RU2266778C2 - High-production modular type synthesis gas generator - Google Patents
High-production modular type synthesis gas generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2266778C2 RU2266778C2 RU2003131292/15A RU2003131292A RU2266778C2 RU 2266778 C2 RU2266778 C2 RU 2266778C2 RU 2003131292/15 A RU2003131292/15 A RU 2003131292/15A RU 2003131292 A RU2003131292 A RU 2003131292A RU 2266778 C2 RU2266778 C2 RU 2266778C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- synthesis gas
- gas generator
- working channel
- modules
- channel
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области органического синтеза, а именно к устройствам и технологии переработки газового углеводородного сырья в синтез-газ (nH2+СО) по методу высокотемпературного парциального окисления углеводородных газов техническим кислородом или воздухом при давлениях 0,2...10,0 МПа и расходе кислорода 0,2...0,4 от стехиометрии (1,0).The invention relates to the field of organic synthesis, and in particular to devices and technology for processing gas hydrocarbon feedstocks into synthesis gas (nH 2 + СО) by the method of high-temperature partial oxidation of hydrocarbon gases with industrial oxygen or air at pressures of 0.2 ... 10.0 MPa and oxygen consumption of 0.2 ... 0.4 from stoichiometry (1.0).
Известны высокотемпературные реакторы (конверторы) углеводородных газов для получения синтез-газа по методу парциального окисления, широко распространенные в промышленности органического синтеза.Known high-temperature reactors (converters) of hydrocarbon gases to produce synthesis gas by the partial oxidation method, widely used in the organic synthesis industry.
Один из них, первый аналог, представлен в патенте США 45882630 от 15.04.1986 г. Французского Института Нефти (патент Франции 8321078 от 30.12.1983 г.).One of them, the first analogue, is presented in US patent 4,5882630 dated 04/15/1986 of the French Institute of Petroleum (French patent 8321078 from 12/30/1983).
В этом патенте заявлена комбинированная схема получения сингаза, сочетающая трубчатую печь парового риформинга части природного газа, параллельно с ней работающую камеру сгорания остальной части метана при недостатке кислорода и замыкающий схему шахтный реактор вторичного парового риформинга потоков из трубчатой печи камеры сгорания. Камера сгорания и шахтный реактор могут выполняться в одном корпусе, и реализуется схема прямого однокорпусного тандема. В этом патенте в сочетании с очень широким диапазоном давлений и температур (мольных отношений О2/С), в привязке к нормальным условиям (одна атмосфера и ноль градусов Цельсия), заявлены времена пребывания конвертируемых компонентов в камере сгорания в диапазоне 0,001...100 секунд. В пересчете этих заявленных времен пребывания на диапазон давлений 0,2...10,0 МПа и температур 1000...1800°С фактические времена пребывания составят по заявленному диапазону примерно 0,00025...2150 секунд. Недостатком аналога является то, что верхние значения диапазона времени пребывания не представляют практического интереса, нижние никак не увязаны с прочими параметрами зоны парциального окисления. В материалах патента нет решений, эффективных в области времен пребывания <0,1 с, когда процессы парциального окисления являются термодинамически частично неравновесными и решающее значение приобретает организация начального смесеобразования, определяемая конструкцией и режимом работы смесительного элемента - горелки.This patent claims a combined syngas production scheme combining a tube furnace for steam reforming of a portion of natural gas, a parallel combustion chamber of the rest of methane with oxygen deficiency, and a shaft reactor for secondary steam reforming of flows from a tube furnace of a combustion chamber closing circuit. The combustion chamber and the shaft reactor can be performed in one housing, and a direct single-hull tandem circuit is implemented. In this patent, in combination with a very wide range of pressures and temperatures (O 2 / C molar ratios), in relation to normal conditions (one atmosphere and zero degrees Celsius), the residence times of convertible components in the combustion chamber in the range of 0.001 ... 100 are stated seconds. In terms of these declared residence times for the pressure range of 0.2 ... 10.0 MPa and temperatures of 1000 ... 1800 ° C, the actual residence times in the declared range of approximately 0.00025 ... 2150 seconds. The disadvantage of the analogue is that the upper values of the residence time range are not of practical interest, the lower ones are in no way connected with other parameters of the partial oxidation zone. In the patent materials there are no solutions effective in the range of residence times <0.1 s, when the partial oxidation processes are thermodynamically partially nonequilibrium and the organization of initial mixture formation, which is determined by the design and operation mode of the mixing element - the burner, is of decisive importance.
