CN101970939A - 无焰燃烧加热器 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种无焰燃烧加热器系统，其包括：无焰燃烧加热器；氧化剂入口管；燃料入口管；及用于对氧化剂或燃料进行预加热的预加热器，该预加热器包括有氧化催化剂。本发明描述了一种用于起动无焰燃烧加热器的方法，其包括将燃料-氧化剂混合物传输至包括有氧化催化剂的预加热器中，以对被输送至该加热器的燃料或氧化剂流进行预加热。本发明还描述一种用于控制该无焰燃烧加热器系统的温度的方法，其包括控制通过该预加热器的燃料及/或氧化剂的量。

Description

无焰燃烧加热器
技术领域
本发明涉及一种无焰燃烧加热器，一种用于起动无焰燃烧加热器的方法及一种用于控制无焰燃烧加热器系统的温度的方法。
背景技术
在U.S.7,025,940中描述了无焰燃烧加热器。该专利描述了一种利用无焰燃烧的处理工艺加热器，其通过将燃料及燃烧空气预加热至高于该混合物的自燃温度的温度来实现。燃料通过燃料气体导管中的多个孔随时间而以相对小的增量引入，所述多个孔在燃料气体导管与氧化反应室之间提供连通。如在该专利中所述，处理工艺室与氧化反应室成热交换关系。
U.S.5,862,858描述了在无焰燃烧器的燃烧室内使用一催化表面(例如，一贵金属)以降低该混合物的自燃温度。已发现此催化表面(例如)在促进甲烷在空气中于低至500°F(260℃)的温度下的氧化方面极其有益。
如在上述专利中所述，无焰燃烧加热提供数个胜于常用明火加热器的益处。然而，无焰燃烧加热器可遭遇与在起动期间以及在操作期间维持该加热器高于燃料/氧化剂混合物的自燃温度有关的问题。不能维持该加热器中的温度高于自燃温度则会导致无焰燃烧不稳定。
如在U.S.5,862,858中所述，在无焰燃烧器中使用催化剂可降低自燃温度，这样将易于维持该加热器高于所述自燃温度。
发明内容
此发明提供一种无焰燃烧加热器系统，其包括：无焰燃烧加热器；氧化剂入口管；燃料入口管；及用于对氧化剂或燃料进行预加热的预加热器，该预加热器包括有氧化催化剂。
此发明的一个实施例提供一种无焰燃烧加热器系统，其中，所述预加热器与氧化剂入口管流体连通，且燃料是在该预加热器上游处引入至该氧化剂入口管中以使燃料-氧化剂混合物通过该预加热器。
本发明的另一实施例提供一种无焰燃烧加热器系统，其中，所述预加热器与燃料入口管流体连通，且氧化剂在预加热器的上游引入至燃料入口管中以使燃料-氧化剂混合物通过该预加热器。
本发明还提供一种用于控制无焰燃烧加热器系统的温度的方法及一种用于起动无焰燃烧加热器系统的方法。
附图说明
图1描绘了具有预加热器的无焰燃烧加热器系统。
具体实施方式
本发明提供用于将由燃料的无焰燃烧所释放的热能直接转移至处理工艺流体的无焰燃烧加热器系统。该加热器系统具有许多可能的用途及应用，包括加热地下形成物及加热处理工艺流。该无焰燃烧加热器系统尤其用于与实施吸热反应(例如，烷基芳香烃化合物的脱氢及蒸汽甲烷重整)的处理工艺相结合。本发明提供了一种无焰燃烧加热器系统，其采用预加热器来改良该加热器的起动及操作稳定性。
加热器中的无焰燃烧可通过如下方式达成：充分预加热氧化剂流及燃料流，以便在该两种流组合时，所产生的混合物的温度超过该混合物的自燃温度，但该混合物的温度低于在如U.S.7,025,940中所述的通过混合速率对混合进行限制时将导致氧化的温度，该专利以引用方式结合在本申请中。该混合物的自燃温度依赖于燃料及氧化剂的类型及燃料/氧化剂比率。无焰燃烧加热器中使用的混合物的自燃温度可在850℃至1400℃范围中。若在该加热器中采用氧化催化剂，则该自燃温度可减小，这是因为此类型的催化剂有效地降低了该混合物的自燃温度，如在U.S.5,862,858中所述，该专利以引用方式结合在本申请中。
在存在氧化催化剂的情形下使用某些燃料(例如，氢气或二甲醚)可允许无焰燃烧在环境温度下或接近环境温度下发生。无焰燃烧可依据所使用的燃料及催化剂而在从约30℃至约1000℃的温度下发生。
