SU262852A1

SU262852A1 - High-velocity tunnel reactor

Info

Publication number: SU262852A1
Application number: SU681250491A
Authority: SU
Inventors: В.Ф. Попов
Original assignee: Popov V F
Priority date: 1968-06-18
Filing date: 1968-06-18
Publication date: 1979-06-15

Description

Изобретение относитс к. устройств дл термической переработки углеводородов и может быть использовано, например, в производстве ацетилена и природного газа. Известен высокоскоростной туннель ный, реактор термоокислительного пиро лиза углеводородов до ацетилена, содержащий кольцевой эжекционный смеси тель с кольцевой горелкой, реакционный канал и закалочное устройство. Однако в таком реакторе эффективность процесса пиролиза низка, воспламенение газовой смеси на входе в реакционный, канал неустойчивое. Цель изобретени - повышение эффек тивности процесса пиролиза. В предлагаемом высокоскоростном туннельном реакторе термоокислительного пиролиза углеводородов применён конический щелевой огнепреградитёль/ соединенный с профилированным соплом стенки которого охлаждаютс водой. Дл предотвращени отрыва пламени от среза горелки при. высоких скорост х газового потока в реакторе применена форкамера, в которой стабилизйрующи кислород подогреваетс до 1000-200еРс благодар сжиганию в нем небольшого количества углеводородов. .На фиг. 1.изображен предлагаемый реактор, .разрез; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б фиг. 1. Реактор содержит корпус 1 кольцевой горелки с патрубками 2, 3 и 4, профилированным соплом 5 и перегородкой 6). центральное .тело 7 с ;форкамерой 8, трубой 9, патрубками 10 и 11, распределительными решетками 12, 13; чехол 14 с патрубком 15; реакционный канал 16; закалочное устройство с форсунками 17; корпус 18 реактора с патрубками 19, 20 и сажеочистное устройство 21. Сверху в форкамеру вмонтированы Центральна труба 22 с патрубком 23 и р д трубок 24, св занных распределительной решеткой 12. Распределительна решетка 12 закрыта чехлом сПатрубком 25. В распределитель-: ную решетку 13 вмонтирован р д трубок 26, несущих на свободном конце кольцевое сопло 27. Центровка сопла относительно корпуса 1 горелки и центральногр тела 7 осуществл етс ребрами 28. Между центральным телом 7 и корпусом 1 горелки образуетс кольцевой эжекционный смеситель, содержащий приемную камеру 29, камеру смешени 30, диффузор 31 и конический щелевой огнепреградитель 32.The invention relates to devices for thermal processing of hydrocarbons and can be used, for example, in the production of acetylene and natural gas. A high-speed tunnel, a thermo-oxidative pyrolysis reactor for hydrocarbons to acetylene is known, containing an annular ejection mixture with a ring burner, a reaction channel and a quenching device. However, in such a reactor, the efficiency of the pyrolysis process is low, the ignition of the gas mixture at the inlet to the reaction channel is unstable. The purpose of the invention is to increase the efficiency of the pyrolysis process. In the proposed high-speed tunnel reactor for thermo-oxidative pyrolysis of hydrocarbons, a conical slit flame arrester is used / connected to the profiled nozzle of the wall of which is cooled with water. To prevent the flame from cutting off the burner at. A high chamber gas flow rate in the reactor uses a prechamber in which stabilizing oxygen is heated to 1000–200 eP by burning a small amount of hydrocarbons in it. .In FIG. 1. depicts the proposed reactor. in fig. 2 - section A-A of FIG. one; in fig. 3 - section bb FIG. 1. The reactor contains a ring burner housing 1 with nozzles 2, 3 and 4, a profiled nozzle 5 and a partition 6). central body 7 s; prechamber 8, pipe 9, nozzles 10 and 11, distribution grids 12, 13; case 14 with pipe 15; reaction channel 16; quenching device with nozzles 17; reactor vessel 18 with nozzles 19, 20 and soot-cleaning device 21. A central pipe 22 with a nozzle 23 and a series of pipes 24 connected to a distribution grid 12. A distribution grid 12 is covered with a cover with a pipe 25. To a distribution grid: 13 a row of tubes 26 are mounted, carrying an annular nozzle 27 at the free end. The nozzle is centered relative to the burner body 1 and the central body 7 with ribs 28. An annular ejection mixer is formed between the central body 7 and the burner body 1, containing conductive receiving chamber 29, mixing chamber 30, diffuser 31 and slit conical flame arrester 32.

