SA93140127B1 - An endothermic reaction process - Google Patents
An endothermic reaction process Download PDFInfo
- Publication number
- SA93140127B1 SA93140127B1 SA93140127A SA93140127A SA93140127B1 SA 93140127 B1 SA93140127 B1 SA 93140127B1 SA 93140127 A SA93140127 A SA 93140127A SA 93140127 A SA93140127 A SA 93140127A SA 93140127 B1 SA93140127 B1 SA 93140127B1
- Authority
- SA
- Saudi Arabia
- Prior art keywords
- reaction
- endothermic
- exothermic
- endothermic reaction
- tubes
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 172
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 38
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 36
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 30
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 25
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 15
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 13
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 13
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 12
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 10
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 4
- 239000007809 chemical reaction catalyst Substances 0.000 claims 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 71
- 239000000446 fuel Substances 0.000 abstract description 60
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 53
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 48
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 29
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 24
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 23
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 23
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 20
- 238000013461 design Methods 0.000 description 20
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 19
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 11
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 11
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 11
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical group [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 7
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 7
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 7
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 7
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 5
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 5
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 5
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 5
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 4
- 238000004939 coking Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 4
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 3
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 3
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 3
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 241001136792 Alle Species 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229910052573 porcelain Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 2
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108091000080 Phosphotransferase Proteins 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 210000000621 bronchi Anatomy 0.000 description 1
- 238000005524 ceramic coating Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 210000000981 epithelium Anatomy 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005189 flocculation Methods 0.000 description 1
- 230000016615 flocculation Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 description 1
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000004498 neuroglial cell Anatomy 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 102000020233 phosphotransferase Human genes 0.000 description 1
- 239000006187 pill Substances 0.000 description 1
- 230000036316 preload Effects 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 1
- 238000000629 steam reforming Methods 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
Abstract
الملخص: يتعلق هذا الاختراع بفرن تفاعل ماص للحرارة يشتمل على أنبوبة واحدة أو أكثر من أنابيب طولية تحدد بداخلها مسار أو ممر تدفق تفاعل ماص للحرارة ومسار أو ممر تدفق احتراق لتوليد حرارة لتنشيط التفاعل الماص للحرارة . ويرتب مسار تدفق الاحتراق بحيث يتم تسخين الوقود وهواء الاحتراق كل على حدة بواسطة الحرارة داخل الفرن إلى درجة حرارة اعلى كثيرا من درجة حرارة اشتعالهما الذاتي قبل تجمعهما في منطقة احتراق حيث يختلطان ويشتعلان ذاتيا ويحترقان .Abstract: This invention relates to an endothermic reaction furnace comprising one or more longitudinal tubes within which an endothermic reaction flow path or path and a combustion flow path or path are specified to generate heat to activate the endothermic reaction. The combustion flow path is arranged so that the fuel and combustion air are heated separately by the heat inside the furnace to a temperature much higher than their self-ignition temperature before they gather in a combustion zone where they mix, self-ignite and burn.
Description
: عملية تفاعل ماص للحرارة الوصف الكامل خلفية الاختراع يتعلق هذا الاختراع بجهاز يستعمل فى إجراء تفاعلات ماصة للحرارة ؛ ويتعلق بصفة خاصة oil لتجديد هيدروكربونات خفيفة ؛ وبالأخص مخاليط من بخار و / أو ثانى أكسيد كربون وهيدروكربونات خفيفة . o ويتم إنتاج الهيدروجين المستعمل فى تخليق أمونيا ؛ وتخليق ميثانول أو وحدات التكسير الحراري فى الغالب في عملية بأستعمال تفاعل التجديد الماص للحرارة : 3H, + 0ن د القت ويترجيون ويمكن أن يكون الهيدروجين عبارة عن glia والذي يظهر في التفاعل أعلاه ؛ أو هيدروكربونات خفيفة أخرى أو مخاليط من هذه مثل الغاز الطبيعي . ويمكن أن تستخدم نفس هذه ٠ التفاعلات أيضا عندما يكون الناتج المرغوب © © أو كلا 0 © Hs . وهناك تفاعل آخر ماص للحرارة وهو عبارة عن تحويل ( تحلل حرارى ) الإيثانه80» إلى ethyleneuld] والذى ينتج أيضا هيدروجين كناتج جانبي (Hy) ؛ ويحتاج هذا التفاعل إلى حرارة فقط ؛ وهى عادة حوالى م وضغط “ جو ؛ ولكنه لا يحتاج إلى حفاز . والحفاز الذي يتم إجراء Jeli الميثان عليه ؛ على سبيل المثال ؛ هو نيكل على dala خامل Jie ألومنياةن«800 ويكون موجودا فى العادة فى ١ أنابيب رأسية والتى تكون محمولة فى فرن يسمى فى الغالب " فرن التجديد "+ وقد ورد وصف أو إيضاح تخطيطى لأفران تجديد فى مخططات تدفق العملية بالبراءات الأمريكية رقم VEY 0٠١0 “روحت كو ل CF PAY وتمتد الأنابيب فى أفران التجديد المعتادة رأسيا حيث يتم تغذية مواد التفاعل عن طريق أنبوبة توزيع متشبعة إلى طرف واحد من مجموعة الأنابيب وحيث يتم سحب غازات مشبعة ٠ بالناتج من الطرف الآخر للأنابيب . ونظرا لأن تفاعل التجديد يحدث عند درجة حرارة مرتفعة YAN y ولأنه ماص للحرارة ؛ فيجب توصيل حرارة إلى الأنابيب لتسخين مواد التفاعل + ويجرى فا وعند ضغط من حوالى 50٠0 فى الأنابيب عند درجة حرارة مرتفعة تصل إلى حوالى Jeli) . رطل بوصة مربعة 59٠ إلى ٠ وقد بذلت مجهودات عديدة لتحسين أداء فرن التجديد أو تحسين تركيب الفرن لتسهيل: Endothermic Reaction Process Full Description BACKGROUND The invention relates to an apparatus used to carry out endothermic reactions; It relates in particular to oil for the regeneration of light hydrocarbons; In particular mixtures of vapor and/or carbon dioxide and light hydrocarbons. o The hydrogen used in the synthesis of ammonia is produced; The synthesis of methanol or pyrocrackers is mostly in a process using the endothermic regeneration reaction: 3H, + 0Nd time and tergeon and the hydrogen can be glia which appears in the above reaction; or other light hydrocarbons or mixtures thereof, such as natural gas. These same 0 reactions can also be used when the desired product is © or both 0 © Hs . Another endothermic reaction is the conversion (thermal decomposition) of ethane to ethyleneuld, which also produces hydrogen as a by-product (Hy); And this reaction only needs heat; It is usually about m and pressure “atmosphere; But it does not need a catalyst. the catalyst on which the methane Jeli is made; For example ; It is nickel on dala inert Jie alumina” 800 and is usually found in 1 vertical tubes which are carried in a furnace often called “regeneration furnace” + a description or schematic illustration of regeneration furnaces is provided in the process flow diagrams of the US patents No. VEY 0010 “CF PAY COOL spirit. The tubes in the usual regeneration furnaces extend vertically, where the reaction materials are fed through a saturated distribution tube to one end of the tube group, and where saturated gases 0 are withdrawn with the product from the other end of the tubes. Since the regeneration reaction takes place at a high temperature YAN y and because it is endothermic; Heat must be delivered to the tubes to heat the reaction materials + and be conducted at a pressure of about 5000 in the tubes at a high temperature of about Jeli). psi 590 to 0 Many efforts have been made to improve the performance of the regeneration furnace or to improve the installation of the furnace to facilitate
A باسم £9) 8٠١ صيانة وتشغيل الفرن . وعلى سبيل المثال ؛ توضح البراءة الأمريكية رقم ٠ أستعمال طبقة طلاء خزفية على السطح المكشوف من أنابيب التجديد الذى يجرى Fdnidge . . J فيها التفاعل ؛ حيث يكون الطلاء عاكسا لتقليل الإجهاد المؤدى إلى لصق الأنابيب . وتوضح وآخرين ؛ جهاز تجديد والذى يستعمل جهاز A Naito ؛ بإسم ١6 997 البراءة الأمريكية رقمA in the name of £9) 801 Oven Maintenance and Operation. and for example ; US Patent No. 0 demonstrates the use of a ceramic coating on the exposed surface of Fdnidge regeneration tubes. . J in which the reaction is; Where the coating is reflective to reduce the stress leading to gluing the pipes. She explains, and others; a regeneration device that uses the A Naito device; In the name of 16 997 US Patent No
EVY توليد حرارة محفز للحصول على حجم صغير جدا للفرن . وتوضح البراءة الأمريكية رقم وآخرين ؛ جهاز تجديد يستخدم فيه أنابيب تجديد معدنية مسخنة 5 . © . Audrews بإسم £ 8١ Ve من الخارج ذات ممر مزدوج ونهاياتها مغلقة وتعرف أيضا بأنها أنابيسب رمحية ذات تبادل . حرارى محكوم بين تيار الغاز الناتج وتيار مادة التفاعل عبر جدار الأنبوبة وهناك أيضا جهاز معروف يستخدم أنابيب خزفية لإجراء تفاعلات غازية فى تلك 7 . بإسم Y 987 FAY الأنابيب الخزفية . وعلى سبيل المثال ؛ توضح البراءة الأمريكية رقم 616 وآخرين ؛ هذا الفرن ذى الأنابيب الخزفية . وأيضا توضح البراءة الأمريكية رقم 2001 ١٠ وآخرين ؛ أنابيب مصنوعة من مادة تحتوى على سليكون أولى والذى 7 . Winkler بإسم ١ ١ يمكن أن يدمج أو يدخل فى أنابيب أخرى محكمة ضد تسرب الغاز والذى يمنع تكون كربون عند . إجراء تحويل حرارى الأصل للهيدروكربونات10:068:0005ر1 وتعرف أفران التجديد المآلوفة بأنها ضخمة ومكلفة عند قياسها على أساس وحدة السعة أو القدرة ؛ وبأنها تتضمن أنابيب ذات عمر أقصر من المرغوب ؛ ومعرضة لترسب كربون( " تكوك Ye لمعظم Lally ( ؛ ويحب تشغيلها فى الغالب عند درجات حرارة أقل من القيم المثالية المفضلة ) . درجات-التفاعل الفعالة ) بسبب حدوث إجهاد وتآكل فى أنابيب التجديد وتبعا لذلك ؛ يهدف الاختراع إلى تقديم جهاز محسن لإجراء تفاعلات ماصة للحرارة ؛ مثل تجديد هيدروكربونات خفيف ؛ والتى ينتج عنها تحويلات محسنة ؛ وكفاءة فى أداء الطاقة ؛ . وصيانة محسنة YOEVY Stimulated heat generation for a very small oven size. US Patent No. et al. states; A regeneration device using heated metal regeneration tubes 5. © . Audrews as £ 81 Ve from the outside with a double passage and its ends are closed and it is also known as a shaft pipe with an exchange. Thermal controlled between the resulting gas stream and the reactant stream through the wall of the tube. There is also a well-known device that uses ceramic tubes to conduct gaseous reactions in those 7. In the name of Y 987 FAY ceramic tubes. and for example ; US Patent No. 616 et al. states; This furnace with ceramic tubes. Also, US Patent No. 2001 10 et al. states; Tubes made of a material that contains primary silicon, which is 7. Winkler in the name of 1 1 can be incorporated or inserted into other gas-tight tubes that prevent carbon build-up at . Procedure for converting the original heat to hydrocarbons 10:068:0005R1 The usual regeneration furnaces are known as huge and expensive when measured on the basis of capacity or power unit; that it includes tubes with a shorter life than desired; and exposed to carbon deposition (“Ye coking” for most Lally (and it is preferred to operate it mostly at temperatures lower than the preferred ideal values) (effective-reaction degrees) due to the occurrence of stress and corrosion in the regeneration tubes, and accordingly; the invention aims YO to provide an improved device for conducting endothermic reactions, such as light hydrocarbon regeneration, which results in improved conversions, energy performance efficiency, and improved maintenance.
YANYAN
¢ وصف عام الاختراع يقدم هذا الاختراع تصميم فرن فريد الذى فيه الحرارة اللازمة لتنشيط التفاعل الماص للحرارة تتولد داخل الفرن عن طريق الاستعمال الذاتي للوقود الغازي والهواء . ويتم ترتيب مسارات تدفق مادة التفاعل الماص للحرارة والناتج من جهة » والهواء والوقود الغازة ونواتج الاحتراق منها من جهة أخرى ؛ بحيث يتم تسخين الهواء والوقود كل على حدة بواسطة الحرارة المتولدة داخل الفرن إلى أعلى من درجة حرارة اشتعالها الذاتي قبل تجمعها في منطقة احتراق واحدة أو أكثر حيث تشتعل ذاتيا وتحترق . ويتم ترتيب مسارات التدفق أيضا بحيث أن غازات م الاحتراق وأيضا ناتج التفاعل الماص للحرارة تبرد قبل الخروج من الفرن وبهذه الطريقة يتم الاستغناء عن استعمال أجهزة اشتعال منفصلة لبدء احتراق خليط الوقود / الهواء في كل منطقة احتراق . وهذا له قيمة بصفة خاصة في أفران التجديد الضخمة المتعددة الأنابيب ؛ نظرا لأنه يسمح بإجراء تدعيم ملاصق لأنابيب الاحتراق ويسمح أيضا بالاستغناء عن مجهودات الصيانة والإصلاح المكلفة التي تحتاجها خدمة أجهزة الاشتعال المتدفقة عن التشغيل .¢ General Description of the Invention This invention provides a unique furnace design in which the heat required to activate the endothermic reaction is generated inside the furnace by the self-use of gaseous fuel and air. The flow paths of the endothermic reaction material and the product are arranged on the one hand, and the air, gaseous fuel and combustion products thereof on the other hand. So that the air and fuel are heated separately by the heat generated inside the furnace to a higher than their self-ignition temperature before they are collected in one or more combustion zones where they self-ignite and burn. The flow paths are also arranged so that the combustion gases, as well as the endothermic reaction product, cool down before exiting the furnace. In this way, the use of separate ignition devices is dispensed with to start the combustion of the fuel / air mixture in each combustion zone. This is particularly valuable in large multi-tube regeneration furnaces; Since it allows for close scaling of the combustion tubes to be made and also allows for the costly maintenance and repair efforts needed to service out of operation flow ignition devices.
