CN218393708U - 一种含水冷壁和废锅的烃类气体pox反应器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于反应器技术领域，特别涉及一种含水冷壁和废锅的烃类气体POX反应器。本实用新型的反应器包括壳体，壳体的顶部设置有燃烧器，壳体内设置有反应室，燃烧器的出口与反应室连通，壳体的底部设置有合成气出口；所述反应室外壁上盘设有水冷壁和废锅，水冷壁的一端设置有水冷壁锅炉水进口，水冷壁的另一端设置有水冷壁汽水出口，废锅的一端设置有废锅锅炉水进口，废锅的另一端设置有废锅汽水出口，水冷壁锅炉水进口、水冷壁汽水出口、废锅锅炉水进口、废锅汽水出口均连接于壳体上。本实用新型的目的在于提供一种设备紧凑、废锅操作条件温和、投资省、运行周期长且系统热量损失小的含水冷壁和废锅的烃类气体POX反应器。
Description
技术领域
本实用新型属于反应器技术领域，特别涉及一种含水冷壁和废锅的烃类气体POX反应器。
背景技术
以氢气和一氧化碳为主要成分的合成气是化学合成的重要原料，合成气中H2和CO的组成随原料和生产方法的不同而异，H2/CO(物质的量比)一般在1～5之间。通常以烃类气体为原料生产合成气的工艺主要有一段蒸汽转化、两段蒸汽转化、换热式转化等，所生产的合成气中H2/CO(物质的量比)一般较高，往往由于氢过剩造成装置经济性差。而POX工艺作为一种通过烃类原料在反应器中发生部分氧化以制取合成气的技术，可在较宽范围内根据下游需求调整合成气中氢气和一氧化碳的比率，且相对于其它转化工艺而言，其制得的合成气中H2/CO(物质的量比)更低、范围更宽，装置的二氧化碳排放更低。而POX反应器是该工艺的关键设备，通常的POX反应器采用耐火砖衬里，反应器出口气温度较高(约1400度左右)，对后端废锅的材质和寿命的要求苛刻，废锅的使用寿命普遍偏短，严重制约了装置的长期稳定运行。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型的目的在于提供一种设备紧凑、废锅操作条件温和、投资省、运行周期长且系统热量损失小的含水冷壁和废锅的烃类气体POX反应器。。
本实用新型所采用的技术方案为：
一种含水冷壁和废锅的烃类气体POX反应器，包括壳体，壳体的顶部设置有燃烧器，壳体内设置有反应室，燃烧器的出口与反应室连通，壳体的底部设置有合成气出口，反应室的底部与合成气出口连通；所述反应室外壁上盘设有水冷壁和废锅，水冷壁位于废锅上侧，水冷壁的一端设置有水冷壁锅炉水进口，水冷壁的另一端设置有水冷壁汽水出口，废锅的一端设置有废锅锅炉水进口，废锅的另一端设置有废锅汽水出口，水冷壁锅炉水进口、水冷壁汽水出口、废锅锅炉水进口、废锅汽水出口均连接于壳体上。
反应原料气和氧气经燃烧器后进入反应室，在反应器中发生部分氧化反应，反应产生的高温气体依次通过水冷壁、废锅降温后，由反应器底部合成气出口送出。锅炉水通过水冷壁锅炉水进口进入水冷壁副产蒸汽，汽水从水冷壁汽水出口出水冷壁，从而降低高温合成气的温度。锅炉水通过废锅锅炉水进口进入废锅副产蒸汽，汽水从废锅汽水出口出废锅，从而降低高温合成气的温度。采用该新型烃类气体POX反应器，可以实现设备紧凑、废锅操作条件温和、投资省、运行周期长，系统热量损失小，从而提高工厂的经济效益。
作为本实用新型的优选方案，所述反应室的外壁上还盘设有对流段，对流段的一端设置有对流段锅炉水进口，对流段的另一端设置有对流段汽水出口，对流段锅炉水进口、对流段汽水出口均连接于壳体上。锅炉水通过对流段锅炉水进口进入对流段副产蒸汽，汽水从对流段汽水出口出对流段，从而降低高温合成气的温度。
作为本实用新型的优选方案，所述壳体与对流段之间填充有耐火浇注料。耐火浇注料用于保护反应器壳体。
作为本实用新型的优选方案，所述废锅与对流段之间的壳体上设置有Z型的法兰连接结构。对于设置有对流段的反应器，在废锅和对流段之间设置Z型的法兰连接结构，可方便水冷壁、废热锅炉和对流段的安装和检维修。