Наиболее близким аналогом является генератор синтез-газа (конвертор), работающий по методу высокотемпературного парциального окисления - сгорания углеводородных газов техническим кислородом или воздухом при номинальном давлении в пределах 0,2...10 МПа, включающий в себя узлы подвода углеводородного газа, окислителя и газов коррекции, охлаждающего компонента, горелку, выполненную по типу коаксиального смесительного элемента, представленный в издании: О.Г.Лейбуш. Производство технологического газа. М., Химия, 1971, стр.276 и 277.The closest analogue is a synthesis gas generator (converter), operating by the method of high-temperature partial oxidation - combustion of hydrocarbon gases with industrial oxygen or air at a nominal pressure in the range of 0.2 ... 10 MPa, which includes units for supplying hydrocarbon gas, oxidizer and correction gases, a cooling component, a burner made as a coaxial mixing element, presented in the publication: O.G. Leibush. Process gas production. M., Chemistry, 1971, pp. 276 and 277.
Конвертор - это реактор идеального смешения, за счет макроциркуляционной схемы течения во всем объеме, футерованный изнутри огнеупорным кирпичом из корунда. Цилиндрический корпус конвертора, для надежной защиты от перегрева, снабжен внутренней рубашкой. Для питания рубашки применяют химически очищенную воду или конденсат. По данным, приведенным на стр.242...247 того же издания при конверсии природного газа состояние термодинамического равновесия почти полностью достигается в течение ~2 с. На практике, учитывая присоединенные объемы сопряженных с конвертором агрегатов и ограничиваясь достижением квазиравновесия, время пребывания газов в конверторе принимают равным 0,3...0,5 с.The converter is a perfect mixing reactor, due to the macrocirculation flow pattern in the entire volume, lined from the inside with refractory corundum brick. The cylindrical housing of the converter, for reliable protection against overheating, is equipped with an inner jacket. Chemically purified water or condensate is used to power the shirt. According to the data given on pages 244 ... 247 of the same publication, during the conversion of natural gas, the state of thermodynamic equilibrium is almost completely achieved within ~ 2 s. In practice, taking into account the attached volumes of the units coupled to the converter and limited to achieving quasi-equilibrium, the residence time of the gases in the converter is assumed to be 0.3 ... 0.5 s.
Основными недостатками наиболее близкого аналога являются:The main disadvantages of the closest analogue are:
- низкая объемная производительность;- low volumetric performance;
- наличие футеровки требует особой тщательности при ее установке и ее периодической замены;- the presence of the lining requires special care during its installation and its periodic replacement;
- относительно большие габариты и масса.- relatively large dimensions and weight.
Задачей изобретения является устранение вышеуказанных недостатков.The objective of the invention is to remedy the above disadvantages.
Поставленная задача решается в устройстве высокопроизводительного генератора синтез-газа (ГСГ), работающего по методу высокотемпературного парциального окисления-сгорания углеводородных газов техническим кислородом или воздухом при номинальном давлении в пределах 0,2...10 МПа. Устройство включает в себя узлы подвода углеводородного газа, окислителя и газов коррекции, охлаждающего компонента. В его состав входят также горелки, выполненные по типу коаксиальных смесительных элементов для камеры сгорания.The problem is solved in the device of a high-performance synthesis gas generator (GHA), operating by the method of high-temperature partial oxidation-combustion of hydrocarbon gases with technical oxygen or air at a nominal pressure in the range of 0.2 ... 10 MPa. The device includes nodes for supplying hydrocarbon gas, oxidizing agent and correction gases, a cooling component. It also includes burners made as coaxial mixing elements for a combustion chamber.
