CH625827A5

CH625827A5 - Reactor installation having a furnace which delivers heat for an endothermic reaction

Info

Publication number: CH625827A5
Application number: CH1416577A
Authority: CH
Inventors: Richard Allan Sederquist; George Ronald Krar; Ole Lomholt Olesen; Donald Felix Szydlowski
Original assignee: United Technologies Corp
Priority date: 1976-12-22
Filing date: 1977-11-21
Publication date: 1981-10-15
Also published as: JPS5379768A; BR7707896A; FR2374947A1; JPS577539B2; AU509038B2; SE7713225L; ES464566A1; IL53404A0; FR2374947B1; DE2751308A1; DK514377A; SE423895B; IL53404A; AU3072577A; DE2751308C2; GB1564995A; IT1089105B; NL7712715A

Description

Die Erfindung betrifft eine Reaktoranlage mit einem Ofen, der Wärme für eine endotherme Reaktion liefert. The invention relates to a reactor system with an oven which provides heat for an endothermic reaction.

Katalytische Reaktoranlagen zum Umwandeln von Kohlenwasserstoffeinsatzgut (Brennstoff) in nützliche technische Gase, wie beispielsweise Wasserstoff, sind bekannt. Der gängigste Prozess zur Erzeugung von Wasserstoff ist das Dampf-Reformieren oder Steam-Reforming eines Kohlenwasserstoffbrennstoffes durch Hindurchleiten desselben durch mit einem Katalysator gefüllte Reaktorröhren, die innerhalb eines Ofens angeordnet sind. In technischen Anlagen erfolgt die Wärmeübertragung auf die Reaktorröhren hauptsächlich durch Abstrahlung von den Ofenwänden. Das erfordert einen relativ grossen Abstand zwischen den Röhren und alle Röhren müssen neben den Wänden des Ofens angeordnet sein, damit jede Röhre durch Abstrahlung von den Wänden gleichmässig erhitzt wird. Es ist deshalb nicht möglich, eine grosse Anzahl von Reaktorröhren kompakt innerhalb des Ofens anzuordnen, da die Röhren an den Wänden viel heisser werden als diejenigen, die von anderen Röhren umgeben sind. Ausserdem werden Teile von einzelnen Röhren, die keine direkte Sichtlinie zu der Ofenwand haben kälter sein als diejenigen Teile derselben Röhre, die eine direkte Sichtlinie zu der Ofenwand haben, woraus sich eine ungleichmässige Umfangsverteilung der Wärme innerhalb gewisser Reaktorröhren ergibt. Das führt zu einer geringeren Lebensdauer der Anlage aufgrund von örtlichen heissen Stellen und verhindert die wirksamste Ausnutzung der Wärmeenergie innerhalb des Ofens. Catalytic reactor plants for converting hydrocarbon feedstock (fuel) into useful industrial gases, such as hydrogen, are known. The most common process for producing hydrogen is steam reforming or steam reforming a hydrocarbon fuel by passing it through reactor tubes filled with a catalyst and located within an oven. In technical systems, heat is transferred to the reactor tubes mainly by radiation from the furnace walls. This requires a relatively large distance between the tubes and all tubes must be arranged next to the walls of the furnace so that each tube is heated evenly by radiation from the walls. It is therefore not possible to arrange a large number of reactor tubes compactly inside the furnace, since the tubes on the walls become much hotter than those which are surrounded by other tubes. In addition, parts of individual tubes which have no direct line of sight to the furnace wall will be colder than those parts of the same tube which have a direct line of sight to the furnace wall, resulting in an uneven circumferential distribution of heat within certain reactor tubes. This leads to a shorter service life of the system due to local hot spots and prevents the most effective use of thermal energy within the furnace.

In einer gleichzeitig eingereichten Patentanmeldung der Anmelderin (Bezeichnung: «Katalytische Reaktoranlage») ist eine katalytische Reaktoranlage vorgeschlagen, in welcher eine grosse Anzahl von Reaktorröhren, d.h. von Reaktoren innerhalb eines Ofens kompakt angeordnet ist. Der Ofen hat einen Brennraum, innerhalb welchem die Verbrennung des dem Ofen zugeführten Brennstoffes erfolgt. Ein Ende jeder Röhre ist innerhalb des Brennraums angeordnet, während der übrige Teil jeder Röhre von einer zylindrischen Wand umgeben ist, die um jede Röhre einen ringförmigen Kanal begrenzt. Der Ofen und die Reaktorröhren sind so aufgebaut und angeordnet, dass die heissten Gase innerhalb des Brennraums diesen über die ringförmigen Kanäle um jede Röhre verlassen. In a simultaneously filed patent application by the applicant (designation: “catalytic reactor system”), a catalytic reactor system is proposed in which a large number of reactor tubes, i.e. of reactors is arranged compactly within a furnace. The furnace has a combustion chamber within which the fuel supplied to the furnace is burned. One end of each tube is located within the combustion chamber, while the remainder of each tube is surrounded by a cylindrical wall that defines an annular channel around each tube. The furnace and the reactor tubes are constructed and arranged in such a way that the hottest gases inside the combustion chamber leave it via the annular channels around each tube.

Das Ziel des oben genannten Vorschlages und der Erfindung sind ein hoher thermischer Reaktorwirkungsgrad und eine lange Lebensdauer. Zur Erreichung dieses Ziels müssen mehrere Faktoren beachtet werden. Die einheitliche Ausnutzung der Wärmeenergie innerhalb des Ofens durch die Reaktoren ist ein wichtiger Faktor. Ein weiterer Faktor ist die Umfangsgleichmässigkeit der Temperatur um jeden Reaktor an jedem besonderen axialen Ort. Wenn eine grosse Anzahl von in engem Abstand angeordneten Reaktoren innerhalb eines Ofens vorhanden ist, bringt das Erhitzen der Reaktoren innerhalb des Brennraums besondere Probleme mit sich. Beispielsweise erzeugt das tatsächliche Verbrennen des Brennstoffes innerhalb des Brennraums sehr hohe Temperaturen und infolgedessen erfolgt eine beträchtliche Wärmeabstrahlung von der Flamme und von den Wänden des Brennraums. Die Strahlungswärme beeinflusst nur diejenigen Teile der Reaktoren, die eine direkte Sichtlinie zu der Strahlungswärmequelle haben. Reaktoren an der Brennraumwand empfangen beträchtlich mehr Wärme als andere Reaktoren und ausserdem wird jeder von ihnen auf einer Reaktorseite auf eine viel höhere Temperatur erhitzt als auf der anderen. Ein Aspekt der Erfindung ist es, dieses Überhitzen und diese ungleichmässige Erhitzung der Reaktoren an der Brennraumwand zu minimieren. Selbst wenn eine übermässige Strahlungserhitzung der Reaktoren an der Wand verhindert werden könnte, besteht weiter allgemein die Tendenz, dass Reaktoren, die weiter von der Brennraumwand entfernt und durch andere Reaktoren umgeben sind, weniger Wärme empfangen. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist es, eine gleichmässigere Erhitzung sämtlicher Reaktoren ungeachtet ihrer Position innerhalb des Ofens zu erzielen. The aim of the above proposal and the invention is a high thermal reactor efficiency and a long service life. There are several factors to consider to achieve this goal. The uniform utilization of the thermal energy within the furnace by the reactors is an important factor. Another factor is the uniformity of temperature around each reactor at each particular axial location. When there are a large number of closely spaced reactors within a furnace, heating the reactors within the combustion chamber poses particular problems. For example, the actual combustion of the fuel within the combustion chamber creates very high temperatures and, as a result, there is considerable heat radiation from the flame and from the walls of the combustion chamber. The radiant heat only affects those parts of the reactors that have a direct line of sight to the radiant heat source. Reactors on the combustion chamber wall receive considerably more heat than other reactors, and each of them is heated to a much higher temperature on one side of the reactor than on the other. One aspect of the invention is to minimize this overheating and uneven heating of the reactors on the combustion chamber wall. Even if excessive radiation heating of the reactors on the wall could be prevented, there is still a general tendency for reactors that are further away from the combustion chamber wall and surrounded by other reactors to receive less heat. Another aspect of the invention is to achieve a more uniform heating of all reactors regardless of their position within the furnace.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer kompakten katalytischen Reaktoranlage, die gleichzeitig eine grössere Lebenserwartung hat und äusserst wirksam arbeitet. The object of the invention is to create a compact catalytic reactor system which at the same time has a longer life expectancy and works extremely effectively.