0 وفى تجسيد خاص ؛ يستخدم هذا الاختراع تصميم لموقد أنابيب خزفي والذي يحاط بواسطة وعاء التفاعل الذي يتم فيه تفاعل تجديد الهيدروكربون الماص للحرارة . ويمكن أن يتعارض هذا مع جهاز الفن السابق المعتاد الذى يجرى فيه التفاعل فى الأنبوبة وحيث يتم الحصول على الحرارة من مصدر خارجي . ويسمح هذا التصميم باستخدام جهاز أكثر قوة وصلابة . والذي يمكن أن يستخدم عددا كبيرا من أنابيب الوقود وبكثافة عالية ويمكن أن يعمل م١ عند درجات حرارة وضغوط مرتفعة لتحقيق تحول مرتفع للهيدروكربون بكفاءة حرارية عالية للعملية . وبالإضافة إلى ذلك ؛ تسمح مواد التركيب بتحقيق تشغيل جيد بنسب بخار إلى كربون معتدلة وبأقل قدر ممكن من التكوك . ويسمح الجهاز بهذا التصميم باستعمال وسائل مائعة للتسرب منخفضة الحرارة نسبيا . ويشتمل جهاز التفاعل بهذا التجسيد على وعاء تفاعل لإجراء تفاعل ماص للحرارة ؛ .+ يتضمن مدخل لتغذية خليط غاز التغذية داخل وعاء التفاعل ؛ ومخرج تفريغ لإزالة الغاز الناتج من وعاء التفاعل المذكور ووسيلة توليد حرارة واحدة على الأقل لتسخين وعاء التفاعل المذكور وتوجد بداخل وعاء التفاعل المذكور : ويمكن أن يحتوى وعاء التفاعل على طبقة حفاز تملا وعاء YAN0 and in a special embodiment; The present invention utilizes a design of a ceramic tube burner which is enclosed by a reaction vessel in which the endothermic hydrocarbon regeneration reaction takes place. This would be inconsistent with the usual prior art apparatus in which the reaction takes place in a tube and where the heat is obtained from an external source. This design allows the use of a more robust and solid device. Which can use a large number of fuel tubes with high density and can operate at 1 m at high temperatures and pressures to achieve a high conversion of hydrocarbons with a high thermal efficiency of the process. In addition ; Composition materials allow good operation with moderate vapor-to-carbon ratios and minimal coking. The device allows this design to use relatively low-temperature sealants. The reaction apparatus in this embodiment includes a reaction vessel for conducting the endothermic reaction; .+ includes an inlet for feeding the feed gas mixture into the reaction vessel; and a vacuum outlet to remove the gas produced from said reaction vessel and at least one heat-generating means for heating said reaction vessel located within said reaction vessel: The reaction vessel may contain a catalyst bed filling the YAN vessel
م التفاعل جزئيا على الأقل لتسهيل التفاعل الماص للحرارة لأنتاج غاز منتج . وتتضمن وسيلة توليد الحرارة فى هذا التجسيد أنبوبة إحتراق خزفية واحدة على الأقل تحيط مركزيا بأنبوبة تغذية وقود تمتد جزئيا على الأقل على إمتداد وداخل أنبوبة الاحتراق . وتشمل وسيلة توليد الحرارة على وسيلة دخول لتغذية غاز وقود هواء بحيث يحترق غاز الوقود والهواء في وسيلة توليد © الحرارة المذكورة وبحيث تنتقل الحرارة المتولدة من وسيلة توليد الحرارة إلى داخل وعاء التفاعل ؛ ومخرج للعادم لإزالة غازات عادم الاحتراق من وسيلة توليد الحرارة المذكورة . ومن المفضل ٠ أن Jay الخليط غاز التغذية إلى وعاء التفاعل من أحد الأطراف وأن يدخل غاز التغية والهواء فى وسيلة توليد الحرارة من الطرف المقابل لطرف التغذية بحيث تتدفق غازات التفاعل وغازات الإحتراق معا فى نفس الوقت . ّ Ve وفى تجسيد آخر ؛ يتم تصميم الفرن موضوع الاختراع لكي يحدث التفاعل الماص للحرارة بداخل أنابيب التفاعل المعدنية ؛ مع حدوث احتراق الوقود والهواء خارج الأنابيب . وفى هذا التجسيد يفضل أن تستخدم وسيلة االإحتراق أيضا أنابيب تغذية هواء ووقود مشتركة فى خط مركزى واحد ؛ والتى أفضل ما يمكن تكون أيضا مشتركة فى خط مركزى واحد مع أنابيب التفاعل المعدنية . ويسمح هذا الترتيب أيضا بتدعيم محكم للأنابيب بالإضافة إلى الاشتعال الذاتى - لخليط الوقود / الهواء ؛ وكلتا الخاصتين تساهمان في تحقيق تصميم بسيط وسهولة في التشغيل . وفيما يلى مزيد من الإيضاح لها الاختراع من خلال الوصف التالي مع الرسومات المرفقة . ض شرح مختصر للرسومات : شكل ١ - بيان لمقطع مستعرض لجهاز التجديد موضوع هذا الاختراع . Yo oo شكل 7 - بيان لمقطع مستعرض لجهاز التجديد الموضح في شكل ١ مأخوذ على امتداد الخطوط ؟ . شكل ¥ - بيان لمقطع مستعرض مماثل لشكل 7 ولكنه يوضح تجسيدا AT لهذا الاختراع ٠ شكل ؛ - بيان لمقطع مستعرض مماثل لشكل ١ ؛ يوضح تجسيد AT للاختراع والذي يستعمل فيه أنبوبة تغذية وجود مثقبة . Yo شكل © - بيان لمقطع مستعرض لتجسيد آخر أيضا لهذا الاختراع ؛ والذى يستعمل فيه VAY |The reaction was carried out at least partially to facilitate the endothermic reaction to produce a product gas. The heat generating device in this embodiment includes at least one ceramic combustion tube centrally surrounding a fuel feed tube extending at least partly along and into the combustion tube. The heat generating device includes an entry device for feeding fuel gas air so that the fuel gas and air are combusted in said heat generating device and so that the heat generated from the heat generator is transferred into the reaction vessel; And an exhaust outlet to remove combustion exhaust gases from the aforementioned heat generation method. It is preferable, 0, that the mixture, the feed gas, be brought into the reaction vessel from one end, and that the feeding gas and air enter the heat generating medium from the opposite end of the feed end, so that the reaction gases and combustion gases flow together at the same time. Ve and in another embodiment; The furnace subject of the invention is designed so that the endothermic reaction takes place inside metal reaction tubes; With the occurrence of combustion of fuel and air outside the pipes. In this embodiment it is preferable that the combustion medium also use common air and fuel feed pipes in one central line; Which is best also shared in one central line with the metallic reaction tubes. This arrangement also allows for tight bracing of the tubes as well as the self-ignition of the fuel/air mixture; Both features contribute to a simple design and ease of operation. The following is a further explanation of the invention through the following description with the attached drawings. A brief explanation of the drawings: Figure 1 - A statement of a cross section of the regeneration device subject of this invention. Yo oo Fig. 7 - Indication of a cross section of the regeneration device shown in Fig. 1 taken along the lines ? . FIGURE ¥ - Indication of a cross section similar to FIG. 7 but illustrating an AT embodiment of this invention FIGURE 0; - an indication of a cross section similar to Fig. 1; An AT embodiment of the invention in which a feed tube is used shows a perforated . Yo form © - an indication of a cross section of another embodiment of this invention; in which VAY | is used
+ أنبوبة احتراق رمحيه . شكل + - بيان lea لعملية تجديد ميثان والذي يوضح هذا الاختراع . شكل 7 - بيان لمقطع مستعرض لتجسيد AT للاختراع . شكل A - بيان تخطيطي لجوانب درجات حرارة غازات الإنتاج والتفاعل بالإضافة إلى جدار أنبوبة الاحتراق بالجهاز المبين شفى شكل V عندما يكون شفى Ala تشغيل ثابتة ومستمرة . فيما يلي وصف لهذا الاختراع فيما يتعلق بعدد التجسيدات المفضلة . وفى أحد التجسيدات والذي ورد وصف له في طلب سابق بالرقم المتتابع 375/097 504 والمودع في ¥ أبريل +0 ٠ء يتم الاحتراق داخل واحدة أو أكثر من أنابيب خزفية ؛ حيث يجرى التفاعل الماص للحرارة فى واحد أو أكثر من مسارات التدفق خارج أنابيب الاحتراق . وفى تجسيم AT مفضل موضح lad يلى ؛ يجرى التفاعل الماص للحرارة داخل واحدة أو أكثر من أنابيب التفاعل المعدنية حيث يحدث الاحتراق فى واحد أو أكثر من مسارات تدفق الاحتراق الواقعة خارج الأنابيب . وفى كلا التجسيدين ؛ كما سيوضح بمزيد من التفصيل فيما يلى ؛ يتم ترتيب مسارات التدفق لغازات التفاعل وغازات الناتج المختلفة بحيث يتم تسخين هواء الاحتراق والوقود على حدة إلى 0+ درجة حرارة أعلى من درجة الاشتعال الذاتى لهما قبل تجمعهما بداخل الفرن حيث يختلطان معا ويشتعلان ذاتيا ويحترقان لأنتاج الحرارة اللازمة لتنشيط التفاعل الماص للحرارة . تجسيد لأنبوبة خزفية يوضح الرقم ٠١ بشكل ١ جهاز التفاعل موضوع هذا التجسيد بوجه عام . وبالرغم من أنه مبين فى وضع رأسى ؛ إلا أنه يجب تفهم أنه يمكن تشغيله فى وضع أفقى ؛ وبلك فإنه لا ,+ يكون محدودا بوضع أو اتجاه معين . ويتضمن الجهاز غلاف من الصلب VY مبطن داخليا ale عازلة مقاومة للحرارة VE ويشتمل على لوح سفلى ١١ ( ويمكن أن يسمى أيضا صفيحة أنبوبة ) مثبت بواسطة حشوات . وبواسطة مسامير أو ما شابه ذلك ؛ بالغلاف الصلب ؛ ولوح علوى ( أو صفيحة أنبوبة علوية ) وهما معا يحددان وعاء التفاعل . ويحمل اللوح السفلى VU طبقة حفازة ٠١ والتى يمر خلالها أنبوبة احتراق ٠ واحدة أو أكثر ؛ مصنوعة من مادة خزفية و+ وتثبت بإحكام باللوح السفلى ١١ واللوح العلوى ١8 . ويكون شكل وحدة التجديد أسطوانى بوجه عام ويمكن وصفه على أنه مماثل فى التركيب إلى حد ما لغلاف ومبادل حرارة أنبوبى . YAY+ A spear combustion tube. Figure + - a lea statement of the methane regeneration process illustrating this invention. Figure 7 - Indication of a cross section of the AT embodiment of the invention. Figure A - Schematic statement of the production and reaction gas temperatures aspects as well as the combustion tube wall of the device shown in the form of V when the flanges are stable and continuous. The following is a description of this invention with respect to the number of preferred embodiments. In one embodiment described in an earlier application with serial number 375/097 504 and filed at ¥ Apr + 0 0 - the combustion is carried out in one or more ceramic tubes; The endothermic reaction takes place in one or more of the flow paths outside the combustion tubes. In a preferred AT embodiment, it is explained lad as follows; The endothermic reaction takes place inside one or more metallic reaction tubes, where combustion occurs in one or more combustion flow paths located outside the tubes. and in both incarnations; It will also be explained in more detail below; The flow paths of the different reaction gases and product gases are arranged so that the combustion air and fuel are heated separately to +0 a temperature higher than their self-ignition point before they gather inside the furnace, where they mix together, self-ignite, and burn to produce the heat necessary to activate the endothermic reaction. Rendering of a ceramic tube Figure 01 illustrates in Fig. 1 the reaction apparatus that is generally the subject of this embodiment. Although it is shown in an upright position; However, it must be understood that it can be played in a horizontal position; Rather, it does not, + be limited to a specific situation or direction. The device includes a VY steel casing internally lined with VE heat-resistant insulation and includes a bottom plate 11 (it can also be called a tube plate) fixed by gaskets. and by screws or the like; hardcover; and a top plate (or tube top plate), which together define the reaction vessel. The lower VU plate bears a catalytic bed 01 through which one or more combustion tubes 0 pass; It is made of ceramic material and + and is firmly attached to the lower plate 11 and the upper plate 18 . The shape of the regeneration unit is generally cylindrical and can be described as somewhat similar in structure to a shell and a tubular heat exchanger. YAY
ويتم تثبيت أنابيب الموقد الخزفية مع الألواح ١١6 و ١8 بواسطة قلاووظ أجوف ( غير موضح ٠) : gle داخل صفيحة الأنبوبة عند طرف الأنبوبة بالإشتراك مع حلقة ضغط من الصلب والتىThe ceramic burner tubes are fixed to plates 116 and 18 by means of a hollow screw (not shown 0): gle inside the tube plate at the tube end in conjunction with a steel compression ring which
تشكل برشمة من الجرافيت ؛ والتى يفضل أن تكون برشمة أسطوانة حلقية ملفوفة حلزونيا برقيقةform a graphite riveted; Which is preferably a thin spirally wrapped annular cylinder rivet
جرافيت ( مثل رقيقة من نوع Granfoil من يونيون كاربايد Union Carbide ) . وتقوم هذهGraphite (eg Granfoil from Union Carbide). And you do this
م البرشمات YY بتثبيت أنبوبة الإحتراق فى مكانها ٠. وتحجز ضغوط غاز جانب الغلاف الأكثرThe rivets, YY, fix the combustion tube in its place 0. Gas pressures are reserved on the side of the casing that is more
أإتفاعا ؛ ومع ذلك تسمح لها بالتمدد حراريا وعلى حدة بدون حدوث تسرب بدرجة كبيرة للتيارuse However, it allows it to expand thermally and independently without significant current leakage
الغازى عبر البرشمات . وأيضا قد يكون من المرغوب فيه تسليط قوة ضاغطة محورية أوinvader through the epithelium. It may also be desirable to apply an axial or compressive force
حمل مسبق على كل أنبوبة والتى سوف تميل إلى إحداث تعادل أو أنخفاض فى إجهادات الشدA preload on each pipe which will tend to equalize or decrease tensile stresses
المحورية الناتجة بواسطة التدفقات الحرارية ؛ وذلك بإضافة رصة زنبركات من نوع بليفيل Belleville ( غير موضحة ) Jala مجموعة برشمات الأنابيب أو ما شابه ذلك . وكبديل لذلك ؛axial generated by thermal fluxes; By adding a stack of Belleville springs (not shown), a set of pipe rivets, or the like. Alternatively;
يمكن تثبيت البرشمات فى مكانها بواسطة وسيلة تعمل أيضا على توليد القوة الضاغطة المحوريةThe rivet can be held in place by means of a device that also generates an axial compressive force
٠ وميزة هذا التصميم هو أنه يسمح بأستعمال برشمات بدرجات حرارة أقل حيث تكون أنبوبة أو0 The advantage of this design is that it allows the use of rivets at lower temperatures, as it is a tube or
أنابيب الاحتراق متصلة بصفيحة الأنبوبة .The combustion tubes are attached to the tube plate.