Особенностью предлагаемого решения является то, что, во-первых:A feature of the proposed solution is that, firstly:
- ГСГ состоит из скомпонованных в единую сборку 2...100 однотипных модулей камер сгорания с производительностью каждого модуля по углеводородному газу в пересчете на метан от 0,375 до 3,75 т/ч;- GHA consists of 2 ... 100 homogeneous modules of combustion chambers arranged in a single assembly with a hydrocarbon gas capacity of each module in terms of methane from 0.375 to 3.75 t / h;
- каждый однотипный модуль камеры сгорания включает в себя соосно и последовательно расположенные, соединенные разъемным или неразъемным способом горелку и прямоточный цилиндрический рабочий канал;- each combustion chamber module of the same type includes coaxially and sequentially arranged, connected in a detachable or inseparable manner, a burner and a straight-through cylindrical working channel;
- прямоточный цилиндрический рабочий канал имеет двух- или трехстенную оболочку, без футеровки внутренней стенки, с зазором между стенками 1...5 мм для прохода охлаждающего компонента;- direct-flow cylindrical working channel has a two- or three-walled shell, without lining of the inner wall, with a gap between the walls of 1 ... 5 mm for the passage of the cooling component;
- внутренний диаметр рабочего канала D выбирают по величине относительной расходонапряженности в пределах 10-5-10-4 с/м, которую определяют как отношение суммарного массового расхода подаваемых на вход в рабочий канал газов к площади поперечного сечения рабочего канала и к номинальному давлению в канале;- the inner diameter of the working channel D is selected by the value of the relative flow rate in the range of 10 -5 -10 -4 s / m, which is defined as the ratio of the total mass flow rate of the gases supplied to the inlet of the working channel to the cross-sectional area of the working channel and to the nominal pressure in the channel ;
- длину канала L выбирают с обеспечением времени пребывания газов в пределах 0,01...0,1 с;- the channel length L is chosen to ensure the residence time of the gases in the range of 0.01 ... 0.1 s;
- на выходе рабочего канала устанавливают охлаждаемое или неохлаждаемое (из керамики) дроссельное устройство, выполненное в виде сопла с обеспечением возможности достижения сверхкритического перепада давления с последующим восстановлением дозвукового течения в диффузоре сопла;- at the outlet of the working channel, a cooled or uncooled (made of ceramic) throttle device is installed, made in the form of a nozzle with the possibility of achieving a supercritical pressure drop with subsequent restoration of the subsonic flow in the nozzle diffuser;
- перепад давления на дроссельном устройстве и горелке обеспечивают в диапазоне от 0,03 до 0,15 от номинального давления в рабочем канале.- the differential pressure on the throttle device and the burner provide in the range from 0.03 to 0.15 of the nominal pressure in the working channel.
Во-вторых, предлагаются следующие компоновочные решения ГСГ:Secondly, the following GHA layout solutions are offered:
- однотипные модули камер сгорания собирают в пакет с параллельным расположением продольных модулей, для чего их устанавливают разъемным способом в трубах, закрепленных по кольцевой или шестигранной схемам в торцах охлаждаемого цилиндрического корпуса-барабана, продольно оси корпуса, а число этих труб рекомендуется выбирать из нижеследующего ряда значений: 2, 3, 4, 7, 13, 19, 31, 37 и до 100;- the same type of combustion chamber modules are assembled in a bag with a parallel arrangement of longitudinal modules, for which they are installed in a detachable way in pipes fixed along an annular or hexagonal circuit at the ends of the cooled cylindrical drum housing, longitudinally to the axis of the housing, and it is recommended to choose the number of these pipes from the following row values: 2, 3, 4, 7, 13, 19, 31, 37 and up to 100;
- нечетное количество однотипных модулей камер сгорания устанавливают в проходных втулках по боковой поверхности охлаждаемой цилиндрической секции перпендикулярно продольной оси ее корпуса, а в общей сборке ГСГ используют до 10 однотипных секций, которые стыкуют между собой и смежными сборками вдоль общей продольной оси разъемным или неразъемным способом.- an odd number of the same type of combustion chamber modules are installed in the bushings along the lateral surface of the cooled cylindrical section perpendicular to the longitudinal axis of its body, and in the general GHA assembly, up to 10 of the same type of sections are used, which are joined together and adjacent assemblies along the common longitudinal axis in a detachable or one-piece way.
