[发明专利]用于将热传递至催化/过程反应器的氧输送膜系统及方法

摘要

提供了一种用于产生在合成气生产过程中使用的热的方法和设备。公开的方法和设备包括多个管状氧输送膜元件，其适于从接触膜元件的渗余侧的含氧流分离氧。透过的氧与接触管状氧输送膜元件的透过侧的含氢合成气流一起燃烧，从而生成反应产物流和辐射热。本方法和设备还包括含有催化剂来促进蒸汽重整反应的至少一个催化反应器，其中催化反应器由多个管状氧输送膜元件围绕。催化反应器与将热辐射至催化反应器的多个管状氧输送膜元件之间的视角因数大于或等于0.5。

主权项

一种用于产生在合成气生产过程中使用的热的氧输送膜模块，所述模块包括：多个管状氧输送膜元件，其各自具有位于所述管状氧输送膜元件的外表面上的透过侧和位于所述管状氧输送膜元件的内表面上的渗余侧，所述管状氧输送膜元件构造成从接触所述多个管状氧输送膜元件的所述渗余侧的含氧流分离氧，且在所述管状氧输送膜元件的所述透过侧上产生氧，且使所述透过的氧与接触所述管状氧输送膜元件的所述透过侧的含氢合成气流一起燃烧，从而生成辐射热、含蒸汽的反应产物流和渗余物流；至少一个催化反应器，其设置成邻近所述多个管状氧输送膜元件，且构造成接收所述含蒸汽的反应产物流、含碳氢化合物的反应物蒸汽和所述辐射热，且在所述辐射热存在的情况下使所述含蒸汽的反应产物流与所述含碳氢化合物的反应物流反应来产生合成气流；其中所述至少一个催化反应器与将热辐射至所述至少一个催化反应器的所述多个管状氧输送膜元件之间的视角因数大于或等于0.5。