CS277274B6 - Trubkový systém reakčních sekcí primární pece parního reformingu - Google Patents

Abstract

Trubkový systém reakčních sekcí primární pece parního reformingu se používá v petrochemickém průmyslu při chemické přeměně molekul uhlovodíku na směs vodíku a oxidů uhlíku. V radiační komoře /1/ s hořáky /2/ je soustava paralelních vertikálních reakčních trubek /3/. Reakční trubky /3/ jsou propojeny výstupním kolektorem /4/, umístěným pod dnem /9/ radiační komory /1/. Výstupní kolektor /4/ je tvořen tenkostěnnou netlakovou trubkou /6/, izolačním materiálem /7/ a tlakovým pláštěm /8/. Ze středu výstupního kolektoru /4/ je vyvedena stoupačka /5/.

Description

Vynález se týká trubkového systému reakčních sekcí primární pece parního reformingu, které se používají v petrochemickém průmyslu při chemické přeměně molekul uhlovodíků na směs vodíku a kysličníků uhlíku.

V reakčních sekcích těchto pecí dochází ke katalytické, sumárně endotermní reakci. Předehřátá směs uhlovodíků s vodní parou proudí soustavou paralelních trubek naplněných katalyzátorem. Trubky jsou umístěny vertikálně ve spalovací radiační komoře, v jejímž stropě jsou injektorové plynové hořáky. Zde . uvolněná energie paliva se využívá k dalšímu ohřevu reakční směsi a k pokrytí potřeby reakčního tepla. Tato energie je předávána převážně radiací ze spalin na vnější povrch reakčních trubek. Spaliny odcházejí z radiační sekce s teplotou cca 1 050 °C, reakční směs vystupuje z reakčních trubek s teplotou cca 830 °C. Plyn vystupující ze soustavy vertikálních reakčních trubek je sbírán tzv. výstupním horizontálním kolektorem, který je pevně spojen s reakčními trubkami. Reakční trubky se při ohřevu na provozní teplotu vlivem teplotní dilatace prodlouží cca o 150 mm. Pro kompenzaci této dilatace je reakční směs vedena stoupačkou umístěnou uprostřed výstupního kolektoru a vedenou rovněž radiační sekcí v rovině reakčních trubek. Stoupačka prochází stropem radiační komory a ústí do sběrného potrubí. ·

Při současném provedení je výstupní horizontální kolektor izolován, aby se snížila jeho výpočtová teplota, která je pak jen o málo vyšší než teplota protékajícího média. Izolační materiál je vyráběn v přesných tvarových kusech a lepen k trubce kolektoru lepidlem. Proti odpadnutí od kolektoru je izolační materiál po celé délce a obvodu kolektoru zajištěn plechovým obalem staženým stahovacími pásky. Plech i stahovací pásky jsou vyrobeny z vysoce legovaného, materiálu.

Toto řešení izolace výstupního kolektoru vykazuje nedostatky v tom, že plechový ochranný obal je po asi 2 až 3 letech, provozu značně narušen nebo v některých případech zničen.

Sám výstupní kolektor, vyrobený z vysoce legovaného materiálu, je provozován při výpočtové teplotě 850 °C a výpočtovém přetlaku nad 3 MPa. Jeho životnost závisí na dodržování mnoha technických operaci a to jak při montáži, tak i za provozu, aby se do něj nevnášela nežádoucí sekundární ohybová napětí nebo aby se nepřehřál. V souhrnu je výstupní kolektor včetně své izolace choulostivým a zranitelným místem trubkového systému této pece.

Výše uvedené nedostatky jsou odstraněny trubkovým systémem reakčních sekcí primární pece parního reformingu, jehož podstatou je přeneseni výstupního kolektoru pod dno radiační komory pece. Výstupní kolektor je vytvořen tlakovým pláštěm, ve kterém je tenkostěnná netlaková trubka zaizolovaná izolačním materiálem. Tím se tlaková část výstupního kolektoru změní z horké na studenou a z vysoce legované na nelegovanou s výpočtovou teplotou okolo 300 °C.

CS 277274 B6 2

Na výkrese je znázorněn příklad trubkového systému dle vynálezu. Na obr. 1 je detail spojení výstupního kolektoru se stoupačkou, na obr. 2 je znázorněn trubkový systém dle vynálezu ve svislém řezu.

V radiační komoře 1 s hořáky 2. je soustava paralelních vertikálních reakčních trubek 3,. Reakční trubky 3. jsou propojeny výstupním kolektorem 4, umístěným pod dnem 9. radiační komory 1. Výstupní kolektor 4. je tvořen tenkostěnnou netlakovou trubkou 6., izolačním materiálem 7 a tlakovým pláštěm 8. Ze středu výstupního kolektoru 4 je vyvedena stoupačka 5. Jako izolační materiál 7 může být použit beton nebo jiný materiál s potřebnými izolačními vlastnostmi.

Claims (2)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Trubkový systém reakčních sekcí primární pece parního reformingu, sestávající ze soustavy paralelních vertikálních reakčních trubek, které jsou propojeny výstupním kolektorem, z jehož středu je vyvedena stoupačka, vyznačující se tím, že výstupní kolektor /4/ je umístěn pod dnem /9/ radiační komory /1/.
2. 2. Trubkový systém reakčních sekcí primární pece parního reformingu dle bodu 1, vyznačující se tím, že výstupní kolektor /4/ je tvořen tlakovým pláštěm /8/, ve kterém je tenkostěnná netlaková trubka /6/ s izolačním materiálem /7/.