RU2554577C2 - Synthetic gas production method - Google Patents
Synthetic gas production method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2554577C2 RU2554577C2 RU2013111478/05A RU2013111478A RU2554577C2 RU 2554577 C2 RU2554577 C2 RU 2554577C2 RU 2013111478/05 A RU2013111478/05 A RU 2013111478/05A RU 2013111478 A RU2013111478 A RU 2013111478A RU 2554577 C2 RU2554577 C2 RU 2554577C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cavity
- permeable
- mixture
- gas
- matrix
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к процессам и устройствам для получения синтез-газа путем конверсии углеводородов, а именно к процессам окислительной конверсии.The invention relates to processes and devices for producing synthesis gas by the conversion of hydrocarbons, and in particular to processes of oxidative conversion.
Известен способ получения синтез-газа, осуществляемый в проточном двухкамерном реакторе в турбулентном режиме при горении смеси углеводородного сырья и окислителя. Дополнительно к указанной смеси в проточный реактор подают перегретый водяной пар в количестве 5-20 мас.% по отношению к массе поданного углерода в виде углеводородного сырья. Производят воспламенение трехкомпонентной смеси в камере сгорания струей горячего газа из внешнего источника, давление в котором при воспламенении превышает давление в первой камере. Продукты сгорания из первой камеры реактора через сопло с критическим перепадом давления направляют во вторую камеру и продолжают процесс горения до содержания кислорода в продуктах горения не более 0,3 об.% /RU 2320531, C01 B3/36, 2008/.A known method of producing synthesis gas, carried out in a flow-through two-chamber reactor in a turbulent mode by burning a mixture of hydrocarbon feedstocks and an oxidizing agent. In addition to this mixture, superheated water vapor is supplied to the flow reactor in an amount of 5-20 wt.% With respect to the weight of the supplied carbon in the form of hydrocarbon feed. The three-component mixture is ignited in the combustion chamber by a stream of hot gas from an external source, the pressure of which during ignition exceeds the pressure in the first chamber. The combustion products from the first reactor chamber through a nozzle with a critical pressure drop are sent to the second chamber and the combustion process is continued until the oxygen content in the combustion products is not more than 0.3 vol.% / RU 2320531, C01 B3 / 36, 2008 /.
К недостатку известного способа можно отнести его низкую эффективность, которая связана с высоким расходом окислителя и невозможностью конверсии углеводородных смесей с высоким содержанием негорючих компонентов, имеющих низкую теплотворную способность.The disadvantage of this method can be attributed to its low efficiency, which is associated with a high consumption of oxidizing agent and the inability to convert hydrocarbon mixtures with a high content of non-combustible components having a low calorific value.
Наиболее близким к заявляемому является способ получения синтез-газа при горении смеси углеводородного сырья с окислителем с коэффициентом избытка окислителя менее 1 при температуре менее 1400 К внутри одной или нескольких полостей, полностью или частично образованных материалом, проницаемым для смеси углеводородного сырья с окислителем. Причем ввод смеси углеводородного сырья с окислителем производят через проницаемое дно полости/полостей, или через проницаемые стенки полости/полостей, или через проницаемые стенки и дно полости/полостей, а вывод продуктов горения осуществляют через верхнее сечение полости/полостей /RU 2374173, C01 B3/34, 2009/. Данное техническое решение выбрано за прототип.Closest to the claimed one is a method of producing synthesis gas by burning a mixture of hydrocarbon feed with an oxidizing agent with an oxidizing agent excess ratio of less than 1 at a temperature of less than 1400 K inside one or more cavities formed completely or partially by a material permeable to a mixture of hydrocarbon feed with an oxidizing agent. Moreover, the mixture of hydrocarbons with the oxidizing agent is introduced through the permeable bottom of the cavity / cavities, or through the permeable walls of the cavity / cavities, or through the permeable walls and the bottom of the cavity / cavities, and the combustion products are removed through the upper section of the cavity / cavities / RU 2374173, C01 B3 / 34, 2009 /. This technical solution is selected as a prototype.