На фиг.1 изображен в разрезе общий вид типового модуля камеры сгорания ГСГ.Figure 1 shows in section a General view of a typical module of the combustion chamber of the GHA.
На фиг.2 изображен схематически высокопроизводительный ГСГ модульного типа в пакетной сборке модулей камер сгорания с параллельным их расположением в общем охлаждаемом корпусе-барабане.Figure 2 shows a schematically high-performance GHA of a modular type in a batch assembly of modules of combustion chambers with their parallel arrangement in a common cooled drum housing.
На фиг.3 изображен схематически высокопроизводительный ГСГ модульного типа в сборке модулей камер сгорания с радиальным их расположением в типовых цилиндрических охлаждаемых секциях.Figure 3 shows a schematically high-performance GHA of a modular type in the assembly of modules of combustion chambers with their radial arrangement in typical cylindrical cooled sections.
Модуль камеры сгорания ГСГ имеет в своем составе (см. фиг.1): смесительный элемент-горелку типа "газ-газ" или "гомогенизированный (заранее перемешанный) газ-газ" 1, прямоточный цилиндрический рабочий канал (реакционную зону) 2, дроссельное устройство на выходе рабочего канала 3, устройство для сопряжения модуля со смежными элементами ГСГ или агрегатами технологической линии 4.The GHA combustion chamber module includes (see FIG. 1): a gas-gas or a “homogenized (pre-mixed) gas-gas” mixing burner element 1, a direct-flow cylindrical working channel (reaction zone) 2, a throttle a device at the output of the working channel 3, a device for interfacing the module with adjacent GHA elements or units of the production line 4.
В качестве смесительных элементов-горелок 1, рекомендуется использовать горелки, например, по патенту RU 2168460 от 14.07.99. Особенностью применяемых смесительных элементов является организация встречной тангенциальной крутки окислителя и горючего, при этом соотношение тангенциальной и осевой составляющих скорости истечения в каждом из потоков окислителя и горючего на торцевом их выходе из каналов смесительного элемента рекомендуется выбирать в пределах 0,1...2,0. В сочетании с высокой продольной скоростью обоих потоков это приводит к образованию вблизи выходного торца смесительных элементов интенсивных зон обратных токов - областей развитой макро- и микротурбулентности. Они отличаются относительно малой протяженностью по оси реакционной зоны, но в них завершается абсолютно большая часть реакций парциального окисления или горения при недостатке кислорода. Далее в рабочем канале идет в основном выравнивание параметров потока по поперечному сечению. При этом для обеспечения акустической устойчивости процесса перепад давления по трактам окислителя - технически чистого кислорода или воздуха, и горючего - конвертируемых углеводородных газов, в смесительном элементе рекомендуется выбирать в диапазоне 0,03...0,15 от номинального давления в рабочем канале. Это обеспечивается геометрией проходных сечений проточных трактов и их конструкцией. Проконтролировать сопротивления трактов после изготовления можно с помощью модельных продувок или проливок.As mixing elements-burners 1, it is recommended to use burners, for example, according to patent RU 2168460 from 14.07.99. A feature of the used mixing elements is the organization of the opposite tangential twist of the oxidizer and fuel, while the ratio of the tangential and axial components of the flow rate in each of the oxidizer and fuel flows at their end exit from the channels of the mixing element is recommended to be selected within 0.1 ... 2.0 . In combination with the high longitudinal velocity of both flows, this leads to the formation near the output end of the mixing elements of intense zones of reverse currents - areas of developed macro- and microturbulence. They differ in a relatively small extent along the axis of the reaction zone, but in them an absolutely large part of the reactions of partial oxidation or combustion with a lack of oxygen is completed. Further in the working channel is mainly the alignment of the flow parameters along the cross section. Moreover, to ensure the acoustic stability of the process, the pressure drop along the paths of the oxidizing agent - technically pure oxygen or air, and fuel - convertible hydrocarbon gases, in the mixing element, it is recommended to choose in the range of 0.03 ... 0.15 of the nominal pressure in the working channel. This is ensured by the geometry of the flow sections of the flow paths and their design. You can control the resistance of the tracts after manufacturing using model purges or spills.
