CN112794284B - 用于执行吸热过程的重整炉 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于执行吸热过程的重整炉。该重整炉包括形成有反应管的反应空间、装配有燃烧器的燃烧空间、以及与燃烧空间处于流体连接的烟道气体通道。这些燃烧器被布置在该重整炉的第一端面处并且产生朝向第二端面定向的火焰以燃烧这些反应管。根据本发明，提供的是，该烟道气体通道具有过渡区域和排出区域，其中，该烟道气体通道经由该过渡区域连接至该燃烧空间的第二端面，并且与该烟道气体通道的排出区域相比，该烟道气体通道的过渡区域的通道直径减小。该过渡区域因此包括相对于该排出区域的收缩部，其产生该燃烧空间与该烟道气体通道的排出区域之间的液压脱离联接。

Description

用于执行吸热过程的重整炉
发明技术领域
本发明涉及一种用于执行吸热过程的重整炉。本发明进一步涉及根据本发明的重整炉用于由含碳输入材料生产合成气体的用途。
背景技术
用于利用蒸汽催化重整含碳输入材料的重整炉在许多实施例中是已知的。用于催化重整含碳输入材料的重整炉的公知示例是用于重整天然气和蒸汽以生产合成气体、一氧化碳和氢的混合物、以及经常还有不期望的伴随物(例如二氧化碳)的蒸汽重整器。这种重整过程吸热并缓慢地进行，并且因此利用蒸汽转化含碳输入材料需要外部燃烧源来用于加热重整炉的填充有催化剂的反应管。
在大型工业规模工厂的情况下，已经建立了采用具有竖直反应管的基本上箱形炉的配置。这些反应管的总和的内部形成重整炉的反应空间。这些反应管被布置成一排或平行的多排。
每个反应管排典型地通过两个燃烧器排来燃烧，其中一个反应管排居中地布置在平行于这些反应管排延伸的两个燃烧器排之间，以确保反应管的均匀燃烧。邻近壁的燃烧器排与非邻近壁的燃烧器排不同。对于邻近壁的燃烧器排，燃烧器被布置在重整炉的壁与反应管排之间。对于非邻近壁的燃烧器排，燃烧器被布置在两个反应管排之间。
燃烧器被布置在重整炉的所谓的燃烧空间内部。反应气体供应到反应管以及从反应管排出产物气体必然是在燃烧空间外部实现的，并且这些反应管的壁因此限定了反应空间与燃烧空间之间的空间间隔。
燃烧器排中的燃烧器经由进料导管被供应以空气和燃烧气体，并且在最常见的设计中被布置在重整炉的顶板或底板中，其中，燃烧器的火焰对应地竖直向下朝向重整炉底板定向或竖直向上朝向重整炉顶板定向。燃烧器的其他布置(例如在重整炉的侧壁处以用于侧向燃烧、或用于对角线燃烧的阶梯状布置)同样是已知的，但是采用得没有那么常见。
离开反应管的产物气体组合在燃烧空间外部的收集器导管中并被排出。气体离开温度为800℃至900℃或更高。在重整炉的燃烧空间中的温度为1000℃至1200℃或更高。因此，重整炉的壁内衬有耐火保护涂层。
由燃烧器产生的烟道气体的排出采用与重整炉的燃烧空间处于流体连接的所谓的烟道气体隧道。这些烟道气体隧道被布置在燃烧空间内部，或者在燃烧空间外部、在空间上与之分开。取决于重整炉的尺寸，所述炉具有一个或多个烟道气体隧道。烟道气体隧道相对于反应管竖直地布置，并且相对于重整炉的顶板和底板基本上水平地布置，并且还平行于燃烧器排。