Прототип также характеризуется недостаточной эффективностью, связанной с большой потерей тепла с отходящими газами и, как следствие, невозможностью конверсии углеводородных смесей с высоким содержанием негорючих компонентов, имеющих низкую теплотворную способность.The prototype is also characterized by insufficient efficiency associated with a large loss of heat with exhaust gases and, as a consequence, the inability to convert hydrocarbon mixtures with a high content of non-combustible components having a low calorific value.
Авторы решали задачу по созданию способа получения синтез-газа, лишенного указанного недостатка. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности за счет повышения выхода синтез-газа и связанной с этим возможности использования для конверсии углеводородных смесей с высоким содержанием негорючих компонентов, имеющих низкую теплотворную способность.The authors solved the problem of creating a method for producing synthesis gas devoid of this drawback. The technical result of the invention is to increase efficiency by increasing the yield of synthesis gas and the related possibility of using hydrocarbon mixtures with a high content of non-combustible components having low calorific value for conversion.
Для решения поставленной задачи, а также для достижения заявленного технического результата предлагается способ получения синтез-газа при горении смеси углеводородного сырья с окислителем, с коэффициентом избытка окислителя менее 1, осуществляемый при температуре менее 1400 K внутри полости, полностью или частично образованной объемной матрицей, проницаемой для смеси газа с окислителем. Причем ввод смеси углеводородного сырья с окислителем производят через проницаемое дно полости, или через проницаемые стенки полости, или через проницаемые стенки и дно полости, а вывод продуктов горения - через верхнее сечение полости. Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что смесь углеводородного сырья с окислителем или один из этих газов в полном объеме или частично перед вводом в полость нагревают за счет тепла, выделяемого продуктами горения, а матрицу дополнительно подогревают тепловым излучением, отраженным от проницаемого для продуктов горения экрана, размещенного в полости матрицы.To solve the problem, as well as to achieve the claimed technical result, a method for producing synthesis gas by burning a mixture of hydrocarbons with an oxidizing agent, with an excess coefficient of an oxidizing agent of less than 1, is carried out at a temperature of less than 1400 K inside a cavity that is fully or partially formed by a permeable matrix for a mixture of gas with an oxidizing agent. Moreover, the mixture of hydrocarbons with the oxidizing agent is introduced through the permeable bottom of the cavity, or through the permeable walls of the cavity, or through the permeable walls and the bottom of the cavity, and the output of the combustion products through the upper section of the cavity. A distinctive feature of the proposed method is that a mixture of hydrocarbon feedstock with an oxidizing agent or one of these gases in full or partially before being introduced into the cavity is heated due to the heat generated by the combustion products, and the matrix is additionally heated by thermal radiation reflected from the screen permeable to the combustion products placed in the cavity of the matrix.
Дополнительно предлагается процесс горения осуществлять в нескольких полостях.Additionally, the combustion process is proposed to be carried out in several cavities.
Предварительный нагрев смеси углеводородного сырья с окислителем или одного из этих газов в полном объеме или частично перед вводом в полость за счет тепла, выделяемого продуктами горения, с дополнительным подогревом матрицы тепловым излучением, отраженным от проницаемого для продуктов горения экрана, размещенного в полости матрицы, позволяет повысить выход синтез-газа за счет расширения диапазона горения богатых смесей.Preheating a mixture of hydrocarbon feedstock with an oxidizing agent or one of these gases in full or partially before entering the cavity due to the heat released by the combustion products, with additional heating of the matrix by thermal radiation reflected from the screen permeable to the combustion products, placed in the matrix cavity, allows increase the yield of synthesis gas by expanding the combustion range of rich mixtures.
