一种气态烃的热解方法及其实施装置.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115448254A(43)申请公布日2022.12.09(21)申请号202210067656.X(22)申请日2022.01.20(30)优先权数据20211168122021.06.09RU(71)申请人尤里·费多罗维奇·尤尔琴科地址俄罗斯阿尔泰地区希普诺沃村希普诺夫斯基区圣舒克什纳街1a，邮编658391(72)发明人尤里·费多罗维奇·尤尔琴科(74)专利代理机构上海众象合一知识产权代理有限公司31395专利代理师王纪营(51)Int.Cl.C01B3/24(2006.01)C01B32/05(2017.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种气态烃的热解方法及其实施装置(57)摘要本发明涉及在制备氢气、碳黑和其他可燃气时处理甲烷和其他挥发性、液态、固态可熔烃。通过位于被炉墙围砌的空间内的热解反应器，由空气和气态烃的富氢混合物燃烧得到的烟气进行加热，烟气在炉壁和反应器间隔处垂直向下移动，预热过的烃被送入反应器内部下方，而热解产生的氢气和碳黑从上部被排出。利用贯通反应器壁的导热金属元件增加反应器从烟气到热解产物的热传递，通过用对气态烃及其热解产物呈惰性的陶瓷球填充反应器的内部空间来形成主要的烧蚀表面。依靠陶瓷球的异向运动可使反应器的导热元件和内壁上的碳黑得到清除，固定在旋转轴上的叶片使陶瓷球在反应器的外围外壳附近向上移动，在靠近旋转轴的反应器中央部分向下移动。CN115448254ACN115448254A权利要求书1/2页1.一种烃的热解的方法，其特征在于，在位于被炉墙围砌的空间内的热解反应器内，由空气和气态烃的富氢混合物燃烧得到的烟气进行加热，使得大气中的CO2排放量得到最大限度地降低，烟气在炉壁和反应器间隔处垂直向下移动，预热过的烃被送入反应器内部下方，而热解产生的氢气和碳黑从反应器上部被排出；利用贯通反应器壁的导热金属元件增加反应器从烟气到热解产物的热传递，通过用对气态烃及其热解产物呈惰性的陶瓷球填充反应器的内部空间来形成主要的烧蚀表面；依靠陶瓷球的异向运动可使反应器的导热元件和内壁上的碳黑得到清除，固定在旋转轴上的叶片使陶瓷球在反应器的外围外壳附近向上移动，在靠近旋转轴的反应器中央部分向下移动，使反应器上部区域的温度保持在950‑1150℃，并对反应器下部区域进行加热，从而在反应器出口的烟气温度为700‑800℃。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烃采用气态烃。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述气态烃采用甲烷。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述烃采用液态加热烃，所述液态加热烃在压力下通过安装在反应器底部的喷嘴给入。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述烃采用固态可熔烃，所述固态可熔烃通过熔化转化为液态烃。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，空气和气态烃的混合物中富集从烃热解中获得的氢气。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，烟气在炉壁和反应器间隔处从上到下移动，使得反应器下部的温度处于750至950℃之间，使得渗碳链式反应得以进行。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，烃与烟气流向相逆从下往上送入反应器，使得加热均匀。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在送入反应器之前将液态和气态烃加热到390‑410℃。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，将可熔烃加热到300‑320℃。11.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，反应器中气态烃保持一定的流速，使反应器中气流的加热温度处于700至1050℃，气流中的气体升温速度达到0.1秒内300℃。12.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，氢气和未分解的气态烃的混合物从反应器的上部排出，利用膜过滤器从混合物中分离出纯氢，一部分气态烃和氢气的混合物被送到燃烧器中以制备烟气，另一部分则被重新送入反应器进行热解。13.一种烃热解装置，其特征在于，包含一个带炉壁的壳体，其中内置一个立式反应器，所述反应器壁由导热元件制成，而其内部装有对气态烃及其热解产物呈惰性的陶瓷球，所属反应器置有一个可旋转的带叶片的竖轴，其叶片的形状使颗粒以一定的角度向水平方向移动，其中顶部装有进口集气管，可将烟气从燃烧器给到反应器和炉壁的间隔处；反应器底部装有可从反应器排出烟气的集气管；反应器底部装有可给入待处理烃的进料口；反应器顶部装有集气管，可将热解产物从反应器内部排出，所述装置包含一个旋风分离器，其入口与反应器的上部集气管相连，所述旋风分离器净化后气体的出口与板式冷却器和过滤分离器相连，所述过滤分离器出气口与压缩泵相2CN115448254A权利要求书2/2页连，所述压缩泵的出口与膜过滤器的入口相连，所述膜过滤器可将混合气分离成纯氢和含氢混合气；其中，