燃料导管以提供期望的热释放的方式提供引入氧化导管中的燃料的受控速率。热释放部分地由开口的位置及数目确定，这些开口可经修整以用于每一加热器应用。热释放可在该加热器的长度上恒定，或其可在该加热器的长度上减少或增加。
由于不存在与燃料的无焰燃烧相关联的可见火焰，故无焰燃烧反应在比于常用明火加热器中所观察到的温度低的温度下发生。由于观察到的较低温度，及直接加热的效率，故可使用较低成本材料设计该加热器，从而导致减小的资本支出。
无焰燃烧加热器具有两个主要组件：氧化导管及燃料导管。该氧化导管可为管子或管，其具有用于氧化剂的入口、用于氧化产物的出口及在该入口与出口之间的流动路径。适宜的氧化剂包含空气、氧气及氧化亚氮。引入氧化导管中的氧化剂可经预加热，以便在与燃料混合时，混合物处于高于该混合物的自燃温度的温度。该氧化剂可在该无焰燃烧加热器外部加热。另一选择为，该氧化剂可通过与该加热器内部的流中的任一种进行热交换而在该加热器内部加热。氧化导管可具有约2cm至约20cm的内径。然而，氧化剂导管可依据加热器需要而大于或小于此范围。
燃料导管将燃料传输至加热器中并将其引入至氧化导管中。该燃料导管可为管子或管，其具有燃料入口及提供自该燃料导管内至氧化导管的流体连通的多个开口。该燃料导管可位于氧化导管内并由其环绕。燃料通过这些开口并进入氧化导管中，在所述氧化导管处，燃料与氧化剂混合并导致无焰燃烧。燃料导管可具有自约1cm至约10cm的内径，优选为约1.5cm至5cm的内径。然而，根据设计，燃料导管可具有大于10cm或小于1cm的直径。
无焰燃烧加热器的一优选实施例包括两个管或管子。燃料管具有燃料入口及多个与氧化管流体连通的开口。该氧化管具有用于经预加热氧化剂的入口、燃烧产物的出口及介于该入口与出口之间的流动路径。燃料被引入该燃料管中，且其通过所述开口进入所述氧化管中。氧化剂及/或燃料经预加热，以致当其在该加热器中混合时，该混合物处于或高于该混合物的自燃温度。在该实施例中，所述开口通常在燃料导管壁中经钻制或切制而成。所述开口可为圆形、椭圆形、矩形、具有另一形状或甚至不规则形状。所述开口通常具有从约0.001cm2至约2cm2、优选从约0.03cm2至约0.2cm2的截面积。所述开口的大小是由进入氧化导管中的燃料引入的期望速率来决定，但太小的开口会导致堵塞。
沿加热器长度的不同开口通常具有相同的截面积。在一替代实施例中，沿该加热器的这些开口的截面积可不同以提供一期望的热释放。另外，沿燃料导管的开口之间的间隔可不同。所述开口通常具有相同的形状，但在该替代实施例中，其可具有不同的形状。
该无焰燃烧加热器可另外包括承载处理工艺流体的处理工艺导管，其中该处理工艺导管与氧化导管成热交换关系。在该加热器中包含处理工艺导管则允许对处理工艺流直接加热。该处理工艺导管可视情况用于实施化学反应。所述处理工艺导管可含有催化剂以促进该化学反应。此加热器对实施吸热反应尤其有益，这是因为热量在该反应期间直接添加至处理工艺。举例来说，此加热器可结合在脱氢反应器中以直接加热乙苯转换至苯乙烯的脱氢反应。
该无焰燃烧加热器可选择地包括氧化剂导管。该氧化剂导管具有氧化剂入口及用于经预加热的氧化剂的出口，该出口与氧化导管的入口流体连通。该氧化剂导管与氧化导管和/或处理工艺导管成热交换关系，其对氧化剂直接提供热量而将氧化剂预加热至一足够高的温度，以便在氧化剂与燃料在氧化导管中混合时，该混合物处于或高于自燃温度。
图1描绘了一无焰燃烧加热器10的总体视图，及含有用于改良该加热器的起动行为及稳定操作的氧化催化剂的预加热器20的位置。该加热器具有燃料入口11、氧化剂入口13及氧化产物出口21。该加热器还具有处理工艺入口24及处理工艺出口26。一燃料滑流管16提供到达氧化剂入口管14的燃料流。该燃料流可来自主燃料入口管12或一分立的燃料系统。燃料阀18控制通过该燃料滑流管的流动。
