[go: up one dir, main page]

RU2115065C1 - Method and device for obtaining heated heat carrier - Google Patents

Method and device for obtaining heated heat carrier Download PDF

Info

Publication number
RU2115065C1
RU2115065C1 RU96123660A RU96123660A RU2115065C1 RU 2115065 C1 RU2115065 C1 RU 2115065C1 RU 96123660 A RU96123660 A RU 96123660A RU 96123660 A RU96123660 A RU 96123660A RU 2115065 C1 RU2115065 C1 RU 2115065C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel
combustion
heat exchanger
ejector
air
Prior art date
Application number
RU96123660A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96123660A (en
Inventor
А.И. Френкель
К.Х. Марбашев
А.С. Клягин
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Отделение морских систем ОКБ им.П.О.Сухого"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Отделение морских систем ОКБ им.П.О.Сухого" filed Critical Закрытое акционерное общество "Отделение морских систем ОКБ им.П.О.Сухого"
Priority to RU96123660A priority Critical patent/RU2115065C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2115065C1 publication Critical patent/RU2115065C1/en
Publication of RU96123660A publication Critical patent/RU96123660A/en

Links

Abstract

FIELD: increase of temperature of raw material at inlet of hydrocarbon catalytic reforming reactor. SUBSTANCE: method of obtaining heated heat carrier includes catalytic flameless combustion of fuel in mixture with air; its amount exceeds stoichiometrically amount of fuel required for combustion by 3 to 10 times. Before feeding the fuel-and-air mixture for combustion, it is preliminarily preheated. Heat carrier formed after combustion of fuel is mainly directed for heating the raw material in course of reforming of hydrocarbons. Heating the fuel-and-air mixture before feeding it for combustion may be effected by part of used heat carrier; other part of heat carrier is connected with the aid of ejector with flow of heated fuel-and-air mixture which is again directed to combustion chamber. Relationship of flows of fuel-and-air mixture and part of used heat carrier connected in ejector ranges from 1:1.5 to 1:8. Device for obtaining heated heat carrier includes the following components connected in series by means of pipe lines: compressor, recuperative heat exchanger, ejector and combustion chamber with catalytic checker. Outlet of combustion chamber is connected with recuperative heat exchanger through heat recovery units (for example, heat exchanger is mounted for hydrocarbon reforming). Connecting pipe line between heat recovery unit and recuperative heat exchanger has branch pipe running to ejector. EFFECT: elevation of temperature of raw material at inlet of hydrocarbon catalytic reforming reactor. 5 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к получению теплоносителей, преимущественно в процессах нефтепереработки, и, в частности, могут быть использованы для повышения температуры сырья на входе в реактор каталитического риформинга углеводородов. The invention relates to the production of coolants, mainly in oil refining processes, and, in particular, can be used to increase the temperature of raw materials at the inlet to the catalytic reforming reactor of hydrocarbons.

Известен способ регулирования процесса каталитического риформинга углеводородов, предусматривающий перед входом в реактор нагрев сырья в печи с открытым сжиганием топлива [1]. Недостатком способа является излишне высокая температура, развивающаяся в процессе сжигания газа, что приводит к образованию в продуктах горения (теплоносителе) нежелательных вредных веществ, например, окислов азота. A known method of regulating the process of catalytic reforming of hydrocarbons, providing for before entering the reactor the heating of raw materials in a furnace with open burning of fuel [1]. The disadvantage of this method is the excessively high temperature that develops in the process of burning gas, which leads to the formation of undesirable harmful substances in the combustion products (coolant), for example, nitrogen oxides.

Известны способ и устройство для нагрева нефтяных пластов [2]. В устройстве, опускаемом в скважину, осуществляют беспламенное сжигание газовоздушной смеси на катализаторе и последующее разбавление продуктов горения воздуха для получения заданной температуры перед нагнетанием теплоносителя в пласт. Недостатком известного способа также является высокая температура сжигания газа, приводящая к образованию окислов азота. Последующее разбавление воздухом для снижения температуры теплоносителя не устраняет уже образовавшиеся окислы азота. Кроме того, при используемых соотношениях топлива и окислителя близких к стехиометрическим, топливо, как правило, сгорает неполностью. A known method and device for heating oil reservoirs [2]. In the device lowered into the well, flameless combustion of the air-gas mixture on the catalyst and subsequent dilution of the combustion products of air to obtain the desired temperature before pumping the coolant into the formation are carried out. The disadvantage of this method is also the high temperature of gas combustion, leading to the formation of nitrogen oxides. Subsequent dilution with air to reduce the temperature of the coolant does not eliminate the already formed nitrogen oxides. In addition, when the ratios of fuel and oxidizer used are close to stoichiometric, the fuel, as a rule, does not burn out completely.

