NO178491B - Fremgangsmåte og anordning for fremstilling av syntesegass - Google Patents

Fremgangsmåte og anordning for fremstilling av syntesegass Download PDF

Info

Publication number
NO178491B
NO178491B NO875259A NO875259A NO178491B NO 178491 B NO178491 B NO 178491B NO 875259 A NO875259 A NO 875259A NO 875259 A NO875259 A NO 875259A NO 178491 B NO178491 B NO 178491B
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
fuel
reactor
feeding
porous
feeding device
Prior art date
Application number
NO875259A
Other languages
English (en)
Other versions
NO875259D0 (no
NO178491C (no
NO875259L (no
Inventor
Paul Gateau
Michel Maute
Alain Feugier
Edmond Perthuis
Original Assignee
Inst Francais Du Petrole
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Francais Du Petrole filed Critical Inst Francais Du Petrole
Publication of NO875259D0 publication Critical patent/NO875259D0/no
Publication of NO875259L publication Critical patent/NO875259L/no
Publication of NO178491B publication Critical patent/NO178491B/no
Publication of NO178491C publication Critical patent/NO178491C/no

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J4/00—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices
    • B01J4/04—Feed or outlet devices; Feed or outlet control devices using osmotic pressure using membranes, porous plates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/36—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
    • C01B3/363—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents characterised by the burner used
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
    • C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
    • C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
    • C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
    • C01B3/38—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using catalysts
    • C01B3/386—Catalytic partial combustion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C01B2203/0255—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a non-catalytic partial oxidation step
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/025—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step
    • C01B2203/0261—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a partial oxidation step containing a catalytic partial oxidation step [CPO]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1005—Arrangement or shape of catalyst
    • C01B2203/1035—Catalyst coated on equipment surfaces, e.g. reactor walls
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/10—Catalysts for performing the hydrogen forming reactions
    • C01B2203/1041—Composition of the catalyst
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/12—Feeding the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1205—Composition of the feed
    • C01B2203/1211—Organic compounds or organic mixtures used in the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/1235—Hydrocarbons
    • C01B2203/1241—Natural gas or methane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/52—Improvements relating to the production of bulk chemicals using catalysts, e.g. selective catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og en anordning som benytter en flamme til fremstilling av syntesegass.
Forbrenning av hydrokarboner, slik som naturgass, i en atmosfære med underskudd på oksygen, fører til dannelse av karbonmonoksyd (CO), hydrogen (H2), men også karbondioksyd (C02) og vann H20.
Hvis for eksempel et mol metan (CH4) blir forbrent med 0,7 mol oksygen, blir det oppnådd 54,9 % hydrogen (H2); 31,6 % mol med karbonmonoksyd (CO); 1,7 % mol med karbondioksyd (C02) og 11,7 % mol med vann (H20) i adiabatisk likevekt.
Med den samme forbrenningsprosess må det imidlertid være til stede mellomliggede hydrokarboner, med dannelse av mindre CO og H2, men mer C02. Det er blitt utført tester for å minimalisere dette fenomenet. Omdannelsen til CO og H2 er bedre hvis veggene i reaktoren er adiabatiske (reaktorens form må ikke tillate strålingstap).
Det er ikke noe hovedproblem for O/C -forhold nær 1,5 mol/mol, men for lavere forhold er det nødvendig å forvarme gassene. Ved nærvær av hydrokarboner tyngre enn metan, kan dannelsen av sot begrense senkningen av O/C -forholdet.