Прямоточный цилиндрический рабочий канал 2 представляет собой трех- или двухстеночную цилиндрическую оболочку с зазорами между стенками для прохода охлаждающего компонента. Внутренняя стенка, изнутри гладкая, снаружи может быть гладкой, или с проволочной намоткой, или с приваренными для дистанционирования проставками-лапшинами, или оребренной. Оребрение выполняется в виде многозаходной резьбы, например прямоугольного профиля. При давлениях в рабочем канале менее примерно 4,0 МПа, и малых значениях диаметра рабочего канала D, ориентировочно менее 75 мм, внутреннюю стенку выполняют без жестких связей с промежуточной или внешней стенкой по одному из своих концов, обеспечивая свободу перемещения второго конца в линейном направлении. Для уменьшения утечек охлаждающего компонента используется скользящее уплотнение 5, размещенное в стакане 6. В качестве охладителя преимущественно используется вода, но при низких давлениях возможно использование одного из основных компонентов или газа-корректора состава продуктов парциального окисления (Н2O, CO2). При давлении больше 4,0 МПа и диаметре рабочего канала более 75 мм двухстеночную цилиндрическую оболочку корпуса рабочего канала рекомендуется выполнять с использованием пайки по ребрам или гофрам.The direct-flow cylindrical working channel 2 is a three- or two-wall cylindrical shell with gaps between the walls for the passage of the cooling component. The inner wall, from the inside, is smooth, from the outside it can be smooth, either with wire winding, or with spacers-noodles welded for spacing, or finned. The fins are made in the form of multiple threads, for example a rectangular profile. At pressures in the working channel of less than about 4.0 MPa, and small values of the diameter of the working channel D, approximately less than 75 mm, the inner wall is made without rigid connections with the intermediate or external wall at one of its ends, providing freedom of movement of the second end in the linear direction . To reduce leaks of the cooling component, a sliding seal 5 is used, which is located in the glass 6. Water is predominantly used as a cooler, but at low pressures it is possible to use one of the main components or a correction gas for the composition of the partial oxidation products (Н 2 O, CO 2 ). At a pressure of more than 4.0 MPa and a diameter of the working channel of more than 75 mm, it is recommended that the double-walled cylindrical shell of the body of the working channel be used by brazing along ribs or corrugations.
Дроссельное устройство 3 на выходе рабочего канала выполняют в виде охлаждаемого сопла или решетки сопел с обеспечением сверхкритического перепада давления, но с восстановлением дозвукового течения в диффузоре сопла. Для организации потока охладителя вдоль соответствующей поверхности дроссельного устройства 3 используется вытеснитель 7, выполненный, например, из двух и более частей, скрепленных стаканом 6. Возможно использование неохлаждаемых дроссельных устройств из керамических материалов. Выбор типа дроссельного устройства, охлаждаемого или неохлаждаемого, зависит от наличия материалов, работоспособных в условиях конкретного ГСГ, соотношения их цены и качества. При этом перепад давления по газу на дроссельном элементе во всех вариантах выбирают в диапазоне 0,03...0,15 от номинального давления в рабочем канале. Обеспечивают этот перепад конструктивно за счет геометрии сопла (угла диффузора).The throttle device 3 at the outlet of the working channel is made in the form of a cooled nozzle or nozzle array providing supercritical pressure difference, but with the restoration of subsonic flow in the nozzle diffuser. To organize the flow of cooler along the corresponding surface of the throttle device 3, a displacer 7 is used, made, for example, of two or more parts fastened by a glass 6. It is possible to use uncooled throttle devices made of ceramic materials. The choice of the type of throttle device, cooled or uncooled, depends on the availability of materials that are workable in a particular GHA, the ratio of their price and quality. In this case, the pressure drop across the gas on the throttle element in all cases is selected in the range of 0.03 ... 0.15 of the nominal pressure in the working channel. Provide this differential structurally due to the geometry of the nozzle (diffuser angle).
