NO168466B - Anordning for bruk ved fremstilling av gass med innhold av hydrogen og co. - Google Patents

Abstract

Anordning for dannelse av produktgass med hydrogen-og karbonoksidinnhold av en innsatsgass. Et evre (3) og et nedre kammer (4) er adskilt med en rørbunn (2). Rørbunnen har omformerrør (18) opptatt i kapselrør (20). For å redusere virkningen av trykk- og temperaturforskjeller,om belaster rørbunnen, er denne utformet som fordelerkammer for innsatsproduktet til omformerrørene (18). Rørbunnen (2) har to hullegemer (15,16) som er anordnet i hverandre og som er forbundet med hverandre for gjennomstrømning av. innsatsproduktet.

Description

Oppfinnelsen gjelder en anordning av det slaget som er angitt i innledningen til patentkrav 1, for bruk ved en framgangsmåte for framstilling av produktgass med innhold av hydrogen og

CO.

En slik anordning er f.eks. kjent fra DE-OS 3244252. Den består av en beholder som blir delt i to deler av en rørbunn i den øvre tredjedelen, slik at det dannes et større reaksjonsrom med omformerrør ("Reformer-rør") og med et i den øvre delen anordnet naturgass-/damprom, hvorfra fordelingen av blandingen av naturgass-/vanndamp til omformerrørene skjer.

I reaksjonsrommet er omformerrørene innkapslet. Denne innkapslingen danner i dette rommet et samlekammer og fører reaksjonsproduktet gjennom en tilsvarende stuss ut av reaksjonsbeholderen. Ved denne prosessføringen skjer det, ikke minst ved bruken av ren oksygen, som blir innført i reaksjons- henholdsvis blandekammeret, en eksoterm reaksjon, som da lar produktgassen oppstå. Denne varmen kan brukes for oppvarming av omformerrørene, hvilket skjer over kapselrør.

Ved den kjente konstruksjonen er det særlig uheldig, at rørbunnen er utsatt for de forholdsvis høye trykkforskjeller mellom reaksjonskammeret på en side og fordelerkammeret på den andre. Dette gjelder på lik måte for de meget forskjellige temperaturer, som hersker på den ene sida av rørbunnen i forhold til temperaturen på den andre, særlig i samlerommet for reaksjonsgass. De høye belastninger, utvidelser o.l. som dette fører til, kan føre til skader på rørbunnen. Omvendt må rørbunnene være av en slik kvalitet, at de motstår disse belastningene, noe som gjør dem kostbare å tilvirke.

Oppfinnelsens hovedformål er derfor å skaffe en løsning som ved konstruktive tiltak reduserer de trykk-og temperaturforskjeller som belaster rørbunnen, uten at reaksjonsbeholderens totalytelse kommer til å lide under dette.

Dette kan oppnås ved en anordning av det beskrevne slaget, som er utformet i samsvar med den karakteriserende delen av patentkrav 1.

Med oppfinnelsen blir det oppnådd at det tidligere naturgass-/damprom, som opprinnelig var anordnet i reaksjonsbeholderens øvre del og påvirket ei side av rørbunnen med sitt trykk og sin temperatur, blir plassert i selve rørbunnen, mens det tidligere naturgass-damprom nå tjener som samlerom for produktgass med de trykk og temperaturer som hersker i denne.

Ved utformingen av rørbunnen som dobbeltrom med kammer anordnet i hverandre skjer det i dette området en utjevning av temperaturen og forvarming av inngangsproduktet som strømmer gjennom denne rørbunnen.

I praksis er det indre hul-legemet anordnet hovedsakelig konsentrisk til det helt omsluttende, ytre hul-legemet og forsynt med minst en tilførselsledning for innsatsproduktet.

Med denne konsentriske anordningen kan det særlig oppnås, at de spenninger som opptrer i rørbunnen på grunn av temperatur- og trykkforskjeller, utjevnes, hvilket den konsentriske anordningen gir best mulighet for.

Det er fordelaktig at gjennomstrømningsåpningen for tilført gass er anordnet på undersida av det indre hul-legemet og at gjennomstrømningsåpningene for tilkoblingsrørene som fører fra det ytre hul-legemet i overdelen av omformerrørene er anordnet på oversida av det ytre hul-legemet, hvilket muliggjør utjevning av strømningsforholdene og dermed særlig utjevning av temperaturer, trykk og spenninger, fordi det indre hulrørlegemet blir omstrømmet tilnærmet etter motstrømsprinsippet.

I prinsipp kan omformerrørene i sine øvre deler være direkte forbundet med det ytre hulkammeret. Men det er her hensiktsmessig å bruke til kobl ingsrør som går ut fra oversida av det ytre hul-legemet.

Det skal bemerkes at i denne teksten blir brukt betegnelsen "opp" og "ned" som opplysning om forholdet mellom de enkelte elementene. Riktignok kan forholdene være forskjellig, f.eks. "opp" og "ned" byttes om, når anordningen blir plassert omsnudd eller også i skråstilling e.l.,slik at betegnelsene "opp" og "ned" i dette tilfelle har relasjon til utførelseseksemplet som skal beskrives nedenfor.

