[发明专利]用于合成气生产的炉和方法

说明书

一种用于合成气生产的炉(1)，其包括：·‑辐射区(2)、·‑对流区(3)、·‑第一系列管(4)和至少第二系列管(5)，其中至少两种隔离的工艺气体流(A)和(B)分别穿过：其中：第一工艺流(A)从对流区(2)进入所述炉子(1)，并且穿过所述第一系列管(4)，离开所述炉的辐射区(3)，或者可选地，所述第一工艺流通过辐射区(2)进入所述炉(1)，并且穿过第一系列管(4)，通过辐射区(2)离开所述炉；·用于酸性气体的处理的第二工艺流，从对流区(2)进入所述炉(1)穿过所述第二系列管(5)并且通过对流区(2)离开所述炉(1)，·所述第二系列管(5)由耐酸性气体的材料制成。一种在此类炉中生产合成气的方法，其包括第一系列管中甲烷的蒸汽重整和第二系列管中H₂S的催化分解。

技术领域

本发明涉及用于气田、精炼厂重整、气化制氢、和石化工业的炉。

背景技术

已知化石燃料源(原油、天然气、页岩油气、煤)和非化石燃料源(生物质、生物气、地热)的任何使用会导致共同产生不同比例的CO₂和H₂S。

以各自的量包含此类物质的气体定义为酸性气体或尾气，并且由于其在全球变暖和气候变化(其负主要责任)方面的巨大影响而是相关科学讨论的题目。

至今酸性气体没有被再利用，如果不是非常小量的话，将其释放到大气中的仅有的替代方案是将其捕获并贮存在深水中或偏远的地下位置。对于其可能的实施和效率讨论了在任何情况下的此类极端措施。

在申请人的WO2015015457A1中公开了使用前述酸性气体用于生产合成气(CO和H₂，或合成气)。

根据以下吸热反应发生合成气生产：

CO₂+2H₂S＝CO+H₂+S₂+H₂O

所需的能量供应由吸热反应提供：

H₂S+1.5O₂＝SO₂+H₂O

然而，由于可以以对已经存在的工厂很少改造地与其他生产相关联而在任意情况下均明显通用的该工艺，需要相当大量的活性能量。事实上，相当高的操作温度高于800℃并且在一些情况下其超过1300℃。此外，待用于第二放热反应中的氧必须小心地给量以避免过多的SO₂氧化，其代表了必须例如借助克劳斯厂或硫酸生产厂除去的有害排放。

由此认识到需要寻找替代方案以便减少此类气体的排放和可能的污染排放。

US 4336063公开了用于铁矿的气体还原的设备，其设置有用于此类目标的反应器和重整单元。后者包括包含管束的辐射室和两个对流室，其中更远离辐射区的第二者也设置有管束。相关的设备进一步包括用于重整单元和反应器的流体连通中的一系列管道。

特别地，两个对流室彼此间隔开并且特别是后者确定地布置成远离辐射区。

如此可以将更多进入和离开蒸汽重整器的流区别开，特别是：

–天然气流穿过第一对流室并且进入发生重整反应的辐射区的管束，同时，产生的气体离开辐射区；

–并且由离开辐射区的气体的混合物得到的第二流进入第二对流室并且由其离开以带往反应器；

进入和离开第二对流室的第二流在任意情况下都非常远离且由在辐射区附近布置的第一对流室分隔。

发明内容

发明要解决的问题