На фиг.2 схематически изображен ГСГ, в котором модули камер сгорания 8 разъемным способом установлены в трубах 9, закрепленных в торцах охлаждаемого цилиндрического корпуса-барабана 10 по кольцевой или шестигранной схемам, с количеством модулей камеры сгорания в сборке 2, 3, 4, 7, 13, 19, 31, 37 и до 100. Продольные оси модулей 8 параллельны продольной оси корпуса 10. В состав ГСГ входят также выходной газовый коллектор 11, охватывающий газовые выходы всех модулей 8, пуско-отсечные клапаны и регуляторы (стабилизаторы) расходов по всем линиям подачи компонентов 12, зажигательное устройство 13, коллекторы 14 для разводки компонентов по модулям камер сгорания ГСГ.Figure 2 schematically shows the GHA, in which the modules of the
Коллектор 11 можно выполнять без внутренней футеровки, двухстеночным, паяным по ребрам или гофрам, охлаждаемым водой. С помощью коллектора 11 обеспечивают стыковку модульного ГСГ со смежными по тракту газа агрегатами технологической линии, например, с котлом-утилизатором тепла (КУТ), с насадочным фильтром высокотемпературной сажеочистки (газификация осевшей сажи паром) или с замыкающей каталитической ступенью шахтного типа двухступенчатого ГСГ, в котором модульный ГСГ выполняет функции первой ступени.The
Для поджига горючей смеси в рабочих каналах в момент запуска ГСГ используют зажигательное устройство 13, например, электроплазменного типа (ЭПЗУ), работающее на штатном окислителе - кислороде или воздухе, и конвертируемом газе, установленное на проставке-бобышке коллектора 11. На основных режимах работы автоматически обеспечивается самовоспламенение горючей смеси во фронте пламени, стабилизируемого торцевой кромкой разделительной стенки потоков окислителя и горючего в смесительном элементе.To ignite the combustible mixture in the working channels at the time of launching the GHA, an
Страхующие функции зажигательного устройства калильного типа на основных режимах выполняют также нагретые до температуры более 600°С элементы торцевого днища корпуса 10 или модуля 8.The main functions of the incendiary device of the incandescent type in the main modes are also performed by the elements of the end bottom of the
На фиг.3 изображен схематически ГСГ, в котором модули камер сгорания 8 установлены радиально и равномерно по окружности в проходных втулках 15 на боковой поверхности типовой секции ГСГ 16, имеющей охлаждаемый корпус. Продольные оси модулей перпендикулярны продольной оси корпуса секции 16. Количество модулей рекомендуется выбирать нечетным для уменьшения проникновения высокотемпературного газового потока из одного модуля в другой. К секции с одной стороны стыкуют охлаждаемую крышку 17, а с другой стороны аналогичную секцию ГСГ или выходной газовый коллектор 18, конструкция и назначение которого такие же, как у коллектора 11 (см фиг.2). На крышке 17 установлено ЭПЗУ 13, оно может быть также установлено на корпусе секции 16, на коллекторе 18 или на каждом модуле 8 в проставке между смесительным элементом и рабочим каналом (см. фиг.1).Figure 3 shows schematically the GHA, in which the modules of the
Основные габариты рабочего канала, диаметр D и длину L, определяют по выбранной расходонапряженности и времени пребывания газов в рабочем канале. Формула для расчета относительной расходонапряженности q (см. ГОСТ 17655-72. Двигатели ракетные жидкостные. Термины и определения) следующая:The main dimensions of the working channel, diameter D and length L, are determined by the selected flow rate and the residence time of gases in the working channel. The formula for calculating the relative flow rate q (see GOST 17655-72. Liquid rocket engines. Terms and definitions) is as follows:
где: mΣ - суммарный массовый расход подаваемых на вход в рабочий канал газов, кг/с;where: m Σ is the total mass flow rate of the gases supplied to the entrance to the working channel, kg / s;
Fk - площадь поперечного сечения рабочего канала, м2;F k - the cross-sectional area of the working channel, m 2 ;
Рk - номинальное давление газов в рабочем канале, Н/м2.P k - nominal gas pressure in the working channel, N / m 2 .
