本發(fā)明涉及一種蒸汽重整爐，包括：

-燃燒室，燃燒室具有界定燃燒室的底部、頂板和側(cè)壁，

-催化劑管，催化劑管被布置成若干排，催化劑管穿過(guò)燃燒室的底部和/或頂板，

-燃燒器，燃燒器被布置在燃燒室的頂板、底部或一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁上，用于加熱催化劑管，

-進(jìn)給管路，進(jìn)給管路在燃燒室的底部下方或燃燒室的頂板上方延伸，每一個(gè)進(jìn)給管路用于向催化劑管供給析出氣體和向燃燒器供給空氣和燃料氣體，

-收集管路，收集管路在燃燒室的底部下方或燃燒室的頂板上方延伸，用于排出產(chǎn)物氣體，

-通道，通道在燃燒室的底部下方或燃燒室的頂板上方延伸，用于從燃燒室排出燃燒器廢氣，其中通道的頂板每個(gè)都由燃燒室的底部或頂板形成，其中通道沿著催化劑管排布置并且被布置在催化劑管排之間，并且其中通道的頂板包括用于廢氣通過(guò)的開(kāi)口。

本發(fā)明還涉及用于利用蒸汽將含烴氣體催化轉(zhuǎn)化成含氫和碳氧化物的合成氣體的方法。

背景技術(shù)：

蒸汽重整爐用于利用蒸汽將氣態(tài)烴轉(zhuǎn)化成主要由一氧化碳和氫構(gòu)成的合成氣體是已知的。在烏爾曼工業(yè)化學(xué)百科全書(shū)第六版第15卷“氣體生產(chǎn)”章2.2節(jié)中在原理上描述了蒸汽的重新形成方法。在相同章的2.2.3節(jié)中論述了證明用于該過(guò)程的不同類型的管式反應(yīng)器。其中示出了如下管式反應(yīng)器，在該管式反應(yīng)器中燃燒器被安裝在重整爐殼體的頂部或側(cè)壁中。應(yīng)當(dāng)指出，除此之外，燃燒器被安裝在殼體的底部中，將火焰豎直向上地引導(dǎo)到殼體中的變型也是可能的，如文件de2521683a1中提到的。

為了充滿催化劑固定床的所有重整爐管的均勻加熱，其中重整爐管被布置在重整爐殼體中，用于從殼體排出燃燒器廢氣的通道的設(shè)計(jì)和布置是非常重要的。如上述提到的烏爾曼2.2.3節(jié)的圖6所示，重整爐的已有的設(shè)計(jì)在于在殼體頂部中布置燃燒器和在殼體的底部處布置廢氣收集通道。每一個(gè)與另一個(gè)都相反的燃燒器和通道被布置在重整爐管的排之間。根據(jù)文件de102011120938a1，已知的是能夠直接在重整爐殼體的底部下方布置廢氣收集通道。重整爐殼體的底部同時(shí)形成通道的蓋。通過(guò)蓋中的開(kāi)口，燃燒器廢氣從重整爐殼體通過(guò)，進(jìn)入廢氣收集通道中。通過(guò)收集管路，通道的端部與用于吸取廢氣的設(shè)備連接，設(shè)備例如是鼓風(fēng)機(jī)或煙囪。在每個(gè)通道內(nèi)廢氣流承受的流動(dòng)阻力導(dǎo)致從通道的起點(diǎn)到通道的端部的壓力損失。而且，吸取的廢氣量沿著通道的長(zhǎng)度逐漸地增加，而通過(guò)在通道的縱向上的另外的開(kāi)口，從重整爐殼體排出額外的燃燒器廢氣。這導(dǎo)致在燃燒器廢氣中的不均勻的紊流，不均勻的紊流沿著通道長(zhǎng)度分布或分布在重整爐殼體的底部區(qū)域中，并且因此導(dǎo)致重整爐管的不均勻加熱。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明的目的是提供蒸汽重整爐，當(dāng)吸取燃燒器廢氣時(shí)避免所描述的缺點(diǎn)。這種目的通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的特征的蒸汽重整爐來(lái)解決。

根據(jù)本發(fā)明的蒸汽重整爐：

一種蒸汽重整爐，包括：

-燃燒室，燃燒室具有界定燃燒室的底部、頂板和側(cè)壁，

-催化劑管，催化劑管被布置成若干排，催化劑管穿過(guò)燃燒室的底部和/或頂板，

-燃燒器，燃燒器被布置在燃燒室的頂板、底部或一個(gè)或多個(gè)側(cè)壁上，用于加熱催化劑管，

-進(jìn)給管路，進(jìn)給管路在燃燒室的底部下方或燃燒室的頂板上方延伸，每一個(gè)進(jìn)給管路用于向催化劑管供給析出氣體和向燃燒器供給空氣和燃料氣體，