Die erfindungsgemässe Reaktoranlage mit einem Ofen, der Wärme für eine endotherme Reaktion liefert, ist gekennzeichnet durch einen Teil mit erhöhter Heizleistung und einer Wandanordnung, die einen Brennraum begrenzt, und ausserdem mit einer zugeordenten Auslasseinrichtung und mit dem Brennraum zugeordneten Mitteln versehen ist, die Brennstoff und ein Oxydationsmittel in den Brennraum einleiten; durch mehrere mindestens annähernd in dichtester Packung angeordnete röhrenförmige Reaktoren, die innerhalb des Ofens angeordnet sind und jeweils einen innerhalb des Brennraums angeordneten ersten Teil sowie einen zweiten Teil aufweisen, der eine Verlängerung des ersten Teils und innerhalb des Ofenteils mit erhöhter Heizleistung angeordnet ist, wobei dieser Ofenteil eine Einlass Vorrichtung, die mit dem Brennraum in G as Verbindung steht und eine Auslassvorrichtung, die mit der Auslasseinrichtung in Gasverbindung steht, aufweist; und durch eine innerhalb des Brenniaums angeordnete Abschirmkörperanordnung zur Verringerung von Temperaturdifferenzen der Reaktoren untereinander, die Abschirmeinrichtungen enthält, welche zwischen der Brennraumwandanordnung und den dieser Wandanordnung benachbarten Reaktoren angeordnet sind, um die Strahlungserwärmung der ersten Teile der Reaktoren, die der Wandanordnung benachbart sind, zu verringern. The reactor system according to the invention with a furnace which supplies heat for an endothermic reaction is characterized by a part with increased heating power and a wall arrangement which delimits a combustion chamber, and moreover is provided with an associated outlet device and with means associated with the combustion chamber, the fuel and introduce an oxidant into the combustion chamber; by several tubular reactors arranged at least approximately in the densest packing, which are arranged inside the furnace and each have a first part arranged inside the combustion chamber and a second part which is arranged to extend the first part and within the furnace part with increased heating power, the latter Furnace part an inlet device which is in communication with the combustion chamber and has an outlet device which is in gas connection with the outlet device; and a shielding body arrangement arranged within the combustion chamber for reducing the temperature differences between the reactors, which includes shielding devices which are arranged between the combustion chamber wall arrangement and the reactors adjacent to this wall arrangement, in order to reduce the radiant heating of the first parts of the reactors which are adjacent to the wall arrangement .

In einer Ausführungsform können die Abschirmeinrichtungen Hülsen sein, die mit Abstand um die ersten Teile der Reaktoren und von der Wandanordnung angeordnet sind und um jeden ersten Teil einen Ring begrenzen, wobei jeder Ring eine Gaseinlassvorrichtung, die dem heissen Gas innerhalb des Brennraums gestattet, in die Ringe zu strömen, und eine Gasauslassvorrichtung aufweist, die mit dem Ofenteil mit erhöhter Heizleistung in Gasverbindung steht. In one embodiment, the shielding means may be sleeves spaced around the first parts of the reactors and from the wall assembly and delimiting a ring around each first part, each ring having a gas inlet device that allows the hot gas inside the combustion chamber into the To flow rings, and has a gas outlet device which is in gas connection with the furnace part with increased heating power.

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen: Several embodiments of the invention are described below with reference to the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1 eine Teilvertikalschnittansicht einer katalytischen Reaktoranlage nach der Erfindung, 1 is a partial vertical sectional view of a catalytic reactor plant according to the invention,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Anlage von Fig. 1 im wesentlichen auf der Linie 2-2 von Fig. 1, 2 shows a cross section through the system of FIG. 1 essentially on the line 2-2 of FIG. 1,

Fig. 3 eine Teilvertikalschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der katalytischen Reaktoranlage nach der Erfindung, 3 is a partial vertical sectional view of a further embodiment of the catalytic reactor plant according to the invention,

Fig. 4 einen Teilquerschnitt durch die Anlage von Fig. 3 im wesentlichen auf der Linie 4-4 von Fig. 3, 4 is a partial cross section through the system of FIG. 3 essentially on the line 4-4 of FIG. 3,

Fig. 5 eine Teilvertikalschnittansicht einer weiteren Ausführungsform der katalytischen Reaktoranlage nach der Erfindung, 5 is a partial vertical sectional view of another embodiment of the catalytic reactor plant according to the invention,

Fig. 6 eine Ansicht auf einen Teil einer weiteren Ausführungsform einer katalytischen Reaktoranlage nach der Erfindung gemäss der Linie 6-6 in Fig. 7, und 6 is a view of part of a further embodiment of a catalytic reactor system according to the invention along the line 6-6 in FIG. 7, and

Fig. 7 einen Schnitt nach Linie 7-7 der Fig. 6. 7 is a section along line 7-7 of FIG .. 6

Als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die katalytische Reaktoranlage 10 von Fig. 1 und 2 betrachtet. In dieser s The catalytic reactor system 10 of FIGS. 1 and 2 is considered as an exemplary embodiment of the invention. In this s

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20 20th

25 25th

30 30th

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40 40

45 45

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4 4th

Ausführungsform dient die Anlage zum Dampf-Reformieren eines reformierbaren Kohlenwasserstoffbrennstoffes in Gegenwart eines geeigneten Katalysators, um Wasserstoff zu erzeugen. Die Anlage 10 enthält einen Ofen 12 mit Brennerdüsen 14, mit einem Brennstoffverteiler 16 und mit einem Luftverteiler 18. Innerhalb des Ofens 12 sind mehrere dicht gepackte röhrenförmige Reaktoren 20 angeordnet. In one embodiment, the plant is for steam reforming a reformable hydrocarbon fuel in the presence of a suitable catalyst to produce hydrogen. The system 10 contains a furnace 12 with burner nozzles 14, with a fuel distributor 16 and with an air distributor 18. A number of tightly packed tubular reactors 20 are arranged within the furnace 12.

