[发明专利]反应容器和衬里

说明书

技术领域

本公开涉及一种反应容器和经冷却的衬里。

背景技术

反应容器(诸如，用于产生合成气的含碳燃料气体发生器)通常工作于高温。例如，含碳燃料气体发生器中的温度可超过3000°F(1649℃)。反应容器可包括内部衬里，该内部衬里保护反应容器免受高温的影响，在衬里处高温可能大于1200°F(649℃)。

已知各种不同类型的衬里。例如，一种类型的衬里包括使反应容器与高温隔离的耐火砖。然而，使用耐火砖的一个缺点在于：耐火砖可能在相对较短的时间内损坏并且需要替换，这增加了反应容器的运行费用。另外，运用耐火砖的反应容器可能需要相对较长的预热或冷却时间以避免热冲击损坏。

气体发生器反应容器中的另一类型的衬里称为薄膜壁，包括涂覆着陶瓷复合物(典型地，基于金刚砂的搪炉料(ramming mix))的管的夹套；并且其利用经低温冷却或过冷(sub-cool)的水、或者沸腾的水而得以被冷却。这种经冷却的薄膜壁衬里方法提供了一种用以保护衬里的冻结的炉渣层，据称导致了相对较长的衬里寿命。然而，这种衬里方法是复杂的，并且成本显著高于耐火砖衬里的气体发生器。

第三种类型的衬里是经冷却的陶瓷基体复合材料(CMC)衬里，该衬里包括单个CMC管/通道、或组合在一起的CMC通道。陶瓷板接合到金属反应容器、或接合到与反应容器一起使用的其它金属部件，诸如冷却剂入口和返回通路。虽然可以有效冷却并且比耐火砖更耐用，但在CMC部件与所附连的反应容器或部件的金属之间的热膨胀失配可能妨碍实现长使用寿命的反应容器衬里设计的能力。

发明内容

所披露的例子在提供与薄膜壁衬里相关联的长使用寿命和耐火砖衬里式反应器的低成本的同时，提供了一种相对简单的便于减小热应力的反应容器系统和衬里系统布置。

一种示例性反应容器衬里系统包括：衬里，具有用于传送冷却剂的多个第一导管和多个第二导管。所述多个第二导管至少部分地位于所述多个第一导管中的相应第一导管中。例如，所述多个第一导管和所述多个第二导管对反应容器系统的容器壁加衬，并使冷却剂循环以由此冷却反应容器。

一种用于冷却反应容器系统的示例性方法包括：通过衬里的所述多个第一导管和第二导管来传输冷却剂。

附图说明

根据下面对当前优选实施例的详细描述，本发明的各种特征和优点对于本领域技术人员而言将会变得显而易见。伴随详细描述的附图能够简要描述如下：

图1示出示例性反应容器系统；

图2示出第一导管和第二导管的示例性布置；

图3示出装配到各相应模块中的示例性第一导管和第二导管；

图4示出示例性反应容器系统的剖面图；

图5示出安放在每个单独第一导管周围的示例陶瓷外壳或护套。

具体实施方式

图1示出示例性反应容器系统10的所选择的部分，诸如用于产生合成气的含碳燃料气体发生器。应该理解，示出的示例性反应容器系统10可以包括另外的部件，诸如那些与供给含碳燃料和反应气体相关的部件。反应容器系统10包括反应容器12，反应容器12具有包含在容器壁14中的气体发生器喷射器13(图4)。例如，反应容器12可用于包含产生超过3000°F(1649℃)的温度和在容器壁14的内表面附近的1200°F(649℃)或更高温度的反应。在这个方面，反应容器系统10包括衬里16，衬里16用于保护容器壁14免受反应容器12内的高温的影响。

如将要进行的描述所述，衬里16提供了用于在反应容器12的容器壁14处维持住所希望的温度的一种相对简单的组件，并便于减小衬里16与反应容器系统10的其它部件之间的热应力。可以理解，根据本公开的衬里16是示例性的，并且根据这种描述，变型和修改可以对于本领域技术人员而言是显而易见的。

衬里16包括多个第一导管18和多个第二导管20，所述多个第一导管18和多个第二导管20互相协作地经衬里16传送冷却剂(诸如，水或水混合物)以控制温度。

入口歧管22和出口歧管24围绕反应容器系统10的周界而延伸。入口歧管把冷却剂输送给衬里16，出口歧管24从衬里16收集冷却剂。例如，泵26可用于经供应管线28把冷却剂传送给入口歧管22，并使冷却剂经导管18和20循环。冷却剂从出口歧管24排出到出口管线30，并且可以随后被冷却并经衬里16重新循环，或者例如可以用作输入到反应容器12内的反应物。