С учетом опыта работы агрегатов аналогов в смежных отраслях промышленности (см. В.Е.Алемасов и др. Теория ракетных двигателей. М.: Машиностроение, 1989; А.П.Васильев и др. Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей. М.: Высшая школа, 1967) предлагается q выбирать в пределах от 10-5...10-4 с/м, а время пребывания от 0,01 до 0,1 с.Taking into account the experience of analogue aggregates in related industries (see V.E. Alemasov et al. Theory of rocket engines. M: Mashinostroenie, 1989; A.P. Vasiliev et al. Fundamentals of the theory and calculation of liquid rocket engines. M. : Higher school, 1967) it is proposed q to choose between 10 -5 ... 10 -4 s / m, and the residence time from 0.01 to 0.1 s.
ГСГ работает следующим образом. В модуле камеры сгорания, см. фиг.1, газообразные окислительные и горючие компоненты поступают из смесительного элемента 1 в рабочий канал 2, где происходит воспламенение смеси на запуске, в период еще низкоскоростного режима работы канала 2, поджиг осуществляют за счет пламени ЭПЗУ, распространяющегося против течения вплоть до смесительного элемента. В дальнейшем воспламенение происходит самопроизвольно во фронте пламени смесительного элемента. Страховку воспламенения обеспечивают калильными элементами на торце корпуса ГСГ или дроссельного устройства. Образующиеся в модуле камеры сгорания продукты парциального окисления истекают, см. фиг.2 и 3, в выходной газовый коллектор 11 или 18. Схемы охлаждения всех элементов ГСГ ясны из представленных на фиг.1, 2 и 3 чертежей.GHA works as follows. In the combustion chamber module, see Fig. 1, gaseous oxidizing and combustible components come from the mixing element 1 into the working channel 2, where the mixture ignites at the start, while the channel 2 is still at a low speed, the ignition is carried out due to the flame of the EEPR upstream to the mixing element. Further ignition occurs spontaneously in the flame front of the mixing element. Ignition insurance is provided by glow elements at the end of the GHA housing or throttle device. Partial oxidation products formed in the combustion chamber module expire, see FIGS. 2 and 3, into the
Данное изобретение обеспечивает создание ГСГ с объемной производительностью не менее чем в 10 раз более высокой, чем у наиболее близкого аналога. При этом производительность каждого модуля камеры сгорания по углеводородному газу в пересчете на метан рекомендуется выбирать в пределах от 0,375 до 3,75 т/ч, а по абсолютной производительности в одном агрегате могут быть достигнуты уровни 0,5...1,0 млн тонн в год.This invention provides the creation of GHA with a volumetric capacity of not less than 10 times higher than that of the closest analogue. At the same time, it is recommended to choose the productivity of each module of the combustion chamber for hydrocarbon gas in terms of methane in the range from 0.375 to 3.75 t / h, and the levels of 0.5 ... 1.0 million tons can be achieved in absolute productivity in one unit in year.
