[发明专利]电加热式反应器和使用所述反应器的气体转化工艺

权利要求书

1.一种反应器构型，其包括限定空间的至少一个电加热式炉，其中至少一个反应器管放置在所述炉空间内，并且所述反应器管具有位于所述反应器炉外部的出口和入口，并且其中所述炉进一步设置有

-适于加热到400到1400℃范围内的高温的至少一个电辐射加热元件，所述加热元件以所述加热元件不与所述至少一个反应器管直接接触的方式定位于所述炉内部；以及

-炉壁中的多个检查端口，以便能够在运行期间在所述至少一个反应器管的所有侧面上目视检查所述反应器管的状况，检查端口的总数足以绕所述炉中存在的所有反应器管的全长和周长检查所述反应器管；并且

其中所述炉的加热负荷为至少3MW。

2.根据权利要求1所述的反应器构型，其中所述至少一个辐射加热元件是基于电阻的加热元件。

3.根据前述权利要求中任一项所述的反应器构型，其中所述至少一个电加热元件包括基于NiCr、SiC、MoSi2或FeCrAl的电阻加热元件。

4.根据权利要求3所述的反应器构型，其中所述电加热元件包括基于MoSi2或FeCrAl的电阻加热元件。

5.根据前述权利要求中任一项所述的反应器构型，其中所述反应器炉包括十个或更多个反应器管。

6.根据前述权利要求中任一项所述的反应器构型，其中所述反应器炉包括至少两个加热区，其中每个加热区都具有自己的功率控制单元。

7.根据前述权利要求中任一项所述的反应器构型，其包括至少十个电加热式炉，所述至少十个电加热式炉中的每个电加热式炉限定空间以及每个空间内的至少有十个反应器管，所述反应器管中的每个反应器管具有位于所述反应器炉外部的出口和入口，所述炉中的每个炉进一步设置有

-适于将所述反应器管加热到600到1100℃范围内的高温的十个或更多个电辐射加热元件，所述电辐射加热元件布置在至少四个加热区中；以及

-炉壁中的多个检查端口，以便能够在运行期间使用红外辐射测量技术在所述至少一个反应器管的每个相对侧面上目视检查所述反应器管的状况，检查端口的总数足以绕所述炉中存在的所有反应器管的全长和周长检查所述反应器管；并且

其中每个炉的加热负荷为至少3MW。

8.根据前述权利要求中任一项所述的反应器构型，其设置有到可再生源的电源连接以供应电加热的所需电力的至少一部分。

9.一种在高温下执行气体转化工艺的方法，所述方法包括：将至少一种气态反应物引入到根据权利要求1到8所述的反应器构型中；将所述至少一个加热元件电加热到400-1400℃范围内的温度；以及在通过查看所述反应器管来检查所述反应器管的同时执行高温气体转化。

10.根据权利要求9所述的执行气体转化工艺的方法，其中所述气体转化工艺包括通过蒸汽甲烷重整、干法CO2重整、反向水煤气变换或其组合来产生合成气，包括以下步骤：

i.向所述反应器构型提供烃和蒸汽和/或CO₂，使得反应混合物进入所述至少一个反应器管；

ii.通过向所述至少一个加热元件提供电能来使所述反应器的所述炉保持处于至少400℃的温度；

iii.使所述烃和所述蒸汽转化为氢气和一氧化碳；以及

iv.从所述反应器获得合成气流。

11.根据权利要求9或10所述的方法，其包括控制所述反应器炉的不同区段中的温度，并且其中所述反应器炉包括至少两个加热区，其中每个加热区具有自己的功率控制单元，所述功率控制单元被调节以在所述至少一个反应器管的表面上实现热通量分布。

12.根据权利要求9到11中任一项所述的方法，其进一步包括从可再生源供应用于电加热的电力的至少一部分。