Ifølge et annet trekk ved oppfinnelsen går kapselrørene som omgir omformerrørene gjennom rørbunnen på en slik måte at det dannes en ringåpning i forhold til det øvre kammeret. Den utformingen har den fordelen, at alle elementene kan monteres hovedsakelig konsentrisk

b

i forhold til hverandre, da det i det nedre reaksjonsrommet er unødvendig med et samlekammer på grunn av denne spesielle utformingen og føringen av kapselrørene.

For å muliggjøre en utligning for temperatur- og trykkspenninger og -forskjeller, foreslås ifølge oppfinnelsen, at bunnen er forsynt med et tilsvarende antall rørhylser for opptak av kapselrør med omformerrør.

I prinsippet kan riktignok eksempelvis kapselrørene sveises gasstett inn i tilsvarende; åpninger i rørbunnen, men bruken av rørhylser har en særlig fordel, da f.eks. omformerrørene kan byttes ut enkeltvis med sine egne kapselrør. De kan f.eks. henges opp i en rørbunn* som er forberedt på denne måten og det kreves bare forbindelsen av omformerrørene med den hule rørbunnen over tilkoblingsrør..

For å danne ei ringspalte, som strekker seg lengst mulig gjennom rørbunnen og samtidig beholder tetningen mellom de to kamrene, som skal skilles av rørbunnen, forutsetter oppfinnelsen, at rørhylsene har en større innvendig diameter enn den utvendige diameteren til kapselrøret, slik at i bruksstillingen er endesidene til rørhylsene og hylserørene forbundet gasstett slik at det dannes ei ringspalte som er åpen mot en side.

Ifølge oppfinnelsen er anordningen slik utformet, at endesidene, som eksempelvis blir dannet av en sveisetråd, er anordnet rettet mot det øvre samlerommet for produktgass. På denne måten oppnås en optimal tilgjengelighet for forbindelsen som skal holdes tett.

Ifølge oppfinnelsen forutsettes det endelig, at omformerrørene hviler med festeelementer på forbindelsesområdet mellom rørhylsene og kapselrørene. Dette fører til lett monterbarhet og dermed også utskiftbarhet, slik det er antydet ovenfor ved en annen utførelsesform for totalsystemet. På denne måten kan ved monteringen av en tilsvarende utformet rørbunn med rørhylser og kapselrør skje en prefabrikasjon. På denne måten må bare omformerrørene henges opp etterpå og forbindes tilsvarende.

Oppfinnelsen er nedenfor beskrevet nærmere ved hjelp av tegningen, hvor:

fig. 1 viser et snitt gjennom en utførelsesform av oppfinnelsen,

fig. 2 viser en forstørret gjengivelse av rørbunnen, mens

fig. 3 viser ei planskisse mot rørbunnen sett i pilretningen III fig. 2.

Anordningen, som er betegnet generelt med henvisningstall 1, blir dannet av en trykkbeholder 5 som er delt i et øvre kammer 3 og et nedre kammer 4 med en rørbunn 2. Øverst er trykkbeholderen 5 lukket med et lokk 7 ved hjelp av en flensforbindelse 6. Alle veggområder er forsynt med innvendig isolering 8.

Det øvre kammer 3 tjener som samlekammer for den skapte produktgassen, som forlater anordningen 1 over gjennom en øvre rørstuss 9. Dette samlekammeret blir i det følgende kalt "kammer 3".

Det nedre kammeret 4 danner et omformerkammer, dvs. at det er forsynt med rørstusser 10 og 10a, som blir brukt for tilførsel av f.eks. naturgass og oksygen eller luft, som utgangsgasser, hvilket er illustrert med flere piler. Dette nedre omformerkammeret, blir i det følgende kalt "kammer 4".

Rørbunnen 2, som holdes fast med festeelementet 12, er utformet som fordelerkammer for innsatsgassene og har derfor ei tilførselsledning 13 og en innløpsstuss 14 for innsatsproduktet, som f.eks. kan være en blanding av naturgass og damp. Dette er antydet med ei pil ved innløpsstussen 14.

Rørbunnen 2 har et indre hullegeme 15 og et ytre hullegeme 16 som omgir det indre hullegemet 15 hovedsakelig symmetrisk. Det indre hullegemet 15 er i det viste eksempelet forsynt med nedoverrettete gjennomgangsåpninger 17, som vist i fig. 1 og 2 og det ytre hullegemet 16 er forsynt med oppoverrettete gjennomløpsåpninger for tilkobling av tilførselsrørene 27. Disse tilførselsrørene munner ut i den øvre delen 28 av omformerrørene, hvilke er generelt betegnet med henvisningstall 18, og kommer fra kammeret 3, som de rager bare et lite stykke inn i, idet de hovedsakelig munner ut i kammeret 4.

