RU2009140147A - Компактный реактор-теплообменник, использующий множество пористых горелок - Google Patents

Компактный реактор-теплообменник, использующий множество пористых горелок Download PDF

Info

Publication number
RU2009140147A
RU2009140147A RU2009140147/06A RU2009140147A RU2009140147A RU 2009140147 A RU2009140147 A RU 2009140147A RU 2009140147/06 A RU2009140147/06 A RU 2009140147/06A RU 2009140147 A RU2009140147 A RU 2009140147A RU 2009140147 A RU2009140147 A RU 2009140147A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
heat exchanger
pipes
heated
exchanger according
Prior art date
Application number
RU2009140147/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2459172C2 (ru
Inventor
Фабрис ЖИРУДЬЕР (FR)
Фабрис ЖИРУДЬЕР
Беатрис ФИШЕР (FR)
Беатрис ФИШЕР
Original Assignee
Ифп (Fr)
Ифп
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 Ифп (Fr), Ифп filed Critical Ифп (Fr)
Publication of RU2009140147A publication Critical patent/RU2009140147A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2459172C2 publication Critical patent/RU2459172C2/ru

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/12—Radiant burners
    • F23D14/16—Radiant burners using permeable blocks
    • 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
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/067—Heating or cooling the reactor
    • 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
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • 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
    • B01J8/00—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes
    • B01J8/02—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds
    • B01J8/06—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes
    • B01J8/062—Chemical or physical processes in general, conducted in the presence of fluids and solid particles; Apparatus for such processes with stationary particles, e.g. in fixed beds in tube reactors; the solid particles being arranged in tubes being installed in a furnace
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C99/00—Subject-matter not provided for in other groups of this subclass
    • F23C99/006—Flameless combustion stabilised within a bed of porous heat-resistant material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
    • 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
    • B01J2208/00—Processes carried out in the presence of solid particles; Reactors therefor
    • B01J2208/00008—Controlling the process
    • B01J2208/00017—Controlling the temperature
    • B01J2208/00504—Controlling the temperature by means of a burner
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/03002—Combustion apparatus adapted for incorporating a fuel reforming device
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN  A CARRIER GAS OR AIR 
    • F23C2900/00—Special features of, or arrangements for combustion apparatus using fluid fuels or solid fuels suspended in air; Combustion processes therefor
    • F23C2900/9901—Combustion process using hydrogen, hydrogen peroxide water or brown gas as fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2203/00—Gaseous fuel burners
    • F23D2203/10—Flame diffusing means
    • F23D2203/101—Flame diffusing means characterised by surface shape
    • F23D2203/1012—Flame diffusing means characterised by surface shape tubular
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2203/00—Gaseous fuel burners
    • F23D2203/10—Flame diffusing means
    • F23D2203/105—Porous plates
    • F23D2203/1055—Porous plates with a specific void range

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Abstract

1. Реактор-теплообменник, предназначенный для осуществления ярко выраженных эндотермических реакций, содержащий паровую камеру (1) общей цилиндрической формы, закрытую в своей верхней части куполом (2), по существу, эллипсоидной формы и в своей нижней части дном (3), по существу, эллипсоидной формы, при этом упомянутая паровая камера (1) содержит множество вертикальных труб (4) длиной Lt, которые установлены вдоль цилиндрической части паровой камеры (1) и внутри которых циркулируют реактивы, при этом упомянутые трубы содержат, по меньшей мере, один конец, сообщающийся с наружным пространством реактора-теплообменника, и нагреваются множеством пористых горелок (7) длиной Lb, работающих без предварительного смешивания и установленных вертикально между нагреваемыми трубами (4) таким образом, чтобы соотношение Lb/Lt находилось в пределах от 0,1 до 0,8, предпочтительно от 0,2 до 0,7. ! 2. Реактор-теплообменник по п.1, в котором расстояние между центрами данной горелки и соседней трубы или соседних труб составляет от 100 мм до 500 мм. ! 3. Реактор-теплообменник по любому из пп.1 или 2, в котором соотношение H/D между высотой Н реактора и его диаметром D находится в пределах от 1 до 10, предпочтительно от 2 до 8. ! 4. Реактор-теплообменник по любому из пп.1 или 2, в котором нагреваемые трубы (4) являются байонетными трубами, при этом подача реактивов и удаление эфлюентов производится в верхней части (I) реактора, и подача топлива в пористые горелки (7) происходит в нижней части (II) реактора. ! 5. Реактор-теплообменник по любому из пп.1 или 2, в котором зону конвекционного нагрева оборудуют отражателем, позволяющим получать скорость циркуляции дымовых газов вдоль