例如在EP 3 153 465 A1中描述了被配置为用于生产合成气体的蒸汽重整器的典型重整炉。这里，这些烟道气体通道被布置在燃烧空间下方和外部并且在空间上与燃烧空间分开，并且展现出沿燃烧器废气的流动方向变宽的楔形纵向轮廓。由于这些烟道气体隧道仅一侧开放以用于燃烧器废气的排出，所以这种配置导致了废气量在废气通道的长度上累积地增加。此外，在烟道气体通道与燃烧空间之间的开口可以展现出沿流动方向变窄、在整个通道长度上不间断的楔形轮廓，以促进沿烟道气体通道开口的方向增加的废气量的排出。这允许烟道气体通道中的均匀流动，即，烟道气体的流速在烟道气体通道中的任何点处是理想恒定的。在烟道气体通道中的均匀流动使燃烧空间中的温度分布改进，并且因此使炉管的加热更均匀。这避免了温度峰值，因此还使得可以控制在利用蒸汽对含碳输入材料的反应中不期望的副产物的量。
这种解决方案的缺点是与楔形烟道气体通道和/或在烟道气体通道与燃烧空间之间的开口的配置相关联的高构造成本和复杂性。
EP 2 791 052 B1披露了一种可运输的重整器，其中，烟道气体隧道被固定地连接到燃烧空间并且截面是U形、V形或梯形的。这些烟道气体隧道被布置成使得开口是向上定向的，以便在燃烧空间中形成的烟道气体可以流动到烟道气体隧道中，其中，这些开口是被设置有烟道气体进入装置的盖板覆盖的。在这些盖板中的烟道气体进入装置选自槽缝、孔、涡流板、或这些盖板之间的间隙的类型。
这种解决方案的缺点是使用额外的内部件(诸如盖板)的成本高且不方便。此外，在燃烧空间的烟道气体隧道侧端部与烟道气体隧道本身之间的距离仅由设置有槽缝、孔、涡流板或间隙的盖板限定。因此，燃烧空间和烟道气体通道不是彼此液压地脱离联接的，因此导致在这些烟道气体通道中的燃烧器废气的流动不均匀。这导致了上述问题，尤其是反应管的燃烧不均匀。此外，这些盖板典型地由多孔材料制造，该多孔材料额外地确保了在燃烧空间与烟道气体通道之间没有实现液压脱离联接，因为这些盖板的多孔材料不代表燃烧器废气的真实压力屏障。
发明内容
本发明的目的是至少部分地克服现有技术的上述缺点。
特别地，本发明的目的是使重整炉的烟道气体通道中的燃烧器废气的流动尽可能均匀，同时使烟道气体通道的构造配置尽可能简单。
本发明的另一个目的是将该烟道气体通道或这些烟道气体通道结合燃烧空间进行配置，其方式为确保这些燃烧器对反应管的尽可能均匀的燃烧。
独立权利要求为至少部分地实现上述目的中的至少一个提供了贡献。从属权利要求提供了优选实施例，其有助于至少部分地实现上述目的中的至少一个。在相关的情况下，对于根据本发明的相应另一个类别的相同命名或相应的成分，根据本发明的类别的成分的优选实施例是同样优选的。
术语“具有”、“包括”或“包含”等不排除可能存在另外的要素、成分等。不定冠词“一个/种(a)”不排除可能存在多个/种。
本发明的目的至少部分地通过一种用于执行吸热过程的重整炉解决，该重整炉包括：
反应空间、燃烧空间以及与该燃烧空间处于流体连接的烟道气体通道；其中，该反应空间是由穿过该燃烧空间的多个竖直布置的反应管形成的，其中，这些反应管在管内部中包括用于转化气态输入材料的催化剂，其中，这些反应管成一直线布置、并且形成一个或多个反应管排；并且其中，该燃烧空间是由多个耐火壁形成的，包括第一端面和第二端面，并且包括被布置在该第一端面处的多个燃烧器，这些燃烧器产生沿该第二端面的方向定向的火焰，其中，这些燃烧器成一直线布置，并且形成多个燃烧器排，用于燃烧这些反应管的燃烧器排被布置成平行于反应管排；并且其中，用于排出燃烧器废气的该烟道气体通道被布置在该燃烧空间的第二端面的区域中，并且平行于这些燃烧器排并在该燃烧空间外部延伸。根据本发明，提供的是，该烟道气体通道具有过渡区域和排出区域，其中，该烟道气体通道经由该过渡区域连接至该燃烧空间的第二端面，并且与该烟道气体通道的排出区域相比，该烟道气体通道的过渡区域的通道直径减小。
该过渡区域和该排出区域优选地彼此直接连接。