На фиг. 1 представлена схема реактора для получения синтез-газа, на фиг. 2 представлена схема установки, в которой осуществляется процесс горения в нескольких полостях, на фиг. 3 представлена схема установки, где полость полностью образована матрицей, на фиг. 4 представлена схема установки, в которой ввод углеводородного сырья производят через проницаемое дно полости, на фиг. 5 и 6 представлены схемы установок, в которых всю смесь газов перед вводом в полость нагревают, на фиг. 7 представлена схема установки, в которой смесь перед вводом в полость подогревают частично, где 1 - внешний кожух реактора, 2 - корпус реактора, 3 - матрица, 4 - проницаемый для продуктов горения экран, 5 - смеситель, 6 - отводящая трубка, 7 - теплообменник.In FIG. 1 shows a diagram of a reactor for producing synthesis gas, FIG. 2 shows a diagram of an installation in which a combustion process is carried out in several cavities; FIG. 3 shows a setup diagram where the cavity is completely formed by a matrix; FIG. 4 is a diagram of an installation in which hydrocarbon feed is introduced through the permeable bottom of the cavity; FIG. 5 and 6 are plant diagrams in which the entire gas mixture is heated before being introduced into the cavity; FIG. 7 is a diagram of the installation, in which the mixture is partially heated before entering the cavity, where 1 is the outer shell of the reactor, 2 is the reactor vessel, 3 is the matrix, 4 is the screen permeable to the combustion products, 5 is the mixer, 6 is the discharge pipe, 7 is heat exchanger.
Способ осуществляют следующим образом. В смеситель 5 подают углеводородное сырье и воздух с коэффициентом избытка окислителя менее единицы. Полученная смесь, омывая внешний кожух реактора, охлаждает его и поступает в теплообменник 7, где нагревается за счет выделяемого продуктами горения тепла. После чего смесь поступает в матрицу, где и происходит процесс горения. Локализация фронта пламени вблизи поверхности матрицы приводит к сильному разогреву внутренней поверхности полости матрицы. Продукты горения, проходя сквозь проницаемый для них экран 4, далее направляются в отводящую трубку 6. Возникающее на разогретой поверхности матрицы радиационное излучение отражается от экрана 4 обратно на поверхность матрицы, поднимая ее температуру и температуру продуктов горения.The method is as follows. In the
В таблице 1 представлены данные по режимам осуществления предлагаемого способа.Table 1 presents data on the modes of implementation of the proposed method.
Как показали эксперименты, использование изобретения позволяет обеспечить возможность конверсии в синтез-газ низкокалорийного биогаза с содержанием СО2 до 50%. При этом продемонстрирована эффективность организации рекуперации тепла для достижения устойчивой работы реактора вплоть до значения α=0.35-0.39, т.е. предельной величины, определяющей границу сажеобразования.Experiments have shown that use of the invention allows for the possibility of conversion to synthesis gas with a low calorie content biogas CO 2 and 50%. At the same time, the efficiency of organizing heat recovery to achieve stable operation of the reactor up to the value α = 0.35-0.39, i.e. the limiting value that determines the boundary of soot formation.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013111478/05A RU2554577C2 (en) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | Synthetic gas production method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013111478/05A RU2554577C2 (en) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | Synthetic gas production method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013111478A RU2013111478A (en) | 2014-09-20 |
RU2554577C2 true RU2554577C2 (en) | 2015-06-27 |
Family
ID=51583566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013111478/05A RU2554577C2 (en) | 2013-03-15 | 2013-03-15 | Synthetic gas production method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2554577C2 (en) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4833171A (en) * | 1981-01-27 | 1989-05-23 | Sweeney Maxwell P | Synthesis gas system |
EP0690036A1 (en) * | 1994-06-29 | 1996-01-03 | Basf Aktiengesellschaft | Process for the preparation of acetylene aus synthesis gas |
CN1431143A (en) * | 2002-12-12 | 2003-07-23 | 华东理工大学 | Burner of synthesis gas made by oxidizing natural gas in multiple channels partially |