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte og en anordning for å unngå nærvær av sot ved utløpet av reaktoren, spesielt under ømfintlige arbeidsforhold, f.eks for lave O/C- forhold og når man arbeider ved nærvær av andre hydrokarboner enn metan, eller når reaktoren blir matet med luft istedenfor okygen.
Teknikkens stand kan illustreres ved en artikkel av M. Kitano og Y. Otsuka med tittel "Suppression Effeets of stretching flow on soot emmision from laminar diffusion flåmes" publisert i Combustion Science and Technology 1985, volum 42, sidene 165-183 og ved US Patent nr. 4 618 451.
Fra DE-C-977,548 er kjent en reaktor hvor all CH4 og all 02 innføres gjennom de samme injeksjonshoder. Noen delvis forbrenning fremgår ikke av publikasjonen. Heller ikke kan man finne noen funksjon vedrørende det å oksydere sot for å unngå sot ved utløpet av reaktoren.
Fra GB-A-2,139,644 er kjent en syntesegass-prosess med delvis forbrenning, hvor HC innføres i en forbrenningsanord-ning, men hvor det for øvrig ikke finnes mange fellestrekk med foreliggende oppfinnelse.
US-A-2,772,149 viser en reaktor hvor HC passerer gjennom en porøs barriere, mens 02 innføres gjennom en ledning før den treffer en forbrenningsoverflate. Når karbon-avsetninger får en tendens til å tette igjen den porøse barrieren, reverseres driften: 02 passerer da gjennom den porøse barrieren. Dette foretas nå og da, og dette finnes å være utilstrekkelig. Videre foregår ingen delvis forbrenning i US-A-2,772,149, og dette indikerer at den porøse barrieren i US-patentet har en annen grunnleggende funksjon enn funksjonen i foreliggende oppfinnelse, hvor det foregår en delvis forbrenning.
Anordningen ifølge oppfinnelsen gjør det mulig å frem-stille syntesegass ved forbrenning av et brennstoff i en atmosfære som har et underskudd på forbrenningsmiddel, hvor forbrenningsmiddelet er gassformig, idet anordingen innbefatter en første mateinnretning for mating av brennstoffet og en del av forbrenningsmiddelet inn i en reaktor med en avtettet omhylling som innholder flere reaksjonssoner. Anordningen kjennetegnes særskilt ved at den innbefatter en andre mateinnretning for mating av en andre del av forbrenningsmiddelet inn i reaktoren, idet denne andre mateinnretning innbefatter minst en porøs vegg.
Denne porøse veggen kan avgrense minst en del av reaktoren.
Den porøse veggen kan avgrense hovedsakelig reaksjonssonen til reaktoren.
Den porøse veggen kan hovedsakelig ha form av en sylinder. Denne sylinderen kan ved en av sine ender ha den første anordning for mating av brennstoffet og en del av forbrenningsmiddelet og være lukket ved sin annen ende.
Sylinderen kan omfatte en kanal for utmatning av avløps-produktene.
Når gassene fra den første mateanordningen i reaktoren underkastes minst en retningsforandring på grunn av nærværet av en avbøyningsvegg, kan i det minste en del av denne avbøyningsveggen være porøs og tjene til innføring av en del av forbrenningsmiddelet.
Anordningen ifølge oppfinnelsen kan omfatte en reaktor dannet av minst to deler, idet den første del ved en ende har minst en utløpsåpning anbrakt hovedsakelig overfor den første mateanordning, og den annen del av reaktoren omgir nevnte ende mens den frilegger en passasje for gassene. I dette tilfelle kan avbøyningsveggen svare til den del av veggen i den annen del av reaktoren som er anbrakt overfor utløpsåpningen til den første del av reaktoren.
Den annen del av reaktoren kan omgi eller omslutte hovedsakelig hele den første delen av reaktoren.
Den porøse veggen kan ha en flate som ikke avgrenser reaktoren, omgitt av en tett omhyIling, idet denne omhyllingen selv omfatter mateanordningen for forbrenningsmiddelet.
Den porøse veggen kan være laget av et materiale med gode varmeisolerende karakteristikker og/eller kan omfatte et materiale med katalytiske egenskaper, slik som zirkoniumoksyd eller zirkonia.
Den første mateanordning kan omfatte flere rør og kan transportere brennstoffet dg endel av forbrenningsmiddelet separat inn i reaktoren.
De ovennevnte forskjellige reaksjonssoner kan være dannet i et enkelt porøst element eller i et porøst element bestående av flere stykker, d.v.s. som omfatter flere delelementer som kan være stablet på hverandre.
Disse stablede delelementene kan ha passasjer og/eller riller og/eller tunger.
