[实用新型]辐射管天然气部分氧化制合成气装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种天然气制合成气装置，尤其是涉及一种辐射管天然气部分氧化制合成气装置。

背景技术

目前天然气制合成气装置利用天然气与氧气发生部分氧化反应，直接生成合成气，其合成气有效成分为CO+H₂，合成气经激冷室和水洗塔处理之后，得到常温的合成气。以合成气在气基竖炉炼铁工艺的应用为例，合成气降为常温的目的是因为进气基竖炉炼铁装置之前，还原气要经过脱硫脱碳净化设备，净化时要求合成气温度为常温。

现有天然气制合成气装置是由天然气与氧气、水蒸汽通过工艺烧嘴对喷入制合成气装置中，在制合成气装置的气化室内进行部分氧化反应，生成的粗合成气通过气化室下部的下降管进入制合成气装置洗涤冷却室，与洗涤冷却水沿洗涤冷却管并流而下，粗合成气被冷却后在洗涤冷却室的液位以下以鼓泡形式进行洗涤和进一步冷却，由洗涤冷却室上部空间出制合成气装置。出制合成气装置的粗合成气送水洗塔进一步经除盐水进行降温，同时进行清洗后送竖炉净化系统。

现有的燃气辐射管燃烧器，燃气在密封的辐射管套管内燃烧后形成高温烟气，高温烟气在辐射管内流动，并通过受热的辐射管表面向外界辐射热量用于加热其他工件或物料。

但是现有技术存在如下缺点：

1、现有天然气制合成气装置较为复杂，其氧气管道、天然气管道和水蒸汽管道以及阀门要求较高，均需采用不锈钢材质。冷壁炉还必须有烧嘴冷却装置、炉本体水夹套冷却装置、合成气冷却室以及水洗塔，这套及其复杂而且对安全性要求都很高；

2、气化炉的各种水冷保护装置，如水夹套和激冷水装置，都造成了能量的极大浪费；

3，现有的燃气辐射管燃烧器只能作为热源，而没有其他作用。

实用新型内容

本实用新型提供了一种辐射管天然气部分氧化制合成气装置，解决了现有天然气气化方法只制气而对制气过程中的热能不能有效利用的问题，解决了现有合成气经过水洗后造成合成气中水分含量较大的问题，解决了现有天然气气化方法其装置较为复杂的问题，其技术方案如下所述：

一种辐射管天然气部分氧化制合成气装置，包括天然气烧嘴、辐射管和用以支撑辐射管的支撑体，所述辐射管分为初始反应段和辐射段，所述辐射管的初始反应段发生天然气制合成气的反应，所述初始反应段与天然气烧嘴相连接，所述辐射段设置有合成气出口，所述天然气烧嘴设置有天然气进口和混合气体进口。

所述辐射管初始反应段的长度至少为管径的5倍。

所述辐射管初始反应段的外壁设置有用以维持反应所需高温的保温层，所述保温层内层采用耐火材料，外层采用保温砖。所述保温层内层采用刚玉砖。

所述辐射管的内壁设置有高温陶瓷耐火焰套管，用以防止辐射管内壁直接接触高温火焰，从而保证辐射管不被烧坏。

所述辐射管采用高温无缝钢管，有更好的密闭性。

本实用新型通过采用小管径的辐射管，可实现制气装置的小型化。如果要大量产气，有两种方案：第一可以采用集数管方式，也就是采用多管并联捆绑在一起的方式制合成气；第二可采用按比例放大管道的方法，采用更粗的管道来生产合成气。

本实用新型有如下特点：

1、本辐射管天然气制合成气装置最关键的是既能作为燃烧器提供热源又能作为天然气制合成气的气化装置，且通过辐射把合成气温度降至常温，实现了一管双用；

2、在辐射管初始反应段外加装保温层，以维持反应所需的高温；

3、在辐射管内层安装高温陶瓷耐火焰套管，以保证辐射管不被烧坏；

4、如果对合成气中一氧化碳和氢气的比例要求不高，可以用空气来代替氧气与水蒸气的混合气体进行反应；

5、辐射管初始反应段长度至少为管径的5倍，辐射段长度依据现场实际情况而定。

附图说明

图1是本实用新型提供的辐射管天然气制合成气装置的结构示意图；

图2是本实用新型应用在旋转床热解炉的示意图。

具体实施方式

本实用新型提供的辐射管天然气制合成气装置是以高温辐射管和专门设计的天然气烧嘴作为主要组成部分，同时兼具制合成气和加热物料的功能，从而实现了一管双用。

图1即为辐射管天然气制合成气装置的示意图，如图1所示，所述辐射管天然气制合成气装置主要包括天然气烧嘴3、辐射管6、保温层1和用以支撑辐射管6的支撑墙体5，所述天然气烧嘴3设置有天然气进口2和混合气体进口4，所述辐射管6的末端设置有合成气出口7。