Jeder Reaktor 20 hat eine äussere zylindrische Wand 22 und eine innere zylindrische Wand oder ein Mittelrohr 24, die zwischen sich eine ringförmige Reaktionskammer 26 begrenzen. Die Reaktionskammer 26 ist mit Dampfreformierkataly-satorpellets 28 gefüllt, die auf einem Gitter 30 ruhen, das an dem Einlass 32 der Reaktionskammer angeordnet ist. Jeder geeignete Dampfreformierkatalysator, wie beispielsweise Nickel, kann benutzt werden, um die Reaktionskammer von ihrem Einlass 32 bis zu ihrem Auslass 36 zu füllen. Der Zylinder, der durch die Aussenwand 22 begrenzt ist, ist an seinem oberen Ende 38 durch eine Endkappe 40 verschlossen. Das Mittelrohr 24 hat ein oberes Einlassende 42 und ein unteres Auslassende 44. Das Einlassende 42 endigt unterhalb der Endkappe 40, so dass das Mittelrohr 24 in Gasverbindung mit dem Auslass 36 der Reaktionskammer 26 ist. Each reactor 20 has an outer cylindrical wall 22 and an inner cylindrical wall or center tube 24 which define an annular reaction chamber 26 therebetween. The reaction chamber 26 is filled with steam reforming catalyst pellets 28 which rest on a grid 30 which is arranged at the inlet 32 of the reaction chamber. Any suitable steam reforming catalyst, such as nickel, can be used to fill the reaction chamber from its inlet 32 to its outlet 36. The cylinder, which is delimited by the outer wall 22, is closed at its upper end 38 by an end cap 40. The center tube 24 has an upper inlet end 42 and a lower outlet end 44. The inlet end 42 terminates below the end cap 40 so that the center tube 24 is in gas communication with the outlet 36 of the reaction chamber 26.

Innerhalb des Mittelrohres 24 ist ein zylindrischer Stopfen 46 angeordnet, dessen Aussendurchmesser etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des Mittelrohres, so dass sie zwischen sich eine ringförmige Regenerationskammer 48 begrenzen, die einen Einlass 49 hat. Der Stopfen 46 kann zwar eine massive Stange sein, bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist es jedoch ein Rohr, das durch eine Endkappe 50 an seinem einen Ende verschlossen ist, so dass die Reaktionskammer 26 verlassende Reaktionsprodukte um den Stopfen 46 herum durch die Regenerationskammer 48 strömen müssen. Der Abstand zwischen dem Stopfen 46 und dem Mittelrohr 24 wird durch Ausbauchungen 52 in der Stopfenwand aufrechterhalten. A cylindrical plug 46 is arranged within the central tube 24, the outer diameter of which is slightly smaller than the inner diameter of the central tube, so that between them they define an annular regeneration chamber 48 which has an inlet 49. The plug 46 can be a solid rod, but in the exemplary embodiment described here it is a tube which is closed by an end cap 50 at one end, so that reaction products leaving the reaction chamber 26 flow around the plug 46 through the regeneration chamber 48 have to. The distance between the plug 46 and the central tube 24 is maintained by bulges 52 in the plug wall.

In den Reaktoren in diesem Ausführungsbeispiel hat die Reaktionskammer 48 die Aufgabe, Wärme von den den Auslass 36 verlassenden Reaktionsprodukten zurück in das Katalysatorbett der Reaktionskammer 26 zu leiten. Deshalb wird bei dieser Ausführungsform der Auslass 54 der Reaktionskammer 48 als neben dem Einlass 32 des Katalysatorbettes statt als an dem Auslassende 44 des Mittelrohres angeordnet angesehen, und zwar trotz der Tatsache, dass der tatsächliche Ring, den der Stopfen 46 und das Mittelrohr 24 zwischen sich begrenzen, sich bis zu dem Auslassende 44 erstreckt. Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung sorgt für eine gewisse Vorwärmung des Prozessbrennstoffes, bevor dieser in das Katalysatorbett eintritt. In the reactors in this embodiment, the reaction chamber 48 has the task of returning heat from the reaction products leaving the outlet 36 back into the catalyst bed of the reaction chamber 26. Therefore, in this embodiment, the outlet 54 of the reaction chamber 48 is considered to be located adjacent the inlet 32 of the catalyst bed rather than at the outlet end 44 of the center tube, despite the fact that the actual ring that the plug 46 and center tube 24 are between them limit, extends to the outlet end 44. The arrangement shown in Fig. 1 provides a certain preheating of the process fuel before it enters the catalyst bed.

Die Regenerationskammer 48 ist von den heissen Ofengasen im wesentlichen isoliert. Zur Erzielung eines maximalen Reaktorgesamtwirkungsgrades ist es wichtig, die Wärmeenergie des Ofengases daran zu hindern, die Reaktionsprodukte innerhalb der Regenerationskammer 48 zu erhitzen. Es ist ausserdem wichtig, das Verbrennen von zusätzlichem Brennstoff oder Wasserstoff innerhalb der Regenerationskammer 48 zu verhindern. Nur Eigenwärme, die bereits in den Reaktionsprodukten am Auslass 36 vorhanden ist, wird auf die Reaktionskammer übertragen. The regeneration chamber 48 is essentially isolated from the hot furnace gases. In order to achieve maximum overall reactor efficiency, it is important to prevent the thermal energy of the furnace gas from heating the reaction products within the regeneration chamber 48. It is also important to prevent the burning of additional fuel or hydrogen within the regeneration chamber 48. Only internal heat that is already present in the reaction products at outlet 36 is transferred to the reaction chamber.

Jeder Reaktor 20 kann als ein Reaktor aufgefasst werden, der einen oberen Teil 56 und einen unteren Teil 58 aufweist. Der obere Teil 56 ist in einem Raum angeordnet, der im folgenden als Brennraum 60 bezeichnet wird. Der Brennraum 60 ist dasjenige Volumen des Ofens 12, innerhalb welchem die tatsächliche Verbrennung des Brennstoffes und der Luft, die in den Ofen eingeleitet worden sind, stattfindet. Dieser Raum 60 ist durch sehr hohe Temperaturen, beträchtliche Strahlungsheizung sowie Konvektionsbeheizung der Reaktoren 20 und durch axiales (d.h. in der Richtung der Achse der Reaktoren Each reactor 20 can be regarded as a reactor which has an upper part 56 and a lower part 58. The upper part 56 is arranged in a space which is referred to below as the combustion chamber 60. The combustion chamber 60 is the volume of the furnace 12 within which the actual combustion of the fuel and air that have been introduced into the furnace takes place. This space 60 is by very high temperatures, considerable radiant heating and convection heating of the reactors 20 and by axial (i.e. in the direction of the axis of the reactors

20) sowie radiales Vermischen der Gase darin gekennzeichnet. 20) and radial mixing of the gases marked therein.