ويشتمل الغلاف الصلب ١١ على مدخل تغذية YY واحد أو أكثر لمرور خليط غاز التغذية م١ _المراد تجديده داخل وحدة التجديد وإلى أسفل خلال الطبقة المدعومة ٠١ للخروج خلال مخرج (The hard shell 11 includes one or more YY feed inlets for the passage of the feed gas mixture M1 - to be regenerated into the regeneration unit and down through the backing layer 01 for exit through an outlet (
مخارج ) ناتج YE واحد أو أكثر . ويمكن أن يكون خليط غاز التغذية ؛ على سبيل المثال ؛ خليطاoutputs) one or more YE outputs. And the feed gas mixture can be; For example ; mixture
من غاز طبيعى وبخار إذا كان التفاعل الماص للحرارة تفاعل تجديد ميثان بالرغم من أن الخليطof natural gas and steam if the endothermic reaction is a methane regeneration reaction even though the mixture
يمكن أن يكون غاز طبيعى وعاء والذى يتحول إلى بخار فى المفاعل أو غاز طبيعى فقط ؛ معIt can be natural gas, a vessel that turns into steam in the reactor, or just natural gas; with
البخار الناتج من الماء المغذى على حدة داخل المفاعل . وكما هو مفهوم ؛ يمكن إضافة - مجموعات أخرى من مخاليط تغذية . وكما هو موضح فى شكل ١ ؛ فإن الطبقة الحفزية 7١ التىThe steam produced from the water fed separately into the reactor. As understood; Other groups of feed mixtures can be added. As shown in Figure 1; The catalytic layer 71 which
يمكن أن تكون نيكل على ألومنيا ؛ أو حامل خامل حفاز مناسب آخر ؛ يمكن أن تشتمل على قسمmay be nickel over alumina; or other suitable catalytic inert carrier; It may include a section
أو منطقة خاملة YT ؛ أو يمكن أن تتكون الطبقة بأكملها من مادة حفازة واحدة أو مجموعة موادor inert region YT; Or the entire bed can consist of a single catalyst or combination of materials
حفازة + وفى الواقع ؛ يمكن تشغيل الجهاز بدون حفاز بالنسبة لبعض التفاعلات الماصة 0catalytic + and in fact; The device can be operated without a catalyst for some adsorbent reactions
للحرارة . Yo وبداخل أنبوبة الاحتراق 0" توجد أنبوبة تغذية وقود VE مشتركة معها فى نفس المحور ٠for heat. Yo and inside the combustion tube 0" there is a VE fuel feed tube in common with it in the same axis 0
المركزى والتى يمكن أن تكون مصنوعة من سبيكة معدنية أو مادة خزفية . ويتم تثبيت أنبوبة 'Central, which can be made of metal alloy or ceramic material. tube is installed
YAYYAY
AA
بواسطة اللحام أو بأستعمال حلقة Vo ) باللوح الخارجى ( أو صفيحة الأنبوبة YE تغذية الوقود إلى أنبوبة التوزيع ©١ من الجرافيت . ويتم تغذية وقود من مدخل VV دائرية أو رقيقة برشمة ويتم تغذية هواء عن طريق مدخا هواء . TE إلى أنبوبة تغذية الوقود YA المتشبعة بمدخل وقود بمدخل الهواء والمحددة باللوح الخارجى © والموجود على مسافة من ض EY إلى أنبوبة توزيع ٠ عن طريق مدخل حلقى ؛؛ بحيث أن Tr والتى تتصل بأنبوبة الاحتراق ١١ صفيحة الأنبوبة ٠ والجدار الداخلى TE الهواء سوف يتدفق فى الفراغ الحلقى بين الجدار الخارجى لأنبوبة الوقود وأنبوبة تغذية الوقود 34 ؛ تتكون Vo ومن مجموعة أنبوبة الاحتراق . Tr لأنبوبة الاحتراق . وسيلة توليد الحرارة للمفاعل وغاز الوقود هو أى وقود نظيف والذى يكون قد أضيف إليه بخار ماء كاف ( حسب aie الضرورة ) لمنع التكوك قبل إحتراقه . وإذا كان الوقود يحتوى على نسبة عالية من الكربون _- ٠ سوف يحتاج إلى قليل من التسخين المسبق للحفاظ على مستوى الرطوبة اللازمة بدون تكثف . ض من المفاعل لبدء VY ويستعمل ملف مقاومة تسخين 476 بداخل جدار الغلاف الخارجىBy welding or using a Vo ring (on the outer plate) or a YE tube plate. Fuel is fed to the distribution tube ©1 of graphite. Fuel is fed from a circular or thin VV inlet with a rivet, and air is fed Through an air intake, TE, to the fuel feeding tube, YA, which is saturated with a fuel inlet, in the air inlet, which is specified on the outer plate © and located at a distance from Z, EY, to the distribution tube, 0, through an annular inlet, so that Tr Which is connected to the combustion tube 11 tube plate 0 and the inner wall TE The air will flow into the annular space between the outer wall of the fuel tube and the fuel feed tube 34; Vo consists of a combustion tube assembly Tr for the combustion tube The means of generating heat for the reactor and the fuel gas is any clean fuel to which sufficient water vapor has been added (as aie necessary) to prevent coking before combustion. It needs a little pre-heating to maintain the required humidity level without condensation.Z from the reactor to start the VY and uses a heating resistance coil 476 inside the outer shell wall
Tor تشغيل المفاعل على البارد . ويقوم سخان المقاومة بالتسخين المسبق للمنطقة المجاورة إلى م تقريبا ( والتى سوف تعتمد إلى حد ما على نوعية الوقود المستعمل ) ؛ والتى عندها يمكن أن يحدث الاشتعال الذاتى للوقود والهواء . وقد يكون من الضرورى أن يتم تدفق هواء إلى أن يتم yo . 5١ cll التسخين المسبق عندما يكون من الممكن إضافة الغاز لإحداث أشتعال فى منطقة ويمرر إلى خارج OF فى أنبوبة توزيع عادم متشعبة "٠0 ويتم تجميع العادم من أنبوبة الاحتراق . منفذ خروج العادم 0 الذى يكون متصلا بالأنبوبة المتشعبة ؟* مصنوعة من ألومنيا ملبدة ويمكن أن تكون Wo ويفضل أن تكون أنبوبة الاحتراق الخزفية . ) مصنوعة بأى من الطرق المتاحة المختلفة لصنع وتشكيل تجسيمات خزفية كثيفة ) غير منفذة من أستعمال ألومينا ويمكن أستعمال تركيبات خزفية أخرى pile وأيضا ؛ لا يكون هناك حرج أوTor cold start reactor. The resistance heater preheats the immediate area to about m (which will depend to some extent on the quality of the fuel used); Which then can occur spontaneous ignition of fuel and air. It may be necessary for an air flow to be yo. 51 cll preheating When gas can be added to cause ignition in an area of \u200b\u200band it is passed out of OF in an exhaust distribution manifold “00 and the exhaust is collected from the combustion pipe. Exhaust outlet port 0 that is connected to the manifold ?* Made of sintered alumina and can be Wo and preferably a ceramic combustion tube. Made by any of the various available methods for making and forming dense ceramic particles) impermeable from the use of alumina and other ceramic compounds can be used pile Also, there will be no embarrassment
TOA. ؛ بإسم PET 44 المثال ؛ فقد ورد فى البراءة الأمريكية رقم dan وعلى ٠. ¢ ألفا ملبد ay 8 وآخرين وصف لتركيب كاربيد سليكون وعملية لإنتاج أجسام خزف Coppola ويمكن أن تستخدم هذه فى تصنيع أنبوبة خزفية . وتشتمل التركيبات الخزفية الأخرى التى يمكن . أن تستخدم على نيتريد السيليكون ؛ نيتريد ألومنيوم ؛ السيالون وما شابه ذلك yo وسوف تعتمد المادة المفضلة على المواد الداخلة فى التفاعل ونواتج التفاعل المتضمنة فىTOA. ; In the name of, PET 44 example; It was mentioned in American Patent No. dan and Ali 0. ¢ Alpha Sintered ay 8 et al. Description of a silicon carbide composition and a process for producing Coppola porcelain bodies. These may be used in the manufacture of a ceramic tube. It includes other ceramic fixtures that can be used on silicon nitride; aluminum nitride; silone and the like yo The preferred substance will depend on the substances involved in the reaction and the reaction products involved in
YAYa
العملية ؛ بالإضافة إلى درجة الحرارة والضغط . ويفضل أن يصنع الغلاف الصلب VY ولوح القاعدة ١6 ولوح القمة VA و المشبعات + و 07 ء؛ واللوح الخارجى YO من صلب أوعية الضغط التقليدية والت ىوتصمم وتعد لتتحمل حتى ah ١8٠١ ؛ بوصة مربعة أو أكثر ودرجات حرارة حتى a You . ويفضل أن يكون م العازل الحرارى VE مقاوم للتآكل ومنخفض الموصلية مثل تركيب الألومنيا مع وصلات تمدد تستخدم حسب الطلب . ويجب أن يعد العازل الحرارى ليتحمل ٠3٠١ م على الأقل بصورة مستمرة .the operation ; In addition to temperature and pressure. It is preferable to make hard shell VY, base plate 16, top plate VA, radiators + and 07 -; the YO outer plate is of conventional pressure vessel steel which is designed and manufactured to withstand up to AH 1801; square inch or more and temperatures up to a You . It is preferable that the thermal insulator (VE) be corrosion-resistant and low-conductive, such as alumina installation, with expansion joints used on demand. The thermal insulator must be prepared to withstand at least 0301 m continuously.
ويوضح شكل ١ مقطع عرضى فى جهاز معالجة وتهذيب الطول الخط Y - ١ فى شكل ١ - وكما يظهر توضع أنبوبة الوقود YE متحدة المركز داخل أنبوبة الإحتراق Ve والتى تحاطFigure 1 shows a cross-section of the device for processing and trimming the length of the line Y - 1 in Figure 1 - and as shown, the concentric YE fuel tube is placed inside the combustion tube Ve, which is surrounded by
٠. . بدورها بمهد عامل حفاز Yo داخل الغلاف الصلب المعزول ١7 . وسوف تنتقل الحرارة من أنبوبة الإحتراق Fe إلى مهد العامل الحفاز 7١ لإحداث التفاعل الماص للحرارة لمعالجة ies مخلوط البخار والهيدروكربونات الخفيفة . ويكون لإستخدام ضغط خارجى يحيط بأنبوبة الإحتراق0. . In turn, with a Yo catalyst cradle inside the insulated steel casing 17 . The heat will be transferred from the combustion tube Fe to the catalyst cradle 71 to bring about the endothermic reaction to process the ies mixture of steam and light hydrocarbons. The use of external pressure surrounding the combustion tube
©٠ ميزة أو فائدة هامة جدا وهى وضع الأنبوبة فى حالة إجهاد ضغطى حيث تكون المواد الخزفية أكثر قوة عما تكون فى حالة شد . yo وكما يظهر فى شكل © ؛ يمكن أن يتكون التصميم من أكثر من أنبوبة واحدة حيث يوضح شكل ¥ سبعة أنابيب فى شكل ملائم . ولا يقتصر الإختراع على إستخدام أنبوبة أو سبعة ومن المتوقع أنه يمكن إستخدام ١ آلاف من أنابيب الإحتراق فى جهاز معالجة وتهذيب له حجم مناسب ٠ ويسهل إستخدام أنابيب إحتراق خزفية صغيرة القطر وسدادة جرافيتية رقيقة من تعبئة أكثر كثافة لأنابيب الإحتراق عن ما كان متاح فى أجهزة الفن السابق .©0 A very important advantage or benefit, which is placing the tube in a state of compressive stress, where the ceramic materials are stronger than in a state of tension. yo and as shown in the form of ©; The design can consist of more than one tube, as the figure ¥ shows seven tubes in a suitable form. The invention is not limited to the use of a tube or seven, and it is expected that 1,000 combustion tubes can be used in a treatment and refinement device of a suitable size 0 and it facilitates the use of small diameter ceramic combustion tubes and a thin graphite plug from a denser filling of the combustion tubes than what was available in prior art devices.
7 ويمكن أن يزود الهواء الداخل إلى فتحة الدخول 460 بواسطة منفاخ أو ضاغط يعتمد على فرن الضغط المطلوب ومتطلبات الإنتقال الحرارى والعملية المستخدمة . وسوف يقوم الضاغط بتوليد ضغط دخول أعلى منالمنفاخ ؛ ومن ناحية أخرى فإن تكلفة تشغيل المنفاخ تكون أقل من تشغيل الضاغط وأيضا قد يكون من المطلوب تسخين الهواء مشبعا قبل دخوله إلى وسائل توليد الحرارة . وعلى الرغم من أن الرسم لا يوضح سخان مسبق إلا أن تلك الوسائل تكون معروفة7 The air entering the inlet 460 may be supplied by a blower or a compressor depending on the furnace pressure required, heat transfer requirements and the process used. And the compressor will generate a higher inlet pressure than the blower; On the other hand, the cost of operating the blower is less than operating the compressor, and it may also be required to heat the air saturated before entering the means of heat generation. Although the drawing does not show a preheater, these methods are known
vo في المجال وتكون متاحة تجاريا . وحسب الرغبة ؛ يمكن أن يمدد تيار العادم ( مع بعض الحرارةvo in the domain and are commercially available. and according to desire; Exhaust stream can expand (with some heat
الممكنة ) خلال توربين غازي لتشغيل ضاغط الهواء . YANpossible) through a gas turbine to drive the air compressor. YAN
Ye . من حيث أنهما ١ لذلك الموضح في شكل Silas * ويكون الجهاز الموضح في شكل ؛ وYe. In that they are 1 for that shown in the form of Silas * and the device shown in the form of; and
YY ؛ ويكون له فتحة تغذية ٠١ ؛ المحتوى على مهد عامل حفاز ١١ يشتملان على الغلاف ويكمن الاختلاف بين هذا التجسيدان في تصميم وسائل توليد الحرارة ؛ . VE وفتحة لخروج الناتج : . على الرغم من أنه في كل حالة تكون ملحقة في وعاء التفاعل يكون بها ثقوب أو ٠١0 أنبوبة لتغذية الغاز Ye وكما يظهر في شكل ؛ ؛ يكون لأنبوبة الاحتراق © مغلقا . وبهذه الطريقة ؛ سوف TT فتحات 14 على مسافات بطول الأنبوبة ؛ ويكون أحد طرفيها حتى يخرج ٠١ يمر تيار تغذية الوقود خلال فتحة الدخول 96 إلى الشعب 8" إلى أسفل الأنبوبة وعندما يكون المفاعل عند درجة حرارة التشغيل ؛ سوف يختلط الوقود مع . 4 lll خلال | ويشتعل تلقائيا TA وإلى منطقة الموقد £Y الهواء الداخل خلال فتحة الدخول £0 إلى الشعب التسخين المفاعل . لاحظ أن السدادة 6 لا تحتاج لمقاومة درجات حرارة عالية جدا وبالتالي يمكن ٠ أن تصنع من الجرافيت أو أسمنت عضوي مقاوم للحرارة . ويمكن أيضا باستخدام طرق أخرى . للدخول المرحلي للوقود ويختلف التصميم في شكل © ؛ في أن وسائل توليد الحرارة تكون وسائل من طراز الحربة . وفى هذا التصميم يتم استبدال شريحة الأنبوبة بأداة غلق للوعاء المعزول وتكون أنبوبة وتوضح أنبوبة الاحتراق بها طرف مغلق . ١8 الإحراق أنبوبة مغلقة الطرف 80 تغلق في اللوح ولكنها يمكن أن يكون بها سدادة كما يظهر في شكل ؛ . ويتم تغذية الوقود خلال فتحة دخول ١ بينما يتم تغذية الهواء خلال فتحة دخول الهواء 876 إلى AE الوقود 87 إلى أنبوبة تغذية الوقودYY; and have a feed slot 01; Content of 11 catalyst cradles incorporating the jacket. The difference between these two embodiments lies in the design of the heat generation means; . VE and output slot: . Although in each case it is attached to the reaction vessel, it has holes or 010 tubes to feed the Ye gas, as shown in the figure; ; The combustion tube shall be closed. In this way ; TT will have 14 holes spaced along the length of the tube; and one end of it until it exits 01 the fuel feed stream passes through the inlet 96 to the manifold 8" to the bottom of the tube and when the reactor is at operating temperature the fuel will mix with . 4 lll through | and ignite automatically TA and to the burner area £Y the air inlet through the inlet £0 to the manifold heating the reactor Note that the seal 6 does not need to resist very high temperatures and therefore 0 can be made of graphite or refractory organic cement It is also possible to use other methods, for the phased entry of fuel, and the design differs in the form of ©, in that the means of heat generation are harpoon-type means. The combustion has a closed end 18. The combustion is a closed end tube 80 that closes in the plate but can have a stopper as shown in Fig. . Fuel is fed through inlet 1 while air is fed through air inlet 876 to AE 87 fuel to the fuel feed tube