-收集管路，收集管路在燃燒室的底部下方或燃燒室的頂板上方延伸，用于排出產(chǎn)物氣體，

-通道，通道在燃燒室的底部下方或燃燒室的頂板上方延伸，用于從燃燒室排出燃燒器廢氣，其中通道的頂板或底部每個(gè)都由燃燒室的底部或頂板形成，其中通道沿著催化劑管排布置并且被布置在催化劑管排之間，并且其中通道的頂板包括用于廢氣通過(guò)的開(kāi)口，

其特征在于

用于排出燃燒器廢氣的通道被設(shè)計(jì)成使得當(dāng)垂直于催化劑管觀察時(shí)，燃燒器廢氣的流速沿著通道的整個(gè)長(zhǎng)度是恒定的。

根據(jù)本發(fā)明通過(guò)沿著通道的長(zhǎng)度保持流速恒定，根據(jù)柏努利能量守恒定律，在動(dòng)壓和靜壓部分之間的比率同樣保持恒定。在另一方面，流速將從通道的起點(diǎn)向通道的端部增加，靜壓部分將由于這種動(dòng)壓部分的增加而降低，并且因此在重整爐殼體的內(nèi)部空間和通道之間的靜壓差將升高。這繼而將導(dǎo)致在通道的該區(qū)域中更強(qiáng)地提取燃燒器廢氣，其將不得不通過(guò)在殼體和通道之間的通道開(kāi)口的減少來(lái)抵償。

本發(fā)明還包括一種用于利用蒸汽將含烴氣體催化轉(zhuǎn)化成含氫和碳氧化物的合成氣體的方法，該方法包括以下方法步驟：

-提供含烴氣體和蒸汽，

-通過(guò)混合氣體和蒸汽來(lái)產(chǎn)生析出氣體，

-通過(guò)在重整條件下在根據(jù)權(quán)利要求1-6中的任一項(xiàng)的蒸汽重整爐中的轉(zhuǎn)化，將析出氣體轉(zhuǎn)換成包括氫和碳氧化物的合成氣體，

-排出合成氣體用于在方法之外的進(jìn)一步處理。

對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的是，重整條件被理解為重整爐車間的運(yùn)行條件，其確保原料轉(zhuǎn)化成合成氣體成分的技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上適宜的程度。選擇的一組運(yùn)行條件因此也稱為運(yùn)行點(diǎn)。

本發(fā)明的優(yōu)選方面

本發(fā)明優(yōu)選方面的特征在于，通道具有從它們的起點(diǎn)到它們的端部在流動(dòng)方向上呈喇叭形的楔形縱向輪廓。這方面考慮了沿著廢氣通道的長(zhǎng)度廢氣量逐漸地增加。

而且優(yōu)選的是，在通道頂板中的開(kāi)口每個(gè)都沿著整個(gè)通道長(zhǎng)度連續(xù)，并且具有在流動(dòng)方向上漸縮的楔形輪廓。由此，當(dāng)燃燒器廢氣從燃燒室通到通道中時(shí)，沿著廢氣通道的長(zhǎng)度壓力損失增加，因此可以從遠(yuǎn)離吸入裝置的廢氣通道的后部更容易地吸取燃燒器廢氣。

上述兩個(gè)優(yōu)選方面可以有益地結(jié)合，這是因?yàn)橐赃@種方式，通道橫截面的改變以及在重整爐殼體和通道之間的通道頂板中的開(kāi)口尺寸的改變是連續(xù)的和沒(méi)有任何突變的，其對(duì)于離開(kāi)重整爐殼體的燃燒器廢氣的廢氣流動(dòng)的均勻化是有益的。因此減少了由紊流造成的廢氣通道或燃燒室的單邊機(jī)械負(fù)荷以及重整爐管的不均勻加熱。

在本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的方面，通道頂板中的開(kāi)口通過(guò)爐柵覆蓋。以這種方式，形成連貫的開(kāi)口，該開(kāi)口不被閉合的點(diǎn)中斷。這非常有助于廢氣流動(dòng)的進(jìn)一步均勻化。

本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的方面的特征在于，通道的頂板每個(gè)都由延伸橫跨通道的整個(gè)寬度的多個(gè)板構(gòu)成，其中在通道頂板中形成開(kāi)口，由此板彼此間隔一定距離放置。以這種方式，沿著整個(gè)通道長(zhǎng)度保持通道開(kāi)口的寬度。由此簡(jiǎn)化通道的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)。通過(guò)調(diào)換和/或移轉(zhuǎn)板可以以簡(jiǎn)單的方式改變通路開(kāi)口的尺寸。