Der untere Teil 58 jedes Reaktors ist innerhalb eines Teils des Ofens angeordnet, der im folgenden als Ofenteil mit erhöhter Heizleistung bezeichnet wird, und zwar in Anbetracht dessen, dass er so aufgebaut und ausgelegt ist, dass der Wär-meübertragungswirksamkeitsgrad, wie etwa zwischen den Ofengasen und den unteren Teilen der Reaktoren, erhöht wird. In dieser Ausführungsform ist der untere Teil 58 jedes Reaktors von einer zylindrischen Wand 62 oder einem zylindrischen Kanal 64 umgeben, der im Abstand von der Wand 22 angeordnet ist und mit dieser einen ringförmigen Brennergaskanal 64 begrenzt, der einen Einlass 66 und einen Auslass 67 hat. Der Auslass 67 befindet sich neben dem Einlass 32 der Reaktionskammer 26. Der Kanal 64 ist mit einem Wärmeübertragungspackmaterial gefüllt, das auf einem Gitter 68 ruht und in vorliegendem Beispiel aus Kugeln 70 aus Aluminiumoxid besteht. Der Zwischenraum 72 zwischen benachbarten Kanälen 64 ist mit einem nichtwärmeleitenden Material, wie beispielsweise einer Keramikfaserisolierung, gefüllt, das auf einer Platte 74 ruht, die sich über den Ofen erstreckt und in der Löcher gebildet sind, durch welche die Reaktoren 20 hindurchgehen. Die Platte 74 und das Material innerhalb des Zwischenraums 72 hindern die Ofengase daran, um die Aus-senseite der zylindrischen Wände oder Kanäle 62 zu strömen. Weitere Einzelheiten hinsichtlich der Verbesserung der Wärmeübertragung über die unteren Teile der Reaktoren 20 finden sich in der eingangs erwähnte, gleichzeitig eingereichten Anmeldung. The lower portion 58 of each reactor is disposed within a portion of the furnace, hereinafter referred to as the increased heating output furnace portion, in view of the fact that it is constructed and designed to provide heat transfer efficiency, such as between the furnace gases and the lower parts of the reactors. In this embodiment, the lower part 58 of each reactor is surrounded by a cylindrical wall 62 or a cylindrical channel 64 which is arranged at a distance from the wall 22 and with this delimits an annular burner gas channel 64 which has an inlet 66 and an outlet 67. The outlet 67 is located next to the inlet 32 of the reaction chamber 26. The channel 64 is filled with a heat transfer packaging material which rests on a grid 68 and, in the present example, consists of balls 70 made of aluminum oxide. The space 72 between adjacent channels 64 is filled with a non-heat conductive material, such as ceramic fiber insulation, which rests on a plate 74 which extends across the furnace and in which holes are formed through which the reactors 20 pass. The plate 74 and the material within the space 72 prevent the furnace gases from flowing around the outside of the cylindrical walls or channels 62. Further details regarding the improvement of the heat transfer via the lower parts of the reactors 20 can be found in the aforementioned application, which was filed at the same time.

Zusätzlich zu der Platte 74 erstrecken sich Platten 76, 78 und 80 ebenfalls über den Ofen und begrenzen zwischen sich Verteiler. Die Platte 80 ruht auf der Bodenwand 82 des Ofens. Die Platten 78 und 80 begrenzen zwischen sich Verteiler. Die Platte 80 ruht auf der Bodenwand 82 des Ofens. Die Platten 78 und 80 begrenzen zwischen sich einen Reaktionsproduktverteiler 84. Die Platten 76 und 78 begrenzen zwischen sich einen Prozessbrennstoffeinlassverteiler 86. Die Platten 74 und 76 begrenzen zwischen sich einen Ofengasauslassverteiler 88. Die Stopfen 46 und die Mittelrohre 24 stossen an die Bodenplatte 80 an. Die Aussenwände 22 der Reaktoren stossen an die Platte 78 an. Die zylindrischen Wände oder Kanäle 62 stossen an die Platte 74 an. In addition to plate 74, plates 76, 78 and 80 also extend over the furnace and define manifolds between them. The plate 80 rests on the bottom wall 82 of the furnace. The plates 78 and 80 delimit manifolds between them. The plate 80 rests on the bottom wall 82 of the furnace. The plates 78 and 80 delimit a reaction product distributor 84 between them. The plates 76 and 78 delimit a process fuel inlet distributor 86 between them. The plates 74 and 76 delimit an oven gas outlet distributor 88 between them. The plugs 46 and the center pipes 24 abut the base plate 80. The outer walls 22 of the reactors abut plate 78. The cylindrical walls or channels 62 abut the plate 74.

Abschirmbleche in Form von Hülsen 90 umgeben die oberen Teile 56 jedes Reaktors. Diese Hülsen sind aus rostfreiem Stahl hergestellt. Die Hülsen 90 um die Reaktoren neben der Brennraumwand 89, die im folgenden als äussere Hülsen bezeichnet werden, bestehen aus rostfreiem Stahl und schirmen diese Reaktoren vor der Hitze ab, die durch die Brennraumwände abgestrahlt wird. Die Hülsen um die übrigen Reaktoren werden im folgenden als innere Hülsen bezeichnet. Diese inneren Hülsen strahlen Wärme an umgebende Hülsen ab und sind bestrebt, Temperaturfehlverteilungen innerhalb des Brennraums auszugleichen und dadurch Umfangstempera-turdifferenzen um einzelne Reaktoren herum zu verringern. Es sei jedoch beachtet, dass es im Rahmen der Erfindung liegt, Hülsen oder Abschirmungen nur für diejenigen Reaktoren vorzusehen, die sich an der Brennraumwand befinden, oder nur für diejenigen Teile von Reaktoren, die direkte Strahlungswärme von den Wänden empfangen, da eine beträchtliche und lohnende Verbesserung auch allein dadurch erzielt werden kann. Shielding sheets in the form of sleeves 90 surround the upper parts 56 of each reactor. These sleeves are made of stainless steel. The sleeves 90 around the reactors next to the combustion chamber wall 89, hereinafter referred to as outer sleeves, are made of stainless steel and shield these reactors from the heat radiated through the combustion chamber walls. The sleeves around the other reactors are referred to below as inner sleeves. These inner sleeves radiate heat to the surrounding sleeves and endeavor to compensate for incorrect temperature distributions within the combustion chamber and thereby reduce circumferential temperature differences around individual reactors. However, it should be noted that it is within the scope of the invention to provide sleeves or shields only for those reactors located on the combustion chamber wall, or only for those parts of reactors that receive direct radiant heat from the walls, since this is a considerable and rewarding one Improvement can also be achieved by this alone.

