RU2394766C2 - Способ и установка для нагревания и частичного окисления смеси пара и природного газа после первичного риформинга - Google Patents

Способ и установка для нагревания и частичного окисления смеси пара и природного газа после первичного риформинга Download PDF

Info

Publication number
RU2394766C2
RU2394766C2 RU2007145485/15A RU2007145485A RU2394766C2 RU 2394766 C2 RU2394766 C2 RU 2394766C2 RU 2007145485/15 A RU2007145485/15 A RU 2007145485/15A RU 2007145485 A RU2007145485 A RU 2007145485A RU 2394766 C2 RU2394766 C2 RU 2394766C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
burner
porous
steam
reformer
Prior art date
Application number
RU2007145485/15A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2007145485A (ru
Inventor
Хартмут ХЕДЕРЕР (DE)
Хартмут Хедерер
Йоахим ЙОХАННИХ (DE)
Йоахим ЙОХАННИХ
Евгений ГОРВАЛ (DE)
Евгений ГОРВАЛ
Original Assignee
Уде Гмбх
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 Уде Гмбх filed Critical Уде Гмбх
Publication of RU2007145485A publication Critical patent/RU2007145485A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2394766C2 publication Critical patent/RU2394766C2/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C01B3/382—Multi-step processes
    • 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
    • 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
    • B01J8/065—Feeding reactive fluids
    • 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
    • C01B3/025—Preparation or purification of gas mixtures for ammonia synthesis
    • 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
    • C01B2203/00—Integrated processes for the production of hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/02—Processes for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0205—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step
    • C01B2203/0227—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step
    • C01B2203/0233—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a reforming step containing a catalytic reforming step the reforming step being a steam reforming 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
    • C01B2203/0255—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
    • C01B2203/0283—Processes for making hydrogen or synthesis gas containing a CO-shift step, i.e. a water gas shift 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
    • C01B2203/06—Integration with other chemical processes
    • C01B2203/068—Ammonia synthesis
    • 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
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0816—Heating by flames
    • 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
    • C01B2203/08—Methods of heating or cooling
    • C01B2203/0805—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas
    • C01B2203/0811—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel
    • C01B2203/0822—Methods of heating the process for making hydrogen or synthesis gas by combustion of fuel the fuel containing hydrogen
    • 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
    • C01B2203/14—Details of the flowsheet
    • C01B2203/142—At least two reforming, decomposition or partial oxidation steps in series
    • 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
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • 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
    • Y02P20/10—Process efficiency
    • Y02P20/129—Energy recovery, e.g. by cogeneration, H2recovery or pressure recovery turbines

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)

Abstract

Изобретения относятся к области химии. Способ включает нагревание и частичное окисление не подогретой предварительно, подвергнутой первичному риформингу смеси пара и природного газа для получения NH3-синтез-газа, причем в газовый поток синтез-газа-сырца в направлении потока после первичного риформера подают энергию. Подвод энергии после первичного риформера осуществляют непосредственно через, по меньшей мере, одну, размещенную в газоотводящем канале первичного риформера 2, пористую горелку 12. Установка имеет коллекторный канал 5 труб 3 риформера 2, где между последним входом труб 3 и соединением с транспортирующим каналом 6 и/или в транспортирующем канале 6 установлена, по меньшей мере, одна пористая горелка 12. С каждой пористой горелкой 12 работает совместно неподвижный смеситель 14, в частности, размещенный за ней. Изобретения позволяют исключить необходимость во втором реакторе риформинга, осуществлять широкий диапазон регулирования. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

