本實(shí)用新型屬于化工設(shè)備領(lǐng)域，公開了一種焦?fàn)t煤氣制取合成氣的新型轉(zhuǎn)化爐，合成氣可廣泛用于生產(chǎn)甲醇、液氨、乙二醇等化工產(chǎn)品。

背景技術(shù)：

焦?fàn)t煤氣是一種含有CH₄、C₂H₆、H₂、CO、CO₂、N₂等成分的混合氣體，其中CH₄等氣態(tài)烴含量高達(dá)25～28%。焦?fàn)t氣中的甲烷烴類須經(jīng)過轉(zhuǎn)化爐轉(zhuǎn)化為CO＋H₂，才能成為合成氣。

傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)化爐，焦?fàn)t氣與水蒸汽的混合氣從爐頭頂部進(jìn)入，氧氣從爐頭側(cè)面通過帶若干小孔的含高純氧化鋁的非金屬燒嘴噴出，與頂部下來的混配好的焦?fàn)t氣水蒸汽混合，一起向下進(jìn)入喇叭型燃燒室，氣體在燃燒室燃燒放出熱量，再進(jìn)入催化劑層進(jìn)行甲烷的轉(zhuǎn)化反應(yīng)，生成含有氫和一氧化碳的轉(zhuǎn)化氣即甲醇合成氣，從轉(zhuǎn)化爐底部送出。

由于非金屬燒嘴是經(jīng)環(huán)形排列的多個(gè)小孔噴出氧氣，噴出速度過快過慢都會使反應(yīng)的燃燒火焰無序攏動。另外，非金屬燒嘴在高溫下耐磨性及強(qiáng)度較差，且無法進(jìn)行冷卻，所以在生產(chǎn)中易損壞，常更換。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種氣體混合均勻、燃燒充分、使用壽命長的焦?fàn)t煤氣制取合成氣的新型轉(zhuǎn)化爐。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：一種焦?fàn)t煤氣制取合成氣的新型轉(zhuǎn)化爐，包括殼體，所述殼體內(nèi)壁設(shè)置有耐火澆筑材料內(nèi)襯；所述殼體外壁裹設(shè)有水夾套；其下端設(shè)置有轉(zhuǎn)化氣體出口；所述殼體側(cè)壁設(shè)置有用于探測爐內(nèi)溫度的溫度計(jì)；所述殼體上端設(shè)置耐熱不銹鋼燒嘴，所述殼體上部側(cè)壁設(shè)置原料進(jìn)氣口，所述燒嘴外壁設(shè)置水冷卻夾套；所述燒嘴下端設(shè)置放射狀的條形分布器。

采用本方案，在含氧99.6%的氧氣中配入少量水蒸汽，從轉(zhuǎn)化爐頂部通過帶水冷卻夾套的耐熱不銹鋼燒嘴進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐，與原料氣體混合后一起通過分布器進(jìn)入燃燒室；使氣體在燃燒室內(nèi)充分的燃燒，避免局部過熱使燃燒室內(nèi)的溫度場和氣流場更趨合理。其中，氧氣中的水蒸汽含量為氧氣量的10%左右，此水蒸汽壓力需高于轉(zhuǎn)化爐內(nèi)壓力，防止?fàn)t頭的可燃?xì)怏w經(jīng)燒嘴回流引起爆炸。

進(jìn)一步的，所述原料進(jìn)氣口包括兩根水平對稱設(shè)置的進(jìn)氣管；兩個(gè)所述進(jìn)氣管中心標(biāo)高位于伸入爐頭內(nèi)的垂直向下的燒嘴長度的黃金分割點(diǎn)處。采用本方案，焦?fàn)t煤氣和水蒸汽按一定比例混合后，從爐頭的側(cè)面分別經(jīng)兩根管道進(jìn)入，能夠均勻地與頂部下來的氧氣混合。