Claims (14)

1. Реактор-теплообменник, предназначенный для осуществления ярко выраженных эндотермических реакций, содержащий паровую камеру (1) общей цилиндрической формы, закрытую в своей верхней части куполом (2), по существу, эллипсоидной формы и в своей нижней части дном (3), по существу, эллипсоидной формы, при этом упомянутая паровая камера (1) содержит множество вертикальных труб (4) длиной Lt, которые установлены вдоль цилиндрической части паровой камеры (1) и внутри которых циркулируют реактивы, при этом упомянутые трубы содержат, по меньшей мере, один конец, сообщающийся с наружным пространством реактора-теплообменника, и нагреваются множеством пористых горелок (7) длиной Lb, работающих без предварительного смешивания и установленных вертикально между нагреваемыми трубами (4) таким образом, чтобы соотношение Lb/Lt находилось в пределах от 0,1 до 0,8, предпочтительно от 0,2 до 0,7.
2. Реактор-теплообменник по п.1, в котором расстояние между центрами данной горелки и соседней трубы или соседних труб составляет от 100 мм до 500 мм.
3. Реактор-теплообменник по любому из пп.1 или 2, в котором соотношение H/D между высотой Н реактора и его диаметром D находится в пределах от 1 до 10, предпочтительно от 2 до 8.
4. Реактор-теплообменник по любому из пп.1 или 2, в котором нагреваемые трубы (4) являются байонетными трубами, при этом подача реактивов и удаление эфлюентов производится в верхней части (I) реактора, и подача топлива в пористые горелки (7) происходит в нижней части (II) реактора.
5. Реактор-теплообменник по любому из пп.1 или 2, в котором зону конвекционного нагрева оборудуют отражателем, позволяющим получать скорость циркуляции дымовых газов вдоль нагреваемой трубы, составляющую от 5 м/с до 60 м/с, предпочтительно составляющую от 20 м/с до 50 м/с.
6. Реактор-теплообменник по любому из пп.1 или 2, в котором число нагреваемых труб на м2 сечения реактора составляет от 4 до 17, предпочтительно составляет от 5 до 13.
7. Реактор-теплообменник по любому из пп.1 или 2, в котором трубы образуют треугольный шаг с расстоянием между центрами, составляющим от 2- до 4-кратного внутреннего диаметра трубы.
8. Реактор-теплообменник по любому из пп.1 или 2, в котором используют трубы байонетного типа, которые образуют треугольный шаг с расстоянием между центрами, составляющим от 2- до 4-кратного внутреннего диаметра наружного кожуха (6) упомянутых труб.
9. Реактор-теплообменник по любому из пп.1 или 2, в котором зона циркуляции дымовых газов в своей верхней части содержит отражательную плиту (14), расположенную на расстоянии, по меньшей мере, 5 см относительно трубчатой плиты (15), которую она защищает.
10. Реактор-теплообменник по любому из пп.1 или 2, в котором топливо, используемое в пористых горелках, содержит водород в молярном количестве от 5% до 100%.
11. Реактор-теплообменник по любому из пп.1 или 2, в котором пористый элемент пористых горелок (7) имеет пористость менее 50%, предпочтительно менее 20%.
12. Реактор-теплообменник по любому из пп.1 или 2, в котором центральный дозатор (17) пористых горелок (7) разделен, по меньшей мере, на два участка, при этом каждый участок содержит отверстия (20) диаметром, увеличивающимся с осевым расстоянием вдоль дозатора в направлении прохождения топлива.
13. Способ парового риформинга, в котором применяют реактор-теплообменник по любому из пп.1-12 и в котором в качестве шихты используют фракцию нафты с целью производства водорода.
14. Способ парового риформинга, в котором применяют реактор-теплообменник по любому из пп.1-12 и в котором в качестве шихты используют природный газ с целью производства водорода.
RU2009140147/06A 2007-03-30 2008-03-05 Компактный реактор-теплообменник, использующий множество пористых горелок RU2459172C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0702410 2007-03-30
FR0702410A FR2914395B1 (fr) 2007-03-30 2007-03-30 Nouveau reacteur echangeur compact utilisant un bruleur poreux

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009140147A true RU2009140147A (ru) 2011-05-20
RU2459172C2 RU2459172C2 (ru) 2012-08-20

Family

ID=38630463

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009140147/06A RU2459172C2 (ru) 2007-03-30 2008-03-05 Компактный реактор-теплообменник, использующий множество пористых горелок

Country Status (8)