Изобретение относится к способу нагревания и частичного окисления специально предварительно не подогретой, подвергнутой первичному риформингу смеси пара и природного газа, предназначенной для получения NH3-синтез-газа, причем в газовый поток синтез-газа-сырца в направлении его течения после первичного риформера подается энергия.
Производство синтез-газа путем парового риформинга характеризуется, как правило, потреблением значительных количеств тепла, т.е. отходящее тепло парового риформера во многих теплообменниках используется во многих теплообменниках для нагревания природного газа, воздуха и пара или для получения пара. При этом при производстве синтез-газа, предназначенного для синтеза аммиака, важно необходимый для подвода азота воздуха воздух предварительно нагревать насколько это возможно.
Азот воздуха подводится одновременно с кислородом воздуха в так называемом вторичном риформере, который подключен после первичного риформера. В результате частичного окисления поступающего из первичного риформера газа состав газа частично в результате сгорания, но и, большей частью, в результате достижения высокой равновесной температуры изменяется настолько, что остаточное количество метана в синтез-газе намного меньшее, чем 1 молярный %, достигается в сухом состоянии (т.е. температура выше 1050-1150°С). Последующая катализаторная масса ускоряет достижение равновесия.
На этом этапе способа важно хорошее перемешивание газа, наличие активного в отношении парового риформинга катализатора в условиях непрерывного возрастания температуры для предотвращения образования сажи из остаточного количества метана, обычно: 10-14 мольных % в результате распада СН4, а также в связи с присутствием СО и CO2, а также наличие водяного пара.
Поэтому техническим результатом настоящего изобретения, является предотвращение, насколько это возможно, образования сажи, причем при наличии возможности регулируемой подачи, например, N2 и О2 или их смесей.
Этот технический результат в способе нагревания и частичного окисления специально предварительно не подогретой, подвергнутой первичному риформингу смеси пара и природного газа, предназначенной для получения NH3-синтез-газа достигается тем, что подвод энергии за первичным риформером происходит непосредственно через, по меньшей мере, одну расположенную в газоотводящем канале пористую горелку.
В результате размещения пористых горелок в направлении потока подлежащего обработке газа вслед за первичным риформером достигается много преимуществ, в частности может быть практически полностью исключена необходимость в специальном реакторе, как например во вторичном риформере.
Другими преимуществами являются, например
- широкий диапазон регулирования,
- стабильность пламени горелки независимо от скорости притока синтез-газа-сырца благодаря возможности отдельного подвода горючего газа,
- запуск горелки и при наличии в циркуляционном контуре только лишь N2/пара,
- возможность регулирования подачи азота и кислорода и их смесей,
- возможность кратковременных реакций, в а результате этого уменьшение опасности образования сажи,
- катализатор на неподвижных смесителях обеспечивает равновесие в газе, уменьшает опасность образования сажи при сильном увеличении температуры,
- возможность замены смесителя в изолированной, облицованной кирпичом трубе модульным способом, материал является устойчивым материалом с металлическим напылением, при необходимости с алюминиевым покрытием,
- возможность разных дополнительных вариантов использования катализатора:
например, непосредственно на горелке катализатор частичного окисления, а после этого катализатор парового риформинга,
- требующееся количество кислорода может быть уменьшено, потребление уже полученного синтез-газа-сырца Н2, СО и CH4 сокращено, поскольку отдельно подводится или может подводиться горючий газ, например CH4,
- имеющийся еще в наличии остаточный метан продолжает подвергаться паровому риформингу.