FR2868413A1 (en) * | 2004-04-01 | 2005-10-07 | Abderrezack Djenani | Preparation of synthesis gas, useful in petroleum industries for a production of e.g. hydrogen, comprises partial oxidation of a hydrocarbon charge (such as natural gas) and current oxidation (air or oxygen) on a fixed catalytic bed |
RU2320531C2 (en) * | 2006-05-04 | 2008-03-27 | Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН (ИНХС РАН) | Method of production of synthesis-gas at combustion and device for realization of this method |
RU2374173C1 (en) * | 2008-06-17 | 2009-11-27 | Владимир Сергеевич Арутюнов | Method of producing synthetic gas |
RU120092U1 (en) * | 2011-10-12 | 2012-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет" (ТГУ) | CATALYTIC SYNTHESIS GAS GENERATOR RADIAL TYPE |
-
2013
- 2013-03-15 RU RU2013111478/05A patent/RU2554577C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4833171A (en) * | 1981-01-27 | 1989-05-23 | Sweeney Maxwell P | Synthesis gas system |
EP0690036A1 (en) * | 1994-06-29 | 1996-01-03 | Basf Aktiengesellschaft | Process for the preparation of acetylene aus synthesis gas |
CN1431143A (en) * | 2002-12-12 | 2003-07-23 | 华东理工大学 | Burner of synthesis gas made by oxidizing natural gas in multiple channels partially |
FR2868413A1 (en) * | 2004-04-01 | 2005-10-07 | Abderrezack Djenani | Preparation of synthesis gas, useful in petroleum industries for a production of e.g. hydrogen, comprises partial oxidation of a hydrocarbon charge (such as natural gas) and current oxidation (air or oxygen) on a fixed catalytic bed |
RU2320531C2 (en) * | 2006-05-04 | 2008-03-27 | Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН (ИНХС РАН) | Method of production of synthesis-gas at combustion and device for realization of this method |
RU2374173C1 (en) * | 2008-06-17 | 2009-11-27 | Владимир Сергеевич Арутюнов | Method of producing synthetic gas |
RU120092U1 (en) * | 2011-10-12 | 2012-09-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Томский государственный университет" (ТГУ) | CATALYTIC SYNTHESIS GAS GENERATOR RADIAL TYPE |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
W0 9722547 A1, 26.06.1997. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013111478A (en) | 2014-09-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2635012C1 (en) | Steam-gas generator | |
RU2644668C1 (en) | Gas-steam generator | |
RU2633741C1 (en) | Steam and gas generator | |
Kislov et al. | Effect of catalysts on the yield of products formed in biomass gasification | |
RU2374173C1 (en) | Method of producing synthetic gas | |
KR20140131323A (en) | Multistage method for producing hydrogen-containing gaseous fuel and thermal gas-generator setup of its implementation (g.g. arakelyan method) | |
RU2010152436A (en) | METHOD AND INSTALLATION FOR PRODUCING SYNTHESIS GAS | |
RU2554577C2 (en) | Synthetic gas production method | |
US2718534A (en) | Process for producing acetylene | |
CN206266508U (en) | Radiant tube gas generator | |
US20200231885A1 (en) | Hydrogen boiler based on coal gasification and water decomposition | |
RO130112A2 (en) | Process and installation for obtaining synthesis gas | |
ES2524540T3 (en) | A procedure to generate a selected output of H2 synthesis gas, steam and CO2 | |
MY196207A (en) | Method of Carrying Out Combustion in a Furnace With Thermochemical Regeneration | |
US10203107B2 (en) | Clean boiler with steam conversion and hydrogen/oxygen pre-blending | |
RU2612491C1 (en) | Steam-gas generator | |
CN204569844U (en) | fixed bed pressure gasification reactor | |
RU2499952C2 (en) | Steam generator and method to produce high-temperature water steam | |
CN208349903U (en) | Activated Carbon Production and heat-energy utilizing device | |
RU177152U1 (en) | DEVICE FOR PRODUCING SYNTHESIS GAS | |
RU2698831C1 (en) | Method and apparatus for processing carbon-containing material | |
CN108473894A (en) | Industrial high temperature reformers and reforming method | |
RU2675561C1 (en) | Synthetic gas production method | |
CN205527733U (en) | Outer hot type methane transformation of way system based on circulation of chemistry working medium | |
CN205528583U (en) | Carbomorphism furnace assembly |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180316 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20190603 |
|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20200117 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210316 |