Ausserdem brauchen nicht alle Hülsen 90 dieselbe Länge zu haben. Die Anordnung und die Form der Hülsen oder Abschirmbleche werden auf die besondere regelmässige Anordnung von Reaktoren massgeschneidert, mit dem Endziel, die gleiche oder eine sehr gleichartige Umgebung um jeden Reaktor an jeder besonderen axialen Stelle und umfangsmässig um jeden Reaktor herum zu haben. (Die axialen Temperaturen werden verschieden sein, da die Ofengase s In addition, not all sleeves 90 need to have the same length. The arrangement and shape of the sleeves or shielding plates are tailored to the particular regular arrangement of reactors, with the ultimate goal of having the same or a very similar environment around each reactor at each particular axial location and circumferentially around each reactor. (The axial temperatures will be different because the furnace gases see

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im allgemeinen kühler werden, wenn sie bei ihrer Wegbewegung von den Brennerdüsen 14 Wärme an die Reaktoren abgeben.) Der maximale thermische Reaktorwirkungsgrad und die grösste Lebensdauer können nicht erzielt werden, wenn ein Reaktor heisser ist als ein anderer oder wenn eine Seite eines Reaktors heisser ist als die andere Seite. generally become cooler as they give off heat to the reactors as they move away from the burner nozzles 14. The maximum thermal reactor efficiency and the longest life cannot be achieved when one reactor is hotter than another or when one side of a reactor is hotter than the other side.

Die Kanäle 64 erstrecken sich bei dieser Ausführungsform in der gleichen Richtung wie die Ringe 92, die zwischen den Hülsen 90 und den Reaktoren 20 gebildet sind. Die Konvek-tionswärmeübertragung auf die oberen Teile 56 der Reaktoren wird durch die Verwendung der Hülsen 90 verbessert und ist von besonderem Vorteil, wenn man sich weiter von den Brennerdüsen wegbewegt, wo die Gastemperaturen etwas niedriger sind und ein besserer Wärmeübertragungswirksamkeitsgrad erwünscht ist. Strahlungserwärmung macht zwar noch einen beträchtlichen Teil der Wärmeübertraung in den Brennraum aus, sie ist jedoch nun gleichmässiger auf die Reaktoren verteilt. The channels 64 in this embodiment extend in the same direction as the rings 92 formed between the sleeves 90 and the reactors 20. The convection heat transfer to the upper parts 56 of the reactors is improved by the use of the sleeves 90 and is of particular advantage when moving further away from the burner nozzles where the gas temperatures are somewhat lower and a better heat transfer efficiency is desired. Radiant heating still accounts for a considerable part of the heat transfer to the combustion chamber, but it is now more evenly distributed across the reactors.

Im Betrieb tritt ein Gemisch aus Dampf und reformierbarem Kohlenwasserstoffbrennstoff aus dem Verteiler 86 in den Einlass 32 der Reaktionskammer 26 über Löcher 91 in der Wand 22 ein. Der Verteiler 86 wird über eine Leitung 93 versorgt. Sofort beginnt die Erhitzung des Gemisches durch die im Gegenstrom zu ihm durch den Kanal 64 strömenden Ofengase, und in Gegenwart der Katalysatorteilchen 28 beginnt das Gemisch zu reagieren. Wenn sich der Brennstoff, Dampf und Reaktionsprodukte innerhalb der Reaktionskammer 26 aufwärts bewegen, reagieren sie weiterhin und nehmen zusätzliche Wärme auf. An dem Auslass 36 erreicht die Temperatur der Reaktionsprodukte ein Maximum. Die heissen Reaktionsprodukte treten in den Einlass 49 der Regenerationskammer 48 ein. Wenn die Reaktionsprodukte sich über die Länge der ringförmigen Regenerationskammer hinwegbewegen, wird Wärme von ihnen in die Reaktionskammer 26 zurückgeleitet. Sie treten daraufhin in den Reaktionsproduktverteiler 84 durch Löcher 94 in dem Mittelrohr 24 ein und werden über eine Leitung 96 zur weiteren Verarbeitung, zur Lagerung oder zum Verbrauch von dem Reaktor weggeführt. In operation, a mixture of steam and reformable hydrocarbon fuel from manifold 86 enters inlet 32 of reaction chamber 26 through holes 91 in wall 22. The distributor 86 is supplied via a line 93. Immediately the mixture begins to be heated by the furnace gases flowing in countercurrent to it through the channel 64, and in the presence of the catalyst particles 28 the mixture begins to react. As the fuel, steam, and reaction products move upward within the reaction chamber 26, they continue to react and absorb additional heat. The temperature of the reaction products reaches a maximum at the outlet 36. The hot reaction products enter the inlet 49 of the regeneration chamber 48. As the reaction products travel the length of the annular regeneration chamber, heat is returned from them to the reaction chamber 26. They then enter the reaction product distributor 84 through holes 94 in the central tube 24 and are led away from the reactor via a line 96 for further processing, storage or consumption.

Brennstoff für den Ofen tritt in den Verteiler 16 über eine Leitung 98 ein und gelangt daraufhin über die Düsen 14 in den Brennraum 60. Luft tritt in den Verteiler 18 über eine Leitung 100 ein und gelangt über ringförmige Durchlässe 102, die jede Düse 14 umgeben, in den Brennraum 60. Das Verbrennen des Brennstoffes und der Luft erfolgt innerhalb des Brennraums 60. Die äusseren Hülsen 90, die die Reaktoren an der Brennraumwand umgeben, schützen die Reaktoren vor zu viel Strahlungswärme von der Wand. Die anderen Hülsen unterstützen die gleichmässige Verteilung der Wärme auf die Reaktoren und um diese herum. Die heissen Gase treten in die Einlasse 104 der Ringe 92 ein, gehen durch die Kanäle 64 hindurch und verlassen den Ofen über die Leitung 103, wobei sie Wärme an die Reaktoren abgeben, wenn sie über deren Oberfläche hinweggehen. Fuel for the furnace enters manifold 16 via line 98 and then enters combustor 60 through nozzles 14. Air enters manifold 18 via line 100 and passes through annular passages 102 surrounding each nozzle 14. into the combustion chamber 60. The combustion of the fuel and the air takes place within the combustion chamber 60. The outer sleeves 90, which surround the reactors on the combustion chamber wall, protect the reactors from too much radiant heat from the wall. The other sleeves support the even distribution of heat to and around the reactors. The hot gases enter the inlets 104 of the rings 92, pass through the channels 64 and exit the furnace via line 103, giving off heat to the reactors as they pass over their surface.