К получению синтез-газа относятся технические решения, описанные в DE-OS1920001, ЕР-0200825-А1, ЕР-876993-А1 или US-6730285-А. Заявка US-6746624-А, автором которой является заявитель настоящего изобретения, описывает облицованную кирпичом катализаторную трубу, причем DE-19839782-A1 показывает также неподвижный смеситель в потоковых путях. Кратковременное специальное окисление без предварительного парового риформинга описано в DE-10232970-А1. DE-10239111-А1 указывает на применение пористой горелки в сочетании с топливным элементом.
Другие варианты осуществления изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения, согласно которым может быть предусмотрено, что подвод энергии осуществляется непосредственно через несколько пористых горелок, расположенных в образующих потоковый путь газоотводящих каналах первичного риформера.
Например, предусмотрено, что наряду с подводом энергии посредством горючего газа и окисляющим агентом кислородом подводится также азот и/или небольшие количества CO2 и/или пара.
С помощью одной из соответствующих изобретению пористых горелок можно регулировать количество горючего газа в широких диапазонах.
Пористую горелку используют по отношению к подвергнутой первичному риформингу смеси пара и природного газа в субстехиометрическом режиме или при подаче горючего газа в сверхстехиометрическом режиме.
Благодаря применению пористой горелки можно также устанавливать в потоке газа покрытый катализатором неподвижный смеситель таким образом, что эти газовые потоки под воздействием этих смесителей приобретают требуемый вихревой характер, что также предусматривает изобретение. При этом целесообразно, чтобы газовый поток приобретал вихревой характер под воздействием расположенного после соответствующей горелки неподвижного смесителя, причем первые смесители имеют, согласно изобретению, покрытие из катализатора частичного окисления, остальные смесители - покрытие из катализатора парового риформинга.
Изобретение предусматривает также, что к пористой горелке подводится даже смесь из не нагретого или незначительно нагретого горючего газа и воздуха (в частности СН4+воздух) для работы в стехиометрическом или сверхстехиометрическом режиме. Смесь горючего газа в отношении температуры должна оставаться в состоянии ниже предела воспламеняемости.
Предпочтительно газовую смесь нагревают с помощью пористой горелки или пористых горелок до температуры примерно от 1000°С до 1100°С, что надежно предотвращает присутствие сажи в синтез-газе.
Нагревание может производиться с помощью нескольких размещенных друг за другом пористых горелок, причем в соответствии с изобретением предусмотрены промежуточные каталитические ступени смешивания.
Поток газа проходит после или между неподвижными смесителями, в частности, имеющими ячеистые формы, элементы которых имеют покрытие из катализатора парового риформера, например, Ni.
Пористая горелка работает как кислородная/паровая горелка.
Предпочтительным вариантом изобретения является то, что дополнительно подают CO2 в предотвращающем образование сажи количестве для обеспечения отношения Н2/СО в синтез-газе, равном примерно 3.
Технический результат достигается в установке тем, что в каждом коллекторном канале труб риформера между последним входом труб и соединением с транспортирующим каналом и/или в транспортирующем канале установлена, по меньшей мере, одна пористая горелка
При этом в варианте осуществления может быть предусмотрено, что каждая пористая горелка работает вместе с неподвижным смесителем, в частности, подключенным вслед за ней.
Другие признаки, особенности и преимущества изобретения следуют из нижеследующего описания изобретения и чертежей.
На чертежах показано
фиг.1 - принципиальная схема первичного риформера с соответствующими изобретению пористыми горелками и подключенными вслед за ним агрегатами,
фиг.2 - упрощенное объемное изображение первичного риформера с коллекторными каналами и размещенными согласно изобретению пористыми горелками,
фиг.3-5 - увеличенные изображения участков труб с выполненными по-разному пористыми горелками,
фиг.6 - размещение пористых горелок в переходной к транспортирующему каналу области коллекторного канала.
Основные узлы частичного блока установки, показанного на фиг.1 в целом позицией 1, представлены обозначенным позицией 2 первичным риформером с трубами 3 риформера. А именно подводящий трубопровод для CH4 и пара и потолочными горелками 4, а также коллекторными каналами 5 и, по меньшей мере, одним транспортирующим каналом 6, причем последний проходит через котел-утилизатор 7 с паровым барабаном 8 и теплообменник 9 и, наконец, к блоку 10 конверсии оксида углерода, о котором здесь, однако, большего не сообщается.