Ve وعند درجة حرارة التشغيل ؛ يشتعل الوقود تلقائيا في منطقة اللهب . AA أنبوبة تغذية الهواء لإنتاج حرارة حدوث التفاعل الماص للحرارة وسوف تمر غازات العادم إلى أعلى أنبوبة إلى الشعب 57 حيث تخرج من الجهاز خلال خط AY الاحتراق 80 ؛ كما يظهر بواسطة الأسهم cof العادم ٠ وعلى وجه العموم ؛ في الأجهزة وفقا لهذا التجسيد يتطلب أنابيب الاحتراق نسبة طول . ٠٠١٠ إلى ٠٠٠ إلى قطر داخلي حوالي لتحقيق الانتقال الحراري المطلوب لكل وحدة من حجم التدفق للغاز الطبيعي بالإضافة إلى تطبيق معالجة وتهذيب البخار . وتكون هناك حاجة لنسب أعلى عندما يتم تشغيل المفاعل عند ض . درجة حرارة منخفض 8 YO اVe and at operating temperature; The fuel ignites automatically in the flame area. AA air feed tube to produce heat for the endothermic reaction to occur and the exhaust gases will pass up the tube to the manifold 57 where they exit the device through the combustion line AY 80; As shown by arrows exhaust cof 0 and in general; In devices according to this embodiment, combustion tubes require a length ratio of . 0010 to 000 to approx. inner diameter to achieve the required heat transfer per unit flow volume of natural gas as well as steam treatment and refinement application. Higher ratios are required when the reactor is operated at Z. Low temperature 8 YO a
١١ وتكون المسافة الفاصلة المفضلة بين أنابيب هذا التجسيد صغيرة إلى حد ما ؛ على سبيل بوصة . وتكون محدودة بالأحجام المطلوبة للسداداتن والأسنان المصاحبة ١,8 الى ٠,7 المثال ض لها والحاجة لأن تكون هناك مسافة صغيرة بين تلك الأسنان . وتؤدى المسافات الصغيرة إلسى . أحجام أقل للوعاء وانتقال حراري محسن داخل الغلاف11 The preferred spacing between tubes in this embodiment is fairly small; For an inch. It is limited by the sizes required for the plugs and the accompanying teeth, 1.8 to 0.7, for example, and the need for a small distance between these teeth. Small distances lead to Else. Reduced pot sizes and improved heat transfer within the casing
ويتراوح عدد الأنابيب داخل المفاعل الواحد من أنبوبة واحدة إلى ٠٠.٠٠١ أو أكثر . وتتطلب المفاعلات الكبيرة جدران سميكة لوعاء الضغط ولكنها توفر في تكلفة التركيب . وسوف يعتمد سمك جدار الأنبوبة المفضل على قوة الأنبوبة معدلات التآكل والقطر وسوف يسمح استخدام ضغط خارج باستخدام جدران رقيقة نسبيا طالما أن المواد الخزفية تكون أكثر قوة في حالة الشد عنها في حالة الانضغاط . 0 وعادة يكون القطر الداخلي المفضل لأنبوبة الاحتراق مساويا للمسافة الفاصلة بين الأنابيب ( معبرا عنها من داخل أنبوبة إلى داخل أنبوبة ) . وهكذا ؛ إذا كانت المسافة الفاصلة ١,4 بوصة » يكون القطر الداخلي ID المفضل للأنبوبة أيضا +f بوصة لمسافة خط مركزي ١.8 بوصة . ويفضل ترتيب الأنابيب على شكل مثلث متساوي الأضلاع للحصول على أقصى كثافة تعبئةThe number of tubes inside a single reactor ranges from one tube to 00.001 or more. Large reactors require thicker pressure vessel walls but save on installation costs. The preferred tube wall thickness will depend on the tube's strength, corrosion rates, and diameter. The use of an outside compression will allow the use of relatively thin walls, as long as the ceramic materials are more tensile than compressive. 0 The preferred inner diameter of the combustion tube is usually equal to the distance between the tubes (expressed from inside tube to inside tube). And so on ; If the spacing is 1.4 inches » the preferred ID for the pipe is also +f inches for a centerline distance of 1.8 inches. It is preferable to arrange the tubes in the form of an equilateral triangle to obtain the maximum packing density
على سبيل المثال يمكن أن يستخدم أحد التصميمات ٠٠.٠٠١ أنبوبة كل منها 4 بوصة م١ OD dan XID ( قطر خارج ) ad Ye X طول على خطوة مثلث ١,8 . ويكون قطر الحزمة 7 قدم وتكون مساحة السطح الداخلي الكلية حوالي ٠0.9050 قدم مربع . ويستخدم تصميم القاعدة في هذا التجسيد تيار وقود وهواء يدخل المفاعل عند نفس الطرف بينما يخرج غاز العملية ويتدفق عكس التيار مع الغاز العادم الخارج من الطرف المقابل ؛ حيث يدخل تيار تغذية العملية .For example, a design could use 00.001 tubes of 4 in. m OD dan XID ad Ye X length on a triangular pitch of 1.8 . The diameter of the beam is 7 feet and the total internal surface area is about 00.9050 square feet. The pedestal design in this embodiment uses a fuel-air stream entering the reactor at the same end while the process gas exits and flows upstream with the exhaust gas exiting at the opposite end; Where the process feed stream enters.
Y. وهناك تغيير آخر وهو تدفق غازات الاحتراق شفى نفس اتجاه غازات العملية . ويتطلب هذا الأسلوب سدادة سخنة على طرف الخروج في الأنابيب الخزفية . ويمكن أن تصنع تلك السدادة من زجاج مدمج أو أسمنت خزفي ؛ على سبيل المثال . ويمكن أن تكون سدادة الطرف البارد على شكل حلقة - © أو رقيقة من الجرافيت للسماح بالتمدد الحرارى للأنبوبة .Y. Another change is that the combustion gases flow in the same direction as the process gases. This method requires a hot plug on the exit end of the ceramic tubes. and that plug may be made of compact glass or ceramic cement; For example . The cold end plug may be in the form of a ©-ring or thin graphite to allow for thermal expansion of the tube.
ويمكن إستخدام أنابيب إحتراق ثلاثية المركز مغلقة الطرف مع غاز الإحتراق الخارج yo عند نفس الطرف فى المفاعل dua يدخل الهواء والوقود . ويوضح ذلك فى شكل © ويمكن أن ااClosed end triple concentric combustion tubes can be used with the combustion gas exit yo at the same end in the reactor dua entering air and fuel. It is illustrated in the form © and can be AA
VYVY
تكون الأطراف المفتوحة لتلك الأنابيب المتحدة المركز عند فتحات تغية لعملية أو عند طرف . الخروج من العملية فى المفاعل وتكون درجة حرارة التشغيل العلوية فى سدادات الجرافيك محددة بالأكسدة بالهواء الموجود على أحد الجوانب . وإذا سمح بحدوث تسريب بسيط جدا متحكم فيه لغاز التشغيل خلال السدادة فإن ذلك يعمل على دفع الهواء بعيدا عن مادة السدادة مما يؤدى إلى إطالة عمز السدادة © . عند درجات حرارة عالية . ويمكن أن يسمى هذا النظام حالة تنظيف السدادة . ويمكن أن تتغير أقصى درجة حرارة تشغيل فى المفاعل بشكل متسع ؛ حسب الطلب للحفاظ على ظروف الإشتعال الذاتى التلقائى فإن dala ومن ناحية أخرى ؛ فإنه إذا كانت هناك تبعا لإختبار الوقود سوف ( 5 ©08٠١ المفاعلات التى تستخدم أقصى درجة حرارة تشغيل أقل من تتطلب إختيار واحد من تصميمات أنبوبة الإحتراق مغلفة الطرف ) . وفى تلك الحالات يمكن أن ٠ . 2٠٠٠ تكون أقصى درجة حرارة تشغيل منخفضة وقد تصل إلى . ( ويمكن أن تصنع أنابيب الإحتراق من العديد من المواد الخزفية تبعا لظروف الإستخدام الحرارة ؛ التآكل ؛ الإجهادات ) . وبالإضافة للألومينا هناك بعض المواد الأخزى التقى da يمكن أن تستخدم مثل المواد الخزفية الكربيدية مثل كربيد السيليكون ؛ أو أكاسيد مواد خزفية مثل الموليت ؛ الزركونيا الثانية ؛ أو ما شابه ذلك . ويكون إستخدام ضغط خارجى من أهم الميزات فى التحكم فى الإجهادات المجمعة فى الأنابيب الخزفية إلى معدلات مقبولة ؛ وما زال هناك مواد Ve أخرى يمكن إستخدامها مثل الأنابيب المعدنية و التي تستخدم في التطبيقات منخفضة درجة . الحرارة وإذا كان الوقود الذى تم إختياره عبارة عن مخلوط من هيدروكربون ( مثل الغاز الطبيعى alle ليسبب TE والبخار ؛ فإنه يمكن إستخدام عامل حفاز للتهذيب يوضع داخل الأنبوبة ) ( وتهذيب الوقود جزئيا أثناء تسخينه وبالتالي فإنه يمتص مزيد من الحرارة من غاز العملية ٠ . ) تحسين التبريد ) وفى نفس الوقت يزيد قيمة التسخين غاز الوقود ( تحسين التسخين ويقدم هذا المثال لإيضاح عملية تشغيل جهاز وفقا لتجسيد الأنبوبة الخزفية موضوع هذا الاختراع ومميزات درجات حرارة التشغيل العالية جدا في إنتاج الغاز ( مزيج من هيدروجين وأول أكسيد الكربون ) رقائق التركيب . وسوف تعتبر التعديلات في الأبعاد الفيزيائية من YOThe open ends of these concentric tubes shall be at the manholes of a process or at the end of the . Exit from the process in the reactor, and the upper operating temperature in the graphic plugs is determined by oxidation with air present on one side. If a very small, controlled leakage of the working gas is allowed through the plug, this works to push the air away from the plug material, which leads to a prolongation of the sealing time ©. at high temperatures. This system can be called the plug-cleaning state. The maximum operating temperature of the reactor can vary widely; According to the request to maintain the conditions of automatic self-ignition, the dala on the other hand; If there is, according to the fuel test, (5 ©0801 reactors using a maximum operating temperature of less than require the selection of one of the jacketed burntube designs). In those cases, 0 . 2000 The maximum operating temperature is as low as . (The combustion tubes can be made of many ceramic materials depending on the conditions of use, heat, corrosion, and stresses). In addition to alumina, there are some lighter materials that can be used, such as carbide ceramic materials such as silicon carbide; or oxides of ceramic materials such as mullite; the second zirconia; or something like that. The use of an external pressure is one of the most important features in controlling the stresses collected in the ceramic tubes to acceptable rates. There are still other Ve materials that can be used, such as metal pipes, which are used in low grade applications. Heat, and if the fuel chosen is a mixture of hydrocarbons (such as natural gas alle to cause TE and steam; a catalyst for refinement placed inside the tube) can be used to partially refine the fuel while it is heated and thus absorbs more of the heat from the process gas (0) (improving cooling) and at the same time increasing the heating value of the fuel gas (improving the heating). gas (a mixture of hydrogen and carbon monoxide) mounting chips.Modifications in physical dimensions will be considered from YO
YAYYAY
متغيرات التشغيل وبالتالي فإن الضبط يكون ضروريا لتحقيق نفس النتائج . ويقدم الرسم التخطيطي الموضح في شكل ١ ليساعد على فهم المثال المقدم هنا والمتغيرات المختلفة الموجودة في العملية موضوع هذا الاختراع . مثال ١ ° تم إعداد تيار تغذية يحتوى 7,5 حجم بخار بالإضافة إلى ٠١ حجم غاز طبيعى ( مع تركيب مفترض 790 حجما CHy + 1 7 »02011 ؛ 11277و 00271 ) خلال إما جهاز معالجة وتهذيب تقليدى أو الجهاز موضوع هذا الإختراع ٠. ويكون الجهاز التقليدى مشابها لذلك الذى وصف فى البراءة الأمريكية رقم ١77 ١٠١ 9 لصاحبها دوير وزملاءه مع ضغط منطقة التفاعل الساخنة حوالى veo باوند / بوصة " ؛ Cus يستخدم المثال موضوع هذا الاختراع ضغط ٠١٠١ باوند / بوصة؟ . ويعتمد تركيب السنغاز الموضح في جدول ١ على تركيبات الاتزان الثرموديناميكى عند الضغوط السابق ذكرها وعند درجة حرارة Ye أقل من all درجات حرارة مذكورة فى جدول ١ . وتم تدوين التركيبات بعد تكثيف الماء إلى 560 م . 0+ تركيبات السنغاز التى تم حسابها الجهاز التقليدى المشع الجهاز موضوع الاختراع أقصى درجة حرارة فى الجهاز ( درجة مئوية ) 850 1170 ضغط السنغاز المجفف ( باوند / بوصة (Y 140 1140 cas السنغاز الجاف ( مول 7( H, 72.49 13.74 CO, 15.97 20.56 CH, 3.60 0.96 N, 0.50 0.48 H,0 0.61 0.10 YAN :operating variables, so adjustment is necessary to achieve the same results. The schematic diagram shown in Figure 1 is provided to help understand the example presented here and the various variables involved in the process that is the subject of this invention. Example 1° A feed stream containing 7.5 vol of steam plus 01 vol of natural gas (with an assumed composition of 790 vol of CHy + 1 7 » 02011; 11277 and 00271) is set up through either a conventional trimmer or an instrument The subject of this invention is 0. The conventional device is similar to that described in the US Patent No. 177 101 9 of its owner Doerr and his colleagues with a pressure of the hot reaction zone about veo psi "; Cus the example subject of this invention uses pressure 0101 pounds / inch?. The composition of the syngas shown in Table 1 depends on the compositions of thermodynamic equilibrium at the aforementioned pressures and at a temperature of Ye less than all temperatures mentioned in Table 1. The compositions were recorded after water condensation. To 560 m 0+ the syngas compositions that were calculated The conventional irradiated device The device subject of the invention The maximum temperature in the device (°C) 850 1170 Pressure of dried sungaz (pounds / inch) Y 140 1140 cas Dry slag (mol 7 ( H, 72.49 13.74 CO, 15.97 20.56 CH, 3.60 0.96 N, 0.50 0.48 H,0 0.61 0.10 YAN:
" حجم الستغاز الجاف / حجم الغاز الطبيعى 3.98 4.5 النسبة المثوية لتحول الميثان methane 84.1 95.6 : ووفقا للبيانات الموضحة فى جدول ١ ؛ تكمن مميزات هذا الإختراع فى أن ضغط السنغاز يكون Je مما يساعد على االتخلص أو خفض الحاجة إلى ضواغط للسنغاز ؛ كما تكون النسبة المئوية لتحول المثان عالية ؛ وتكون نسبة 007112 فى السنغاز أعلى بكثير ونسبة 007002 فى السنغاز أيضا عالية جدا . © ويمكن تشغيل العملية الجديدة حسب الرغبة عند درجات حرارة عالية للحصول على نسبة تحول أعلى للميثان ونسب ef لكل من 67112 و CO/CO2. كما (Sa تشغيلها أيضا عند ضغوط Ae أو منخفضة و / أو نسب بخار عالية أو منخفضة . وتكون الأنابيب الخزفية أقل عرضة للتكوك عن الأنابيب المعدنية تحت ظروف نسب البخار المنخفضة . ويسمح الإختراع الجديد بمعدلات عالية جدا من الإنتقال الحرارى لكل وحدة من حجم وعاء ٠ المفاعل .على سبيل المثال ؛ يكون المعدل المتوسط للتبادل الحرارى بين غاز العملية وبين الهواء / الوقود / العادم .حوالى ام و / Ya للحجم الداخلى لجهاز المعالجة المصمم وفقا لهذا الاختراع ويعتمد على المثال السابق ويكون ذلك الرقم أكبر من معامل ٠١ أعلى من القيمة المناظرة فى حالة جهاز المعالجة المشع المعتاد . تجسيد أنبوبة التفاعل المعدنية . Yo كما يظهر فى شكل V يشتمل جهاز التفاعل موضوع هذا الاختراع الموضح فى هذا التجسيد على وجه العموم والمشار إليه بالرقم ٠٠١ على وعاء مطول ٠١7 به وصلة مد ٠١7 (مثل ٠ كوع معدنى ) ويحدد طرف أول أو " رأسى " ٠١54 وطرف ثانى أو رأسى ٠0١6 ؛ وعزل من ألياف خزفية ٠١١ وجزء داخلي ٠١8 . وللبدايات الباردة ؛ يتم استخدام موقد خارجي ( لا يظهر ٠ ) للتسخين المسبق للهواء القادم إلى درجة حرارة حوالي 000 مّ ؛ وذلك للتسخين المسبق للتفاعل إلى أعلى من درجات حرارة الاشتعال التلقائي ٠ويتم غلق لك الموقد بمجرد اشتعال الوقود . YANVolume of dry gas / volume of natural gas 3.98 4.5 Methane conversion rate 84.1 95.6: According to the data shown in Table 1; the advantages of this invention lie in the pressure of syngas being Je, which helps to eliminate or reduce the need 007112 in syngas is much higher and the ratio of 007002 in syngas is also very high The new process can be operated as desired at higher temperatures to obtain a higher methane conversion rate and ef ratios for both 67112 and CO/CO2.(Sa) can also be operated at Ae or low pressures and/or high or low vapor rates. Ceramic tubes are less prone to coking than metal tubes under conditions of low vapor rates. The new invention allows for high rates of heat transfer per unit volume of the reactor vessel. For example, the average rate of heat exchange between the process gas and air/fuel/exhaust is about MW/Ya for the internal volume of the process device designed according to this invention and depends on The previous example, and that number is greater than a coefficient of 01, higher than the corresponding value in the case of the usual radioactive treatment device. Metal reaction tube embodiment. Yo as shown in Figure V The reaction apparatus of the subject of this invention generally shown in this embodiment and referred to as No. 001 comprises an elongated vessel 017 having an extension 017 (such as a metal elbow) and is specified first party or "vertical" 0154 and second party or vertical 0016; Insulation of 011 ceramic fibers and 018 interior. and for cold starts; An external burner ( 0 not shown ) is used to preheat the incoming air to a temperature of about 000 °C; This is to pre-heat the reaction to above auto-ignition temperatures 0 and the burner is closed to you as soon as the fuel ignites. YAN
١1
ويوجد في الجزء الداخلي ٠٠١8 أنبوبة تفاعل ماص للحرارة ٠١١ والتي تثبت في ألواح طرفية أو " شرائح أنبوبة " 1 ٠ و ١١١ بواسطة وسائل تثبيت مناسبة مثل اللحام ( لا يظهر ) . وكما يظهر في شكل 7 ؛ تثبيت الشرائح الأنبوبية ١١١ 6 ٠٠4 بقوة في جدران الوعاء ٠١١ بحيث لا تكون قابلة للحركة المحورية في الوعاء المذكور بالنسبة لجزء الوعاء الذي تثبيت فيه ؛ ويسمى ذلك في المجال " تصميم الشريحة الأنبوبية الثابتة وبالإضافة إلى ذلك وفى التجسيد الذي تم وصفه لا يكون هناك تركيب تثبيت مثل القضبان أو الحواجز ؛ على جانب الغلاف في الجزء الداخلي من الوعاء لتثبيت أنبوبة التفاعل ٠١١ عند وضع وسطى gl) عند موضع متوسط بالنسبة لطرفية ) كما هو في التصميمات التقليدية لمنع الحركة الجانبية للأنبوبة وبالتالي الالتواءIn the interior of 0018 is an endothermic reaction tube 011 which is fixed to end plates or "tube segments" 1 0 and 111 by suitable means such as welding (not shown). As shown in Figure 7; The tubular slats 6 004 111 shall be firmly attached to the walls of the vessel 011 so that they are not subject to axial movement in said vessel with respect to the part of the vessel in which they are fixed; In the art this is called a "fixed tubular slide design" and in addition, in the embodiment described, there is no fixing fitting such as bars or baffles; on the shell side in the inner part of the vessel to hold the reaction tube 011 at the position of medium (gl) at the position of Medium to terminal) as in conventional designs to prevent lateral movement of the tube and thus twisting
تحت الأحمال الضاغطة .under compressive loads.
١ ويحدد الجزء الداخلي من أنبوبة التفاعل ٠١١ مسار تدفق للتفاعل الماص للحرارة لإجراء ذلك التفاعل الماص للحرارة ؛ بينما يحدد الحجم خارج أنبوبة التفاعل ٠٠١١ مسار تدفق الاحتراق لإجراء عملية الاحتراق Slay. أنبوبة التفاعل ٠١١ بعامل حفاز للتفاعل الماص للحرارة ١١١ له شكل وحجم مناسب . وفى التجسيد الموضح يتكون العامل الحفاز ١١١ من كرات لها قطر حوالي © مم . ولكي يتم الإسراع بعملية انتقال الحرارة وبالتالي خفض التحلل الحراري في أنبوبة1 The interior of reaction tube 011 specifies a flow path for the endothermic reaction to carry out that endothermic reaction; While the volume outside the reaction tube 0011 determines the combustion flow path to perform the Slay combustion process. The reaction tube 011 with catalyst for the endothermic reaction 111 has a suitable shape and size . In the embodiment shown, catalyst 111 consists of spheres having a diameter of about ¾ mm. In order to accelerate the heat transfer process and thus reduce thermal decomposition in a tube
١١١ يكون العامل الحفاز الماص للحرارة ؛١١ المتلامس مع منطقة الاحتراق ٠١١ deli على جانبي العامل ١74 YY أصغر في الحجم حوالي مم في القطر . وتوجد مواد خاملة . ؛ أيضا لتحسين الانتقال الحراري VYVE / ١١١ الحفاز الماص للحرارة لاستقبال تيار تغذية مواد ١7" معا مشعب دخول ٠١ والشريحة الأنبوبية Veg وتمدد الرأس ١١١ والشريحة الأنبوبية ٠٠١١ وتحدد الرأسي . ١8 التفاعل الماص للحرارة من فتحة الدخولThe endothermic catalyst 111;11 in contact with the combustion zone 011 deli on both sides of the agent 174 YY is smaller in size, about mm in diameter. There are inert materials. ; Also to improve heat transfer, VYVE / 111 endothermic catalyst to receive a feed stream of 17" materials together with the inlet manifold 01, the Veg tube slide, the head expansion 111, the tube plate 0011, and the vertical set 18 interaction. The heat sink from the entry hole
. 177 لتفريغ نو التفاعل الماص للحرارة خلال فتحة الخروج ١7١ مشعب خروج lee لاستقبال الهواء من فتحة ١7 شعب هوائية ١١١ مع الشريحة الأنبوبية ١7 ويحدد رأس الهواء ؛,. 177 To discharge the endothermic reaction through the exit hole 171 A lee exit manifold to receive air from the opening 17 Air bronchi 111 With the tubular slide 17 The air head is specified;
الدخول ١78 وتتصل أنبوبة الهواء VE ؛ المتحدة في المركز مع أنبوبة التفاعل ٠١١ مع مشعب الهواء VET لتفريغ الهواء إلى منطقة الاحتراق ١١١ خلال الحلقة ١47 . وتحدد رأسي الوقود VEE مع رأسي الهواء ١76 مشعب الوقود VET لاستقبال الوقود الغازي من فتحة دخولEntry 178 and VE air tube connection; Combined in the center with the reaction tube 011 with the air manifold VET to discharge the air to the combustion zone 111 through the loop 147 . The two VEE fuel heads with the two air heads 176 define the VET fuel manifold to receive gaseous fuel from an inlet
٠٠١١ أيضا مع أنبوبة التفاعل 3S pall ؛ التي تكون فتحة Vou وتتضل أنبوبة الوقود YEA الوقود Yo خلال حلقة ١١١ لتزويد الوقود إلى منطقة الاحتراق VET مع مشعب الوقود VE وأنبوبة الهواء0011 also with reaction tube 3S pall; which is the Vou orifice and the fuel tube YEA leads the fuel Yo through loop 111 to supply fuel to the combustion zone VET with the fuel manifold VE and the air tube
YAN :YAN:
الوقود YOY . وتحدد رأس غاز الاحتراق ١54 مع الشريحة الأنبوبية ٠٠١4 مشعب غاز الاحتراق You لتفريغ غاز الاحتراق الناتج من احتراق الوقود والهواء داخل الوعاء ٠٠8 خلال dda غاز الاحتراق ٠67 ؛ التي تتكون بواسطة أنبوبة التفاعل ٠١١ وأنبوبة التفريغ ٠٠١ المتحدة المركز معها ؛ وفتحة خروج غاز الاحتراق ١548 . وكما يظهر في شكل ١ ؛ تصمم أنبوبة الهواء ١14٠ وأنبوبة الوقود ١٠5١ بحيث تكون منطقة الاحتراق ١١١ داخل الوعاء ٠١7 ؛ وتكون كما سيتم وصفه فيما يلي بعيدة بقدر كاف عن فتحات خروج غاز التفاعل وغاز الاحتراق بحيث تبرد الغازات الناتجة الماصة للحرارة والغازات الناتجة من الاحتراق قبل خروجها من الوعاء . وعند التشغيل ؛ بمجرد الوصول إلى حالة الاتزان والاستقرار لخليط من الميثان وبخار الماء داخل المدخل ١78 ؛ ويلي ذلك سحب الناتج الماص للحرارة من المخرج VY ؛ ويتم dB كل من الوقود والهواء إلى مدخل الوقود VEA ومدخل الهواء VFA على التوالي ؛ ويلي ذلك سحب غازات الاحتراق من مخرج ١58 . ويتسبب ذلك في مرور تيار عكسي بين غازات التفاعل ثم التدفق من خلال أنبوبة التفاعل وتمر غازات الاحتراق خلال ٠١8 الأمامي الخاص بالوعاء ٠١7 . ويتم اختيار كل من معدلات التدفق الخاصة بالمتفاعلات والنواتج وحجم وشكل الأنابيب المختلفة بحيث أنه عندما يتم خلط الهواء والوقود في منطقة الاحتراق ١١“ ؛ فإنها تكون عند درجة حرارة تماثل أو تفوق درجة حرارة الاحتراق الخاصة بها . وبذلك يحدث الاختلاط والاشتعال والاحتراق دون حاجة إلى وجود مشعل منفصل مثل شمعة الإشعال ؛ شمعة توهج وما شابه ذلك . وينتج عن تدفق الغازات المتفاعلة الماصة للحرارة وغازات الاحتراق في اتجاه معاكس للتيار تحسن في الانتقال الحراري بين الغازات المتفاعلة وغازات الاحتراق على الجوانب المتعاكسة من جدران أنبوبة التفاعل . ويقلل ذلك من وجود بقع ساخنة ويؤدى إلى زيادة العممر ,+ - الافتراضي للأنابيب . ويظهر هذا التأثير المفيد من خلال الشكل A ؛ الذي يصور تمثيل بياني لدرجات الحرارة الخاصة بغازات تشغيل مختلفة وكلك أسطح جدران الأنابيب الخاصة بأنبوبة التفاعل ٠١١ التابعة للجهاز المبين من خلال الشكل ١ ومن خلال الشكل A تمثل المحاور قياس المسافة من منطقة VTE) a) مع الابتداء من الصفر كبداية لمنطقة الاحتراق ١١١ . ويقين الإحداثي درجة vo حرارة الغازات المختلفة وجدار الأنبوبة . وخلال هذا الشكل ؛ فإن المنظر الجانبي VE تمثل درجة حرارة التفاعل الماص للحرارة ؛ ويمثل المنظر الجانبي 1167 درجة حرارة الناتج الماص ااYOY fuel. The flue gas header 154 with the tubular bracket 0014 sets the flue gas manifold You to discharge the flue gas produced from the combustion of fuel and air into the vessel 08 through the flue gas dda 067; formed by reaction tube 011 and discharge tube 001 concentric with it; The combustion gas outlet opening is 1548. As shown in Figure 1; The air duct 1140 and the fuel duct 1051 are designed so that the combustion zone 111 is inside the vessel 017; It shall be, as will be described below, sufficiently far from the reaction and combustion gas exit openings so that the endothermic and combustion gases are cooled before leaving the vessel. and when running; Once the equilibrium and stable state of a mixture of methane and water vapor inside inlet 178 has been reached; This is followed by the withdrawal of the endothermic product from outlet VY ; dB of fuel and air are transmitted to the fuel inlet VEA and air inlet VFA respectively; This is followed by the withdrawal of combustion gases from exit 158. This causes a reverse current to pass between the reaction gases and then to flow through the reaction tube and the combustion gases to pass through the forward 018 of vessel 017 . The flow rates of the reactants and products and the size and shape of the various tubes are chosen so that when air and fuel are mixed in the combustion zone 11”; They are at a temperature equal to or greater than their combustion temperature. Thus, mixing, ignition, and combustion occur without the need for a separate igniter such as a spark plug; glow candle and the like . The flow of endothermic reactant and combustion gases in an opposite direction of the current results in an improvement in heat transfer between the reactant and combustion gases on opposite sides of the reaction tube walls. This reduces hot spots and increases the life, + - default of the piping. This beneficial effect is shown by Figure A; Which depicts a graphic representation of the temperatures of different working gases and all surfaces of the tube walls of the 011 reaction tube of the device shown through Figure 1 and through Figure A. The axes represent the distance measurement from the VTE region (a) starting from Zero as the beginning of the combustion zone 111 . And the certainty of the coordinate vo is the temperature of the different gases and the wall of the tube. During this form; The side view, VE, represents the temperature of the endothermic reaction; The side view represents 1167 the temperature of the absorbent product
١ ١١7١ درجة حرارة الوقود ؛ ويمثل المنظر الجانبي VIA المنظر الجانبي Jie للحرارة ؛ بينما درجة حرارة اللهب ؛ ويمثل المنظر الجانبي ١77 درجة حرارة الهواء ؛ يمثل المنظر الجانبي درجة حرارة جدار أنبوب التفاعل ١١78 درجة حرارة غاز الاحتراق ؛ يمثل المنظر الجانبي 41 1171 fuel temperature; The side view, VIA, represents the side view, Jie, of temperature; while the flame temperature; The side view 177 represents the air temperature; The side view represents the reaction tube wall temperature 1178 flue gas temperature; The side view is 4