Den foreliggende oppfinnelse vedrører også en fremgangsmåte for fremstilling av syntesegass ved forbrenning av et brennstoff i en atmosfære med underskudd på forbrenningsmiddel, hvor forbrenningsmiddelet er gassformig og hvor brennstoffet og en del av forbrenningsmiddelet blir matet inn i en reaktor ved hjelp av en første mateinnretning. Fremgangsmåten kjennetegnes spesielt ved at en andre del av forbrenningsmiddelet ved hjelp av en andre mateinnretning blir matet gjennom en porøs vegg som avgrenser flere reaksjonssoner i reaktoren.
I en variant av fremgangsmåten kan en reaksjonskatalysator mates gjennom den porøse veggen.
I en annen variant av fremgangsmåten kan forbrenningsmiddelet som mates av den første mateanordningen, være for-skjellig med hensyn til beskaffenhet og/eller sammensetning fra den som mates av den annen mateanordning. Imidlertid er de fortrinnsvis identiske.
I en utførelsesform har reaktoren en dobbelt, porøs hud (laget av et keramisk materiale), gjennom hvilken en del av forbrenningsmiddelet blir innført, slik som 02 eller luft anriket eller ikke med oksygen, eller enhver annen gass som brukes under prosessen (damp).
I en spesiell utførelsesform av foreliggende oppfinnelse blir hydrokarbonene og oksygenet innført separat ved hjelp av brenneren og en blanding av oksygen og damp ved hjelp av den porøse veggen.
Foreliggende oppfinnelse er spesielt velegnet for fremstilling av karbonmonoksyd (CO) og hydrogen (H2) .
Oppfinnelsen vil bli bedre forstått og fordelene ved den vil fremgå klarere av den følgende beskrivelse av spesielle eksempler som på ingen måte er begrensende, og illustrert på de vedføyde tegninger, hvor: Fig. 1 viser en første utførelsesform av oppfinnelsen om- fattende en hovedsakelig sylindrisk porøs vegg, Fig. 2 illusterer en annen utførelsesform hvor reaktoren er
dannet av to deler,
Fig. 3 viser en utførelsesform hvor reaktoren har flere
reaksjonssoner laget av et porøst materiale, og
Fig. 4-10 viser forskjellige varianter av disse reaksjonssonene.
På figur 1 betegner henvisningstallet 1 en reaktor som en helhet. Denne reaktoren omfatter en brenner 2 som kan omfatte flere rør 3. Noen av disse rørene kan tjene til å mate en forbrenningsgass som inneholder oksygen og de andre til mating av et brennstoff.
Enhver annen type brenner kan brukes uten å avvike fra rammen for den foreliggende oppfinnelse.
I tilfelle på figur 1 tjener rørene 3 til å mate oksygen, og det er det frie rom 4 mellom rørene som tjener til å mate gassen som skal omformes, slik som metan.
Gassene kan mates til brenneren 2 ved hjelp av en kanal 5 når det gjelder brennstoffgassen, og av en kanal 6 når det gjelder forbrenningsgassen.
Over brenneren 2 er montert et porøst, sylindrisk hus 7. Dette huset har ved sin øvre del et utløpsrør 8 for avløps-produkter.
I det eksempelet som er vist på figur 1, avgrenser det porøse huset 7 med brenneren anbrakt ved dets nedre ende, reaksjonssonen 9.
Det porøse huset 7 er selv omgitt av en tett omhylling 10. Gjennom denne omhyIlingen passerer utløpsrørert 8 samt kanaler 5 og 7 for mating av brenneren med metan (C04) og oksygen (02).
Videre blir denne omhyllingen matet med forbrenningsgass, slik som oksygen, gjennom en kanal 11.
I den foreliggende oppfinnelse blir et fritt rom eller fordelingssone 16 opprettholdt mellom omhyllingen 10 og det porøse huset 7.
Det oksygen som ankommer gjennom kanalen 11, vil oppta dette rommet 16 og vil flomme mot veggen og forsyne den med oksygen. Oksygenet trenger inn i reaksjonssonen 9 og deltar i reaksjonen slik at fullstendig omdannelse av metan til CO, H2, C02 og H0 blir oppnådd.
Den oksygenmengde som mates inn i reaksjonssonen 9 gjennom aknalen 6 i brenneren 2, er selvsagt utilstrekkelig til å oppnå fullstendig omdannelse av metanet og det oksygen som trenger gjennom den porøse veggen 7, er nødvendig for å oppnå fullstendig omdannelse.
Den porøse veggen 7 kan ha variabel porøsitet avhengig av om den forsyner et punkt eller et annet av reaksjonssonen 9, slik at den strømning som innføres ved de forskjellige posisjoner i reaksjonssonen 9 kan varieres. For eksempel kan
porøsiteten variere langs aksen 12 til reaktoren 1.
Denne porøsitetsvariasjonen kan mer spesielt oppnås ved sammenstilling av modulelementer, slik som plater eller blokker 13, 14, 15 med forskjellige porøsiteter.
Hovedsakelig ved nivået til brenneren 2 kan den porøse veggen være forlenget med en tett vegg eller av selve brenner-legemet 2.
Damp eller en annen gass kan også mates inn i reaksjonssonen 9 for å fullføre prosessen. Dette kan oppnås enten gjennom kanalen 6 til brenneren, eller gjennom kanalen 11 som mater det frie rom 16.
