體供給穿過耐火的爐內襯或直接在其之前進入燃燒器室。在至 今采用的結構中，通過一個節流閥或一個類似構成的用于調整空氣供 給的氣體流量的裝置控制用于燃燒器的可燃氣體-空氣-比例。經由該 裝置可以控制燃燒器點火繼而控制加熱爐溫度。這種結構雖然是有效 的，但卻帶來了缺點，即可能對向燃燒器的局部的空氣供給的控制不 好并且有些地方導致可燃氣體與空氣的比例不合理。

氧氣-可燃氣體-比例在技術上可以通過所謂的λ值來描 述。在使用氧氣與可燃氣體的一種化學計算的克分子比時，人們得到 一個1.0的λ值。在采用一種按化學計算的較少的氧分量的燃燒比時， 人們得到一種低于1.0的λ值。在采用一種按化學計算的較高的氧分量 的燃燒比時，人們得到一種高于1.0的λ值。因此當λ值為1.0時，燃 燒是最好的。在傳統的結構中，在各個燃燒器上人們得到一些可以根 據運行條件波動的和具有暫時提高的值的λ值。

這對燃燒過程產生不利的影響。結果可能是相對于轉化過 程的周轉量總體上較高的可燃氣體消耗量。在燃料變化時，空氣供給 只能困難地按改變的化學計算進行調整。由此可能暫時導致火焰溫度 不期望地升高并且以增加的空氣流入導致NO_x類型的氮氧化物的強烈 形成。氮氧化物作為有害物質在大氣中促成酸雨。

發明內容

因此本發明的目的是，找到一種可能性，如下改善向燃燒 器系統的空氣供給，即在過程的整個持續時間上向燃燒器的空氣供給 最好是可調整的。這改善了可燃氣體燃燒，繼而改善了轉化過程的可 燃氣體產率。在各個燃燒器上應該隨時調整最佳的λ值，以便火焰溫度 總是具有只是需要的水平。由此可以明顯地減少或完全排除形成有害 的氮氧化物。