预加热器20优选位于该氧化剂入口管内。该预加热器优选包括受支撑的氧化催化剂。一静态混合器可置于该氧化剂入口管中，且在该催化剂的上游以在该氧化剂入口管中提供燃料及氧化剂的经改良混合。另一选择为，燃料可在足够远上游处进入该氧化剂入口管以良好地混合。有效混合通常在燃料进入所述入口管于离该氧化催化剂一定距离处发生，该距离为氧化剂入口管直径的十五倍。
在燃料被引入至氧化剂入口管14中时，该氧化剂入口管将含有经预加热的氧化剂及来自反应的燃烧产物且两者皆经由氧化剂入口13被传输至无焰燃烧加热器。被引入至氧化剂入口管的燃料的量受控制以使仅氧化剂的一部分在该预加热器中经历无焰燃烧。
氧化催化剂可为促进正在使用的燃料的无焰燃烧反应的任一种催化剂。氧化催化剂可包括贵金属，例如，铂、钯、铑、银、铱、金或其组合。在替代实施例中，氧化催化剂可包括一基本金属、例如，铜、铁、锰、钒、铋、钴、铬、钼、钌、钨、铼或其组合。所述金属可支撑于使用镧系元素改良的陶瓷基板(包含氧化铝、二氧化铈、氧化锆、氧化钛、二氧化硅或其组合)上。催化剂可为简单球体或挤出物(例如，圆柱体、中空圆柱体及三叶体)的形式。催化剂可为金属单块或陶瓷单块、网状金属或陶瓷泡沫或经涂覆的金属线的形式，例如，薄纱、网状物及螺旋缠绕结构。
本发明提供一种用于起动该无焰燃烧加热器系统的方法。在加热器的起动期间，燃料通过燃料滑流管以帮助对氧化剂进行预加热。氧化剂入口管中的氧化催化剂允许无焰燃烧在一较低温度下发生，且由该氧化剂入口管中的无焰燃烧所提供的热量将升高通过氧化剂入口13进入加热器10的氧化剂的温度。这允许将氧化剂的温度升高至当将氧化剂与燃料在无焰燃烧加热器10内部混合时的自燃温度之上的温度。在加热器中达到该自燃温度之后，可关闭燃料阀18以停止燃料进入至氧化剂入口管14中的流动。催化剂保持在管路14中，但在该管中不存在无焰燃烧，因为在管路14中不存在燃料。这就允许使用氧化催化剂来帮助起动该加热器系统，但接着允许加热器在高于在加热器中存在氧化催化剂的情形下将可能达到的温度的温度下操作。该催化剂不需要自该系统移除，因其停止影响该加热器中的无焰燃烧。
本发明还提供一种用于控制该加热器的操作以维持该加热器的稳定性的方法。在该加热器操作期间，燃料阀18可受控以控制进入该加热器的氧化剂的温度，从而确保所产生的燃料/氧化剂温度保持高于该燃料/氧化剂混合物的自燃温度。若被引入至该加热器中的氧化剂的温度改变(这是因为该加热器中所产生的燃料/氧化剂混合物可能低于该混合物的自燃温度)，则该无焰加热器燃烧系统可能经历不稳定或扰乱。若发生此种情况，则无焰燃烧可能停止且该加热器将冷却下来。
根据本发明的方法，可确定加热器的温度。此温度可与被输送至该加热器的混合物的自燃温度相比较。优选的情况为该混合物的温度维持高于所述自燃温度，且更优选的情况为维持该混合物的温度高于该混合物的自燃温度至少10℃，且最优选的情况为维持该混合物的温度高于该混合物的自燃温度至少20℃。若加热器的温度开始朝该混合物的自燃温度减少，则可将燃料阀18以允许增量的燃料从燃料滑流管流入，以致在置于氧化剂入口管中的氧化催化剂处发生无焰燃烧反应。该无焰燃烧反应将对氧化剂进行预加热且加热器温度将增加。该燃料阀可受控制以提供该无焰燃烧加热器系统的稳定操作。
另一选择为，氧化催化剂可置于燃料管路中且氧化剂滑流可传输至燃料入口管。然而，优选的情况为对氧化剂进行预加热，因对燃料的过度预加热会导致在该燃料入口管处产生焦化。
该无焰燃烧加热器可依据该加热器的特定结构及该加热器应用而在多种条件下操作。在U.S.7,025,940中描述各种实例及条件，该专利以引用方式并入本申请中。该无焰燃烧加热器系统可用于蒸汽重整、裂化或各种其它处理工艺中。
本发明的无焰燃烧加热器系统可用于乙苯的脱氢中以制成苯乙烯。该反应通常在存在基于氧化铁的脱氢催化剂的情形下实施。该反应通常在约550℃与680℃之间发生。本发明的加热器亦可用于其中蒸汽和碳氢化合物转变为氢气、一氧化碳及二氧化碳的蒸汽重整系统中。此反应的温度通常自约800℃至870℃。