Пунктиром показана возможность наличия, при необходимости, внешнего (адиабатического) катализаторного слоя 11. Размещенные в транспортирующем канале 6 пористые горелки обозначены на фиг.1 одинаково позицией 12, их подводящие элементы, с помощью которых, например, воздух и CH4 подводятся отдельно и смешиваются лишь в последний момент - позицией 13, причем, как показано на фиг.1, в направлении потока вслед за каждой пористой горелкой 12 предусмотрен неподвижный смеситель 14. На фиг.1, кроме того, показан подводящий канал 15, через который, при необходимости, в систему можно подавать пар.
На фиг.2 упрощенно показан в объемном виде первичный риформер 2 с трубами 3 реформера, в которые по трубопроводу 3а подается смесь СН4 и пара, потолочными горелками 4 и коллекторами 16 отработанных газов для отвода отработанных газов из камеры сгорания, коллекторными каналами 5, а также транспортирующим каналом, в котором имеются пористые горелки 12.
Лишь фрагментарно изображена на фиг.3-6 обозначенная 6' труба транспортирующего канала 6, в которой смонтированы одинаково обозначенные позицией 12 пористые горелки. Фиг.3 изображает обозначенную позицией 16 и имеющую форму усеченного конуса головку пористой горелки с пористой стенкой 17 и вытесняющее тело 18 с расположенной в направлении потока перекрывающей крышкой, направленное в противоположную направлению потока сторону.
Несущий головку 16 горелки подводящий канал 13 имеет внешнюю изоляцию 19, подводящий холодный воздух канал 20, например с содержащим О2 газом, и центральную внутреннюю трубу 21 для пускового или горючего газа.
Общим для пористых горелок является то, что горение происходит в их стенке 17, т.е. исключается возможность обратной вспышки. Особенности такого типа горелки описаны, например, в DE-4322109-А или в ЕР-0657011-В.
На фиг.3 также показано, как размещены в трубе 6 имеющие катализаторное покрытие 22 неподвижные смесители 14. В виде отражательных или направляющих пластин они изображены лишь условно, они могут иметь лопатковидную, а также другие формы. Неподвижные смесители в количестве несколько штук с помощью крепежных стержней 23 могут быть объединены в блоки таким образом, что их можно вместе с их изолирующим покрытием 6” вынимать из трубы 6. Это относится также к разборке горелок.
Направление потока синтез-газа-сырца на фигурах показано маленькими стрелками 24. Горячий синтез-газ после горелок показан стрелками 25. Этот синтез-газ содержит N2, СО, CO2, Н2, H2O.
На фиг.4 аналогично фиг.3 показан другой вариант исполнения головки 16а горелки. В этом варианте пористая стенка горелки размещена несколько иначе, она представляет собой перекрывающую крышку горелки, иначе размещено и вытесняющее тело 18. В остальном все соответствует фиг.3.
На фиг.4 неподвижные смесители с каталитическим покрытием показаны несколько иначе в виде частичных лопатковидных лопастей 22а и также объединены соответствующими соединительными элементами 23 во встроенную конструкцию.
На фиг.5 показан еще один вариант исполнения, в частности, отличающийся формой пористой горелки 16b. Эта горелка имеет цилиндрическую форму, причем по длине воспринимающей фронт пламени стенки 10b расположен ряд неподвижных смесителей 22b.
И, наконец, фиг.6 показывает пористую горелку с подводящим каналом, головка 16 которой в показанном примере проникает в коллекторный канал 5, несущий трубы риформера, причем у его головного конца предусмотрен транспортирующий канал 6, который повернут в плоскости чертежа на 90°С. Тонкими пунктирными линиями на фиг.6 показано размещение головки 16 пористой горелки в этом транспортирующем канале, причем она легко вставляется и вынимается через крышку. Крышка обозначена ссылочной позицией 26.
Естественно, описанные варианты осуществления изобретения могут быть подвергнуты многим изменениям без отхода от основной идеи изобретения. Это, особенно, относится ко всем формам горелки и ее конкретному размещению в канале с движущимся газом, подлежащим нагреву.