在燃燒室內(nèi)，焦?fàn)t煤氣中部分H₂和CH₄與O₂進(jìn)行燃燒反應(yīng)。

H₂+?O₂→H₂O

CH₄+2O₂→CO₂+2H₂O

反應(yīng)溫度可高達(dá)1250℃左右，然后氣體進(jìn)入鎳催化劑層4，進(jìn)行焦?fàn)t氣中甲烷的轉(zhuǎn)化反應(yīng)。

CH₄+ H₂O→CO+3H₂

CH₄+ CO₂→2CO+2H₂

最終的反應(yīng)是由CO的變換反應(yīng)決定：

CO+H₂O→CO₂+H₂

轉(zhuǎn)化后的含有一氧化碳和氫氣的轉(zhuǎn)化氣，即甲醇合成氣從轉(zhuǎn)化爐底部11送出。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有以下有益效果：

1、通過設(shè)置分布器，氣體在燃燒室內(nèi)充分的燃燒，避免局部過熱使燃燒室內(nèi)的溫度場和氣流場更趨合理。 2、兩根水平對稱設(shè)置的進(jìn)氣管，能夠均勻地與頂部下來的氧氣混合。

附圖說明

圖1是一種焦?fàn)t煤氣制取合成氣的新型轉(zhuǎn)化爐結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述，以下實(shí)施例用于說明本實(shí)用新型，但不用來限制本實(shí)用新型的范圍。

如圖1所示為一種焦?fàn)t煤氣制取合成氣的新型轉(zhuǎn)化爐，包括殼體1，殼體1內(nèi)壁設(shè)置有耐火澆筑材料內(nèi)襯3；殼體1外壁裹設(shè)有水夾套2；殼體1下端設(shè)置有轉(zhuǎn)化氣體出口11；殼體1側(cè)壁設(shè)置有用于探測爐內(nèi)溫度的溫度計(jì)5；殼體1頂端設(shè)置耐熱不銹鋼燒嘴8，殼體1側(cè)壁設(shè)置兩根水平對稱設(shè)置的進(jìn)氣管9，兩個(gè)進(jìn)氣管9中心標(biāo)高位于伸入爐頭內(nèi)的垂直向下的燒嘴8長度的黃金分割點(diǎn)處；燒嘴8外壁設(shè)置水冷卻夾套；燒嘴8下端設(shè)置放射狀的條形分布器10。分布器10焊在燒嘴8下端。

使用時(shí)，在含氧99.6%的氧氣中配入少量水蒸汽，從轉(zhuǎn)化爐頂部通過帶水冷卻夾套的耐熱不銹鋼燒嘴進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐；焦?fàn)t煤氣和水蒸汽按一定比例混合后，從爐頭的側(cè)面分別經(jīng)兩根管道進(jìn)入，均勻地與頂部下來的氧氣混合后，一起通過分布器進(jìn)入燃燒室6，燃燒室內(nèi)砌耐火磚7；使氣體在燃燒室內(nèi)充分的燃燒，避免局部過熱使燃燒室內(nèi)的溫度場和氣流場更趨合理。在轉(zhuǎn)化爐中進(jìn)行如下反應(yīng)：

H₂+?O₂→H₂O

CH₄+2O₂→CO₂+2H₂O

反應(yīng)溫度可高達(dá)1250℃左右，然后氣體進(jìn)入鎳催化劑層4，進(jìn)行焦?fàn)t氣中甲烷的轉(zhuǎn)化反應(yīng)。

CH₄+ H₂O→CO+3H₂

CH₄+ CO₂→2CO+2H₂

最終的反應(yīng)是由CO的變換反應(yīng)決定：

CO+H₂O→CO₂+H₂

轉(zhuǎn)化后的含有一氧化碳和氫氣的轉(zhuǎn)化氣，即合成氣從轉(zhuǎn)化爐底部11送出。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，盡管參照前述實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，其依然可以對前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換,凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。