在本发明的主题的背景下，术语“通道直径”或“直径”在结合烟道气体通道的过渡区域或排出区域的尺寸进行叙述时被理解为是指在观察烟道气体通道的在关于燃烧器废气流经过的区域的所讨论的点处的截面时该烟道气体通道在所讨论的点处的宽度(内径)。与该烟道气体通道的排出区域相比，该烟道气体通道的过渡区域的通道直径减小。
根据本发明，该烟道气体通道包括过渡区域和排出区域，其中，与该排出区域相比，该过渡区域的通道直径更小并且因此在该燃烧空间与该烟道气体通道的排出区域之间产生收缩部。在该燃烧空间的第一端面的区域中由这些燃烧器产生的燃烧器废气沿该燃烧空间的第二端面的方向穿过、随后穿过该烟道气体通道的收缩的过渡区域、然后进入该烟道气体通道的排出区域中。该烟道气体通道典型地仅在其一端上具有开口，燃烧器废气从该开口排出，并且可以发送供进一步使用，例如用于产生蒸汽的能量回收。由于在这种情况下，燃烧器废气仅从一侧排出，这被称为不对称排出。
根据本发明的重整炉的优选实施例的特征在于，该过渡区域的通道直径与该排出区域的通道直径的比率是1:2到1:10、优选地1:5到1:7、特别优选地1:6。
根据本发明的重整炉的优选实施例的特征在于，该过渡区域的最小通道直径小于该排出区域的最大通道直径。因此，该过渡区域包括在至少一个点处比该排出区域在最宽点处的通道直径更小的通道直径。
在该烟道气体通道的过渡区域和/或排出区域的构造构型背离均匀的几何基本形状的情况下，尤其当满足上述条件时产生根据本发明的效果。例如，当该排出区域的基本形状不对应于矩形而是对应于例如梯形或U形时，该排出区域可以具有多个不同的通道直径。该排出区域的最宽的通道直径在这里被用作基础。对应地，在该过渡区域的情况下，当所述区域具有例如双锥体的形状时，最窄的通道直径被用作基础。
因此，该过渡区域的通道直径尤其是在该过渡区域的最窄点处的直径。此外，该排出区域的通道直径尤其是在该排出区域的最宽点处的直径。特别地，在该过渡区域的最窄点处的通道直径是在该排出区域的最宽点处的通道直径的至少2分之一且最多10分之一、优选地至少5分之一且最多7分之一、特别优选地6分之一。
该烟道气体通道中的收缩部(即，该烟道气体通道的过渡区域)构成了该燃烧空间与该烟道气体通道的排出区域之间的压力屏障。特别地，在该收缩部的区域中的动态压力增加，而静态压力对应地下降。作为结果，在该燃烧空间与该烟道气体通道的过渡区域之间实现了在动态压力和静态压力方面的大的差异。这最终产生该燃烧空间与该烟道气体通道的排出区域之间的液压脱离联接。已经令人惊讶地发现，这使燃烧器废气在该烟道气体通道中的流速均匀化。液压脱离联接因此使得可以实现燃烧器废气从该燃烧空间的不对称排出，同时实现燃烧器废气的均匀排出。因此不再需要该烟道气体通道本身的复杂构造(例如楔形)或该燃烧空间与该烟道气体通道之间的单独开口的不同构型。燃烧器废气的对称排出也是不必要的，其中燃烧器废气将需要经由该烟道气体通道中的两个端部开口从两侧排出，并且这需要比不对称排出更大的构造成本和复杂性。
因此，根据本发明的重整炉的优选实施例的特征在于，该烟道气体通道仅具有用于排出燃烧器废气的一个端部开口。这允许燃烧器废气的纯非对称排出。
燃烧器废气在该排出区域中的流速的均匀化结合该燃烧空间与该烟道气体通道的排出区域之间的液压脱离联接也必然引起燃烧器废气在该燃烧空间中的流速的均匀化，并且因此引起该燃烧空间中的温度分布的均匀化。这避免了在这些反应器管中的温度峰，温度峰导致在反应器管中不期望的副产物的量的增加或由于材料热疲劳导致材料过早失效。