Наиболее близкими известными аналогами являются способ и устройство для получения нагретой рабочей среды [3]. Способ предусматривает смешение топлива с воздухом и водой и последующее сжигание полученной смеси на катализаторе в камере сгорания. Присутствие воды в сжигаемой смеси понижает температуру процесса и предотвращает образование окислов азота. Однако использование дополнительного компонента заметно усложняет применяемое оборудование, а присутствие в теплоносителе паров воды создает в дальнейшем проблему сбора и удаления конденсата. The closest known analogues are the method and device for producing a heated working environment [3]. The method involves mixing fuel with air and water and then burning the resulting mixture on a catalyst in a combustion chamber. The presence of water in the combustible mixture lowers the process temperature and prevents the formation of nitrogen oxides. However, the use of an additional component significantly complicates the equipment used, and the presence of water vapor in the coolant creates a further problem of condensate collection and removal.

Указанные недостатки известных процессов и устройств в значительной степени устраняются предлагаемым изобретением. These disadvantages of known processes and devices are largely eliminated by the invention.

Способ получения нагретого теплоносителя согласно изобретению включает каталитическое беспламенное сжигание топлива в смеси с воздухом, количество которого превышает стехиометрически необходимое для сжигания топлива в 3-10 раз. Топливовоздушную смесь перед подачей на сжигание предварительно подогревают. Воздух в предлагаемом способе выполняет функции окислителя и охлаждающего (разбавляющего) несжигаемого компонента. Образовавшийся в результате сжигания топлива теплоноситель направляют на утилизацию, преимущественно на нагрев сырья в процессе риформинга углеводородов. A method of producing a heated heat transfer medium according to the invention includes catalytic flameless combustion of fuel mixed with air, the amount of which exceeds 3-10 times the stoichiometrically necessary for burning fuel. The air-fuel mixture is preheated before being fed for combustion. Air in the proposed method performs the functions of an oxidizing agent and a cooling (diluting) non-combustible component. The coolant formed as a result of fuel combustion is sent for recycling, mainly for heating raw materials in the process of hydrocarbon reforming.

Нагрев топливовоздушной смеси перед подачей на сжигание можно производить частью отработавшего теплоносителя. Другую часть теплоносителя с помощью эжектора соединяют с потоком нагретой топливовоздушной смеси и вновь направляют в камеру сгорания. The heating of the air-fuel mixture before feeding it for burning can be done with a part of the spent coolant. The other part of the coolant using an ejector is connected to the stream of heated air-fuel mixture and again sent to the combustion chamber.

Соотношение соединяемых в эжекторе потоков топливовоздушной смеси и части отработавшего теплоносителя может составлять 1:1,5 - 1:8. Последнее значение является более предпочтительным, но его поддержание требует использования особо мощных компрессоров. На практике давление в смеси топлива и воздуха составляет до 5 атмосфер, но может быть и выше. The ratio of the flows of the air-fuel mixture connected to the ejector and part of the spent coolant can be 1: 1.5 - 1: 8. The latter value is preferable, but its maintenance requires the use of particularly powerful compressors. In practice, the pressure in a mixture of fuel and air is up to 5 atmospheres, but may be higher.

Устройство для получения нагретого теплоносителя включает последовательно соединенные трубопроводами компрессор, рекуперационный теплообменник, эжектор и камеру сгорания с каталитической насадкой, причем выход камеры сгорания соединен с рекуперационным теплообменником через утилизатор тепла (преимущественно представляющем собой теплообменник установки для риформинга углеводородов). Соединительный трубопровод между утилитизатором и рекуперационным теплообменником имеет ответвление к эжектору. Газообразное топливо также поступает в описываемое устройство через эжектор. A device for producing a heated heat transfer medium includes a compressor, a recovery heat exchanger, an ejector, and a combustion chamber with a catalytic nozzle connected in series, the outlet of the combustion chamber being connected to a recovery heat exchanger through a heat exchanger (mainly representing the heat exchanger of a hydrocarbon reforming plant). The connecting pipe between the utilizer and the recovery heat exchanger has a branch to the ejector. Gaseous fuel also enters the described device through the ejector.

На чертеже показана принципиальная схема предлагаемого устройства для получения нагретого теплоносителя, где 1 - компрессор; 2 - рекуперационный теплообменник; 3 - эжектор; 4 - камера сгорания с каталитической насадкой; 5 - утилизатор тепла; 6 - соединительный трубопровод между утилизатором 5 и рекуперационным теплообменником 3; 7 - ответвление от соединительного трубопровода 6 к эжектору 3; 8 - трубопровод сброса отработавшего теплоносителя. The drawing shows a schematic diagram of the proposed device for producing a heated coolant, where 1 is a compressor; 2 - recovery heat exchanger; 3 - ejector; 4 - a combustion chamber with a catalytic nozzle; 5 - heat recovery unit; 6 - connecting pipe between the utilizer 5 and the recovery heat exchanger 3; 7 - a branch from the connecting pipe 6 to the ejector 3; 8 - exhaust discharge pipe.