В данном изобретении предложена конструкция, где реализована неравновесная схема организации процесса, сочетающая идеальное смешение потоков горючих и окислительных компонентов в зоне обратных токов, вблизи выходного торца смесительного элемента-горелки, за счет формирования конструкцией и режимами работы горелки макро- и микровихрей в этой зоне, с последующим идеальным вытеснением за счет организации прямотока в рабочем канале камеры.The present invention proposed a design that implements a nonequilibrium process organization scheme combining perfect mixing of the flows of combustible and oxidizing components in the reverse current zone, near the output end of the mixing element-burner, due to the formation of macro- and microvortices in this zone by the design and operation of the burner, followed by ideal displacement due to the organization of forward flow in the working channel of the camera.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003131292/15A RU2266778C2 (en) | 2003-10-28 | 2003-10-28 | High-production modular type synthesis gas generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2003131292/15A RU2266778C2 (en) | 2003-10-28 | 2003-10-28 | High-production modular type synthesis gas generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2003131292A RU2003131292A (en) | 2005-04-10 |
RU2266778C2 true RU2266778C2 (en) | 2005-12-27 |
Family
ID=35611529
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2003131292/15A RU2266778C2 (en) | 2003-10-28 | 2003-10-28 | High-production modular type synthesis gas generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2266778C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2535121C2 (en) * | 2012-06-25 | 2014-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ВТР" | Synthetic gas generating assembly |
RU2612632C1 (en) * | 2016-02-08 | 2017-03-09 | Владислав Юрьевич Климов | Gas synthesis generator |
RU2632846C1 (en) * | 2016-08-15 | 2017-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ВТР" | Method of producing hydrogen-containing gas for methanol production and device for its implementation |
-
2003
- 2003-10-28 RU RU2003131292/15A patent/RU2266778C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2535121C2 (en) * | 2012-06-25 | 2014-12-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ВТР" | Synthetic gas generating assembly |
RU2612632C1 (en) * | 2016-02-08 | 2017-03-09 | Владислав Юрьевич Климов | Gas synthesis generator |
RU2632846C1 (en) * | 2016-08-15 | 2017-10-10 | Общество с ограниченной ответственностью "ВТР" | Method of producing hydrogen-containing gas for methanol production and device for its implementation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2003131292A (en) | 2005-04-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2136360C1 (en) | Device and method for endothermic reaction | |
US7025940B2 (en) | Flameless combustor process heater | |
US5229102A (en) | Catalytic ceramic membrane steam-hydrocarbon reformer | |
US6089855A (en) | Low NOx multistage combustor | |
AU2008285638B2 (en) | Burner | |
CN100457252C (en) | Compact steam reformer | |
JP3145123B2 (en) | Internal combustion gas generator | |
US4445570A (en) | High pressure combustor having a catalytic air preheater | |
EP1767492B1 (en) | Process for the production of synthesis gas by steam reforming in an exchanger-reactor | |
JP5461559B2 (en) | Heat recovery device for Radiant tube burner | |
JPS62210047A (en) | Apparatus for reaction | |
RU2346737C2 (en) | Heat-insulated high temperature reactor | |
RU2266778C2 (en) | High-production modular type synthesis gas generator | |
US20110265379A1 (en) | Process and Burner for Production of Syngas from Hydrocarbons | |
KR100855045B1 (en) | Dehydrogenation process | |
US4244325A (en) | Disposal of oxides of nitrogen and heat recovery in a single self-contained structure | |
RU2134154C1 (en) | Apparatus for performing endothermic reaction | |
RU2310600C2 (en) | Highly efficient generator of the synthesis gas | |
US2776192A (en) | Acetic acid cracking furnace | |
RU2615768C1 (en) | Reactor for catalytic steam and steam-carbon-dioxide hydrocarbon conversion | |
WO2014037287A1 (en) | Burner for the production of synthesis gas | |
JPH0220890B2 (en) | ||
RU2168459C2 (en) | Coaxial mixing member - burner, type "homogenized gas - gas" for c0mbustion chambers of highly productive synthesis gas generators | |
CN107216918B (en) | Gas producer | |
JP3486023B2 (en) | Combustion heating method |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20061029 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20080427 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081029 |