根据本发明的重整炉的优选实施例的特征在于，该过渡区域的通道直径沿该排出区域的方向上从该燃烧空间的第二端面变窄、尤其发生锥形变窄。尤其提供的是，该过渡区域的通道直径沿该排出区域的方向从该燃烧空间的第二端面变窄、尤其发生锥形变窄，随后沿该排出区域的方向变宽、尤其发生锥形变宽。进一步尤其提供的是，该过渡区域的通道直径沿该排出区域的方向从该燃烧空间的该第二端面变窄、尤其发生锥形变窄，随后尤其在一定长度上具有恒定的直径，随后沿该排出区域的方向变宽、尤其发生锥形变宽。
连续的变窄和/或变宽产生更少的呈例如尖锐边缘形式的突然过渡部，因此在该燃烧空间与该烟道气体隧道的过渡区域之间以及在该烟道气体隧道的过渡区域与该烟道气体隧道的排出区域之间的过渡部处由燃烧器废气产生更少的紊流。这引起燃烧器废气在该燃烧空间和该烟道气体隧道的排出区域中的流速的进一步均匀化。此外，上述构造构型具有的优点在于，当该烟道气体通道被布置在该重整炉的燃烧空间上方时，钢材中的负载和力从该烟道气体通道传递到其下方的燃烧空间中。
根据本发明的重整炉的优选实施例的特征在于，该烟道气体通道的排出区域在整个通道长度上具有恒定的直径和/或恒定的高度。
本发明的具有收缩的过渡区域的烟道气体通道的构型以及因此实现的液压脱离联接由于上述原因使得可以实现该烟道气体通道的排出区域的几何学上特别简单的构型。这尤其使得可以使该烟道气体通道的排出区域在整个长度或基本上整个长度上具有恒定的高度和/或恒定的宽度，即，直径恒定。“整个长度”应理解为是指从烟道通道的一端到另一端、特别是从封闭端到用于在不对称排出的情况下排出燃烧器废气的开放端的测量长度。
根据本发明的重整炉的优选实施例的特征在于，该烟道气体通道呈整体构造的形式，其中，该烟道气体通道的过渡区域和排出区域是通过机械或原子级结合部而彼此结合的。
该烟道气体通道优选地呈整体构造的形式，其中钢部件例如通过焊接或另一种适合的结合方法彼此结合，使得在该过渡区域与该排出区域之间实现至少机械或原子级的结合。钢部件另外在所需点处与耐火材料对齐。具体地，该烟道气体隧道的过渡区域的内部内衬有耐火材料，例如耐磨混凝土。
根据本发明的重整炉的优选实施例的特征在于，在该烟道气体通道的排出区域与该燃烧空间的第二端面之间没有设置内部件，特别是没有设置设有呈槽缝、孔、涡流板或间隙形式的燃烧器废气进入装置的盖板。
在该燃烧空间与该烟道气体隧道的排出区域之间的过渡部处(即，在该烟道气体通道的过渡区域的区域中)没有设置在该烟道气体通道的配置过程中会增加构造成本和复杂性的另外的内部件、或者作为整体的重整炉的内部件。在该燃烧空间与该烟道气体通道的排出区域之间的液压脱离联接优选地是仅由该烟道气体通道的收缩的过渡区域引起的。
根据本发明的重整炉的优选实施例的特征在于，设置了多个烟道气体通道。
取决于该重整炉所包括的燃烧器排和反应管排的数量，可能需要多个烟道气体通道。这些烟道气体通道优选地被布置成彼此平行并且彼此间隔开，使得确保了燃烧器废气的最佳排出。
根据本发明的重整炉的优选实施例的特征在于，这些烟道气体通道的数量与这些燃烧器排的数量的比率是1:1到1:4、优选地1:2或1:3、特别优选地1:3。
在该烟道气体通道的排出区域与该燃烧空间之间的液压脱离联接首次使得可以通过仅单个烟道气体通道从重整炉排出多于一个燃烧器排的燃烧器废气。优选地，每两个或三个燃烧器排采用一个烟道气体通道，特别优选地，每三个燃烧器排采用一个烟道气体通道。如果需要比燃烧器排更少的烟道气体通道，则这大大简化了重整炉的构造，例如就对钢材的需求而言。