Работа устройства поясняется на конкретном примере. The operation of the device is illustrated by a specific example.

Топливовоздушную смесь в количестве 600 кг/ч по воздуху и 5 кг/ч по топливу подают в камеру сгорания 4 с каталитической насадкой из оксида алюминия с покрытием из металлов платиновой группы. Топливом служит спутный газ, для сгорания которого стехиометрическое количество воздуха составляет примерно 15 кг на 1 кг топлива. В утилизатор 5 тепла поступает кг/ч теплоносителя. Разность между расходами топливовоздушной смеси и теплоносителем возникает за счет рециркуляции с помощью эжектора 3 части отработанного теплоносителя. Температура теплоносителя на выходе из каталитической камеры сгорания составляет 740oC; степень сгорания топлива - 99,7%. Окислы азота и монооксид углерода практически отсутствуют. Регулирование процесса осуществляется изменением расхода топлива. Передаваемая мощность составляет 52 кВт при КПД устройства 78%.The air-fuel mixture in an amount of 600 kg / h by air and 5 kg / h by fuel is fed into the combustion chamber 4 with a catalytic nozzle of aluminum oxide coated with platinum group metals. The fuel is satellite gas, for the combustion of which a stoichiometric amount of air is approximately 15 kg per 1 kg of fuel. The heat utilizer 5 receives kg / h of coolant. The difference between the flow rates of the air-fuel mixture and the coolant occurs due to recirculation using the ejector 3 parts of the spent coolant. The temperature of the coolant at the outlet of the catalytic combustion chamber is 740 o C; the degree of fuel combustion - 99.7%. Nitrogen oxides and carbon monoxide are practically absent. Process control is carried out by changing fuel consumption. The transmitted power is 52 kW with a device efficiency of 78%.

Claims (5)

1. Способ получения нагретого теплоносителя, включающий каталитическое беспламенное сжигание топлива в смеси с воздухом и несжигаемым компонентом и последующую подачу образовавшегося теплоносителя на утилизацию, причем топливовоздушную смесь перед подачей на сжигание нагревают полученным теплоносителем, отличающийся тем, что несжигаемым компонентом является также воздух, общее количество которого в смеси с топливом превышает стехиометрически необходимое для сжигания топлива в 3 - 10 раз. 1. A method of producing a heated coolant, including catalytic flameless burning of fuel mixed with air and an uncombustible component and subsequent supply of the resulting coolant for disposal, wherein the air-fuel mixture is heated by the resulting coolant before being supplied for combustion, characterized in that the non-combustible component is also air, the total amount which in a mixture with fuel exceeds the stoichiometrically necessary for fuel combustion by 3-10 times. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев смеси производят частью отработавшего теплоносителя, а другую часть теплоносителя с помощью эжектора соединяют с потоком нагретой топливовоздушной смеси и вновь направляют на сжигание. 2. The method according to claim 1, characterized in that the mixture is heated by a part of the spent coolant, and the other part of the coolant is connected to the flow of the heated air-fuel mixture by means of an ejector and again sent to combustion. 3. Способ по п.2, отличающийся тем, что соотношение соединяемых в эжекторе потоков топливовоздушной смеси и части отработавшего теплоносителя составляют 1 : 1,5 - 8,0. 3. The method according to claim 2, characterized in that the ratio of the flows of the air-fuel mixture connected to the ejector and the part of the spent coolant is 1: 1.5 to 8.0. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что давление в смеси топлива и воздуха составляет до 5 атм. 4. The method according to p. 1, characterized in that the pressure in the mixture of fuel and air is up to 5 atm. 5. Устройство для получения нагретого теплоносителя, включающее последовательно соединенные трубопроводами компрессор, рекуперационный теплообменник и камеру сгорания с каталитической насадкой, причем выход камеры сгорания соединен с рекуперационным теплообменником, отличающееся тем, что между рекуперационным теплообменником и камерой сгорания установлен эжектор, выход камеры сгорания соединен с рекуперационным теплообменником через утилизатор, а соединительный трубопровод между утилизатором и рекуперационным теплообменником имеет ответвление к эжектору. 5. A device for producing a heated heat transfer medium, comprising a compressor, a heat recovery heat exchanger and a combustion chamber with a catalytic nozzle connected in series, the output of the combustion chamber being connected to a heat recovery heat exchanger, characterized in that an ejector is installed between the heat recovery heat exchanger and the combustion chamber, and the output of the combustion chamber is connected to heat recovery heat exchanger through the heat exchanger, and the connecting pipe between the heat recovery heat exchanger and the heat exchanger and has a branch to the ejector.
RU96123660A 1996-12-17 1996-12-17 Method and device for obtaining heated heat carrier RU2115065C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96123660A RU2115065C1 (en) 1996-12-17 1996-12-17 Method and device for obtaining heated heat carrier