作为本实用新型的优选方案，所述废锅与水冷壁之间的壳体上设置有Z型的法兰连接结构。对于不设置对流段的反应器，在水冷壁和废锅之间设置Z型的法兰连接结构，可方便水冷和废热锅炉的安装和检维修。
作为本实用新型的优选方案，所述水冷壁的向火面表面敷设有抗冲击的SiC耐火材料，可保证水冷壁长期稳定运行。
作为本实用新型的优选方案，所述壳体与水冷壁之间、壳体与废锅之间均填充有耐火浇注料。耐火浇注料用于保护反应器壳体。
作为本实用新型的优选方案，所述燃烧器上设置有用于通入烃类原料气、二氧化碳和蒸汽的混合气通道、用于通入氧气的氧气通道。
作为本实用新型的优选方案，所述燃烧器上还设置有用于通入燃烧器保护气的燃烧器保护气通道。
作为本实用新型的优选方案，所述壳体上各高度区域设置有温度计，用于检测壳体表面温度。
本实用新型的有益效果为：
1.锅炉水通过水冷壁锅炉水进口进入水冷壁副产蒸汽，汽水从水冷壁汽水出口出水冷壁，从而降低高温合成气的温度。锅炉水通过废锅锅炉水进口进入废锅副产蒸汽，汽水从废锅汽水出口出废锅，从而降低高温合成气的温度。采用该新型烃类气体POX反应器，可以实现设备紧凑、废锅操作条件温和、投资省、运行周期长，系统热量损失小，从而提高工厂的经济效益。
2.锅炉水通过对流段锅炉水进口进入对流段副产蒸汽，汽水从对流段汽水出口出对流段，可进一步降低高温合成气的温度。
附图说明
图1是实施例1中本实用新型的结构示意图；
图2是实施例2中本实用新型的结构示意图。
图中：1-壳体；2-燃烧器；3-反应室；4-水冷壁；5-法兰连接结构；6-废锅；7-对流段；N1a-混合气通道；N1b-氧气通道；N1c-燃烧器保护气通道；N2-合成气出口；N3-水冷壁锅炉水进口；N4-水冷壁汽水出口；N5-废锅锅炉水进口；N6-废锅汽水出口；N7-对流段锅炉水进口；N8-对流段汽水出口。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1：
如图1所示，本实施例的含水冷壁和废锅的烃类气体POX反应器，包括壳体1，壳体1的顶部设置有燃烧器2，壳体1内设置有反应室3，燃烧器2的出口与反应室3连通，壳体1的底部设置有合成气出口N2，反应室3的底部与合成气出口N2连通；所述反应室3外壁上盘设有水冷壁4和废锅6，水冷壁4位于废锅6上侧，水冷壁4的一端设置有水冷壁锅炉水进口N3，水冷壁4的另一端设置有水冷壁汽水出口N4，废锅6的一端设置有废锅锅炉水进口N5，废锅6的另一端设置有废锅汽水出口N6，水冷壁锅炉水进口N3、水冷壁汽水出口N4、废锅锅炉水进口N5、废锅汽水出口N6均连接于壳体1上。
其中，所述燃烧器2上设置有用于通入烃类原料气、二氧化碳和蒸汽的混合气通道N1a、用于通入氧气的氧气通道N1b。所述燃烧器2上还设置有用于通入燃烧器2保护气的燃烧器保护气通道N1c。
所述壳体1上各高度区域设置有温度计，用于检测壳体1表面温度。
反应原料气通过燃烧器2的烃类原料气/二氧化碳/蒸汽混合气通道N1a、氧气通过燃烧器2的氧气通道N1b进入反应室3，在反应室3中发生部分氧化反应，反应产生的高温气体依次通过水冷壁4、废锅6降温后，由反应器底部合成气出口N2送出。
燃烧器2保护气通过燃烧器保护气通道N1c进入燃烧器2，起到保护燃烧器2的作用。
水冷壁4向火面表面敷设有抗冲刷的SiC耐火材料，可保证水冷壁4长期稳定运行，水冷壁4与反应器壳体1间填充有耐火浇注料。锅炉水通过水冷壁锅炉水进口N3进入水冷壁4副产蒸汽，汽水从水冷壁汽水出口N4出水冷壁4，从而降低高温合成气的温度。
废锅6与反应器壳体1间填充有耐火浇注料。锅炉水通过废锅锅炉水进口N5进入废锅6副产蒸汽，汽水从废锅汽水出口N6出废锅6，从而降低高温合成气的温度。
反应器水冷壁4与废锅6之间设置有Z型的法兰连接结构5，可方便水冷壁4和废锅6的安装和检维修。
采用该新型烃类气体POX反应器，可以实现设备紧凑、废锅6操作条件温和、投资省、运行周期长，系统热量损失小，从而提高工厂的经济效益。
实施例2：