Die Erfindung gestattet, viele Reaktoren in einer dicht gepackten Anordnung innerhalb eines Ofens anzuordnen, indem eine relativ gleichmässige Wärmeverteilung auf alle Reaktoren (einschl. derjenigen in der Mitte einer grossen regelmässigen Anordnung) sichergestellt wird und eine übermässige und ungleichmässige Erhitzung von Reaktoren an der Ofenwand verhindert wird. The invention allows many reactors to be arranged in a tightly packed arrangement within a furnace by ensuring a relatively even heat distribution across all reactors (including that in the middle of a large regular arrangement) and preventing excessive and uneven heating of reactors on the furnace wall becomes.

Es ist klar, dass die Verteileranordnung und die Brennerkonstruktion, die in den Zeichnungen dargestellt sind, lediglich als Beispiele dienen und für die Erfindung unkritisch sind. Ausserdem beschränkt sich die Erfindung nicht auf das Dampf-Reformieren von Kohlenwasserstoffbrennstoffen zur Erzeugung von Wasserstoff. Die Wärmeübertragungsprinzipien, auf denen die Erfindung basiert, könnten in gleicher It will be appreciated that the manifold assembly and burner construction shown in the drawings are exemplary only and are not critical to the invention. In addition, the invention is not limited to steam reforming hydrocarbon fuels to produce hydrogen. The heat transfer principles on which the invention is based could be the same

Weise bei anderen endothermen Reaktionen angewandt werden. Be used in other endothermic reactions.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Gleiche Bezugszahlen bezeichnen gleiche Elemente wie in den Fig. 1 und 2. In dieser Ausführungsform sind die äusseren Hülsen 90 durch Abschirmungen 200 ersetzt worden. Jede Abschirmung 200 sitzt auf der Oberseite des Reaktors und umgibt teilweise die oberen zwei Drittel der Länge desjenigen Teils des Reaktors 20, der innerhalb des Brennraums 60 angeordnet ist. Der umschlossene oder abgeschirmte Teil ist derjenige Teil, der der Brennraumwand zugewandt ist und der sonst der direkten Strahlungserwärmung von dieser Wand her und den höchsten Brennraumtemperaturen ausgesetzt sein würde. Diejenige Seite des Reaktors, die von der Brennraumwand abgewandt ist, ist unbedeckt. Das gestattet, eine gleich-mässigere Umfangstemperaturverteilung an dem Reaktor zu erzielen und ermöglicht einen Heissgasstrom zwischen der Abschirmung 200 und dem Reaktor. Eine Wärmeisolation 201 ist zwischen der Endkappe 40 und der Abschirmung 200 angeordnet. Die Gastemperaturen und damit die Strahlungserhitzung sind in dem unteren Drittel des Brennraums etwas geringer, da die Energie innerhalb des Brennraums bereits an die obersten Teile der Reaktoren abgegeben worden ist. Abschirmkörper oder Hülsen können deshalb in diesem Bereich weggelassen werden. Reaktoren, welche nicht der Wand des Brennraums benachbart sind, sind jeweils mit einer wärmeleitenden Hülse 202 versehen, die sich etwa über die unteren zwei Drittel desjenigen Teils des Reaktors erstreckt, der innerhalb des Brennraums angeordnet ist. Das gestattet, eine gleichmässigere Wärmeverteilung auf und um die Reaktoren durch Strahlung und durch Wärmeleitung zu erzielen. 3 and 4 show a further embodiment of the invention. The same reference numerals designate the same elements as in FIGS. 1 and 2. In this embodiment, the outer sleeves 90 have been replaced by shields 200. Each shield 200 sits on top of the reactor and partially surrounds the top two thirds of the length of that part of the reactor 20 that is disposed within the combustion chamber 60. The enclosed or shielded part is the part which faces the combustion chamber wall and which would otherwise be exposed to the direct radiant heating from this wall and the highest combustion chamber temperatures. The side of the reactor facing away from the combustion chamber wall is uncovered. This allows a more uniform peripheral temperature distribution to be achieved at the reactor and allows a hot gas flow between the shield 200 and the reactor. Thermal insulation 201 is disposed between the end cap 40 and the shield 200. The gas temperatures and thus the radiation heating are somewhat lower in the lower third of the combustion chamber, since the energy within the combustion chamber has already been released to the uppermost parts of the reactors. Shielding bodies or sleeves can therefore be omitted in this area. Reactors which are not adjacent to the wall of the combustion chamber are each provided with a heat-conducting sleeve 202 which extends approximately over the lower two thirds of that part of the reactor which is arranged inside the combustion chamber. This allows a more even distribution of heat on and around the reactors to be achieved by radiation and heat conduction.

Fig. 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist jeder Reaktor 20 von einer Hülse 204 umgeben, in welcher Ausschnitte oder Schlitze 206 gebildet sind. Die Ausschnitte gestatten den heissen Gasen innerhalb des Brennraums in den ringförmigen Kanal 208, der die Reaktoren umgibt, an verschiedenen Punkten auf der Länge der Reaktoren einzutreten. Die Grösse, die Gestalt und die Anordnung der Ausschnitte 206 und die Längen der Hülsen 204 können massgeschneidert werden, so dass gleichmässige Temperaturen der Reaktoren untereinander und um die Reaktoren herum erzielt werden können. Selbstverständlich können Ausschnitte auch bei allen anderen oben beschriebenen Ausführungsformen benutzt werden, wenn das zur Verbesserung der Temperaturgleichmässigkeit für erforderlich oder wünschenswert erachtet wird. Für jede besondere regelmässige Anordnung von Reaktorröhren wird wahrscheinlich ein Experimentieren mit verschiedenen Mustern erforderlich sein, um die besten Ergebnisse zu erzielen. 5 shows a further embodiment of the invention. In this embodiment, each reactor 20 is surrounded by a sleeve 204 in which cutouts or slots 206 are formed. The cutouts allow the hot gases within the combustion chamber to enter the annular channel 208 that surrounds the reactors at various points along the length of the reactors. The size, shape and arrangement of the cutouts 206 and the lengths of the sleeves 204 can be tailored so that uniform temperatures of the reactors with one another and around the reactors can be achieved. Of course, cutouts can also be used in all the other embodiments described above, if this is considered necessary or desirable to improve the temperature uniformity. Any particular regular arrangement of reactor tubes will likely require experimentation with different patterns to achieve the best results.

Die Ausführungsform in den Fig. 6 und 7 zeigt eine weitere Abschirmkörperfiguration, die hier als Rasterkonstruktion bezeichnet wird. In dieser Ausführungsform sind rechteckige Hülsen 218 um jeden Reaktor 20 herum angeordnet, wobei kreuzweise ineinander greifende Platten 220 benutzt werden. The embodiment in FIGS. 6 and 7 shows a further shielding body configuration, which is referred to here as a grid construction. In this embodiment, rectangular sleeves 218 are placed around each reactor 20 using cross-engaging plates 220.