Реактор работает следующим образом Кислород и углеводородные газы, раздельно подогретые до 300-700 С, под давлением 0,5-2 ати поступают в реактор по патрубкам 15 и 4, при этом рислород распредел етс по трубкам 26 и сквозь кольцевое сопло 27 вытекает кольцевой струей в камеру смешени 30 эжектора. Сюда же подают углеводородные газы, которые, пройд между трубками 26, раздел ютс в приемной камере 29 на два кольцевых потока , охватывающих на выходе поток кислорода. Окончательное смещение газов завершаетс в кольцевом диффузоре 31. Из диффузора газова ,смесь пройд конический щелевой огнепреградитель 32, под углом 30-60° поступает в верхнюю часть сопла 5, где воспламен етс .The reactor operates as follows: Oxygen and hydrocarbon gases, separately heated to 300–700 ° C, under pressure of 0.5–2 MPa enter the reactor through nozzles 15 and 4, while the hydrogen is distributed through tubes 26 and through the annular nozzle 27 flows out in an annular jet into the mixing chamber 30 of the ejector. Hydrocarbon gases are then supplied, which, after passing between the tubes 26, are separated in the receiving chamber 29 into two annular streams, covering the outlet stream of oxygen. The final displacement of gases is completed in the annular diffuser 31. From the diffuser gas, the mixture passes through a conical slit-type flame arrester 32, at an angle of 30-60 ° enters the upper part of the nozzle 5, where it ignites.

Дл устойчивого воспламенени газовой смеси в центр сопла 5 из фор .камеры 8 подают разогретый до высокой температуры стабилизирующий кислород . С.помощью сопла 5профиль скоростей газового потока выравниваетс , поэтому по вление рециркул ционных зон в центре реакционного канала исключаетс . Образовавшиес в реакционном канале газы пиролиза с содержанием 8-9% ацетилена резко охлаждаютс на выходе водой, распылиёаемой форсунками 17. Из реактора газы пиролиза удал ют по пат)убку 19, а воду с частичками сажи - по патрубку 20. Внутренние стенки реакционного канала 16 периодически очищают от смол механическим сажеочистным устройством 21.In order to sustain the ignition of the gas mixture, stabilizing oxygen heated to a high temperature is supplied from the shape of the chamber 8 to the center of the nozzle 5. C. Using the nozzle 5, the gas flow velocity profiles are leveled, so that the occurrence of recirculation zones in the center of the reaction channel is eliminated. The pyrolysis gases with a content of 8–9% acetylene formed in the reaction channel are cooled sharply at the outlet with water sprayed by nozzles 17. From the reactor, the pyrolysis gases are removed by means of slab 19 and the water with soot particles is through nozzle 20. The inner walls of the reaction channel 16 periodically cleaned of resins mechanical soot-cleaning device 21.

Центральное тело 7, а также ст.енки щелевого огнепреградител 32 и сопла 5 охлаждают водой (конденсатом ) дл защиты от воздействи высоких температур. Воду на охлаждение центрального тела 7 подают по патрубку 10, она проходит между трубками 24 и трубой 22 и удал етс по патрубку 11. Дл охлаждени профилированного сопла 5 ьЪду направл ют по патрубку 3 между стенкой сопла и перегородкой 6 и удал ют по патрубку 2.The central body 7, as well as the stange slit flame arrester 32 and the nozzle 5 is cooled with water (condensate) to protect against exposure to high temperatures. Water for cooling the central body 7 is fed through the pipe 10, it passes between the tubes 24 and the pipe 22 and is removed through the pipe 11. For cooling the shaped nozzle 5, the pipe is guided through the pipe 3 between the wall of the nozzle and the partition 6 and removed through the pipe 2.

Реактор разжигают запальной горелкой; , которую ввод т в верхнюю часть форкамеры 8 по центральной трубе 22. Затем по патрубку 23 подают небольшое количество углеводородных газов, которые, пройд по кольцевой полости между корпусом запальной горелки и трубой 22, поступают в форкамеру 8. Стабилизирующий кислород подают в форкамеру по трубкам 24. В форкамере углеводородные газы сгорают, разогрева стабилизирующий кислород до Конец гор щего факела с избытком гор чего кислорода входит в сопло 5, поджига основную газовую смесь.The reactor is fired with a pilot burner; which is introduced into the upper part of the prechamber 8 through the central pipe 22. Then a small amount of hydrocarbon gases is fed through the pipe 23, which, passing through the annular cavity between the body of the pilot burner and the pipe 22, enter the prechamber 8. The stabilizing oxygen is fed into the prechamber through pipes 24. In the prechamber, the hydrocarbon gases are burned, the stabilizing oxygen is heated to the end of the burning torch with an excess of hot oxygen enters the nozzle 5, the main gas mixture is ignited.

Предлагаемый реактор повышает эффективность процесса пиролиза, а также обеспечивает высокую произво дительность .The proposed reactor improves the efficiency of the pyrolysis process, and also provides high productivity.

Claims

Invention Formula

A high-speed tunnel reactor for thermal-oxidative pyrolysis of hydrocarbons to acetylene, consisting of an annular ejection mixer with an annular burner, a reaction channel and a quenching device, which is designed so that, in order to increase the efficiency of the pyrmelis process, the annular burner is equipped with a chamber and a conical fritted flamelight. connected to the profiled nozzle.