在U.S.5,899,269中描述了在存在氧化催化剂的情形下，不同燃料的自燃温度，该专利以引用方式并入本申请中。表1中展示了与此发明有关的某些自燃温度。
表1.
  燃料 所量测的自燃温度°F(℃)  空气体积的燃料浓度％   催化剂
  天然气 1450(788)   10.5   无
  甲烷 590(310)   13   钯
  氢气 1218(659)   13   无
  氢气 120(49)   13   铂
  氢气 300(149)   13   钯
  66.6％氢气，33.3％一氧化碳 1249(676) 13 无
  66.6％氢气，33.3％一氧化碳 416(213) 13 铂
  66.6％氢气，33.3％一氧化碳 310(154) 13 钯
如由该表可见，经催化的自燃温度可显著低于未经催化的自燃温度。上述苯乙烯及蒸汽甲烷重整处理工艺需要将处理工艺流分别加热至高于550℃及800℃。将加热器维持在稍微高于经催化的自燃温度的温度将难以将所述处理工艺流加热至所需要的温度。另一方面，将加热器维持在稍微高于未经催化的自燃温度的温度则更能够提供上述处理工艺所需要的热量。该氧化催化剂在根据本发明使用时有助于维持加热器操作的稳定性，而不显著降低该加热器内部的混合物的自燃温度。
通过对所描述的开口位置及几何形状的细节的进行任意变更，本文中所描述的无焰燃烧加热器可用于任一应用中。

Claims (12)

1.一种无焰燃烧加热器系统，其包括：无焰燃烧加热器；氧化剂入口管；燃料入口管；及用于对氧化剂或燃料进行预加热的预加热器，所述预加热器包括有氧化催化剂。
2.如权利要求1所述的无焰燃烧加热器系统，其中，所述预加热器与氧化剂入口管流体连通，且燃料在预加热器上游处引入至所述氧化剂入口管中，以使燃料-氧化剂混合物通过该预加热器。
3.如权利要求2所述的无焰燃烧加热器系统，其中，所述预加热器位于所述氧化剂入口管内。
4.如权利要求1所述的无焰燃烧加热器系统，其中，所述预加热器与燃料入口管流体连通，且氧化剂在所述预加热器上游处引入至燃料入口管中，以使燃料-氧化剂混合物通过所述预加热器。
5.如权利要求4所述的无焰燃烧加热器系统，其中，所述预加热器位于燃料入口管内。
6.如权利要求1-5中任一项所述的无焰燃烧加热器系统，其中，所述氧化催化剂包括贵金属。
7.一种用于起动如权利要求2-3中任一项所述的无焰燃烧加热器系统的方法，该方法包括：使氧化剂通过氧化剂入口管；将燃料在预加热器上游处引入至氧化剂入口管中以致在预加热器中发生无焰燃烧；使所产生的经加热的氧化剂通过无焰燃烧加热器直至该加热器处于高于所述燃料及氧化剂的期望混合物的自燃温度的温度；并接着使燃料通过所述燃料入口管以致在该加热器中发生无焰燃烧。
8.如权利要求7所述的方法，其进一步包括停止燃料流入至所述氧化剂入口管中。
9.一种用于控制如权利要求2-3中任一项所述的无焰燃烧加热器系统的温度的方法，该方法包括：确定被引入所述加热器中的氧化剂的温度并调整进入所述氧化剂入口管中的燃料流量。
10.一种用于起动如权利要求4-5中任一项所述的无焰燃烧加热器系统的方法，该方法包括：使燃料通过所述燃料入口管；将氧化剂在预加热器上游处引入至燃料入口管中以致在该预加热器中发生无焰燃烧；使所产生的经加热的燃料通过所述无焰燃烧加热器直至该加热器处于高于所述燃料及氧化剂的期望混合物的自燃温度的温度；并接着使氧化剂通过所述氧化剂入口管以致在该加热器中发生无焰燃烧。
11.如权利要求10所述的方法，其进一步包括停止氧化剂流入至所述燃料入口管中。
12.一种用于控制如权利要求4-5中任一项所述的无焰燃烧加热器系统的温度的方法，其包括：确定被引入所述加热器中的燃料的温度并调整进入所述燃料入口管中的氧化剂流量。