Beispiel example

In einer Dampfreformierreaktoranlage mit 19 Reaktorröhren ähnlich der in den Fig. 3 und 4 gezeigten und in einer regelmässigen Anordnung, wie sie in Fig. 2 gezeigt ist, war jeder Reaktor etwa 1524 mm lang, gemessen ab dem Einlass 32, und hatte einen Aussenwanddurchmesser von 229 mm. Die Hälfte der Länge (762 mm) des Reaktors erstreckte sich in den Brennraum 60. Die Hülsen 202 waren 508 mm lang. Etwa 76 mm trennten die Aussenwände 22 von benachbarten Reaktoren. Die Reaktoren an der Ofenwand hatten von dieser einen Abstand von 102 mm bis 127 mm. Der Spalt zwischen der Hülse 202 und der Aussenwand 22 betrug 6,4 mm, zwischen der Aussenwand 22 und der Innenwand 24 25,4 mm, In a 19-tube steam reforming reactor plant similar to that shown in Figs. 3 and 4 and in a regular arrangement as shown in Fig. 2, each reactor was approximately 1524 mm long as measured from inlet 32 and had an outer wall diameter of 229 mm. Half the length (762 mm) of the reactor extended into the combustion chamber 60. The sleeves 202 were 508 mm long. The outer walls 22 were separated from neighboring reactors by about 76 mm. The reactors on the furnace wall were at a distance of 102 mm to 127 mm. The gap between the sleeve 202 and the outer wall 22 was 6.4 mm, between the outer wall 22 and the inner wall 24 25.4 mm,

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

625 827 625 827

6 6

zwischen der Innenwand 24 und dem Stopfen 46 6,4 mm und zwischen dem Kanal 62 und der Aussenwand 22 31,8 mm. Die Abschirmungen 200 waren 457 mm lang und umschlossen ihre zugeordneten Reaktoren in einem Bereich von 180°. Die Hülsen 202 und die Abschirmungen 200 waren aus rostfreiem Stahl hergestellt. Der Brennergaskanal war mit 12,7-mm-Raschigringen aus Aluminiumoxid gefüllt. Der Katalysator lag in Form von zylindrischen Pellets vor. 6.4 mm between the inner wall 24 and the plug 46 and 31.8 mm between the channel 62 and the outer wall 22. The shields 200 were 457 mm long and enclosed their assigned reactors in a range of 180 °. The sleeves 202 and the shields 200 were made of stainless steel. The burner gas channel was filled with 12.7 mm Raschig rings made of aluminum oxide. The catalyst was in the form of cylindrical pellets.

Der Prozessbrennstoff war Naphta, das in das Katalysatorbett als ein Dampf eintrat, der mit etwa 4,5 Gewichtsteilen Wasserdampf vermischt war. Der Prozessbrennstoffdurchsatz betrug etwa 11,3 kg/h pro Reaktor bei einem Gesamtbrennstoffdurchsatz von etwa 215 kg/h. The process fuel was naphtha, which entered the catalyst bed as a vapor mixed with about 4.5 parts by weight of water vapor. The process fuel throughput was about 11.3 kg / h per reactor with a total fuel throughput of about 215 kg / h.

Eine Umwandlungsleistung von 95 % und ein thermischer Reaktorgesamtwirkungsgrad von 90% wurden erzielt. Die maximale Durchschnittstemperaturänderung von Reaktorröhre zu Reaktorröhre oder umfangsmässig um eine bestimmte Reaktorröhre herum an demselben axialen Ort wurde auf ungefähr 15,6°C gehalten. Das ist mit einer maximalen Durchschnittstemperaturänderung von etwa 121°C in einem Test vergleichbar, bei welchem eine regelmässige Anordnung aus sieben Reaktorröhren (eine Reaktorröhre, die von sechs Reaktorröhren umgeben ist) zu vergleichen, die keine Abschirmkörper, d.h. Abschirmungen oder Hülsen in dem Brennraumbereich hatte. A conversion rate of 95% and a total thermal reactor efficiency of 90% were achieved. The maximum average temperature change from reactor tube to reactor tube or circumferentially around a given reactor tube in the same axial location was kept at approximately 15.6 ° C. This is comparable to a maximum average temperature change of about 121 ° C in a test comparing a regular arrangement of seven reactor tubes (a reactor tube surrounded by six reactor tubes) that do not have shielding bodies, i.e. Shields or sleeves in the combustion chamber area.

Obgleich in den Figuren nicht dargestellt, sollten Mittel vorgesehen sein, die eine Fluidisierung des Katalysatorbettes infolge des aufwärts strömenden Prozessgases verhindern. Although not shown in the figures, means should be provided which prevent fluidization of the catalyst bed as a result of the upward flowing process gas.

Der in der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendete Begriff der dicht gepackten Reaktoren oder Reaktorröhren bedeutet eine nichtlineare regelmässige Anordnung von wenigstens drei in engem Abstand angeordneten Reaktoren, wobei die regelmässige Anordnung das Brennraumvolumen im wesentlichen ausfüllt und wobei die Reaktoren im wesent-s liehen gleichmässig verteilt und in im wesentlichen gleichmässi-gen Abständen innerhalb des Brennraumvolumens sowie in engem gegenseitigem Abstand angeordnet wird, eine regelmässige Anordnung aus drei dicht gepackten Reaktoren in Form eines gleichseitigen Dreickes mit einem Reaktor an jeder Ecke; eine regelmässige Anordnung aus vier dicht gepackten Reaktoren in Form eines Quadrats mit einem Reaktor an jeder Ecke; eine regelmässige Anordnung aus fünf Reaktoren, mit einem zentralen Reaktor, der durch eine quadratische Anordnung von vier Reaktoren umgeben ist. Neun Reaktoren könnten in einer quadratischen Anordnung aus drei parallelen Reihen von jeweils drei Reaktoren angeordnet werden. Eine hexagonale Anordnung von 19 Reaktoren ist in Fig. 2 gezeigt. In allen Fällen empfängt wenigstens ein Teil jedes Reaktors in der regelmässigen Anordnung eine wesentlich geringere Menge an direkter Strahlung von der Brennraumwand. Beispielsweise empfangen Reaktoren an der Wand wesentlich weniger Strahlung auf der von der Wand abgewandten Seite. Ausserdem empfangen Teile von Reaktoren eine wesentlich geringere Strahlungsmenge infolge der Blockierung der Strahlung durch andere Reaktoren in der regelmässigen Anordnung. The term densely packed reactors or reactor tubes used in the description and in the claims means a non-linear regular arrangement of at least three reactors arranged at a close distance, the regular arrangement essentially filling the combustion chamber volume and the reactors essentially being evenly distributed and is arranged at substantially uniform intervals within the combustion chamber volume and at a close mutual distance, a regular arrangement of three closely packed reactors in the form of an equilateral triangle with a reactor at each corner; a regular arrangement of four tightly packed reactors in the shape of a square with one reactor at each corner; a regular arrangement of five reactors, with a central reactor surrounded by a square arrangement of four reactors. Nine reactors could be arranged in a square arrangement of three parallel rows of three reactors each. A hexagonal arrangement of 19 reactors is shown in FIG. 2. In all cases, at least a part of each reactor in the regular arrangement receives a substantially smaller amount of direct radiation from the combustion chamber wall. For example, reactors on the wall receive significantly less radiation on the side facing away from the wall. In addition, parts of reactors receive a much smaller amount of radiation due to the blocking of the radiation by other reactors in the regular arrangement.