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU96123660A RU2115065C1 (en) 1996-12-17 1996-12-17 Method and device for obtaining heated heat carrier

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2115065C1 true RU2115065C1 (en) 1998-07-10
RU96123660A RU96123660A (en) 1999-02-20

Family

ID=20188179

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU96123660A RU2115065C1 (en) 1996-12-17 1996-12-17 Method and device for obtaining heated heat carrier

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2115065C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2386078C2 (en) * 2004-10-01 2010-04-10 ЭлДжиЭр ЭлЭлСи System of delivery of catalytic aerosol and method of catalytic of fuel burning
RU2465521C2 (en) * 2010-08-20 2012-10-27 Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук (ИГиЛ СО РАН) Method to heat liquid coolant and device for its realisation
RU2513737C2 (en) * 2009-07-17 2014-04-20 Уорлд Энерджи Системз Инкорпорейтед Method and device for bore-hole gas generator
RU2575592C1 (en) * 2014-09-16 2016-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный уинверситет" (ЮЗГУ) Complex device for preparation and combustion of gaseous fuel

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU68942A1 (en) * 1946-04-09 1947-07-31 Б.С. Гриненко Method and underground firebox for heating oil reservoirs
SU715478A1 (en) * 1978-01-02 1980-02-15 Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Комплексной Автоматизации Нефтяной И Химической Промышленности Method of control of hydrocarbon raw material catalytic reforming process

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU68942A1 (en) * 1946-04-09 1947-07-31 Б.С. Гриненко Method and underground firebox for heating oil reservoirs
SU715478A1 (en) * 1978-01-02 1980-02-15 Научно-Исследовательский И Проектный Институт По Комплексной Автоматизации Нефтяной И Химической Промышленности Method of control of hydrocarbon raw material catalytic reforming process

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
SU, патент, 1327796, к л. F 23 D 14/18, 1982. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2386078C2 (en) * 2004-10-01 2010-04-10 ЭлДжиЭр ЭлЭлСи System of delivery of catalytic aerosol and method of catalytic of fuel burning
RU2513737C2 (en) * 2009-07-17 2014-04-20 Уорлд Энерджи Системз Инкорпорейтед Method and device for bore-hole gas generator
US9422797B2 (en) 2009-07-17 2016-08-23 World Energy Systems Incorporated Method of recovering hydrocarbons from a reservoir
RU2465521C2 (en) * 2010-08-20 2012-10-27 Институт гидродинамики им. М.А. Лаврентьева Сибирского отделения Российской академии наук (ИГиЛ СО РАН) Method to heat liquid coolant and device for its realisation
RU2575592C1 (en) * 2014-09-16 2016-02-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Юго-Западный государственный уинверситет" (ЮЗГУ) Complex device for preparation and combustion of gaseous fuel

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2149312C1 (en) Modification in burning and utilization of fuel gases
CN101798960A (en) catalytic combustion system
JP2000500837A (en) Method and apparatus for crushing volatile organic compounds
NL8006848A (en) METHOD AND APPARATUS FOR THE EXTRACTION OF ENERGY FROM GAS OF LOW HEATING VALUE.
US2722553A (en) Partial oxidation of hydrocarbons
GB2043854A (en) Waste fluid combustion method
JPS59199792A (en) Method of operating hydrocarbon cracking apparatus
CN109415953A (en) System and method for aoxidizing appropriate hydrocarbon gas
RU2115065C1 (en) Method and device for obtaining heated heat carrier
CN113375175B (en) Coal mine gas regenerative oxidation method
CN1093396A (en) The method of cooling of the raw gas that vaporization is made
CN210107430U (en) Catalytic incineration treatment system suitable for the treatment of volatile organic waste gas
CN110523246A (en) CO after a kind of purified synthesis gas2The environment-friendly treatment method of tail gas
RU2065987C1 (en) Method of operation of internal combustion engine
CN107228368B (en) Waste liquid treatment device
CN220183134U (en) High-concentration CO for carbonization device 2 Generating system
US3498750A (en) Production of carbon black
EA028730B1 (en) Method and apparatus for sequestering carbon dioxide from a spent gas
CN219603523U (en) Gasification system for cooperatively treating heavy oil integrated waste liquid
CN223047450U (en) Production system for dry quenching circulating gas component control process
CN111196900A (en) Method for producing high-purity special carbon black by using coke oven gas
SU996837A1 (en) Unit for flue gas recirculation
RU2185323C2 (en) Method of flue gases utilization in combustion of liquid, gaseous or dust hydrocarbon fuel
AU2003264182B2 (en) A system for catalytic combustion
JPS6048615B2 (en) Method for recovering power from oxidation reaction process exhaust gas