Omformerrørene 18 er omgitt av kapselrørene 20, som omgir disse idet det dannes ei ringspalte 21 (fig. 2) som er åpen oppover og dermed skaffer forbindelse mellom kammeret 4 og kammeret 3, slik at en overstrømning og gjennomstrømning av kammeret 4 inn i kammeret 3 og derfra gjennom stussen 9 til videre behandling blir mulig, slik det blir vist med små piler.

I fig. 2 er det vist at kapselrørene 20 er festet til rørhylsene 23 med en sveisesøm 22, idet rørhylsene 23 på sin side er sveiset gasstett inn i rørbunnen 2. Sveisesømmen 22 vender mot kammeret 3. Dimensjonene er valgt slik, at rørhylsenes 23 innvendige diameter er større enn ytterdiameteren til kapselrørene 20, slik at det dannes en oppover lukket ringspalte 31 som er åpen fra kammeret 4 inn til sveisesømmen 22. Omformerrørene er ved hjelp av festesteg 24 satt på sveisesømmene 22 og eventuelt festet permanent til disse. De kan også være løst påsatt, når anordningen, slik det er vist, blir arrangert stående, uten at oppfinnelsen er begrenset til dette.

Strømningsforløpet i rørbunnen er herunder følgende:

Gjennom tilkoblingsrøret 13 blir innsatsproduktet ført inn i det indre kammeret 15 i rørbunnen 2. Derfra strømmer det gjennom en eller flere nedre utløpsåpninger 17 inn i inner-rommet 26 til det ytre kammeret 16, derfra over tilkoblingsrørene 27 i omformerrørenes 18 øverste del 28. Etter at omformerrørene 18 er gjennomstrømmet, går gassen inn i kammeret 4, blander seg der med ytterligere gasser som strømmer inn gjennom rørstussene 10 hhv. 10a og forlater kammeret 4 gjennom ringspalta 21, som finnes mellom omformerrørene 18 og kapselrørene 20, og strømmer inn i kammeret 3. Produktgassen forlater så dette kammeret gjennom stussen 9.

I fig. 2 er på høyre side dimensjonen h, angitt som høyde på det indre hulkammeret 15. Denne høyden kan være variabel, mens høyden h2 på det ytre kammeret bør være ens, for å oppnå en symmetri når det foreligger en tilstrekkelig høy strømningshastighet og en tilsvarende ensartet kjøling av rørbunnen.

Utførelseseksemplet som er vist kan modifiseres på mange måter. Eksempelvis: kan det indre hulkammeret 15 bestå av flere elementer som kan være meanderformet eller spiralformet arrangert. Det kan være forsynt med ledeplater på sin ytterside og/ellér innerside, som danner bestemte strømninger.

Claims (7)

1. Anordning for bruk i en framgangsmåte for dannelse av produktgasser med innhold av hydrogen og CO fra en innsatsgass, som hovedsakelig inneholder hydrokarboner, særlig naturgass som er tilsatt vanndamp, idet anordingen har et øvre og et nedre kammer som er skilt med en rørbunn, og hvor det i rørbunnen er innsatt omformerrør som vender ned i det nedre kammeret og som i dette delvis er forsynt med kapselrør, karakterisert ved at rørbunnen (2) er utformet som fordelerkammer for innsatsproduktet til omformerrørene (18), idet rørbunnen dannes av to innbyrdes forbundne og i hverandre anordnete hullegemer (15,16) beregnet for gjennomstrømning med innsatsproduktet.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at det indre hullegemet (15) er anordnet hovedsakelig konsentrisk til det omsluttende ytre hullegemet (16) og er forsynt med minst en tilførselsledning (13) for innsatsproduktet.

3. Anordning ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det finnes gjennomstrømningsåpninger (17) for innsatsgassen på undersida (29) av det indre hullegemet (15) og at det finnes gjennomstrømningsåpninger for de tilkoblingsrørene (27) som fører fra det ytre hullegemet (16) inn i toppområdet (28) til omformerrørene (18) ved oversida (30) av det ytre hullegemet (16).

4. Anordning ifølge et av kravene 1-3, karakterisert ved at kapselrørene (20) som omgir omformerrørene (18) går gjennom rørbunnen (2) på en slik måte at det dannes en ringåpning mot det øvre kammeret (3).

5. Anordning ifølge et av kravene 1-4, karakterisert ved at rørbunnen (2) er forsynt med et tilsvarende antall rørhylser (23) for å oppta kapselrørene (20) med omformerrørene (18).

6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at rørhylsene (23) for dannelse av ei ringspalte (31) har en større innvendig diameter enn ytterdiameteren til kapselrøret (20), idet et endeområde (22) av rørhylsene (23) og kapselrørene (20) er forbundet gasstett slik at det dannes ei ringspalte (31) som er åpen mot ei side.

7. Anordning ifølge et av kravene 1-6, karakterisert ved at omformerrørene (18) bæres av festeelementer (24) på forbindelsesområdet mellom rørhylsene (23) og kapselrørene (20).