Stays درجة حرارة أنبوب التفاعل من الداخل ؛ VAL من الخارج ؛ ويمثل المنظر الجانبي " بينما يمثل ١١١ والحفاز الماص للحرارة ١١١ الحاجز الموجود بين الخامل YAY المنظر الجانبي 6 . درجة حرارة الاشتعال الذاتي لاتحاد يجمع بين الوقود / الهواء 4 وكما يتضح من الشكل ؛ فإن درجة حرارة اللهب الخاص باحتراق الغازات تصل إلى مستوى عالي جدا ؛ بينما JES درجة حرارة جدران الأنبوبة ٠١١ الداخلية والخارجية منخفضة نسبيا ؛ مما يطيل بشكل ملحوظ من العمر الافتراضي للأنابيب ويسمح باستخدام أنابيب معدنية ٠ - بدلا من أنابيب الخزف في الاستخدامات التي تتطلب درجات حرارة Alle وفى نفس الوقت ؛ فإن الغازات المختلفة الخارجة من الجهاز ؛ سواء كانت غازات pill) الماص للحرارة أو غازات الاحتراق ؛ يمكن of تبرد إلى درجات حرارة معقولة وفى نفس الوقت داخل الفرن المخترع ؛ يتم تسخين غازات الاحتراق إلى درجة حرارة تفوق درجات حرارة الاشتعال الذاتي ويتم في نفس الوقت إمداد المتفاعلات الماصة للحرارة بكمية كافية من الحرارة للقيام بالتفاعل الماص للحرارة ١ _المطلوب . وكذلك فإنه من الممكن تجنب المشكلة الناتجة عن ارتفاع الضغط الحراري التي تواجه أنابيب الخزف في بعض الأحيان . ووفقا لما يلي ذكره فيما بعد ؛ فإن خصائص التصميم الملائمة للتجسيد الخاص بأنبوبة التفاعل المعدنية الخاصة بالاختراع الراهن تكون مطابقة أو مماثلة لتلك المذكورة من قبل الخاصة بنظيراتها من الأنابيب الخزفية من خلال التجسيد الخاص بها . وعلى أي حال ؛ فإنه من خلال vy, هذا التجسيد ؛ يفضل أن تكون مسافة فصل الأنابيب في Alla التصميم المتعدد صغيرة جدا . ويفضل أن يكون بعد خط المنتصف ما بين مجموعات الأنابيب المتجاورة ( أي ؛ أنبوبة التغذية ٠ ء؛ أنبوبة للهواء VE وأنبوبة الاختبار ٠١١ ) تبلف 1,75 مرة قدر القطر الخارجي لأنبوبة التغذية ١56 . وكلما كانت المسافات صغيرة كلما كانت قياسات الوعاء صغيرة . ويمكن كذلك من خلال هذا التجسيد استخدام أنابيب مصنوعة من الخزف أو مواد أخرى بدلا من المعادن . Jes vo أي حال يفضل استخدام الأنابيب المعدنية عن الأنابيب الخزفية خلال هذا التجسيد نظرا لسهولة الحصول عليها بمقاييس طويلة بالقياس إلى نسب الأقطار الخاصة بها ؛ وكذلك لما تتميز اStays the reaction tube temperature from the inside; the VAL from the outside; The side view represents “ while 111 and the endothermic catalyst 111 represent the barrier between the inert YAY and the side view 6. The autoignition temperature of a fuel/air union 4 As shown in the figure; the temperature of The flame for the combustion of gases reaches a very high level, while the temperature of the JES 011 tube walls, internal and external, is relatively low, which significantly extends the life of the tubes and allows the use of metal tubes 0 - instead of ceramic tubes in uses that require Alle temperatures and at the same time; the various gases exiting from the device; whether they are exothermic pill gases or combustion gases; of can be cooled to reasonable temperatures and at the same time inside the invented furnace; the combustion gases are heated to A temperature that exceeds the auto-ignition temperatures and at the same time the endothermic reactants are supplied with a sufficient amount of heat to carry out the required endothermic reaction 1_ Also, it is possible to avoid the problem resulting from the high thermal pressure that ceramic tubes sometimes face, according to the following mentioned later; The appropriate design characteristics of the embodiment of the metal reaction tube of the present invention are identical or similar to those previously mentioned for their counterpart ceramic tubes of their embodiment. And anyway; it is through vy, this embodiment; It is preferable that the separation distance of the pipes in the Alla multi-design is very small. It is preferable that the distance of the midline between adjacent sets of tubes (i.e. feeding tube 0 - air tube VE and test tube 011) is 1.75 times the outer diameter of the feeding tube 156 . The smaller the distances, the smaller the pot measurements. In this embodiment, tubes made of ceramic or other materials can also be used instead of metal. Jes vo In any case, it is preferable to use metal tubes over ceramic tubes in this embodiment due to the ease of obtaining them in long gauges in relation to their diameter ratios; As well as what is characterized by a
YAYa
به من حيث قدرتها على التوصيل وسهولة إغلاقها ( عن طريق اللحام ) ومرونتها ¢ وانخفاض . سعرها ومقاومتها للضغط الحراري يناسب جهاز التفاعل الخاص بالاختراع الراهن والمذكور من خلال هذا التجسيد القيام بعمليات على مستوى كبير مثل تخليق الغاز على مستوى الإنتاج التجاري عن طريق استخلاص م البخاري للهيدروكربونات الغازية ؛ وعلى وجه الخصوص الميثان . وتفضل تفاعلات استخلاص درجة مئوية ؛ والأفضل ما ٠٠٠١ البخار عند درجات حرارة مرتفعة ؛ مثال ذلك عند 800 إلى - Tropsch درجة مئوية ؛ ويفضل القيام بتخليق الميثانول وكذلك تخليق 17١ بين 870 إلى ضغط جوى ؛ والأفضسل ٠١ مثال ذلك عند ضغط لا يقل عن le عند درجات ضغط Fischer إلى 00 ضغط جوى . ويفضل ٠ ضغط جوى ؛ وأفضل من ذلك ما بين Te إلى ٠١ ما بين القيام بعمليات التشغيل عند درجات ضغط عالية وعلى الأقل على جانب الغلاف ؛ واستخدام . درجات حرارة عالية عند القيام بهذا النوع من التفاعل تستخدم أنابيب تفاعل كبير القطر في الأفران واسعة القياس ولك لكي تعمل في درجات ولهذه الأنابيب المصنوعة من الخزف أو سبائك المعدن dala حرارة وضغط عالية ¢ وهناك الغالية ؛ حيث تستطيع تحمل درجات حرارة عالية ؛ ويتطلب كذلك أن يكون لها جدران غليظة جدا ويكون لها حرارة داخليه قليلة . وهذه الأنابيب غالية جدا . ولهذا فإن الأفران واسعة القياس ١0م التي تستخدم في استخلاص البخار عند درجات حرارة وضغط عاليين يجب أن يتم صنعها من عدد كبير من الأنابيب المعبأة بكثافة وذلك لغرض اقتصادي . ومن الممكن القيام بالتعبئة الكثيفة لعدد من الأنابيب وفقا للاختراع الراهن وذلك لأن الأنابيب تتكون من المعدن ؛ ويحدث التفاعل داخل الأنابيب ونظرا لحدوث اشتعال ذاتي لغازات الاحتراق فإن ذلك يغنى عن الحاجة إلى استخدام أجهزة إشعال و / أو مواقد للتأكد من ثبات لهب الاحتراق . ويفضل عدم وجود تركيب مدعم للأنبوبة داخل الوعاء على جانب الغلا ؛ ولكن ذلك لا يمثل خاصية أساسية من خلال هذا . التجسيد وإن كان وجوده مساعدا ومن خلال هذا السياق ؛ من المهم ملاحظة زمن بداية تشغيل الجهاز الخاص بهذا التجسيد تحت ضغط أعلى من الضغط الجوى على جانب الأنبوبة ؛ مثال ذلك من خلال عملية تشغيل متكاملة تتضمن إعادة تشكيل الميثان كخطوة أولى يليها عملية تشغيل تحت ضغط عالي في اتجاه yo التيار ؛ وتظل الأنابيب تحت تأثير التوتر . وذلك لأن الضغط الواقع على جانب الأنبوبة ينشأ عنهIn terms of its ability to connect and ease of closure (by welding), flexibility ¢ and low Price and resistance to thermal stress The reaction apparatus of the present invention described by this embodiment is suitable for large-scale operations such as gas synthesis on a commercial production scale by means of steam recovery of gaseous hydrocarbons; Especially methane. Celsius extraction reactions are preferred; The best is 0001 steam at high temperatures; For example, at 800 to -Tropsch °C; It is preferable to carry out the synthesis of methanol, as well as the synthesis of 171 between 870 and atmospheric pressure; And the best is 01, for example, at a pressure not less than le at Fischer pressure degrees to 00 atmosphere pressure. preferably 0 atmospheric pressure; Even better is between Te to 100 for high pressure machining and at least on the casing side; and use. High temperatures when carrying out this type of reaction Large-diameter reaction tubes are used in large-scale furnaces and for you to work at temperatures and these tubes made of porcelain or metal alloys dala high temperature and pressure ¢ and there is the boiler; where you can withstand high temperatures; It also requires that it have very thick walls and have a low internal temperature. These tubes are very expensive. Therefore, the large-scale furnaces of 10 m, which are used to extract steam at high temperatures and pressures, must be made of a large number of densely packed tubes for an economical purpose. It is possible to do dense filling of a number of tubes according to the present invention, because the tubes consist of metal; The reaction takes place inside the tubes, and due to the occurrence of self-ignition of the combustion gases, this obviates the need to use igniters and / or stoves to ensure the stability of the combustion flame. It is preferable that there is no supporting installation of the tube inside the vessel on the boiler side; But that is not a basic feature through this. Embodiment, even if its presence is auxiliary, and through this context; It is important to note the starting time of the device for this embodiment under pressure higher than atmospheric pressure on the side of the tube; For example, through an integrated operation process that includes methane reformation as a first step, followed by a high-pressure operation in the direction of the yo-stream; The tubes remain under tension. This is because the pressure on the side of the tube is created by it
YANYAN
قوة محورية تميل لدفع الرأسين ؛١٠ و ٠١١ وبالتالي مدخل ومخرج مشعب 176و CAF بعيدا وذلك لأن وصلة التمدد ٠١" تمنع جدران الوعاء ٠١١ من القيام بأي قوة شد عكسية ويمثل التوتر أو الضغط الواقع على الأنابيب أحد الخواص الهامة المتعلقة بتجسيد الاختراع وذلك لأن الأنابيب وخصوصا إذا كانت طويلة ؛ ورفيعة تستخدم بشكل أساسي لتقليل تكاليف عملية © التشغيل ؛ وهذه الأنابيب ذات قوة تحمل للضغط أقل نسبيا إذا ما قورنت بغيرها ولهذا فإن أي تحميل واضح للضغط سواء كان محوري أو جانبي سوف يفسد هذه الأنابيب بشكل لا يسمح بصيانتها إذا ما تعرضت للتلف أو التشوه . وبزيادة قوة الشد على الأنابيب فإن ذلك يسمح بأن تكون أكثر رقة مما يجعلها أرخص ويزيدها قوة مما يسمح بتلافي مشكلة الالثواء . وعند ارتفاع درجات الحرارة خلال التفاعلات الماصة للحرارة ؛ فإن الأنابيب تتعرض allt وذلك_بتغير شكلها وتشوهها تحت تأثير الحرارة العالية ؛ وخصوصا في الاتجاه المحوري ٠ مثال ذلك ؛ يمكن تخمين أن الأنابيب البالغ طولها YO قدم يزداد طولها بواقع بوصات تقريبا أثناء تنقية الميثان . ويسمح التشوه المحوري للأنابيب بتوزيع الجهد المحوري ذاتيا بين جميع الأنابيب بما يختلفه تماما عن غلاف رقيقة الأنبوبة المثبت والمعادلات الحرارية للأنبوبة مما يتسبب في انحناء رقيقة الأنبوبة ينتج عنه تحميلات محورية في الأنابيب خلال رقيقة الأنبوبة . NO ويساهم التوسيع_الذاتي للتحميل المحوري خلال الأنابيب في إطالة العمر الافتراضي للجهاز بكاملة ؛ وذلك لأنه يمنع حدوث انهيار للأنابيب التي تتعرض لتحميلات محورية عالية غير متناسبة وفقا لما يحدث في التصميمات والنماذج الخاصة بهذا المجال . من خلال أحد أشكال التجسيد المفضل فإن الاختراع الراهن يوفر أفران احتراق تحتوى على الأقل على ٠٠١ ؛ والأفضل 5٠١ وأفضل من ذلك ما لا يقل من ٠٠٠١ أو حتى ...5 0 أنبوبة تفاعل ؛ تتميز كل منها بنسبة بين قطرها الداخلي وطولها تبلغ ما بين #٠ إلى ٠٠٠١ والأفضل ما بين ١5١ إلى one وأفضل من ذلك ما بين 79٠0 إلى 25٠0 . ويناسب الاختراع الراهن على وجه الخصوص التصميمات كبيرة الحجم ؛ من الأفران ذات السعة العالية المحتوية على الأقل على ٠٠١ أنبوبة تفاعل تبلغ النسبة بين طولها وقطرها الداخلي ما لا يقل عن ٠٠١ . وهذه الأفران مصممه لتحمل درجة حرارة عالية ( ما لا يقل عن YO 850 درجة مئوية ) وضغط Je ( ما لا يقل عن ( ٠١ ضغط جوى ) . ويفضل أن تحتوى هذه الأفران على ما لا يقل عن ٠٠٠0 أنبوبة تفاعل تبلغ النسبة بين طولي كل منها وقطرها YAY |An axial force tends to push the two heads; The important properties related to the embodiment of the invention, because the tubes, especially if they are long and thin, are mainly used to reduce operating costs, and these tubes have relatively less pressure-bearing strength when compared to others, and therefore any obvious pressure load, whether axial or lateral, will spoil these tubes. In a way that does not allow them to be maintained if they are damaged or deformed.By increasing the tensile strength on the pipes, this allows them to be thinner, which makes them cheaper and increases their strength, which allows avoiding the problem of warping.And when temperatures rise during endothermic reactions, the pipes are exposed to allt, and that is _ by changing Its shape and deformation under the influence of high temperature, especially in the axial direction, for example, it can be estimated that the length of the tubes of YO feet increases in length by approximately inches during methane purification. Completely from the stabilized tube film casing and tube thermal equations causing bending of the tube film resulting in axial loads in the tubes through the tube film. NO self-expansion of axial load through pipes extends the life of the whole machine; This is because it prevents the collapse of pipes that are subjected to disproportionately high axial loads, according to what happens in designs and models in this field. By one preferred embodiment the present invention provides combustion furnaces containing at least 001; and better 501 and better than that no less than 0001 or even ... 5 0 reaction tubes; Each has an inner diameter to length ratio of #0 to 0001, best of 151 to one, and even better of 7900 to 2500 . The present invention is particularly suitable for large-format designs; Of the high-capacity furnaces containing at least 100 reaction tubes with a ratio between length and inner diameter of not less than 100. These furnaces are designed to withstand a high temperature (no less than 850 YO) and a pressure (Je) (no less than 10 atmospheric pressure). It is preferable that these furnaces contain no less than 0000 tubes. An interaction with the ratio between their respective lengths and diameters, YAY |