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WO (1) WO2009014969A2 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114383179A (zh) * 2021-12-13 2022-04-22 中氢新能(北京)新能源技术研究院有限公司 采用无焰燃烧反应器的供热系统

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8852300B2 (en) 2010-07-02 2014-10-07 Harry R. Taplin, JR. Lithium conditioned engine with reduced carbon oxide emissions
US10718511B2 (en) 2010-07-02 2020-07-21 Harry R. Taplin, JR. System for combustion of fuel to provide high efficiency, low pollution energy
KR102178505B1 (ko) * 2019-06-12 2020-11-13 국민대학교산학협력단 재순환 영역이 구비된 연소방열판
CN113446652A (zh) * 2021-06-24 2021-09-28 北京科技大学 一种基于自发热材料的应急供热装置及供热方法
US20230132692A1 (en) * 2021-10-29 2023-05-04 Proof Energy Inc. Catalytic heating systems comprising dual-mode liquid fuel vaporizers and methods of operating thereof

Family Cites Families (92)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1920124A (en) * 1931-12-03 1933-07-25 D H Gunn Burner
US2902270A (en) * 1953-07-17 1959-09-01 Svenska Skifferolje Ab Method of and means in heating of subsurface fuel-containing deposits "in situ"
US2772737A (en) * 1954-12-21 1956-12-04 Pure Oil Co Fracturing oil and gas producing formations
US2819761A (en) * 1956-01-19 1958-01-14 Continental Oil Co Process of removing viscous oil from a well bore
US3113623A (en) * 1959-07-20 1963-12-10 Union Oil Co Apparatus for underground retorting
USRE26990E (en) * 1964-08-11 1970-11-24 Process and apparatus for reforming hydrocarbons
US3376932A (en) * 1966-03-04 1968-04-09 Pan American Petroleum Corp Catalytic heater
GB1184683A (en) * 1967-08-10 1970-03-18 Mini Of Technology Improvements in or relating to Combustion Apparatus.