Innerveggene til omhyllingen kan med fordel være belagt med en antistrålings-beskyttelse eller et varmebeskyttende lag 17. Denne anordningen har flere fordeler. Den gass som passerer gjennom den porøse veggen blir varmet opp og avkjøler dermed denne veggen. Ved fremstillingen av syntesegass blir imidlertid vegger som er for kalde, frarådet fordi de reduserer omdannelseseffektiviteten (tykning av reaksjonene) og kan indusere oppsamling av karbon. I dette tilfelle skaper det oksygen som diffun-deres, et reaksjonsgrense-lag som er i stand til å beskytte veggen, som da er kaldere, fra de gasser som omdannes.
Det gjør det mulig å innføre endel av oksygenet i en avstand fra brenneren 2. Forbrenningen ved utløpet av brenneren 2 er meget rikere siden oksygenet på det stedet er utilstrekkelig til fullstendig omdannelse.
Forbrenningen ved nivået til brenneren 2 finner således sted ved en lavere temperatur, noe som beskytter brenneren.
Oksygenet blir gradvis matet gjennom den porøse veggen 7 for å komplettere omformingen.
Anordningen ifølge oppfinnelsen muliggjør drift under gode sikkerhetsforhold. Eventuell ødeleggelse av reaktoren begynner faktisk ved angrep av den porøse veggen som er en mellomliggende vegg, på grunn av nærværet av omhyllingen 10.
Under drift er i tillegg temperaturen til jetstrømmen fra brenneren lavere enn hva som ville vært tilfelle hvis alle omdannelsesproduktene var blitt innført ved hjelp av brenneren. Diffusjonshastigheten kan dessuten økes i den del av veggen som er mest utsatt for varmeveks1inger, ved å regulere porøsiteten av denne del av veggen.
Anordningen ifølge oppfinnelsen medfører at det ikke er nødvendig å innføre oksygen som er forvarmet til meget høye temperaturer for mating av brenneren.
Figur 2 illustrerer en annen utførelsesform hvor reaktoren omfatter to deler.
Den første delen 18 er avgrenset av innsiden av et lang-strakt element 19 som med fordel kan være laget av et keramisk materiale.
Brenneren 2 er anbrakt ved den nedre ende 20 av dette elementet 19. Ved en annen ende 21 av dette elementet, er det anordnet en åpning 22, og denne åpningen mater den annen del av reaktoren 23.
Denne annen del av reaktoren 23 omgir den øvre ende 21 av det langstrakte element 19.
Den annen del av reaktoren avgrenses av den ytre veggen 24 av det lagstrakte element 19, av et sylindrisk hus 25 laget av et keramisk materiale og av en dom eller et deksel 26 som er anbrakt på dette sylindriske huset 25 for å lukke den øvre ende 21 av det langstrakte element 19.
Domen 26 er anbrakt overfor utløpsåpningen 22 for avløpsproduktene fra den første del av reaktoren.
Denne åpningen er anbrakt i aksen 27 til brenneren som også er reaktorens akse.
De avløpsprodukter som trer ut gjennom åpningen 22 blir avbøyd 180° av domen 26 og føres gjennom den annen del av reaktoren 23 ved å passere langs ytterveggen til det langstrakte element 19 og trer ut gjennom kanaler 28.
I denne utførelsesformen er domen 26, som er en avbøyningsvegg, laget av et porøst, fortrinnsvis keramisk materiale og tjener til innføring av endel av
forbrenningsgassen i tillegg til den som mates gjennom kanaler 29 i brenneren.
Flaten 3 0 til domen 26 som ikke avgrenser reaktoren, er omgitt av en tett omhylling 31 som avgrenser et kammer 32.
Dette kamemret 32 blir matet med forbrenningsmiddel, slik som oksygen, gjennom en kanal 33. Oksygenet diffunderer gjennom den porøse veggen 26 i domen og mater den annen del av reaktoren 23 med oksygen.
På figur 2 utgjør den tette omhyllingen 31 endel av et ytre hus 34 som omgir hele reaktoren og som omfatter kanaler 33 for mating av oksygen, kanaler 28 for fjerning av avløps-produkter, og huset for brenneren 2.
Brenneren 2 er av flerrør-typen eller en annen type, og har derfor flere rør 35 for mating av brennstoff, slik som naturgass. Denne sistnevnte når brenneren 2 gjennom en kanal 36.
Forbrenningsmiddelet, slik som oksygen, blir matet inn i den første reaktoren gjennom rommer 37 som er frilagt mellom rørene 35 til brenneren.
I denne utførelsesformen blir den sot som kommer fra den første reaktoren samlet opp på den porøse, domformede veggen. Det skal bemerkes at soten akkumuleres ved koalisering og derfor lett kan samles fra denne veggen.
Denne porøse domen 26 som er i kontakt med reaktoren, varmer opp det oksygen som passerer gjennom den, noe som medfører perfekt oksydering av den sot som samles opp på den indre flaten av domen. En katalytisk virkning av det porøse materiale kan også tas i betraktning, idet en for eksempel kan omfatte zirkonium.