Unter dem in der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendeten Begriff «Brennraum» ist das Volumen des Ofens zu verstehen, innerhalb welchem die tatsächliche Verbrennung stattfindet. The term “combustion chamber” used in the description and in the claims is to be understood as the volume of the furnace within which the actual combustion takes place.

15 15

20 20th

25 25th

B B

3 Blatt Zeichnungeü 3 sheets of drawing

Claims

625 827

PATENT CLAIMS

1. Reactor system (10) with a furnace (12) which supplies heat for an endothermic reaction, characterized by a part with increased heating power and a wall arrangement (89) which delimits a combustion chamber (60), and also with an associated outlet device ( 103) and is provided with means assigned to the combustion chamber (60) which introduce fuel (16) and an oxidizing agent (18) into the combustion chamber (60); by a plurality of tubular reactors (20) arranged at least approximately in the densest packing, which are arranged inside the furnace (12) and each have a first part (56) arranged inside the combustion chamber (60) and a second part (58) which have an extension the first part (56) and is arranged inside the furnace part with increased heating power, this furnace part having an inlet device (104) which is in gas connection with the combustion chamber (60); and by a shielding body arrangement arranged within the combustion chamber (60) for reducing temperature differences between the reactors (20), which contains shielding devices (90) which are arranged between the combustion chamber wall arrangement (89) and the reactors (20) adjacent to this wall arrangement (89) to reduce radiant heating of the first portions (56) of the reactors (20) adjacent the wall assembly (89).

2. Plant according to claim 1, characterized in that the shielding means are sleeves (90) which are arranged at a distance around the first parts (56) of the reactors (20) and from the wall arrangement (89) and around each first part (56 ) delimit a ring (92), each ring (92)

a gas inlet device (104) which allows the hot gas inside the combustion chamber (60) to flow into the rings (92) and has a gas outlet device (67) which is in gas connection with the furnace part with increased heating power.

3. Installation according to claim 2, characterized in that the shielding body arrangement also contains sleeves (90) which surround the first parts (56) of reactors (20), which are not arranged directly in the region of the wall arrangement (89), at a distance of these (20) are arranged and delimit a ring (92) around each first part (56), the rings (92) each having an inlet device (104) which allows hot gases inside the combustion chamber (60) into the rings (92) and have an outlet device (66) which is in gas connection with the furnace part with increased heating power, the sleeves (90), the inlet device (104) of the rings (92) and the shielding devices being constructed and arranged in this way are that the first part (56) of each reactor is in substantially the same heating environment.

4. Plant according to claim 3, characterized in that the furnace part with increased heating power has a wall arrangement (62) which is spaced from the second part (58)

each reactor (20) is arranged around it and delimits an annular burner gas channel (64) therewith, each channel (64) which is delimited by this wall arrangement (62) extending parallel to the burner gas channel which is its associated reactor ( 20) surrounds.

5. Plant according to claim 2, characterized in that the shielding body arrangement contains sleeves (90) around the first parts (56) of all reactors (20) which are arranged at a distance from these (20) and around the first parts (56) around each limit rings (92), each of which has an inlet device (104) that allows hot gases within the combustion chamber (60) to flow into the channels (92) and an outlet device (66) that is in gas connection with the furnace part increased heating power, the sleeves (90) and the inlet devices (104) of the rings (92) being constructed and arranged such that the first part

(56) each reactor is located in essentially the same heating environment.

6. Plant according to claim 5, characterized in that the furnace part with increased heating power has a wall arrangement (62) which surrounds the second part (58) of each reactor (20), is arranged at a distance therefrom and an annular burner gas channel (64) bounded by this, which extends coaxially to and next to the reactors (60), each ring (92) forming the first part (56)

surrounds its associated reactor (20), extends parallel to the burner gas channel (64) surrounding the same reactor.

7. Plant according to claim 4, characterized in that the burner gas channels (62) are each filled with heat transfer packing material (70).

8. Plant according to claim 1, characterized in that the plant is a steam reforming plant and that the reactors (20) each contain a steam reforming catalyst (28).

9. Plant according to claim 1, characterized in that the reactors (20) within the furnace (12) are arranged vertically and that the first parts (56) are the upper parts of the reactors.

10. Plant according to claim 1 for catalytic steam reforming with a furnace that supplies heat for the steam reforming reaction, characterized in that the reactors are arranged vertically within the furnace and each have an inner (46, 24) and an outer (24, 22 ) Have a wall arrangement, each of which defines an annular reaction chamber (26, 48) which receives a steam reforming catalyst (28), the reaction chambers (26, 48) each having a first part and a second part and an inlet end (32, 49) and have an outlet end (36, 54), the first part having the outlet end (36) and being located within the combustion chamber (60), while the second part is located outside the combustion chamber, each reaction chamber (26, 48) also having one has associated device (52) which defines an annular regeneration chamber coaxially and adjacent to and at a distance inward from the reaction chamber, the regeneration chamber having an inlet ssende and has an outlet end and wherein the inlet end of the regeneration chamber receives all reaction products from the reaction chamber outlet end, wherein the regeneration chamber conducts the reaction products in counterflow to the current passing through the reaction chamber and is designed so that only natural heat that is already in the reaction products at the outlet end the reaction chamber is contained, transferred back into the reaction chamber; and characterized by a shielding body arrangement (90) which is arranged within the combustion chamber (60) and serves to reduce temperature differences between the reactors (20), with shielding devices (90) which are between the combustion chamber wall arrangement (89) and that of this wall arrangement ( 89) are arranged adjacent reactors (20) and reduce the radiation heating of the first parts of the reactors (20) on this wall arrangement, with sleeves which are arranged at a distance from and around the first parts of the other reactors and around the first part of define a ring for each of the other reactors, each ring having a gas inlet device that allows the hot gas within the combustion chamber to flow into the ring; and by a wall which surrounds the second part of each reactor at a distance and delimits with them annular torch gas channels which are arranged coaxially to and on each reactor, the rings surrounding the first parts of the reactors extending parallel to the burner gas channels of their associated reactors and the hot furnace gas in counter2

s

10th

IS

20th

25th

30th

35

40

45

50

55

60

65

3rd

625 827

flow to the current passing through the reaction chamber to give off heat thereon.

11. Plant according to claim 10, characterized in that the first parts (56) are the upper parts of the reactors (20).