US3519396A (en) * 1968-01-04 1970-07-07 Pullman Inc Means for injecting a gaseous reactant
US3817332A (en) * 1969-12-30 1974-06-18 Sun Oil Co Method and apparatus for catalytically heating wellbores
US3810732A (en) * 1971-07-01 1974-05-14 Siemens Ag Method and apparatus for flameless combustion of gaseous or vaporous fuel-air mixtures
US4029146A (en) * 1974-04-01 1977-06-14 John Zink Company Corrugated sheet heat exchanger
US4104018A (en) * 1976-11-26 1978-08-01 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Combuster
US4189294A (en) * 1977-10-18 1980-02-19 Comstock & Wescott Inc. Flameless combustion burner and method of operation
SE423928B (sv) * 1978-09-12 1982-06-14 Stal Laval Turbin Ab Virvelbeddsbrennkammare
US4237973A (en) * 1978-10-04 1980-12-09 Todd John C Method and apparatus for steam generation at the bottom of a well bore
US4273188A (en) * 1980-04-30 1981-06-16 Gulf Research & Development Company In situ combustion process for the recovery of liquid carbonaceous fuels from subterranean formations
US4400179A (en) * 1980-07-14 1983-08-23 Texaco Inc. Partial oxidation high turndown apparatus
US4353712A (en) * 1980-07-14 1982-10-12 Texaco Inc. Start-up method for partial oxidation process
US4377205A (en) * 1981-03-06 1983-03-22 Retallick William B Low pressure combustor for generating steam downhole
US4445570A (en) * 1982-02-25 1984-05-01 Retallick William B High pressure combustor having a catalytic air preheater
GB8405681D0 (en) * 1984-03-05 1984-04-11 Shell Int Research Surface-combustion radiant burner
WO1987003065A1 (en) * 1985-11-15 1987-05-21 Nippon Sanso Kabushiki Kaisha Oxygen temperature raising device, and high-temperature oxygen lance and burner for finely powdered solid fuel, each equipped with said device
US5181990A (en) * 1986-01-16 1993-01-26 Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha Pyrolysis furnace for olefin production
US4706751A (en) * 1986-01-31 1987-11-17 S-Cal Research Corp. Heavy oil recovery process
US4692306A (en) * 1986-03-24 1987-09-08 Kinetics Technology International Corporation Catalytic reaction apparatus
DE3625373A1 (de) * 1986-07-26 1988-02-04 Steinmueller Gmbh L & C Dampferzeuger mit zirkulierender atmosphaerischer oder druckaufgeladener wirbelschichtfeuerung, sowie verfahren zu seiner regelung
US4716858A (en) * 1986-12-18 1988-01-05 Honeywell Inc. Automatic firing rate control mode means for a boiler
US4818371A (en) * 1987-06-05 1989-04-04 Resource Technology Associates Viscosity reduction by direct oxidative heating
US4909808A (en) * 1987-10-14 1990-03-20 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Steam reformer with catalytic combustor
US5059404A (en) * 1989-02-14 1991-10-22 Manufacturing And Technology Conversion International, Inc. Indirectly heated thermochemical reactor apparatus and processes
US6153152A (en) * 1990-04-03 2000-11-28 The Standard Oil Company Endothermic reaction apparatus and method
EP0463218B1 (de) * 1990-06-29 1994-11-23 Joachim Dr.-Ing. Wünning Verfahren und Vorrichtung zum Verbrennen von Brennstoff in einem Verbrennungsraum
US5427655A (en) * 1990-11-29 1995-06-27 Stone & Webster Engineering Corp. High capacity rapid quench boiler
US5128023A (en) * 1991-03-27 1992-07-07 Betz Laboratories, Inc. Method for inhibiting coke formation and deposiiton during pyrolytic hydrocarbon processing
US5536488A (en) * 1991-07-01 1996-07-16 Manufacturing And Technology Conversion Indirectly heated thermochemical reactor processes
US5426655A (en) * 1991-07-16 1995-06-20 International Business Machines Corporation Method and apparatus for magnetic recording of data
FR2683543B1 (fr) * 1991-11-08 1994-02-11 Inst Francais Du Petrole Procede de pyrolyse thermique d'hydrocarbures utilisant un four electrique.