٠ الداخلي ما لا يقل عن 700 . والأفضل للقيام بعمليات تشغيل كبيرة الحجم أن يتم استخدام أفران أنبوبة تبلغ النسبة بين طول كل منهما وقطرها الداخلي ما لا ٠٠٠١ تحتوى على ما لا يقل عن وهذه الأفران تصلح للقيام بعمليات تشغيل كبيرة الحجم التي تتم تحت ضغط . You يقل عن رطل لكل بوصة مربعة ودرجات حرارة مرتفعة مثال ذلك ما 50٠0 مرتفع ؛ أي ؛ ما لا يقل عن . درجة مئوية AVE لا يقل عن حوالي ٠ فيما يلي يوفر المثال التالي تصورا للتجسيد الخاص بأنبوبة التفاعل المعدنية التابعة : للاختراع الراهن مثال ؟ وعند الضغط You يتم تغذية جهاز الشكل 7 بالتركيب التالي وذلك عند درجة حرارة تبلغ ومعدل التدفق المذكورة . ويتم احتساب تركيب ناتج الغاز على أساس الديناميكا الحرارية للاتزان . رطل لكل بوصة مربعة 577 aly الكيميائي عند درجة حرارة تبلغ 897 درجة مئوية وضغط 71749 وتبلغ درجة حرارة الناتج الخارج 590 درجة مئوية ؛ بينما يبلغ معدل التغذية بالهواء رطل لكل بوصة ١١ aly درجة مئوية وضغط ١8١ كيلو مول / ساعة عند درجة حرارة مربعة . ويحتوى غاز الوقود على 2747 11 ؛ ويمثل المتبقي غازات أخرى . وتبلغ درجة درجة مئوية بينما تبلغ درجة حرارة 85 ٠ حرارة التسخين الابتدائي للوقود والهواء ما يقترب من ١ . العادم حوالي £90 درجة مئوية جزئى جرامىع0001 7 غاز التغذية الغاز الناتج 45.28 1.19 H2 vy, 14.93 - Co 5.66 8.18 002 6.86 30.86 CH4 4.35 6.29 | N2 27.90 53.57 H20 ) ضغط ( رطل لكل بوصة مربعة Yo 508 638 : YAN0 Internal no less than 700. It is preferable to carry out large-scale operations to use tube furnaces with a ratio between the length of each of them and its inner diameter of no less than 0001 containing no less than, and these furnaces are suitable for carrying out large-scale operations that are carried out under pressure. You are less than 5000 psi and high temperatures eg 5000 high; any ; no less than . ° C AVE not less than about 0 The following example provides a visualization of the embodiment of the dependent metal reaction tube: For the present invention Example? The stated temperature and flow rate. The composition of the gas output is calculated on the basis of equilibrium thermodynamics. chemical psi 577 aly at a temperature of 897°C and a pressure of 71749 and an output temperature of 590°C; While the rate of air feed in pounds per inch is 11 aly degrees Celsius and the pressure is 181 kilomol / hour at a square temperature. fuel gas contains 11 2747 ; The remainder represents other gases. The temperature of the initial heating of fuel and air is approximately 85 0 degrees Celsius, while the temperature of the initial heating of fuel and air is close to 1 . Exhaust about £90°C mole gas 0001 7 Feed gas Output gas 45.28 1.19 H2 vy, 14.93 - Co 5.66 8.18 002 6.86 30.86 CH4 4.35 6.29 | N2 27.90 53.57 H20 (pressure) psi Yo 508 638 : YAN
١ ) معدل التدفق ( كيلو مول / ساعة 4583 3222 درجة حرارة قمة إعادة التشكيل : 0 درجة مئوية 1700 : عدد أنبوبة الاحتراق : القطر الداخلى لأنبوبة الاحتراق oo ملليمتر 19,8 : الطول الكلى لأنبوبة الاحتراق 0ملليمتر 367 : طول / قطر أنبوبة الاحتراق يتضح من ذلك أن تحولات الميثان العالي إلى مزيج من الهيدروجين وأول أكسيد الكربون Ve لتحقيق واستيعاب الكثير LAS ودرجات حرارة منخفضة بصورة le ؛ يمكن تحقيقها عند ضغط من السبائك المتاحة تجاريا عالية الحرارة . ويعنى ذلك أن الأفران المخترعة يمكن صنعها من أنابيب معدنية بدلا من الأنابيب الخزفية ؛ وكذلك يزيد من العمر الافتراضي لاستخدام هذه الأنابيب حتى لو تم استخدامها في التحويل العالي للميثان إلى مزيج الهيدروجين وأول أكسيد . الكربون عند ضغط عالي Ye الوصف العام المطبق على التجسيدات يتم تحديد النموذج الأفضل وظروف التشغيل الخاصة بالفرن المخترع باستخدام تطبيق ( خاص يعتمد على عدة عوامل سوف يلي ذكرها . مثال ذلك إعادة تشكيل البخار - الميثان وأغلب التفاعلات ماصة الحرارة ذات الأهمية ) والذي يفضل القيام بها عند درجات حرارة عالية وضغط منخفض . وعلى أي حال ؛ فإن أغلب التطبيقات الخاصة بخليط الهيدروجين وأول أكسيد ٠ الكربون الناتج فإن ذلك يتطلب أن يكون الخليط عند ضغط عالي . وبعد استخدام الضواغط للقيام . بضغط الخليط المذكور مكلف جدا من حيث رأس المال أو الطاقة ومن خلال هذا الاختراع يمكن تشغيل وإنتاج خليط الهيدروجين وأول أكسيد الكربون عند ٠٠١ ضغط جوى باستخدام أنابيب معدنية وبما يصل إلى ٠١ أي ضغط مطلوب يصل إلى حوالي ضغط جوى أو أكثر باستخدام أنابيب خزفية . ويمثل الضغط المفضل أقل ضغط مطلوب YO للاستخدامات التالية للغاز الناتج مما يعنى عدم الحاجة إلى استخدام ضاغط الخليط إلغازي1) Flow rate (kmol/h) 4583 3222 Reforming tip temperature: 0 ° C 1700 : Number of combustion tubes : Internal diameter of the combustion tube oo mm 19.8 : Total length of the tube Combustion 0 mm 367 : length / diameter of the combustion tube It is clear from this that the transformations of high methane into a mixture of hydrogen and carbon monoxide Ve to achieve and absorb a lot of LAS and low temperatures in the form of le; can be achieved at Compression of commercially available high-temperature alloys, which means that the invented furnaces can be made of metal tubes instead of ceramic tubes, and also increases the life span of using these tubes even if they are used in the high conversion of methane to a mixture of hydrogen and monoxide Carbon at high pressure Ye General description applicable to embodiments The best model and operating conditions of the inventor furnace are determined using a special application that depends on several factors that will be mentioned below. For example, steam reforming - methane and most Endothermic reactions of interest) which are preferably carried out at high temperatures and low pressures. And anyway; Most of the applications of the mixture of hydrogen and 0 carbon monoxide resulting from this requires that the mixture be at high pressure. And after using compressors to do. The pressure of the aforementioned mixture is very costly in terms of capital or energy. Through this invention, it is possible to operate and produce a mixture of hydrogen and carbon monoxide at 100 atmospheric pressure using metal tubes, up to 100. Any required pressure reaches about pressure one or more atmospheres using ceramic tubes. The preferred pressure represents the lowest required pressure YO for the following uses of the resulting gas, which means that there is no need to use a gas mixture compressor
YANYAN
YYYY
. المستخدم في هذا المجال في الوقت الحالي ويمكن أن يكون ضغط الهواء والوقود القابل للاحتراق ونواتج الاحتراق الموجودة في مسار تدفق الاحتراق مساوي لضغط الغرفة . وعند القيام بتفاعلات ماصة للحرارة عند ضغط مرتفع ؛ فإنه يفضل الحفاظ على ضغط غازات الاحتراق عند مستوى عالي من الضغط مثال ذلك / حمسي ضغط جوى أو ما يزيد عن ذلك ؛ مما يقلل من إجهاد أنابيب التفاعل مما ٠١ ما بين ؟ إلى © . باستخدام أنابيب تفاعل رقيقة وتعتمد النسبة المفضلة ما بين القطر الداخلي إلى طول أنابيب الاحتراق وكذلك أنابيب التفاعل على التجسيد المختار ؛ درجة الحرارة المئوية المطلوبة ؛ وانخفاضات ضغط الغاز. used in this field at the present time, and the pressure of air, combustible fuels, and combustion products present in the combustion flow path can be equal to the room pressure. And when carrying out endothermic reactions at high pressure; It is preferable to maintain the pressure of the combustion gases at a high level of pressure, for example / Hamsi atmospheric pressure or more than that. Which reduces the stress of the reaction tubes. What is between 01 and ? to © . Using thin reaction tubes The preferred ratio of inner diameter to length of burner tubes as well as reaction tubes depends on the embodiment chosen; required temperature; gas pressure drops
L / 0 فإن نسبة ) ١ ( المسموح بها خلال الاستخدام والتشغيل مثال ذلك من خلال تجسيد الشكل تتراوح L/D يفضل استخدام نسبة ١ بينما خلال الشكل ٠00 إلى 408٠0 المستخدمة تتراوح بين ٠L / 0, the percentage (1) that is allowed during use and operation, for example through the embodiment of the shape, ranges from L / D. It is preferable to use a ratio of 1, while during the form 000 to 40800 used ranges from 0
You ما بين ٠9؟ إلى لأنابيب الاحتراق والتفاعل صغير نسبيا ؛ مثال ذلك أن Jala يفضل أن يكون القطر ملليمتر ؛ وذلك لأغراض Vo إلى ١١ ملليمتر ؛ ويفضل ما بين ٠٠ يتراوح ما بين © إلى اقتصادية ¢ ولكنه من الممكن أن يتم استخدام أنابيب ذات أي قطر داخلي . ويتطلب القطر الصغير أن تكون الأنابيب ذات جدران رقيقة بالمقارنة مع الأنابيب ذات القطر الكبير في نفس درجة ١ الحرارة وضغط مختلف وبالتالي تقل التكلفة .وإذا كانت الأنابيب صغيرة جدا فإن عدد الأنابيب يكون كبيرا جدا وترتفع التكلفة مرة أخرى . وكذلك ؛ فإن الأنابيب صغيرة القطر جدا تتسبب في مشكلات أثناء حشو الحفاز في النماذج التي تحتوى على حفاز داخل الأنابيب ؛ مما يؤدى إلى انتقال الحرارة بشكل ضعيف .وبالنسبة إلى أنابيب الخزف التي يحدث الاحتراق بداخلها ؛ فإن الأقطار الصغيرة تتسبب في الحث على انتقال حرارة منطقة الاشتعال ؛ والتي قد تتسبب في زيادة ٠ درجة حرارة الجدار . وتتسبب الأنابيب الأكبر في حدوث تسرب حراري غير مرغوب فيه عن . طريق الإشعاع وعند تحديد عدد الأنابيب المفضل ؛ فإنه يجب أن يتم الاختيار بين مفاعل واحد كبير جدا وعدة مفاعلات صغيرة ؛ وخصوصا أثناء عمليات التشغيل الصناعية الخاصة بمعالجة أحجام كبيرة جدا من غاز التشغيل وعموما هناك بعض المميزات الناتجة عن استخدام ما يزيد عن عدة Yo آلاف من الأنابيب في مفاعل واحد . ويفضل استخدام أقل عدد ممكن من الأنابيب عند القيامYou between 09? to combustion tubes and the reaction is relatively small; For example, Jala preferably has a diameter of millimeters; For purposes of Vo to 11 mm; Preferably between 00 ranging from © to economical ¢, but it is possible to use pipes of any internal diameter. The small diameter requires that the pipes be thin-walled compared to the pipes of large diameter at the same temperature and different pressure, and thus the cost decreases. If the pipes are very small, the number of pipes is very large, and the cost rises again. as well as; Very small diameter tubes cause problems during catalyst filling in models that contain catalyst inside the tubes; Which leads to weak heat transfer. With regard to ceramic tubes in which combustion occurs; the small diameters cause heat transfer in the ignition area; Which may cause an increase of 0 in the wall temperature. Larger pipes cause unwanted heat leakage. radiation route and when determining the preferred number of tubes; The choice must be made between one very large reactor and several small reactors. Especially during industrial operations for processing very large volumes of operating gas, and in general there are some advantages resulting from the use of more than several thousand tubes in one reactor. It is preferable to use the least possible number of tubes when doing
YAYYAY
بعملية تشغيل الغاز . وباستخدام التجسيد المذكور من خلال الشكل 7 المحتوى على أنابيب تفاعل ذات قطر داخلي يبلغ +A بوصة فإن إنتاج خليط الهيدروجين وأول أكسيد الكربون لكل أنبوبة من خلال مثال واحد aly حوالي 7,7 كيلو جرام - مول / ساعة . و ينبغي أن تكون سبائك المعدن المفضلة من خلال الاختراع الراهن لها قدرة عالية على و مقاومة التشوه الحراري ( مقاومة التشوه والتمزق ) ويكون كذلك لها مقاومة ضد كل من الأكسدة والتآكل إلغازي . ومن ضمن السابئك المفضلة المناسبة لهذه الاستخدامات الكثير من السبائك المحتوية على النيكل ؛ سبائك درجات الحرارة العالية ٠ مثال ذلك ؛ عند استخدام فرن التفاعل المخترع في إعادة تشكيل البخار الخاص بالميثان باستخدام سبائك أساسها النيكل وتحتوى على الكروم ؛ التنجستين والموليبدينيوم مثال ذلك /Haynes.RTM.230(Cr22 « 14 ارات M 2 والباقي (NT المتاح تجاريا Haynes International . Inc . of Kokomo , Ind sal . وعند ١ الحاجة ؛ يمكن تزويد أنابيب المعدن بغطاء مناسب لمنع تلوث المعدن وصور المهاجمة الأخرى . وهذه الأغطية معروفة في هذا المجال . وتعتمد درجة الحرارة القمية الخاصة بعملية التشغيل على الضغط المختار ؛ مادة الأنبوبة ؛ تركيب خليط التغذية ؛ ومتطلبات عمليات التشغيل الخارجية . ويفضل القيام بالتشغيل + عند درجات حرارة مرتفعة مما يزيد من عمر الأنابيب بدرجة مقبولة تحت الظروف المختارة . وفى هذه الحالات ؛ يتم تشغيل أنابيب الخزف عند درجات حرارة قمية تتراوح ما بين ٠٠١5١ إلى ما يزيد عن ٠١7١٠١١ درجة مئوية ؛ بينما يفضل تشغيل الأنابيب المعدنية عند مستوى من درجات الحرارة يتراوح ما بين حوالي 85٠ إلى ٠٠٠١ درجة مئوية . ومن خلال حالات أخرى ؛ يمكن تحقيق أتزان حراري لعمليات التشغيل العليا مع تحقيق انخفاض في التكاليف الكلية عند درجات حرارة أقل نسبيا عن المذكورة من قبل عند استخدام أنابيب معدنية أثناء عمليات التشغيل عندما + تبلغ قمة درجة الحرارة المفضلة ما بين حوالي 875 إلى AYO درجة مئوية . خلال تجسيد مفضل للاختراع يتم تصميم فرن التفاعل وتشغيلها بحيث يتم التشغيل خلال العملية ذات الحالة الثابتة في وجود فرق بين درجة حرارة تسخين كل من الوقود والهواء قبل خلطهما في منطقة الاحتراق وأقصى درجة حرارة للتفاعل ماص للحرارة ؛ والذي يمثظله فرق 0+ درجات الحرارة DELTA المذكور من خلال الشكل A ؛ بحيث aly هذا الفرق ٠٠١ درجة مئوية والأفضل أن يكون ٠٠ درجة مئوية إلى ٠٠١ درجة مئوية . وذلك لأن أغلب أنواع الوقود YANgas operation. Using the embodiment cited in Figure 7 containing reaction tubes with an inner diameter of A+ inch, the production of the mixture of hydrogen and carbon monoxide per tube by one example aly is about 7.7 kg-mol/h. The metal alloys preferred by the present invention should have a high ability to resist thermal deformation (resistance to deformation and tear) and be resistant to both oxidation and gaseous corrosion. Among the preferred alloys suitable for these uses are many nickel-containing alloys; High temperature alloys 0 is an example of this; When using the invented reaction furnace to re-form the methane vapor using nickel-based and chromium-containing alloys; Tungsten and molybdenum for example / Haynes.RTM.230(Cr22 « 14 arat M 2 and the remainder (NT) commercially available Haynes International. Inc. of Kokomo, Ind sal. 1 When needed; can be supplied Metal pipes with a suitable cover to prevent metal contamination and other forms of attack.These covers are known in the industry.The top temperature of the operation process depends on the pressure chosen;the material of the pipe;the composition of the feed mixture;and the requirements of the external operations.It is preferable to perform + operation at higher temperatures than It increases the life of the tubes to an acceptable degree under the selected conditions.In these cases, the ceramic tubes are operated at peak temperatures ranging from 151000 to more than 10110010 degrees Celsius, while it is preferable to operate the metal tubes at a level of temperatures ranging from Between about 850 to 0001 ° C. Through other cases, it is possible to achieve thermal equilibrium for higher operations with a decrease in total costs at relatively lower temperatures than previously mentioned when using metal pipes during operations when + reaches a peak The preferred temperature is between about 875 to AYO degrees Celsius. In a preferred embodiment of the invention the reaction furnace is designed and operated such that operation during the steady-state process takes place in the presence of a difference between the heating temperature of each of the fuel and air prior to their mixing in the combustion zone and the maximum endothermic reaction temperature; which is represented by the 0 + temperature DELTA mentioned by figure A; So that aly this difference is 001 degrees Celsius and it is better to be 00 degrees Celsius to 001 degrees Celsius. This is because most fuels are YAN