Anordningen ifølge oppfinnelsen er således mer spesielt fordelaktig når sot blir produsert i reaksjonen under fremstillingen av en syntesegass. Hvis soten henger fast til den porsøse veggen, blir den faktisk brent på nytt av det forbrenningsmiddel som siver gjennom den porøse veggen. Den form på reaktoren som er vist på figur 1, er imidlertid ikke fordelaktig når det gjelder fasthefting. Den på figur 2 er mer effektiv idet soten slår mot veggen 3 0 gjennom åpningen 22, men endel av soten kan likevel bli kjørt med.
De utførelsesformer av den porøse veggen som gis i det følgende, letter fasthefting av soten og følgelig eliminering av denne ved oksydasjon på grunn av det forbrenningsmiddel som
trenger gjennom disse porøse veggene.
I denne utførelsesformen blir overflate-volum-forholdet
øket.
I den utførelsesformen som er vist på figur 3, omfatter det porøse elementet 41 en rekke primære åpninger 38 for passasje av syntesegassen og sekundære åpninger 39 for mating av forbrenningsmiddelet som skal passere gjennom det porøse elementet 41. De primære og sekundære åpninger er faktisk i form av kanaler, og nærmere bestemt rør. Henvisningstallet 40 betegner brenneren som kan være av den allerede beskrevne type. De sekundære kanaler 39 kan mates med ytterligere forbrenningsgass gjennom et forsyningskammer 42 avgrenset av et hus 43 som omgir et annet hus 44 i hvilket det porøse element 41 er anbrakt. Denne veggen 44 er utformet med åpninger 45 for mating av de sekundære kanaler 39.
På figur 3 er forbrenningsgass-forsyningen for kammeret 42 ikke vist. Figur 4 viser i tverrsnitt den reaktoren som er vist på figur 3, med snitt gjennom linjen A-A. Man vil av denne figuren se at de primære og sekundære kanaler ikke skjærer hverandre, og at forbrenningsgassen som mater de sekundære kanalene 39, når de primære kanaler 38 etter "migrasjon" i de soner på det porøse materialet 41 som er betegnet 46 (figur 4).
Soten som avsettes på veggene i de primære kanalene blir oksydert av forbrenningsgassen som kommer fra de sekundære kanalene.
Det porøse elementet 41 kan være et enkelt stykke eller et sammensatt element, noe som letter den industrielle fremstilling av elementet.
Figurene 5 og 6 viser et eksempel på det porøse element
som er dannet ved stabling av flere blokker.
Figur 6 svarer til et snitt gjennom linje B-B av det porøse element 41 som er vist på figur 5. Det porøse element er dannet ved stabling av flere porøse delelementer 47, 48. Hvert av disse elementene omfatter passasjer 49 som vil danne de primære kanaler etter stabling av disse delelementene.
De sekundære kanaler utgjøres av rettlinjede spor eller
riller som kan samvirke med tunger 51.
Sammenføyningsplanet 52 kan være som det er, eller det kan belegges med et lag (ikke porøst eller porøst) for å fylle opp klaringen.
Dette laget kan være en ildfast mørtel 53, som vist i detaljen på figur 7.
Hvis porøsiteten til delelementene 47, 48 er tilstrek-kelig, vil dette laget være uten betydning, for den gassmengde som ankommer gjennom sammenføyningsplanet vil da være liten sammenlignet med den som diffundere gjennom porene.
Formen av de primære og/eller sekundære kanaler kan varieres, spesielt for å oppnå bedre oppfanging av soten og/eller en bedre fordeling av den ytterligere forbrennings-gass og/eller for å øke vekslingsoverflåtene.
Kanalene kan således være forsynt med avbøyningsvegger 54.
En slik utførelsesform er vist på figur 8 og 9, den omfatter en stabel med cellelignende, porøse delelementer 55 til 60 med huller 51 eller passasjer med forskjellige og senterforskjøvne diametere.
Pilene 62 viser gassens baner.
Figur 9 svarer til et snitt gjennom linje CC på figur 8.
For mating av den ytterligere forbrenningsgass kan prose-dyren være som for den utførelsesform som er vist på figur 3.
Betrakter man den lille strømning av sekundær forbrennings-gass, vil tverrsnittet av de sekundære åpninger være mindre enn for de primære åpninger.
Uten å avvike fra rammen for den foreliggende oppfinnelse, kan de sekundære kanaler 63 skjære hverandre, som vist på figur 10.
Den forbrenningsgass som brukes i de forskjellige ut-førelsesformer kan omfatte oksygen, luft og/eller vann i dampform og brennstoffet kan være metan (CH4) eller et annet hydrokarbon.