Country Link
US (1) US8834586B2 (ru)
EP (1) EP2132486B1 (ru)
JP (1) JP5298118B2 (ru)
KR (1) KR101426979B1 (ru)
CA (1) CA2679528C (ru)
FR (1) FR2914395B1 (ru)
RU (1) RU2459172C2 (ru)
WO (1) WO2008132313A2 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2598435C2 (ru) * 2011-08-26 2016-09-27 Ифп Энержи Нувелль Теплообменный реактор для производства водорода с помощью встроенного пучка парогенератора

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2936723B1 (fr) * 2008-10-07 2011-09-16 Inst Francais Du Petrole Enceinte reactionnelle favorisant l'echange de chaleur entre les reacteurs et les gaz produits
FR2936724B1 (fr) 2008-10-07 2011-09-16 Inst Francais Du Petrole Enceinte reactionnelle favorisant l'echange de chaleur entre les reactifs et les gaz produits
DE102009039276A1 (de) * 2009-08-28 2011-03-10 Bekon Energy Technologies Gmbh & Co. Kg Reaktormodul für endotherme Reaktionen sowie Reaktor mit einer Mehrzahl von solchen Reaktormodulen
CN102211002B (zh) * 2010-04-12 2013-03-27 中科合成油技术有限公司 一种热油循环和冷激式固定床费托合成反应器及其应用
FR2966814B1 (fr) * 2010-10-28 2016-01-01 IFP Energies Nouvelles Procede de production d'hydrogene par vaporeformage d'une coupe petroliere avec production de vapeur optimisee.
ITRM20110176A1 (it) * 2011-04-07 2012-10-08 Francesco Giacobbe "perfezionamento nei reattori catalitici per reazioni endotermiche, in particolare per la produzione di idrogeno e gas di sintesi"
FR3020968B1 (fr) * 2014-05-16 2016-05-13 Ifp Energies Now Reacteur a lit radial multitubulaire
US10632437B2 (en) 2014-10-22 2020-04-28 Korea Institute Of Energy Research Shell-and-tube type reactor for reforming natural gas and a preparation method of syngas or hydrogen gas by using the same
FR3071174A1 (fr) * 2017-09-19 2019-03-22 IFP Energies Nouvelles Nouveau reacteur a cartouches catalytiques a ecoulement radial pour les procedes d'hydrotraitement ou d'hydrocraquage
FR3072684A1 (fr) * 2017-10-25 2019-04-26 IFP Energies Nouvelles Procede d'hydrotraitement de charge hydrocarbonee
GB201813431D0 (en) * 2018-08-17 2018-10-03 Weedon Geoffrey Gerald Process & apparatus for steam reforming
PL3647658T3 (pl) 2018-11-01 2021-11-22 L'air Liquide, Société Anonyme pour l'Étude et l'Exploitation des Procédés Georges Claude Piec do procesu endotermicznego i sposób działania pieca z ulepszonym układem palników
CN110575792A (zh) * 2019-08-26 2019-12-17 清华大学 一种换热式硫酸催化分解反应器及催化方法
KR102716302B1 (ko) * 2019-08-29 2024-10-11 와트 퓨얼 셀 코퍼레이션 기상 발열 반응의 개시를 위한 점화기를 갖는 다중-관형 화학 반응기
RU207959U1 (ru) * 2021-05-21 2021-11-26 Антон Сергеевич Пашкин Быстропроточный термохимический реактор высокого давления
CN115353909B (zh) * 2022-08-17 2024-03-26 西安交通大学 一种超临界水多孔介质氢氧化放热反应器及其工作方法