US5513981A (en) * 1991-11-22 1996-05-07 Aichelin Gmbh Burner with variable volume combination chamber
US5297626A (en) * 1992-06-12 1994-03-29 Shell Oil Company Oil recovery process
US5255742A (en) * 1992-06-12 1993-10-26 Shell Oil Company Heat injection process
US5392854A (en) * 1992-06-12 1995-02-28 Shell Oil Company Oil recovery process
JPH07503993A (ja) * 1992-12-18 1995-04-27 アモコ・コーポレーション コーキングの少ない熱分解方法
US5567305A (en) * 1993-08-06 1996-10-22 Jo; Hong K. Method for retarding corrosion and coke formation and deposition during pyrolytic hydrocarbon processing
US5523502A (en) * 1993-11-10 1996-06-04 Stone & Webster Engineering Corp. Flexible light olefins production
US5433271A (en) * 1993-12-20 1995-07-18 Shell Oil Company Heat injection process
US5404952A (en) * 1993-12-20 1995-04-11 Shell Oil Company Heat injection process and apparatus
US5411089A (en) * 1993-12-20 1995-05-02 Shell Oil Company Heat injection process
FR2715583B1 (fr) * 1994-02-02 1996-04-05 Inst Francais Du Petrole Dispositif pour la mise en Óoeuvre de réactions chimiques nécessitant au moins au démarrage un apport de calories.
US5665009A (en) * 1996-08-08 1997-09-09 Sherwood; Brad L. Correlated set of golf club irons
US5424095A (en) * 1994-03-07 1995-06-13 Eniricerche S.P.A. Ceramic vapor deposited coating using a steam-containing carrier gas and non-alkoxy silane precursors
US5463159A (en) * 1994-03-22 1995-10-31 Phillips Petroleum Company Thermal cracking process
US5559510A (en) * 1995-04-12 1996-09-24 Northrop Grumman Corporation Aircraft landing site indication and light
US5600051A (en) * 1995-05-19 1997-02-04 Corning Incorporated Enhancing olefin yield from cracking
US5743723A (en) * 1995-09-15 1998-04-28 American Air Liquide, Inc. Oxy-fuel burner having coaxial fuel and oxidant outlets
US6783741B2 (en) * 1996-10-30 2004-08-31 Idatech, Llc Fuel processing system
US6221117B1 (en) * 1996-10-30 2001-04-24 Idatech, Llc Hydrogen producing fuel processing system
US5862858A (en) * 1996-12-26 1999-01-26 Shell Oil Company Flameless combustor
ID24367A (id) * 1997-10-08 2000-07-13 Shell Int Research Pemanas proses untuk pembakar tanpa nyala
US5871343A (en) * 1998-05-21 1999-02-16 Air Products And Chemicals, Inc. Method and apparatus for reducing NOx production during air-oxygen-fuel combustion
US6139810A (en) * 1998-06-03 2000-10-31 Praxair Technology, Inc. Tube and shell reactor with oxygen selective ion transport ceramic reaction tubes
WO2001064577A1 (fr) * 2000-03-03 2001-09-07 Nippon Chemical Plant Consultant Co., Ltd. Procede et appareil de reformage du type a chauffage interne par oxydation
US6588503B2 (en) * 2000-04-24 2003-07-08 Shell Oil Company In Situ thermal processing of a coal formation to control product composition
US6746789B1 (en) * 2000-06-13 2004-06-08 Hydrogenics Corporation Catalytic humidifier and heater for the fuel stream of a fuel cell
CA2357960C (en) * 2000-10-10 2007-01-30 Tokyo Gas Co., Ltd. Single-pipe cylinder type reformer
US6821501B2 (en) * 2001-03-05 2004-11-23 Shell Oil Company Integrated flameless distributed combustion/steam reforming membrane reactor for hydrogen production and use thereof in zero emissions hybrid power system
US20030068260A1 (en) * 2001-03-05 2003-04-10 Wellington Scott Lee Integrated flameless distributed combustion/membrane steam reforming reactor and zero emissions hybrid power system