如图2所示，本实施例的含水冷壁和废锅的烃类气体POX反应器，包括壳体1，壳体1的顶部设置有燃烧器2，壳体1内设置有反应室3，燃烧器2的出口与反应室3连通，壳体1的底部设置有合成气出口N2，反应室3的底部与合成气出口N2连通；所述反应室3外壁上盘设有水冷壁4和废锅6，水冷壁4位于废锅6上侧，水冷壁4的一端设置有水冷壁锅炉水进口N3，水冷壁4的另一端设置有水冷壁汽水出口N4，废锅6的一端设置有废锅锅炉水进口N5，废锅6的另一端设置有废锅汽水出口N6，水冷壁锅炉水进口N3、水冷壁汽水出口N4、废锅锅炉水进口N5、废锅汽水出口N6均连接于壳体1上。所述反应室3的外壁上还盘设有对流段7，对流段7的一端设置有对流段锅炉水进口N7，对流段7的另一端设置有对流段汽水出口N8，对流段锅炉水进口N7、对流段汽水出口N8均连接于壳体1上。
其中，所述燃烧器2上设置有用于通入烃类原料气、二氧化碳和蒸汽的混合气通道N1a、用于通入氧气的氧气通道N1b。所述燃烧器2上还设置有用于通入燃烧器2保护气的燃烧器保护气通道N1c。
所述壳体1上各高度区域设置有温度计，用于检测壳体1表面温度。
反应原料气通过燃烧器2的烃类原料气/二氧化碳/蒸汽混合气通道N1a、氧气通过燃烧器2的氧气通道N1b进入反应室3，在反应室3中发生部分氧化反应，反应产生的高温气体依次通过水冷壁4、废锅6和对流段7降温后，由反应器底部合成气出口N2送出。
燃烧器2保护气通过燃烧器保护气通道N1c进入燃烧器2，起到保护燃烧器2的作用。
水冷壁4向火面表面敷设有抗冲刷的SiC耐火材料，可保证水冷壁4长期稳定运行，水冷壁4与反应器壳体1间填充有耐火浇注料。锅炉水通过水冷壁锅炉水进口N3进入水冷壁4副产蒸汽，汽水从水冷壁汽水出口N4出水冷壁4，从而降低高温合成气的温度。
废锅6与反应器壳体1间填充有耐火浇注料。锅炉水通过废锅锅炉水进口N5进入废锅6副产蒸汽，汽水从废锅汽水出口N6出废锅6，从而降低高温合成气的温度。
对流段7与反应器壳体1间填充有耐火浇注料。锅炉水通过对流段锅炉水进口N7进入对流段7副产蒸汽，汽水从对流段汽水出口N8出对流段7，从而降低高温合成气的温度。
在废锅6与对流段7之间设置有Z型的法兰连接结构5，可方便水冷壁4、废锅6和对流段7的安装和检维修。
采用该新型烃类气体POX反应器，可以实现设备紧凑、废锅6操作条件温和、投资省、运行周期长，系统热量损失小，从而提高工厂的经济效益。
综上，本实用新型在POX反应器内设置水冷壁4和废锅6，反应原料气(烃类原料气/二氧化碳/蒸汽混合气)和氧气分别通过不同的燃烧器2通道进入反应室3，在反应室3中发生部分氧化反应，反应产生的高温气体通过水冷壁4和废锅6降温后，由反应器底部接管送出。为进一步降低反应气的温度，也可在废锅6底部设置对流段7，高温气体经对流段7后，从反应器底部的合成气出口N2送出。
本实用新型反应器顶部为燃烧器2，反应器中上部设置水冷壁4，反应器中下部设置废锅6。燃烧器2设置有保护气通道，用于保护燃烧器2。水冷壁4向火面表面敷设有抗冲刷的SiC耐火材料，可保证水冷壁4长期稳定运行，水冷壁4与反应器壳体1间填充有耐火浇注料，用于保护反应器壳体1，水冷壁4连接有水冷壁锅炉水进口N3和水冷壁汽水出口N4，通过辐射+传导形式同高温合成气进行换热，以降低高温合成气的温度。废锅6连接有废锅锅炉水进口N5和废锅汽水出口N6，通过辐射+传导形式同高温合成气进一步换热。为进一步降低反应气温度，可在废锅6下部设置对流段7，对流段7连接有对流段锅炉水进口N7和对流段汽水出口N8，通过辐射+对流形式进一步同高温合成气进行换热，以降低高温合成气的温度。
本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种含水冷壁和废锅的烃类气体POX反应器，包括壳体(1)，壳体(1)的顶部设置有燃烧器(2)，壳体(1)内设置有反应室(3)，燃烧器(2)的出口与反应室(3)连通，壳体(1)的底部设置有合成气出口(N2)，反应室(3)的底部与合成气出口(N2)连通；其特征在于：所述反应室(3)外壁上盘设有水冷壁(4)和废锅(6)，水冷壁(4)位于废锅(6)上侧，水冷壁(4)的一端设置有水冷壁锅炉水进口(N3)，水冷壁(4)的另一端设置有水冷壁汽水出口(N4)，废锅(6)的一端设置有废锅锅炉水进口(N5)，废锅(6)的另一端设置有废锅汽水出口(N6)，水冷壁锅炉水进口(N3)、水冷壁汽水出口(N4)、废锅锅炉水进口(N5)、废锅汽水出口(N6)均连接于壳体(1)上。