Claims (17)

1. Anordning for fremstilling av syntesegass ved forbrenning av et brennstoff i en atmosfære som har et underskudd på forbrenningsmiddel, hvilket forbrenningsmiddel er gassformig, og hvor anordningen innbefatter en første mateinnretning (5, 6) for mating av brennstoffet og en del av forbrenningsmiddelet inn i en reaktor (1) med en avtettet omhylling (17, 31) som inneholder flere reaksjonssoner, karakterisert ved at den innbefatter en andre mateinnretning for mating av en andre del av forbrenningsmiddelet inn i reaktoren (1), idet denne andre mateinnretning innbefatter minst en porøs vegg (7) .
2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den porøse vegg hovedsakelig har form av en sylinder, idet denne sylinderen ved en av sine ender har den første mateinnretning (2) for mating av brennstoff og en del av forbrenningsmiddelet, og er lukket ved sin annen ende, idet sylinderen omfatter en kanal (8) for utføring av avløpsprodukter.
3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at gassene fra den første mateinnretningen i reaktoren underkastes minst en retningsforandring på grunn av nevnte porøse vegg.
4. Anordning ifølge krav 3, karakterisert ved at nevnte reaktor har minst to reaksjonssoner, idet den første reaksjonssone (18) ved en ende (21) har minst en utløpsåpning (22) anbrakt hovedsakelig overfor den første mateinnretning (2), og idet den annen reaksjonssone (23) omgir nevnte ende (21) mens den danner et fritt passasjerom for gassene, og ved at den del (26) av den porøse veggen som avbøyer gassene, er anordnet overfor utløpsåpningen (22) .
5. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at nevnte annen reaksjonssone hovedsakelig omgir hele den første reaksjonssone.
6. Anordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at den porøse veggen omfatter en flate som ikke avgrenser reaktoren, og ved at flaten er omgitt av en tett omhyIling (31) som selv har mate-innretninger (27, 33) for forbrenningsmiddel.
7. Anordning ifølge noen av de foregående krav, karakterisert ved at den porøse veggen er laget av et materiale med gode varmeisolerende egenskaper.
8. Anordning ifølge noen av de foregående krav, karakterisert ved at den porøse veggen omfatter et materiale med katalytiske egenskaper, slik som zirkoniumoksyd.
9. Anordning ifølge ett av de foregående krav, karakterisert ved at den første mateinnretning omfatter flere rør (3; 35) og at mateinnretningen transporterer brennstoffet og nevnte del av forbrenningsmiddelet separat inn i reaktoren.
10. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at reaksjonssonene er dannet av porøse elementer i et stykke.
11. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at reaksjonssonene er dannet av porøse elementer som omfatter flere delelementer.
12. Anordning ifølge krav 11, karakterisert ved at delelementene er stablet på hverandre.
13. Anordning ifølge krav 12, karakterisert ved at delelementene omfatter riller, kanaler og/eller tunger.
14. Fremgangsmåte for fremstilling av syntesegass ved forbrenning av et brennstoff i en atmosfære med underskudd på forbrenningsmiddel, hvor forbrenningsmiddelet er gassformig og hvor brennstoffet og en del av forbrenningsmiddelet blir matet inn i en reaktor ved hjelp av en første mateinnretning, karakterisert ved at en andre del av forbrenningsmiddelet ved hjelp av en andre mateinnretning blir matet gjennom en porøs vegg som avgrenser flere reaksjonssoner i reaktoren.
15. Fremgangsmåte ifølge krav 14, karakterisert ved at en reaksjonskatalysator blir matet gjennom den porøse veggen.
16. Fremgangsmåte ifølge noen av kravene 14 eller 15, karakterisert ved at forbrenningsgassen som mates av den første mateinnretning, er av samme beskaffenhet og sammensetning som den som mates av den annen mateinnretning.
17. Fremgangsmåte ifølge noen av kravene 14 eller 15, karakterisert ved at forbrenningsgassen som mates av den annen mateinnretning, omfatter oksygen og damp.
NO875259A 1986-12-18 1987-12-16 Fremgangsmåte og anordning for fremstilling av syntesegass NO178491C (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8617926A FR2608581B1 (fr) 1986-12-18 1986-12-18 Procede et dispositif operant par voie de flamme pour la fabrication de gaz de synthese