根据本发明的重整炉的优选实施例的特征在于，该燃烧空间的第一端面和这些燃烧器被布置在底部，并且该燃烧空间的第二端面和该烟道气体通道被布置在顶部，其中，这些燃烧器产生向上定向的火焰。在这个实施例中，热的燃烧器废气通过对流从底部上升到顶部并且因此增大在该第二端面上的压力，从而产生在该排出区域与该燃烧空间之间经由该烟道气体通道的收缩部(过渡区域)的进一步改进的压力脱离联接或液压脱离联接。
在重整炉的某些实施例中，不可能将所谓的对流区(其构成从燃烧器废气热回收的区域)放置在该燃烧空间上。当对流区太大或太重时或当将需要热交换器的复杂互连时，就是这种情况，将需要高度的空气预热或例如将需要安装额外的鼓风机。在这种情况下，这些烟道气体通道被布置在该燃烧空间上方，使得对流区可以优选紧邻该重整炉放置在这些烟道气体通道的开口端处。
根据本发明的重整炉的优选实施例的特征在于，该吸热过程的该气态输入材料的进料和反应产物的排出各自布置在反应管的底端。
在本实施例中，这些反应管的内部区域被配置成使得反应物气体进料和产物气体排放均布置在反应管的同一侧上。在这种情况下，反应物气体与过程蒸汽混合、穿过该重整器的催化剂管、随后通过与管中的过程气体热交换来在内部被冷却。将反应物气体进料和产物气体排放布置在这些反应管的同一侧上简化了该重整炉的构造构型，尤其是当该燃烧空间的第一端面和这些燃烧器被布置在底部并且该燃烧空间的第二端面和该烟道气体通道被布置在顶部时，其中，这些燃烧器产生向上定向的火焰。
还可以替代性地以有利且简化构造的方式提供的是，吸热过程的气态输入材料的进料和反应产物的排出各自布置在反应管的顶端处，并且该燃烧空间的第一端面和这些燃烧器被布置在顶部，并且该燃烧空间的第二端面和该烟道气体通道被布置在底部，其中，这些燃烧器产生向下定向的火焰。
根据本发明的重整炉的优选实施例的特征在于，该过渡区域的高度与该烟道气体通道的排出区域的高度的比率是1:1到5:1、优选地1.5:1到3:1、特别优选地2:1。
该燃烧空间与该烟道气体通道的排出区域之间的液压脱离联接的结果是，该烟道气体通道的过渡区域原则上可以具有任何期望的高度，即，在该燃烧空间的第二端面与排出区之间的距离可以具有任何期望的长度，条件是在这个区段的长度上的绝对压降不超过特定的阈值。这为构造变化提供了进一步的可能性，因为较不宽的(即，较窄的)过渡区域在这个区域中提供了自由空间，该自由空间可以被其他外部部件、进料导管以及更多部件利用。
此外，本发明的目的至少部分地通过根据本发明的重整炉用于由含碳输入材料、特别是天然气生产合成气体的用途来实现。
示例
在下文中，通过示例性实施例更具体地阐明本发明。在示例性实施例的以下详细描述中，参考形成其一部分并且包含本发明的特定实施例的图示表示的附图。鉴于此，参照所描述的附图的取向使用诸如“顶部”、“底部”、“前”、“后”等方向特定术语。由于实施例的部件可以多个取向定位，因此方向特定术语是用于说明，并且不以任何方式进行限制。本领域技术人员将认识到，在不脱离本发明的保护范围的情况下，可以使用其他实施例并且可以进行结构或逻辑上的改变。因此，以下详细的描述并不以限制性意义进行理解，并且由所附权利要求限定这些实施例的保护范围。除非另有说明，否则附图不按比例。
在这些图中
图1以正视图示出了本发明的重整炉10的截面的简化表示，
图2以侧视图示出了同一个发明重整炉10的截面，以及
图3a至图3d示出了具有过渡区域和排出区域的本发明的烟道气体隧道的四个不同的实施例。