Claims (15)

1. Способ нагревания и частичного окисления не подогретой предварительно, подвергнутой первичному риформингу смеси пара и природного газа для NH3-синтез-газа, причем в газовый поток синтез-газа-сырца в направлении потока после первичного риформера подают энергию, отличающийся тем, что подвод энергии после первичного риформера осуществляют непосредственно через, по меньшей мере, одну размещенную в газоотводящем канале первичного риформера, пористую горелку.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что подвод энергии осуществляется через несколько пористых горелок, расположенных в образующих путь потока газоотводящих каналах первичного риформера.
3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что наряду с подводом энергии посредством горючего газа и подводом окислителя, например кислорода, в газовый поток подают также азот, чтобы сделать синтез-газ, пригодный для использования в аммиачной установке.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в газовый поток дополнительно подают СО2 и/или пар.
5. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что пористую горелку используют по отношению к подвергнутой первичному риформингу смеси пара и природного газа в субстехиометрическом режиме или при подаче горючего газа в сверхстехиометрическом режиме.
6. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что газовый поток приобретает вихревой характер под влиянием неподвижного смесителя с покрытием из катализатора парового риформера.
7. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что газовый поток приобретает вихревой характер под влиянием размещенного после соответствующей горелки неподвижного смесителя, причем смеситель имеет покрытие из катализатора частичного окисления.
8. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что к горелке подают не подогретую предварительно или незначительно подогретую предварительно смесь горючего газа и воздуха, в частности СН4 и воздух, в стехиометрическом или сверхстехиометрическом количестве.
9. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что газовую смесь пористой горелкой нагревают до температуры от примерно 1000 до 1100°С.
10. Способ по п.2, отличающийся тем, что нагревание осуществляют несколькими размещенными друг за другом пористыми горелками с промежуточно включенными каталитическим ступенями смешивания.
11. Способ по п.7, отличающийся тем, что поток газа проходит после или между неподвижными смесителями, в частности, имеющими ячеистые формы, элементы которых имеют покрытие из катализатора парового риформера, например Ni.
12. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что пористая горелка работает как кислородная/паровая горелка.
13. Способ по п.12, отличающийся тем, что дополнительно подают СО2 в предотвращающем образование сажи количестве для обеспечения отношения Н2/СО в синтез-газе, равном примерно 3.
14. Установка, в частности, для осуществления соответствующего одному из предшествующих пунктов способа, отличающаяся тем, что в каждом коллекторном канале (5) труб (3) риформера между последним входом труб и соединением с транспортирующим каналом (6) и/или в транспортирующем канале (6) установлена, по меньшей мере, одна пористая горелка (12).
15. Установка по п.14, отличающаяся тем, что с каждой пористой горелкой (12) работает совместно неподвижный смеситель (14), в частности, размещенный за ней.
RU2007145485/15A 2005-05-10 2006-02-16 Способ и установка для нагревания и частичного окисления смеси пара и природного газа после первичного риформинга RU2394766C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102005021500.9 2005-05-10
DE102005021500A DE102005021500A1 (de) 2005-05-10 2005-05-10 Verfahren zur Aufheizung eines Dampf-/Erdgasgemisches im Bereich eines Gassammelrohres nach einem Primärreformer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007145485A RU2007145485A (ru) 2009-06-20
RU2394766C2 true RU2394766C2 (ru) 2010-07-20