Publications (4)

Publication Number Publication Date
NO875259D0 NO875259D0 (no) 1987-12-16
NO875259L NO875259L (no) 1988-06-20
NO178491B true NO178491B (no) 1996-01-02
NO178491C NO178491C (no) 1996-04-10

Family

ID=9342145

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO875259A NO178491C (no) 1986-12-18 1987-12-16 Fremgangsmåte og anordning for fremstilling av syntesegass

Country Status (14)

Country Link
US (1) US5087270A (no)
EP (1) EP0272986B1 (no)
JP (1) JPS63182201A (no)
CN (1) CN1016500B (no)
AR (1) AR245424A1 (no)
CA (1) CA1314709C (no)
DE (1) DE3780600T2 (no)
FI (1) FI83628C (no)
FR (1) FR2608581B1 (no)
IN (1) IN170532B (no)
MY (1) MY102273A (no)
NO (1) NO178491C (no)
SU (1) SU1634127A3 (no)
ZA (1) ZA879507B (no)

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4865820A (en) * 1987-08-14 1989-09-12 Davy Mckee Corporation Gas mixer and distributor for reactor
FR2630814B1 (fr) * 1988-05-02 1990-08-24 Inst Francais Du Petrole Bruleur pour la fabrication de gaz de synthese comportant un element massif ayant des trous
FR2648800B1 (fr) * 1989-06-27 1991-10-18 Inst Francais Du Petrole Dispositif et procede de fabrication de gaz de synthese par combustion et son application
DK169614B1 (da) * 1992-08-13 1994-12-27 Topsoe Haldor As Fremgangsmåde og reaktor til fremstilling af hydrogen- og carbonmonoxidrige gasser
SE501345C2 (sv) * 1993-06-10 1995-01-23 Kvaerner Pulping Tech Reaktor för förgasning och partiell förbränning
DE4422815A1 (de) * 1994-06-29 1996-01-04 Basf Ag Verfahren zur Herstellung von Acetylen und Synthesegas
DE10007764A1 (de) * 2000-02-20 2001-08-23 Gen Motors Corp Brennerelement
JP4742405B2 (ja) * 2000-06-28 2011-08-10 トヨタ自動車株式会社 燃料改質装置
FR2811976A1 (fr) * 2000-07-19 2002-01-25 Air Liquide Procede et dispositif de production d'un melange gazeux contenant de l'hydrogene et du co par oxydation etagee d'un hydrocarbure
DE10313527A1 (de) * 2003-03-26 2004-10-14 Basf Ag Verfahren zur Durchführung einer Hochtemperaturreaktion, Reaktor zur Durchführung des Verfahrens, Verfahren zum Scale-Up eines Reaktors sowie Verwendung
CN100392143C (zh) * 2005-09-29 2008-06-04 上海汽轮机有限公司 高温合金材料渗氮热处理工艺
FR2892127B1 (fr) * 2005-10-14 2012-10-19 Commissariat Energie Atomique Dispositif de gazeification de la biomasse et de dechets organiques sous haute temperature et avec apport d'energie exterieure pour la generation d'un gaz de synthese de haute qualite
US7621973B2 (en) 2005-12-15 2009-11-24 General Electric Company Methods and systems for partial moderator bypass
US20080184892A1 (en) * 2007-02-06 2008-08-07 Ctp Hydrogen Corporation Architectures for electrochemical systems
US8969644B2 (en) * 2007-02-06 2015-03-03 Basf Se Method for providing an oxygen-containing gas stream for the endothermic reaction of an initial stream comprising one or more hydrocarbons
EP2382419B1 (en) * 2008-12-26 2019-08-14 GHT Global Heating Technologies GmbH Jet cavity catalytic heater
DE102011101077A1 (de) 2011-05-10 2012-11-15 L'Air Liquide, Société Anonyme pour l'Etude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Verfahren und Reaktor zur autothermen Reformierung von Brennstoffen
US8852693B2 (en) 2011-05-19 2014-10-07 Liquipel Ip Llc Coated electronic devices and associated methods
GB201112025D0 (en) * 2011-07-13 2011-08-31 Gas2 Ltd Improved apparatus for adiabatic methane partial oxidation
RU2515326C1 (ru) * 2012-10-04 2014-05-10 Открытое акционерное общество "Центральное конструкторское бюро морской техники "Рубин" Способ конверсии дизельного топлива и конвертор для его осуществления
WO2018215241A1 (en) * 2017-05-24 2018-11-29 Bekaert Combustion Technology B.V. Inwardly firing premix gas burner
CN107504487B (zh) * 2017-07-05 2023-10-03 广东工业大学 连续弥散式燃烧装置及形成连续弥散燃烧的方法