在根据图2的侧视图中，由燃烧器19和反应管14形成的燃烧器排21和反应管排15在附图的平面中延伸。因此，烟道气体隧道13在附图的平面中延伸。在根据图1的正视图中，本发明的重整炉10旋转90度，并且因此燃烧器排21和反应管排15将从附图的平面伸出，并且烟道气体隧道13将从附图的平面延伸出。
根据图1的重整炉10包括填充有例如呈粒料、片剂、成型制品或结构化(整体式)填料的形式的催化剂的多个反应管14。催化剂可以是例如用于蒸汽重整天然气以生产合成气体的镍基催化剂。这些反应管是竖直布置的并且延伸穿过重整炉10的整个燃烧空间12。在图1的重整炉10的情况下，这些反应管14被布置在两个反应管排15中。通过图2的表示来阐明排布置，但是图2的截面表示意指仅示出了两个反应管排15中的一个。反应管14的内部总和形成重整炉10的反应空间11，其中，此反应空间通过反应管的壁在空间上与燃烧空间12分开。这些反应管14各自在其下侧上具有例如用于供应天然气和蒸汽的反应物气体进料28、以及例如用于排放合成气体的产物气体排放29。因此，这些反应管的内部被配置成使得反应物气体可以在与排出产物气体相同的一侧被供应。
燃烧空间12是由多个耐火壁16以及第一端面17和第二端面18形成的。这两个端面17和18同样被配置为耐火壁。在第一端面17处布置了燃烧器19，这些燃烧器产生沿第二端面的方向竖直向上定向的火焰20。这些燃烧器19被布置成三个燃烧器排21，如从图2中清楚的。根据图1的左侧和右侧燃烧器排21中的燃烧器19是邻近壁的燃烧器，这些燃烧器分别燃烧布置在这些燃烧器的右侧和左侧上的反应管排15。根据图1布置在中间的这些燃烧器19形成了非邻近壁的燃烧器排21，其中这些燃烧器燃烧布置在其左侧和右侧上的反应管排15。每个燃烧器具有用于供应燃料和(来自空气的)氧的气体供应27。
用于从燃烧器19中排出燃烧器废气的烟道气体通道13与燃烧空间12处于流体连接、并且被布置在重整炉的第二端面18的区域中。烟道气体通道13具有过渡区域22和排出区域23，其中这两个区域彼此直接连接。烟道气体通道13经由过渡区域22连接至第二端面18。与排出区域23的通道直径25相比，烟道气体通道的过渡区域22的通道直径24减小。过渡区域的通道直径24是过渡区域的最小通道直径。由于排出区域的矩形基本形状，排出区域23的通道直径25在排出区域的整个高度26上是恒定的。这同样适用于排出区域23的高度26，该高度在烟道气体通道的整个长度上是恒定的，如在根据图2的侧视图中清楚的。
由于过渡区域22的通道直径24减小，所以烟道气体隧道13在过渡区域22的区域中具有收缩部，这最终的结果是燃烧空间12与烟道气体隧道13的排出区域23液压地解除联接。排出区域23与燃烧空间12之间的液压脱离联接的结果是，在燃烧空间12的区域中的燃烧器废气32(由虚线箭头指示)在从这个燃烧空间12排出时具有均匀的流速。这还使燃烧器废气33在烟道气体隧道13的排出区域23中的流速均匀化。
在图1和图2的示例中，过渡区域的通道直径24与排出区域的通道直径25的比率是1:6。过渡区域原则上可以具有“长”构型，即，过渡区域22的高度34可以采取与排出区域的高度26相比更大的值。在本示例中，高度34的比率与高度26的比率为1:2。
过渡区域22首先沿排出区域23的方向从第二端面18发生锥形变窄，随后在一定长度上展现出恒定的通道直径24，然后沿排出区域23的方向上发生锥形变宽，然后通向排出区域(该排出区域继而具有恒定的通道直径25)。过渡区域22的锥形变窄、恒定区域和锥形变宽在图2中由不同的阴影区域指示。
烟道气体通道13的一端是封闭的而开口端通向烟道气体隧道过渡部30，该烟道气体隧道过渡部继而通向热回收区31。