Family

ID=36579537

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007145485/15A RU2394766C2 (ru) 2005-05-10 2006-02-16 Способ и установка для нагревания и частичного окисления смеси пара и природного газа после первичного риформинга

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7837974B2 (ru)
EP (1) EP1879832A1 (ru)
JP (1) JP2008540310A (ru)
CN (1) CN101184688A (ru)
DE (1) DE102005021500A1 (ru)
RU (1) RU2394766C2 (ru)
WO (1) WO2006119812A1 (ru)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8273139B2 (en) * 2003-03-16 2012-09-25 Kellogg Brown & Root Llc Catalytic partial oxidation reforming
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
FR2914396A1 (fr) * 2007-03-30 2008-10-03 Inst Francais Du Petrole Nouveau four de vaporeformage utilisant des bruleurs poreux
DE102007019830B3 (de) * 2007-04-25 2008-07-31 Uhde Gmbh Primärreformer mit brennerzuführenden Sekundäreinlasskanälen
DE102008012735B4 (de) 2008-03-05 2013-05-08 Thyssenkrupp Uhde Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Abscheidung von Fremdgasen aus einem reduzierenden Nutzgas durch dampfbetriebene Druckwechseladsorption
DE102010024539B4 (de) 2010-06-21 2018-10-18 Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag Primärreformer mit variablem Rauchgasstrom
EA027523B1 (ru) 2009-06-24 2017-08-31 Тиссенкрупп Уде Гмбх Установка первичного риформинга с переменным потоком дымового газа
DE102009030480B3 (de) * 2009-06-24 2010-08-05 Uhde Gmbh Primärreformer zur reduzierten Stickoxidentstehung
KR101775608B1 (ko) * 2010-01-21 2017-09-19 파워다인, 인코포레이티드 탄소질 물질로부터의 스팀의 발생 방법
DE102011120938A1 (de) * 2011-12-14 2013-06-20 Thyssenkrupp Uhde Gmbh Transportabler Reformer
US9410452B2 (en) 2012-09-05 2016-08-09 Powerdyne, Inc. Fuel generation using high-voltage electric fields methods
US9561486B2 (en) 2012-09-05 2017-02-07 Powerdyne, Inc. System for generating fuel materials using Fischer-Tropsch catalysts and plasma sources
BR112015004836A2 (pt) 2012-09-05 2017-07-04 Powerdyne Inc método para sequestrar particulados de toxina
KR20150052257A (ko) 2012-09-05 2015-05-13 파워다인, 인코포레이티드 플라즈마 소스들을 사용하여 수소가스를 발생시키기 위한 방법
KR20150053943A (ko) 2012-09-05 2015-05-19 파워다인, 인코포레이티드 고전압 전기장 방법을 사용하는 연료 생성
BR112015004834A2 (pt) 2012-09-05 2017-07-04 Powerdyne Inc método para produzir combustível
US9273570B2 (en) 2012-09-05 2016-03-01 Powerdyne, Inc. Methods for power generation from H2O, CO2, O2 and a carbon feed stock
US20140072481A1 (en) * 2012-09-13 2014-03-13 John Scahill Catalytic static mixing reactor
DE102012112475A1 (de) * 2012-12-18 2014-06-18 Thyssenkrupp Uhde Gmbh Reformer
DE102014222333A1 (de) * 2014-10-31 2016-05-04 Thyssenkrupp Ag Reformer mit Poren- bzw. Flächenbrennern
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
EP3798180A1 (de) * 2019-09-26 2021-03-31 L'air Liquide, Société Anonyme Pour L'Étude Et L'exploitation Des Procédés Georges Claude Reformerrohr mit verbessertem wärmeübergang
DE102021109809A1 (de) 2021-04-19 2022-10-20 Dürr Systems Ag Thermische rohgasbehandlungsvorrichtung