本發(fā)明進(jìn)一步優(yōu)選的方面的特征在于，板彼此的距離在廢氣的流動(dòng)方向上連續(xù)地變小。由于摩擦阻力通過(guò)通道壁施加于流動(dòng)的氣體上，在流動(dòng)方向上的通道中的靜壓減少，沿著通道長(zhǎng)度從重整爐殼體提取燃燒器廢氣變得更均勻。

附圖說(shuō)明

本發(fā)明進(jìn)一步的特征、優(yōu)點(diǎn)和可能的應(yīng)用還可以從以下示例性實(shí)施例的說(shuō)明和附圖中得到。所描述的和/或示出的所有特征自身或以任何組合形成本發(fā)明的主題，而與它們包括在權(quán)利要求中或它們反向引用無(wú)關(guān)。

參考附圖，將解釋本發(fā)明的示例性實(shí)施例。在附圖中：

圖1，即c-c′示出了從上面觀察的蒸汽重整爐的剖視圖，

圖2，即a-a′示出了從前面觀察的蒸汽重整爐的剖視圖，

圖3，即b-b′示出了從長(zhǎng)側(cè)觀察的蒸汽重整爐的剖視圖，

圖4示出了具有到重整爐殼體的楔形開(kāi)口的廢氣通道，

圖5示出了廢氣通道，其到重整爐殼體的開(kāi)口用板覆蓋。

具體實(shí)施方式

圖1示出了蒸汽重整爐1，其具有布置成平行的三排的重整爐管2。燃燒器3平行于重整爐管排在蒸汽重整爐殼體4的頂部上被布置成四排。與燃燒器排相反，每一個(gè)通道5被安裝在重整爐殼體4的底部6下方，用于排出燃燒器廢氣。上部邊界，即通道5的蓋11，同時(shí)形成重整爐殼體4的底部6的一部分。圖1沒(méi)有示出在蓋中的用于燃燒器廢氣通過(guò)的開(kāi)口。箭頭7指示燃燒器廢氣的流動(dòng)方向。當(dāng)燃燒器廢氣在通道5的端部離開(kāi)時(shí)，通過(guò)沒(méi)有示出的包括吸入裝置的廢氣收集系統(tǒng)接收它。

圖2示出了從前面觀察的蒸汽重整爐1。箭頭8指示到燃燒器3的燃料氣體供給。燃燒器3a的火焰被豎直地引導(dǎo)到重整爐殼體4中。箭頭9表示到重整爐管2的析出氣體供給，箭頭10表示產(chǎn)物氣體從重整爐管2的排出。通過(guò)重整爐底部6，燃燒器廢氣7通過(guò)在通道蓋11中的孔口進(jìn)入到廢氣通道5中，孔口在此用虛線表示。

圖3示出了從長(zhǎng)側(cè)觀察的蒸汽重整爐1。在這個(gè)圖中指示了根據(jù)本發(fā)明的通道5的高度h，并且因此通道5的橫截面從通道的起點(diǎn)5a到通道的端部5b增加。

圖4對(duì)應(yīng)于圖1的截面，并且示出了位于重整爐管2的兩個(gè)排之間的燃燒器廢氣通道6。通道蓋11的開(kāi)口用爐柵覆蓋，并且開(kāi)口的形狀具有沿著整個(gè)通道長(zhǎng)度連續(xù)的楔形輪廓并且在流動(dòng)方向上漸縮。

圖5同樣對(duì)應(yīng)于圖1的截面，并且同樣示出了位于兩排重整爐管2之間的燃燒器廢氣通道6。在這種情況下，通道的頂板由延伸橫跨通道的整個(gè)寬度的多個(gè)板12構(gòu)成，板12在用爐柵覆蓋的通道頂板上彼此以一定距離放置，即使得在板之間間隔一定距離，并且因此在通道頂板中的開(kāi)口從通道的起點(diǎn)朝向通道的端部，即在燃燒器廢氣的流動(dòng)方向上，連續(xù)地變小。

工業(yè)實(shí)用性

本發(fā)明用于改進(jìn)蒸汽重整爐的加熱的均勻性。由此增加重整爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。因此本發(fā)明在工業(yè)上是實(shí)用的。

附圖標(biāo)記列表

1蒸汽重整爐

2重整爐管

3燃燒器

4重整爐殼體

5用于排出燃燒器廢氣的廢氣通道

5a廢氣通道的起點(diǎn)

5b廢氣通道的端部

6重整爐殼體的底部

7燃燒器廢氣

8燃料氣體

9析出氣體

10產(chǎn)物氣體

11用于廢氣通道的透氣的蓋，重整爐殼體底部的一部分

12用于局部覆蓋11的板