用于吸热反应的方法和装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN104620050A(43)申请公布日2015.05.13(21)申请号201380047041.X(51)Int.Cl.(2006.01)(22)申请日2013.08.14F23C5/08F23C13/00(2006.01)(30)优先权数据12184303.12012.09.13EP(85)PCT国际申请进入国家阶段日2015.03.10(86)PCT国际申请的申请数据PCT/EP2013/0669982013.08.14(87)PCT国际申请的公布数据WO2014/040815EN2014.03.20(71)申请人乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司地址法国巴黎(72)发明人J·康塞斯F·卡米-佩雷B·拉贝戈尔(74)专利代理机构北京市中咨律师事务所11247代理人张振军林柏楠权利要求书1页说明书7页附图9页(54)发明名称用于吸热反应的方法和装置(57)摘要本发明涉及一种用于进行吸热过程的炉，其包括含用于使气态进料转化的催化剂的管(2)，其中所述管(2)放置在炉(1)内；位于管(2)之间的安装在炉顶(1b)的内部燃烧器(3)；和位于管(2)与炉壁(1a)之间的安装在炉顶(1b)的外部燃烧器(3b)。将外部燃烧器(3b)设置在炉壁(1a)附近，并构造外部燃烧器(3b)以使其在45-60％的内部燃烧器(3a)的功率下以及在入口速度为90-110％的内部燃烧器(3a)的入口速度下操作。CN104620050ACN104620050A权利要求书1/1页1.一种用于进行吸热过程的炉，包括含用于气态进料转化的催化剂的管(2)，其中所述管(2)位于炉(1)内；在管(2)之间的安装在炉顶(1b)的内部燃烧器(3a)；和在管(2)与炉壁(1a)之间的安装在炉顶(1b)的外部燃烧器(3b)；所述炉的特征在于外部燃烧器(3b)位于炉壁(1a)附近，构造外部燃烧器(3b)以使其在45-60％的内部燃烧器(3a)功率下以及在入口速度为90-110％的内部燃烧器(3a)的入口速度下操作。2.根据权利要求1的炉，其特征在于管(2)成排放置且炉壁(1a)和第一管排之间的距离与两个相邻管排之间的狭缝的比例对应于外部和内部燃烧器(3a、3b)的功率之比。3.根据权利要求1或2的炉，其特征在于至少一部分炉顶(1b)配置耐温、高发射率的固体表面(7)。4.根据权利要求3的炉，其特征在于高发射率固体表面(7)含有碳化硅或陶瓷多孔泡沫。5.根据前述权利要求中任一项的炉，其特征在于至少一些燃烧器(3a、3b)是喷焰燃烧器。6.根据权利要求1-4中任一项的炉，其特征在于至少一些燃烧器(3a、3b)是使用高旋流球焰技术的燃烧器。7.根据前述权利要求中任一项的炉，其特征在于设置至少一些燃烧器(3a、3b)使得在多孔辐射屏蔽物上形成火焰。8.根据权利要求7的炉，其特征在于将至少一些燃烧器(3a、3b)就催化剂管(2)而言以正方形或六边形的构造设置。9.根据权利要求7或8的炉，其特征在于辐射屏蔽物的长度为含催化剂的管的长度的10-40％。10.根据前述权利要求中任一项的炉，其特征在于将至少一部分炉顶(1a)设计成具有凸形或凹形形状。11.一种操作用于进行吸热过程的炉的方法，其中包含催化剂的管位于炉的内部以使气态进料转化且将所述炉通过位于管之间的安装在炉顶的内部燃烧器以及位于管与炉壁之间的安装在炉顶的外部燃烧器加热，其特征在于外部燃烧器位于炉壁附近，将外部燃烧器在45-60％的内部燃烧器功率下操作，且将外部燃烧器的入口速度调至90-110％的内部燃烧器的入口速度。12.根据权利要求11的方法，其特征在于使至少一些燃烧器的火焰由炉顶导向炉底。13.根据权利要求11或12的方法，其特征在于进料由炉顶至炉底流动通过垂直排列的催化剂管。14.根据权利要求11-13中任一项的方法，其特征在于通过空气注入调节入口速度。15.根据权利要求11-14中任一项的方法，其特征在于吸热过程是蒸汽重整过程。2CN104620050A说明书1/7页用于吸热反应的方法和装置[0001]本发明涉及用于在外燃式反应器中的蒸汽甲烷重整(SMR)及其他吸热反应的顶燃式炉的设计。[0002]SMR工艺主要基于轻烃如甲烷在水蒸气的存在下得到氢气(H2)和一氧化碳(CO)混合物的重整反应。该反应是吸热且缓慢的，并需要额外的热输入以及催化剂存在。SMR反应器通常包括置于炉中的几个管，所述管由催化剂粒料填充并供应甲烷和蒸汽的工艺气体混合物。[0003]工业范围出现几种炉设计。顶燃技术是最多提及的设计之一，且它由几个技术提供者提出。顶燃式炉通常由包含几排含催化剂管的耐火材料衬里的燃烧室制成。将顶部燃烧器成排放置在管排之间且通常将离开燃烧器的燃烧