Y¢ £00 الغازي المعروفة تشتعل ذاتيا مع الهواء عند درجات حرارة تتراوح ما بين 600 إلى 856 أغلب التفاعلات الماصة للحرارة ذات الأهمية تحدث عند حوالي oY درجة مئوية وكذلك ٠ " إلى 956 درجة مئوية ؛ ويعنى هذا أنه خلال عملية التشغيل العادية التابعة لهذا التجسيد المفضل درجة مئوية ) تفوق درجة حرارة oes يتم تسخين الهواء والوقود الغازي إلى درجة ( 400 إلى وينتج عن هذا التسخين المكشف . ١١“ الاحتراق الذاتي قبل اتحادهما داخل منطقة الاحتراق 0 . حدوث تبريد مكثف للغازات الناتجة الماصة للحرارة وبنفس الطريقة ؛ يفضل تصميم وتشغيل الفرن بحيث يتم تبريد غازات الاحتراق الناتجة بشكل ملحوظ قبل دخولها للفرن . وعند استخدام تصميم للفرن وعملية تشغيل مناسبين فإنه من الممكن التأكد من أن كل من غازات الاحتراق والغازات الناتجة تخرج من الفرن عند درجات درجة متوية ؛ مما يوفر كفاءة حرارية عالية ودرجات ٠0860 حرارة معتدلة ؛ مثال ذلك تحت Ve . حرارة معتدلة لكل من أنابيب التوصيل والجهاز ويمكن أن يستعمل هذا الاختراع لإجراء عديد من التفاعلات الماصة للحرارة المختلفة تجديد البخار لهيدروكربونات خفيفة ؛ وبالأخص الميثان والإيثان والغاز الطبيعي ؛ والتحلل Jie ¢ الإيثان والبروبان إلى الكيناتها المناظرة وتفاعل التحول ماء - غاز Jie الحراري لإمكانات . وهكذا . وهذه العمليات معروفة جيدا في هذا المجال YO ويمكن إجراء بعض هذه العمليات بدون حفاز في حين أن عمليات أخرى تحتاج أو تستخدم في العادة حفاز مناسب . وعند استعمال حفاز ؛ فإنه يجب أن يحتفظ بنشاط كاف لمدة طويلة من الزمن عند درجات الحرارة العالية التي يمكن مصادفتها هنا . ويجب أن يكون الحفاز على درجة كافي من القوة لحمل وزن الطبقة أعلاه . كما يجب أن يتضمن حجم جسيمي صغير يكفى لتقليل Lay -بدرجة كافية لكي يملأ بشكل مناسب الفراغات بين الأنابيب ولكن يكون كبيرا ٠ انخفاض الضغط خلال الطبقة إلى قيمة مقلوبة . ولا يجب أن يترابط ببعض التلبد أو بالأنابيب عند التعرض الطويل لدرجات الحرارة العالية . ويعتبر الشكل المناسب من نيكل على ألومينا أحد . الوسائل الممكنة ؛ ولكن ورد تقرير بأن هناك حفازات أخرى مناسبة أيضا ولإنتاج هيدروجين ؛ يمكن أن يوضع إما حفاز تحويل مرتفع الحرارة و / أو حفاز تحويل منخفض الحرارة اختياريا داخل المفاعل في المنطقة التي يبرد فيها غاز العملية ويتسبب هذا في +The known gaseous Y¢£00 self-ignites with air at temperatures in the range of 600 to 856 °C. Most of the significant endothermic reactions occur at about oY °C as well as 0" to 956 °C; this means that within Normal operation of this preferred embodiment (°C) above oes temperature air and gaseous fuel are heated to 400°C and this exposed heating results in .11” self-combustion prior to their union within the combustion zone 0 . The occurrence of intensive cooling of the resulting endothermic gases, and in the same way, it is preferable to design and operate the furnace so that the resulting combustion gases are significantly cooled before entering the furnace.When using an appropriate furnace design and operation process, it is possible to ensure that each of the combustion gases The resulting gases come out of the furnace at degrees Celsius, which provides high thermal efficiency and moderate temperatures of 00860 degrees, for example, under Ve. For different temperatures, steam regeneration of light hydrocarbons, in particular methane, ethane and natural gas; And the decomposition of Jie ¢ ethane and propane to their corresponding kinases and the transformation reaction Jie water - gas thermal potential. And so on. These processes are well known in this field YO and some of these processes can be performed without a catalyst while other processes need or usually use a suitable catalyst. when using a catalyst; It must maintain sufficient activity for a long period of time at the high temperatures that can be encountered here. The catalyst must be of sufficient strength to support the weight of the above layer. It shall also include a particle size small enough to reduce the Lay - sufficient to adequately fill the voids between the tubes but be large enough to reduce the pressure drop through the layer to an inverted value. It should not bond with some flocculation or pipes when exposed to high temperatures for a long time. The appropriate form of nickel over alumina is one. possible means; However, it was reported that there are other catalysts that are also suitable for hydrogen production. Either a high-temperature conversion catalyst and/or an optionally low-temperature conversion catalyst may be placed inside the reactor in the region where the process gas cools and this causes +
Hy أن معظم أكسيد الكربون ( 0 © ) يتفاعل مع وفرة من الهيدروجين 11:0 لتكوين مزيد من اHy indicates that most of the carbon dioxide ( 0 © ) reacts with an abundance of hydrogen 0:11 to form more A
Yo . ) " كناتج جانبي ( الذي يطلق عليه تفاعل " تحويل ماء - غاز CO, مع . ويمكن إجراء تغييرات عديدة في التجسيدات المفضلة لهذا الاختراع كما سبق ذكره وعلى سبيل المثال ؛ يمكن تحويل مسارات تدفق الوقود إلغازي والهواء حسب الرغبة . وأيضا ؛ لا تحتاج مسارات التدفق هذه إلى أن تكون حلقي ومشتركة في نفس المركز مع أنابيب التفاعل هم كما هو مبين ولكنها يمكن أن تكون بأي ترتيب يسمح بتسخين الوقود والهواء كل على حدة إلى درجات حرارة أعلى درجات حرارة واشتعالهما الذاتي قبل تجمعهما واتحادهما في منطقة الاحتراق .وأيضا ؛ لا يتطلب الأمر استعمال وسيلة توليد حرارة منفصلة لكل أنبوبة تفاعل ؛ حيث يكفى توصيل حرارة كافية من وسيلة توليد حرارة واحدة أو أكثر بداخل الفرن لإجراء التفاعل الماص للحرارة . وبالإضافة إلى ذلك ؛ فإنه يمكن العمل على تدفق غازات الاحتراق من جهة ؛ وغازات التفاعل الماص للحرارة من جهة أخرى ؛ معا في تيار واحد بدلا من التدفق كل منهما . عكس الآخر ؛ حسب الرغبة ؛ يمكن أن يكون تيار مائع JED إجراء تغييرات أخرى .وعلى سبيل Lad ومن الممكن العملية على شكل أنواع عديدة مختلفة بما في ذلك الغازات والسوائل في حالة الغليان والسوائل العادية أو الردغات الملاطية المحتوية على مواد صلبة دقيقة . ويمكن أن يحدث أيضا تكثف غاز إلى سائل حسب الرغبة في المنطقة الأكثر برودة بالمفاعل . وبالإضافة إلى ذلك ؛ يمكن إجراء ١ تسخين مسبق للمفاعل البارد لبدء التشغيل كبديل بواسطة وسيلة أخرى بدلا من سخان بالمقاومة الكهربائية . وعلى سبيل المثال ؛ يمكن إضافة غازات احتراق ساخنة خلال فوهات إضافية في المفاعل ويجرى تدويرها خلال المنطقة المرغوبة . وأيضا ؛ يمكن استعمال أنواع عديدة مختلفة من العزل الحرارة داخل وعاء الضغط . وبالإضافة إلى لك ؛ يمكن أن تختلف أو تتغير درجة الحرارة القصوى لغازات الاحتراق داخل أنابيب الاحتراق بتجسيد الأنابيب الخزفية وخارج - 7. الأنابيب في تجسيد أنبوبة التفاعل المعدنية عن طريق تعديل تركيب الوقود ومعدلات تدفق الوقود والهواء . كما أن زيادة معدل تدفق الهواء تدريجيا أعلى من نسبة الاتحاد العنصري سوف يؤدى إلى الانخفاض التدريجي لدرجات الحرارة الموضعية القصوى . ويمكن أن تؤدى إضافات البخار . أيضا إلى الوقود إلى انخفاض درجات الحرارة القصوى وفى النهاية ؛ إذا كان الغاز التخليقى مرغوبا لتخليق أمونيا ؛ فإنه يمكن إضافة نسبة Yo ملائمة ) صغيرة في العادة ) من هواء مضغوط إلى الغاز الطبيعي والبخار ؛ بحيث أن الغازYo. (as a “by-product”) which is called a “water-gas conversion reaction” with CO. Several variations can be made in the preferred embodiments of this invention as aforementioned, for example; Also, these flow paths do not need to be annular and co-centered with their reaction tubes as shown but can be in any arrangement that allows the fuel and air to be heated separately to higher temperatures and ignite. Also, it does not require the use of a separate heat generation method for each reaction tube, as it is sufficient to conduct sufficient heat from one or more heat generation methods inside the furnace to conduct the endothermic reaction. It is possible to work on the flow of combustion gases on the one hand, and the endothermic reaction gases on the other hand, together in one stream instead of flowing opposite each other, as desired. Other changes. For example, it is possible to process in the form of many different types, including gases, liquids in the state of boiling, normal liquids, or slurry slurries containing fine solids. Condensation of a gas into a liquid may also occur as desired in the cooler region of the reactor. In addition ; 1 Preheating of the cold reactor for start-up may alternatively be done by another means than an electric resistance heater. and for example ; Hot combustion gases may be added through additional nozzles in the reactor and circulated through the desired region. And also ; Many different types of thermal insulation can be used inside the pressure vessel. In addition to yours; 7. The maximum temperature of the combustion gases inside the combustion tubes can be varied or changed by embodying the ceramic tubes and outside the tubes in the embodiment of the metal reaction tube by adjusting the fuel composition and the flow rates of fuel and air. In addition, the gradual increase in the air flow rate above the elemental union ratio will lead to a gradual decrease in the maximum local temperatures. Steam additions can be performed. also to the fuel to lower extreme temperatures and in the end; if syngas is desired for the synthesis of ammonia; It is possible to add an appropriate ratio of Yo (usually small) from compressed air to natural gas and steam; So that the gas
VAYVAY
YHYH
وسوف . (V iV) إلى .ل في العادة Ho التخليقى الناتج سوف يحتوى على النسبة المرغوبة من تتفاعل إضافة الهواء هذه في طبقة الحفاز أثناء التسخين ؛ ولكنها سوف تكون منخفضة بدرجة وسوف يظل التفاعل . كافية لكيلا ينتج عنها ارتفاع موضعي شديد لدرجة الحرارة في الطبقة الأجمال ماصا للحرارة .ولا تحتاج هذه الطريقة لصنع غاز تخليق أمونيا إلى إضافة أي أكسجين إلى جانب ما ينتج من الهواء نفسه ؛ ويعتبر هذا توفيرا مرغوبا في التكلفة مقارنة ببعض العمليات ٠ . المنافسة التي تتطلب فصل أكسجين من الهواء وجميع هذه التغييرات يقصد بها أن تكون مشمولة ضمن نطاق هذا الاختراع ؛ والذي . يكون محدودا فقط بعناصر الحماية المرفقةAnd I will. (V iV) to l. Normally the resulting synthetic Ho will contain the desired proportion of this addition of air reacts in the catalyst bed during heating; But it will be low and the interaction will remain. Sufficient to not result in a severe local increase in temperature in the endothermic aggregate layer. This method of making ammonia synthesis gas does not require the addition of any oxygen besides what is produced from the air itself; This is a desirable cost saving compared to some operations. competition requiring separation of oxygen from air and all such changes are intended to be included within the scope of this invention; which. It is limited only by the included safeguards
YANYAN
Claims (1)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US81025191A | 1991-12-19 | 1991-12-19 | |
US88903591A | 1991-12-19 | 1991-12-19 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SA93140127B1 true SA93140127B1 (en) | 2004-07-24 |
Family
ID=58231216
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SA93140127A SA93140127B1 (en) | 1991-12-19 | 1993-08-30 | An endothermic reaction process |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SA (1) | SA93140127B1 (en) |
-
1993
- 1993-08-30 SA SA93140127A patent/SA93140127B1/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2038289C (en) | Endothermic reaction apparatus | |
US6835360B2 (en) | Compact endothermic catalytic reaction apparatus | |
EP0703823B1 (en) | Endothermic reaction apparatus | |
US5229102A (en) | Catalytic ceramic membrane steam-hydrocarbon reformer | |
US5565009A (en) | Endothermic reaction process | |
US6096106A (en) | Endothermic reaction apparatus | |
US4909809A (en) | Apparatus for the production of gas | |
US6153152A (en) | Endothermic reaction apparatus and method | |
CA2079746C (en) | Endothermic reaction apparatus | |
SA93140127B1 (en) | An endothermic reaction process | |
AU620943B2 (en) | Gas burner with a premixing/preheating zone | |
KR100241568B1 (en) | Endothermic reaction process | |
NZ245475A (en) | Endothermic reaction vessel with metallic reaction tube in thermal contact with combustion zone | |
JPH0647444B2 (en) | Method for producing hydrogen-containing gas | |
JPS58181703A (en) | Method and apparatus for reforming light hydrocarbon | |
JP2002211904A (en) | Method of manufacturing hydrogen and double tube type reactor |