2.根据权利要求1所述的一种含水冷壁和废锅的烃类气体POX反应器，其特征在于：所述反应室(3)的外壁上还盘设有对流段(7)，对流段(7)的一端设置有对流段锅炉水进口(N7)，对流段(7)的另一端设置有对流段汽水出口(N8)，对流段锅炉水进口(N7)、对流段汽水出口(N8)均连接于壳体(1)上。
3.根据权利要求2所述的一种含水冷壁和废锅的烃类气体POX反应器，其特征在于：所述壳体(1)与对流段(7)之间填充有耐火浇注料。
4.根据权利要求2所述的一种含水冷壁和废锅的烃类气体POX反应器，其特征在于：所述废锅(6)与对流段(7)之间的壳体(1)上设置有Z型的法兰连接结构(5)。
5.根据权利要求1所述的一种含水冷壁和废锅的烃类气体POX反应器，其特征在于：所述废锅(6)与水冷壁(4)之间的壳体(1)上设置有Z型的法兰连接结构(5)。
6.根据权利要求1所述的一种含水冷壁和废锅的烃类气体POX反应器，其特征在于：所述水冷壁(4)的向火面表面敷设有SiC耐火材料。
7.根据权利要求1所述的一种含水冷壁和废锅的烃类气体POX反应器，其特征在于：所述壳体(1)与水冷壁(4)之间、壳体(1)与废锅(6)之间均填充有耐火浇注料。
8.根据权利要求1所述的一种含水冷壁和废锅的烃类气体POX反应器，其特征在于：所述燃烧器(2)上设置有用于通入烃类原料气、二氧化碳和蒸汽的混合气通道(N1a)、用于通入氧气的氧气通道(N1b)。
9.根据权利要求1所述的一种含水冷壁和废锅的烃类气体POX反应器，其特征在于：所述燃烧器(2)上还设置有用于通入燃烧器(2)保护气的燃烧器保护气通道(N1c)。
10.根据权利要求1～9任意一项所述的一种含水冷壁和废锅的烃类气体POX反应器，其特征在于：所述壳体(1)上各高度区域设置有温度计。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202222510914.5U CN218393708U (zh) | 2022-09-22 | 2022-09-22 | 一种含水冷壁和废锅的烃类气体pox反应器 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202222510914.5U CN218393708U (zh) | 2022-09-22 | 2022-09-22 | 一种含水冷壁和废锅的烃类气体pox反应器 |
Publications (1)
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| CN218393708U true CN218393708U (zh) | 2023-01-31 |
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ID=85034667
Family Applications (1)
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| CN202222510914.5U Active CN218393708U (zh) | 2022-09-22 | 2022-09-22 | 一种含水冷壁和废锅的烃类气体pox反应器 |
Country Status (1)
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- 2022-09-22 CN CN202222510914.5U patent/CN218393708U/zh active Active
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