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1920001A1 (de) * 1969-04-19 1970-12-17 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur Erzeugung eines Synthesegases fuer die Herstellung von Ammoniak
EP0200825A1 (en) * 1985-05-08 1986-11-12 Exxon Research And Engineering Company Hydrocarbon steam reforming using series steam super heaters
DE3513282C1 (de) 1985-04-13 1986-06-12 Programmelectronic Engineering AG, Dornach Stellmotor
DE4322109C2 (de) * 1993-07-02 2001-02-22 Franz Durst Brenner für ein Gas/Luft-Gemisch
DE19625093A1 (de) * 1996-06-24 1998-01-02 Bayer Ag Verfahren zur Gewinnung von Kohlenmonoxid und Wasserstoff
DK173052B1 (da) * 1997-05-05 1999-12-06 Topsoe Haldor As Fremgangsmåde til fremstilling af ammoniak syntesegas
DE19839782A1 (de) 1998-09-01 2000-03-02 Basf Ag Metallisches Reaktionsrohr mit katalytischer Beschichtung
DK173496B1 (da) * 1998-07-16 2001-01-02 Topsoe Haldor As Fremgangsmåde til fremstilling af syntesegas ved vanddampreformering under anvendelse af en katalyseret metaloverflade
DE19921420A1 (de) * 1999-05-08 2000-11-16 Krupp Uhde Gmbh Primärreformer zum Einsatz bei der Methanol- oder Ammoniakgewinnung
EP1116689A1 (en) * 2000-01-11 2001-07-18 Haldor Topsoe A/S Process and reactor for the preparation of hydrogen and carbon monoxide rich gas
EP1188713A3 (en) * 2000-09-18 2003-06-25 Haldor Topsoe A/S Production of hydrogen and carbon monoxide containing synthesis gas by partial oxidation
ITMI20011553A1 (it) * 2001-07-20 2003-01-20 Snam Progetti Processo per la sintesi di ammoniaca
DE10230149B4 (de) * 2002-07-04 2008-08-07 Sgl Carbon Ag Vorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff
DE10239111B4 (de) * 2002-08-27 2006-04-06 Daimlerchrysler Ag System zur Erzeugung eines wasserstoffhaltigen Gases zum Betreiben einer Brennstoffzelle
US20050053816A1 (en) * 2002-11-15 2005-03-10 Anuj Bhargava Burner for combusting the anode exhaust gas stream in a PEM fuel cell power plant
CN100381353C (zh) * 2003-04-15 2008-04-16 国际壳牌研究有限公司 制备合成气的方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP1879832A1 (de) 2008-01-23
WO2006119812A1 (de) 2006-11-16
JP2008540310A (ja) 2008-11-20
CN101184688A (zh) 2008-05-21
US20080290322A1 (en) 2008-11-27
US7837974B2 (en) 2010-11-23
RU2007145485A (ru) 2009-06-20
DE102005021500A1 (de) 2006-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2394766C2 (ru) Способ и установка для нагревания и частичного окисления смеси пара и природного газа после первичного риформинга
JPH11182264A (ja) 燃料改質装置及びその燃料改質装置を備えた発電システム
US20090011290A1 (en) Method and apparatus for thermochemical recuperation with partial heat recovery of the sensible heat present in products of combustion
JP2010513834A (ja) 蒸気発生及びガス予熱用の熱伝達ユニット
JP2007523042A (ja) 分散型水素生産のための一体型燃料処理装置
JP2015514654A (ja) 水素生成のための触媒燃焼式熱統合型改質器
KR101241848B1 (ko) 수소 발생 장치 및 방법
US8133445B2 (en) Reaction chamber promoting heat exchange between the reagents and the gases that are produced
CN108461781B (zh) 启动燃料电池设备的方法以及燃料电池设备
RU2462413C2 (ru) Новая печь для парового риформинга, содержащая пористые горелки
JP2005015292A (ja) 燃料改質装置
JP2004352528A (ja) 水素製造システム
US7575614B2 (en) Startup burner
US20090199475A1 (en) Reformer and Method of Startup
JP4043383B2 (ja) 膜反応装置及びこれを用いた合成ガス製造方法
JP2005214013A (ja) メタン含有ガスを供給ガスとした発電システム
RU2209378C2 (ru) Водогрейный котел и способ его работы
JP2004075435A (ja) 燃料改質装置
EP2123351A1 (en) Steam-reforming-based fuel-processing apparatus integrated with burner and steam generator
JP2010030801A (ja) 燃料電池用改質器
JPS5973403A (ja) 炭化水素ガス改質装置
US6805850B2 (en) Co-shift device
JP2006294464A (ja) 燃料電池発電システム
US20080263832A1 (en) Reactor for Mixing and Reacting Two or More Fluids As Well As Transferring Heat Between Said Fluids and a Method for Operating Said Reactor
JP4505367B2 (ja) 水素燃料供給システム

Legal Events

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

Effective date: 20130217