重整炉10总共包括三个燃烧器排21和两个反应管排15，但仅有用于从这三个燃烧器排21的燃烧器19排出燃烧器废气32的单个烟道气体隧道13。因此，燃烧器排21的数量与烟道气体隧道13的数量的比率在图1和图2的示例中是三比一。这种高比率通过燃烧空间12与排出区域23之间的液压脱离联接而成为可能。三个燃烧器排仅使用单个烟道气体隧道大大简化了重整炉10的构造。
图3a至图3d描绘了具有过渡区域22和排出区域23的本发明的烟道气体通道13的不同实施例。这些图各自示出了烟道气体通道13的截面，该烟道气体通道连接到仅部分地描绘的第二端面18。还示出了排出区域的通道直径25、过渡区域24的通道直径、排出区域的高度26和过渡区域的高度34。在图3a至图3d的所有四种情况下，排出区域23具有恒定高度26的矩形截面。
根据图3a的烟道气体通道13在其构型上对应于根据图1和图2的烟道气体通道的构型。根据图3a的烟道气体通道13的过渡区域22被配置为具有直的中间件的双锥体，其中，双锥体的直径首先沿排出区域的方向从第二端面18发生线性变窄，一直到双锥体的最窄点处的通道直径24，然后在一定长度上具有与过渡区域的通道直径24对应的恒定直径，随后沿排出区域的方向发生线性变宽，然后过渡到排出区域。
根据图3b的烟道气体通道13的过渡区域22在整个高度24上具有恒定的通道直径24。
根据图3c的烟道气体通道13的过渡区域22被配置为关于其纵向轴线对称的旋转体，其中，该旋转体的直径首先沿排出区域的方向从第二端面18发生抛物线形变窄，一直到在抛物线的顶点处的通道直径24，随后沿排出区域的方向发生抛物线形变宽，然后过渡到排出区域。
根据图3d的烟道气体通道13的过渡区域22被配置为双锥体，其中，该双锥体的直径首先沿排出区域的方向从第二端面18发生线性变窄，一直到双锥体的最窄点处的通道直径24，随后沿排出区域的方向发生线性变宽，然后过渡到排出区域。
附图标记清单
10 重整炉
11 反应空间
12 燃烧空间
13 烟道气体通道
14 反应管
15 反应管排
16 耐火壁
17 第一端面
18 第二端面
19 燃烧器
20 火焰
21 燃烧器排
22 烟道气体通道的过渡区域
23 烟道气体通道的排出区域
24 过渡区域通道直径
25 排出区域通道直径
26 排出区域的高度
27 燃烧器气体进料
28 反应物气体进料
29 产物气体排放
30 烟道气体隧道过渡部
31 热回收区
32 燃烧器废气
33 燃烧器废气
34 过渡区域的高度

Claims (19)

1.一种用于执行吸热过程的重整炉(10)，该重整炉包括
反应空间(11)、燃烧空间(12)以及与该燃烧空间处于流体连接的烟道气体通道(13)；其中，
该反应空间是由穿过该燃烧空间的多个竖直的反应管(14)形成的，其中，这些反应管在管内部中包括用于转化气态输入材料的催化剂，其中，
这些反应管成一直线布置、并且形成一个或多个反应管排(15)；并且其中，
该燃烧空间是由多个耐火壁(16)形成的，包括第一端面(17)和第二端面(18)，并且
包括被布置在该第一端面处的多个燃烧器(19)，这些燃烧器产生沿该第二端面的方向定向的火焰(20)，其中，
这些燃烧器成一直线布置，并且形成多个燃烧器排(21)，其中，
用于燃烧这些反应管的燃烧器排被布置成平行于反应管排；并且其中，
用于排出燃烧器废气(32)的该烟道气体通道被布置在该燃烧空间的第二端面的区域中，并且平行于这些燃烧器排并在该燃烧空间外部延伸，