US20030146002A1 (en) * 2001-04-24 2003-08-07 Vinegar Harold J. Removable heat sources for in situ thermal processing of an oil shale formation
WO2002090030A1 (en) * 2001-05-08 2002-11-14 Koninklijke Philips Electronics N.V. Electrochemical machining method with optimal machining pulse duration
WO2003036033A1 (en) * 2001-10-24 2003-05-01 Shell Internationale Research Maatschappij B.V. Simulation of in situ recovery from a hydrocarbon containing formation
GB2399600B (en) * 2001-10-26 2005-12-14 Alstom Technology Ltd Gas turbine adapted to operate with a high exhaust gas recirculation rate and a method for operation thereof
JP2003160301A (ja) * 2001-11-22 2003-06-03 Mitsubishi Electric Corp 改質器
US6743410B2 (en) * 2002-08-02 2004-06-01 General Motors Corporation Primary reactor liquid water and air injection for improved management of a fuel processor
US7250151B2 (en) * 2002-08-15 2007-07-31 Velocys Methods of conducting simultaneous endothermic and exothermic reactions
JP4782423B2 (ja) * 2002-09-05 2011-09-28 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ 高純度水素の製造装置及び方法
US6818198B2 (en) * 2002-09-23 2004-11-16 Kellogg Brown & Root, Inc. Hydrogen enrichment scheme for autothermal reforming
US20040185398A1 (en) * 2002-12-20 2004-09-23 Fina Technology, Inc. Method for reducing the formation of nitrogen oxides in steam generation
US6796789B1 (en) * 2003-01-14 2004-09-28 Petro-Chem Development Co. Inc. Method to facilitate flameless combustion absent catalyst or high temperature oxident
NZ567052A (en) * 2003-04-24 2009-11-27 Shell Int Research Thermal process for subsurface formations
WO2005056468A1 (ja) * 2003-12-09 2005-06-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 水素生成装置
JP4714023B2 (ja) * 2004-01-30 2011-06-29 出光興産株式会社 改質器
WO2005090230A1 (en) * 2004-03-12 2005-09-29 Hyradix, Inc. Hydrogen generator apparatus and start-up processes
US7364812B2 (en) * 2004-03-19 2008-04-29 Pittsburgh Electric Engines, Inc. Multi-function solid oxide fuel cell bundle and method of making the same
US7303388B2 (en) * 2004-07-01 2007-12-04 Air Products And Chemicals, Inc. Staged combustion system with ignition-assisted fuel lances
US20060021280A1 (en) * 2004-07-30 2006-02-02 Hamilton Daniel B Reformer, and methods of making and using the same
US7293983B2 (en) * 2005-03-01 2007-11-13 Fina Technology, Inc. Heating hydrocarbon process flow using flameless oxidation burners
US7766649B2 (en) * 2005-03-07 2010-08-03 Gas Technology Institute Multi-ported, internally recuperated burners for direct flame impingement heating applications
EP1856444B1 (en) * 2005-03-10 2012-10-10 Shell Oil Company Method of starting up a direct heating system for the flameless combustion of fuel and direct heating of a process fluid
KR101228392B1 (ko) * 2005-03-10 2013-02-01 쉘 인터내셔날 리써취 마트샤피지 비.브이. 연료의 연소 및 공정 유체의 가열을 위한 다중튜브형 열전달 시스템 및 그 용도
JP2008532747A (ja) * 2005-03-10 2008-08-21 シエル・インターナシヨネイル・リサーチ・マーチヤツピイ・ベー・ウイ 燃料の燃焼とプロセス流体の加熱のための伝熱システム及びその使用方法
US20070175094A1 (en) * 2006-01-30 2007-08-02 Reinke Michael J Integrated autothermal reformer recuperator
US8696348B2 (en) * 2006-04-26 2014-04-15 Air Products And Chemicals, Inc. Ultra-low NOx burner assembly

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114383179A (zh) * 2021-12-13 2022-04-22 中氢新能(北京)新能源技术研究院有限公司 采用无焰燃烧反应器的供热系统

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Publication number Publication date
KR20100061449A (ko) 2010-06-07
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