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2735482A (en) * 1956-02-21 tuttle
US2621117A (en) * 1947-03-11 1952-12-09 Texaco Development Corp Preparation of hydrogen and carbon monoxide gas mixtures
US2672488A (en) * 1949-05-05 1954-03-16 Phillips Petroleum Co Partial oxidation of hydrocarbons
DE977548C (de) * 1950-05-10 1967-02-02 Texaco Development Corp Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Synthesegas
US2706210A (en) * 1950-12-05 1955-04-12 Wulff Process Company Process suitable for converting primary hydrocarbons to secondary hydrocarbons
US2772199A (en) * 1951-06-29 1956-11-27 Pennsylvania Salt Mfg Co Composition comprising copper salts of fluorine and arsenic and fibrous materials containing same
US2772149A (en) * 1951-12-13 1956-11-27 Hydrocarbon Research Inc Generation of synthesis gas and apparatus therefor
US2692819A (en) * 1952-03-10 1954-10-26 Wulff Process Company Furnace and apparatus for producing acetylene by the pyrolysis of a suitable hydrocarbon
US2769772A (en) * 1952-04-16 1956-11-06 Phillips Petroleum Co Process and apparatus for handling of carbonaceous or reactant materials
NL8101056A (nl) * 1981-03-04 1982-10-01 Thomassen Holland Bv Werkwijze en inrichting voor het bereiden van een brandbaar gasmengsel.
GB8309359D0 (en) * 1983-04-06 1983-05-11 Ici Plc Synthesis gas
GB2139644B (en) * 1983-04-06 1987-06-24 Ici Plc Synthesis gas
US4568524A (en) * 1984-06-18 1986-02-04 Mobil Oil Corporation Hydroprocessing reactor for catalytically dewaxing liquid petroleum feedstocks
GB2193644A (en) * 1986-08-13 1988-02-17 Sabre Safety Ltd Device for controlling the release of breathable gas from a storage means

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0524845B2 (no) 1993-04-09
FR2608581B1 (fr) 1989-04-28
IN170532B (no) 1992-04-11
DE3780600T2 (de) 1993-02-18
ZA879507B (en) 1988-11-30
EP0272986A1 (fr) 1988-06-29
FI875579A (fi) 1988-06-19
FI83628C (fi) 1991-08-12
FR2608581A1 (fr) 1988-06-24
EP0272986B1 (fr) 1992-07-22
CN1016500B (zh) 1992-05-06
FI83628B (fi) 1991-04-30
NO875259D0 (no) 1987-12-16
CA1314709C (fr) 1993-03-23
DE3780600D1 (de) 1992-08-27
CN87108363A (zh) 1988-07-06
SU1634127A3 (ru) 1991-03-07
NO178491C (no) 1996-04-10
MY102273A (en) 1992-05-15
NO875259L (no) 1988-06-20
FI875579A0 (fi) 1987-12-17
US5087270A (en) 1992-02-11
AR245424A1 (es) 1994-01-31
JPS63182201A (ja) 1988-07-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO178491B (no) Fremgangsmåte og anordning for fremstilling av syntesegass
JP3075757B2 (ja) 吸熱反応装置
DK174008B1 (da) Gasblander og -fordeler til reaktor
US6830596B1 (en) Electric power generation with heat exchanged membrane reactor (law 917)
US6113874A (en) Thermochemical regenerative heat recovery process
US9017434B2 (en) System and process for making hydrogen from a hydrocarbon stream
US4315893A (en) Reformer employing finned heat pipes
JP4541646B2 (ja) コンパクトな蒸気リフォーマー
CN107428528B (zh) 包括co2膜的重整器装置
AU661877B2 (en) Endothermic reaction apparatus
NO172886B (no) Fremgangsmaate for fremstilling av syntesegass fra hydrokarbonholdig raamateriale
NO170535B (no) Fremgangsmaate ved dampreformering av hydrokarboner samt reaktor for utfoerelse av fremgangsmaaten
NO332705B1 (no) Membranmodul og beholdersystem for ionetransport
US6096106A (en) Endothermic reaction apparatus
JPS6018601B2 (ja) 対流式改質装置及びその方法
US20110027739A1 (en) Premixing-Less Porous Hydrogen Burner
EP1294637A2 (en) Heat exchanged membrane reactor for electric power generation
RU2374173C1 (ru) Способ получения синтез-газа
NO166799B (no) Fremgangsmaate og apparat for sekundaer omdannelse av hydrokarboner ved hjelp av damp og en metallisk katalysator paa en baerer.
NO169114B (no) Fremgangsmaate og apparat til fremstilling av en gass-stroem som inneholder raahydrogen
NO313666B1 (no) Reaktor og fremgangsmåte for fremstilling av syntesegass samt anvendelse derav
NO314988B1 (no) Apparat og fremgangsmåte for å utföre en endotermisk reaksjon
JP2003520747A (ja) スチーム改質装置
RU2615768C1 (ru) Реактор для каталитической паровой и пароуглекислотной конверсии углеводородов
JPH0324401B2 (no)

Legal Events

Date Code Title Description
MM1K Lapsed by not paying the annual fees

Free format text: LAPSED IN JUNE 2003