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3119671A (en) * 1960-09-28 1964-01-28 Chemical Coustruction Corp Upright fluid heating furnace with heat recovery system
US3449671A (en) * 1966-02-18 1969-06-10 Tektronix Inc Oscillographic apparatus for measuring the magnitude and duration of input waveforms
US4900245A (en) * 1988-10-25 1990-02-13 Solaronics Infrared heater for fluid immersion apparatus
EP0430804B1 (fr) 1989-12-01 1995-02-15 Institut Français du Pétrole Procédé et dispositif de production d'hydrocarbures à partir d'une charge d'hydrocarbures aliphatiques dans un réacteur chauffé par un lit fluidisé de particules
ZA911838B (en) * 1990-04-03 1991-12-24 Standard Oil Co Ohio Endothermic reaction apparatus
US5567398A (en) * 1990-04-03 1996-10-22 The Standard Oil Company Endothermic reaction apparatus and method
SU1745329A1 (ru) * 1990-09-25 1992-07-07 Ленинградский Технологический Институт Им.Ленсовета Газожидкостный аппарат
DE69702581T2 (de) * 1996-10-04 2000-11-23 Haldor Topsoe A/S, Lyngby Dampfreformierungsverfahren
DE19905327A1 (de) * 1998-09-04 2000-03-09 Linde Ag Verfahren und Primärreformer zur Erzeugung von Synthesegas
EP0983964A3 (de) * 1998-09-04 2000-07-26 Linde Aktiengesellschaft Verfahren und Primärreformer zur Erzeugung von Synthesegas
US6296814B1 (en) * 1998-11-10 2001-10-02 International Fuel Cells, L.L.C. Hydrocarbon fuel gas reformer assembly for a fuel cell power plant
JP2001009264A (ja) * 1999-04-26 2001-01-16 Toyo Eng Corp 熱交換器様式反応器
DE19921420A1 (de) * 1999-05-08 2000-11-16 Krupp Uhde Gmbh Primärreformer zum Einsatz bei der Methanol- oder Ammoniakgewinnung
GB2359764A (en) * 2000-03-01 2001-09-05 Geoffrey Gerald Weedon An endothermic tube reactor
US6497856B1 (en) * 2000-08-21 2002-12-24 H2Gen Innovations, Inc. System for hydrogen generation through steam reforming of hydrocarbons and integrated chemical reactor for hydrogen production from hydrocarbons
US7250151B2 (en) * 2002-08-15 2007-07-31 Velocys Methods of conducting simultaneous endothermic and exothermic reactions
US6796369B1 (en) * 2003-04-04 2004-09-28 Air Products And Chemicals, Inc. Method and apparatus to prevent metal dusting
JP3966831B2 (ja) * 2003-04-21 2007-08-29 大阪瓦斯株式会社 改質装置用の加熱バーナ
JP4477432B2 (ja) * 2004-06-29 2010-06-09 東洋エンジニアリング株式会社 改質器
AU2005286955B2 (en) * 2004-09-21 2009-06-11 Worcester Polytechnic Institute Reactor and process for steam reforming

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2598435C2 (ru) * 2011-08-26 2016-09-27 Ифп Энержи Нувелль Теплообменный реактор для производства водорода с помощью встроенного пучка парогенератора

Also Published As

Publication number Publication date
FR2914395B1 (fr) 2009-11-20
RU2459172C2 (ru) 2012-08-20
US8834586B2 (en) 2014-09-16
KR101426979B1 (ko) 2014-08-06
EP2132486A2 (fr) 2009-12-16
US20100189638A1 (en) 2010-07-29
KR20090127887A (ko) 2009-12-14
JP5298118B2 (ja) 2013-09-25
EP2132486B1 (fr) 2015-05-13
FR2914395A1 (fr) 2008-10-03
CA2679528C (fr) 2015-09-15
WO2008132313A2 (fr) 2008-11-06
WO2008132313A3 (fr) 2009-01-08
JP2010524811A (ja) 2010-07-22
CA2679528A1 (fr) 2008-11-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2009140147A (ru) Компактный реактор-теплообменник, использующий множество пористых горелок
US6835360B2 (en) Compact endothermic catalytic reaction apparatus
RU2010106107A (ru) Реактор-теплообменник с байонетными трубами, конструкция которого позволяет ему работать с перепадами давления порядка 100 бар между трубой и каландром
CN101726109A (zh) 一种高效冷凝式热交换器
RU2014123619A (ru) Трубка для риформинга с внутренним теплообменом
RU2462413C2 (ru) Новая печь для парового риформинга, содержащая пористые горелки
KR20130104248A (ko) 다관 원통형 수증기 개질기
NO801257L (no) Oppvarmingsapparat for luft eller vann.
RU168562U1 (ru) Котел водогрейный
KR102378004B1 (ko) 수증기 탄화수소 개질기
RU2270405C1 (ru) Водогрейный котел кулешова м.и.
RU53410U1 (ru) Устройство для подогрева газа и нефти
CN209840406U (zh) 一种燃气加热炉
RU2615768C1 (ru) Реактор для каталитической паровой и пароуглекислотной конверсии углеводородов
JPS5926846B2 (ja) 流体間接加熱装置
CN202546710U (zh) 套筒式小型燃油气蒸汽锅炉
WO2008078219A1 (en) A heat exchanger
US2637314A (en) Forced downward air flow air
KR102398437B1 (ko) 수증기 탄화수소 개질기
RU2219218C2 (ru) Трубчатый подогреватель
KR102398448B1 (ko) 수증기 탄화수소 개질기
KR102398422B1 (ko) 수증기 탄화수소 개질기
KR102398474B1 (ko) 수증기 탄화수소 개질기
RU2300701C1 (ru) Подогреватель жидких и газообразных сред
RU43344U1 (ru) Водогрейный котел

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200306