其中，该烟道气体通道具有过渡区域(22)和排出区域(23)，其中，该烟道气体通道经由该过渡区域连接至该燃烧空间的第二端面，并且与该烟道气体通道的排出区域相比，该烟道气体通道的过渡区域的通道直径减小，
该烟道气体通道呈整体构造的形式，其中，该烟道气体通道的过渡区域和排出区域是通过机械或原子级结合部而彼此结合的，并且
该过渡区域的通道直径沿该排出区域的方向从该燃烧空间的第二端面变窄、随后具有恒定的直径、随后沿该排出区域的方向变宽。
2.根据权利要求1所述的重整炉，其特征在于，该过渡区域的通道直径与该排出区域的通道直径的比率是1:2到1:10。
3.根据权利要求2所述的重整炉，其特征在于，该过渡区域的通道直径与该排出区域的通道直径的比率是1:5到1:7。
4.根据权利要求2所述的重整炉，其特征在于，该过渡区域的通道直径与该排出区域的通道直径的比率是1:6。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的重整炉，其特征在于，该过渡区域的最小通道直径(24)小于该排出区域的最大通道直径(25)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的重整炉，其特征在于，该烟道气体通道的排出区域在整个通道长度上具有恒定的直径(25)和/或恒定的高度(26)。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的重整炉，其特征在于，在该烟道气体通道的排出区域与该燃烧空间的第二端面之间没有设置内部件。
8.根据权利要求7所述的重整炉，其特征在于，在该烟道气体通道的排出区域与该燃烧空间的第二端面之间没有设置设有呈槽缝、孔、涡流板或间隙形式的燃烧器废气进入装置的盖板。
9.根据权利要求1至4中任一项所述的重整炉，其特征在于，设置了多个烟道气体通道。
10.根据权利要求9所述的重整炉，其特征在于，这些烟道气体通道的数量与这些燃烧器排的数量的比率是1:1到1:4。
11.根据权利要求10所述的重整炉，其特征在于，这些烟道气体通道的数量与这些燃烧器排的数量的比率是1:2或1:3。
12.根据权利要求10所述的重整炉，其特征在于，这些烟道气体通道的数量与这些燃烧器排的数量的比率是1:3。
13.根据权利要求1至4中任一项所述的重整炉，其特征在于，该燃烧空间的第一端面和这些燃烧器被布置在底部，并且该燃烧空间的第二端面和该烟道气体通道被布置在顶部，其中，这些燃烧器产生向上定向的火焰。
14.根据权利要求13所述的重整炉，其特征在于，该吸热过程的该气态输入材料的进料和反应产物的排出各自布置在反应管的底端。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的重整炉，其特征在于，该过渡区域的高度与该烟道气体通道的排出区域的高度的比率是1:1到5:1。
16.根据权利要求15所述的重整炉，其特征在于，该过渡区域的高度与该烟道气体通道的排出区域的高度的比率是1.5:1到3:1。
17.根据权利要求15所述的重整炉，其特征在于，该过渡区域的高度与该烟道气体通道的排出区域的高度的比率是2:1。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的重整炉用于由含碳输入材料生产合成气体的用途。
19.根据权利要求18所述的用途，其特征在于，所述含碳输入材料是天然气。
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