УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИРОЛИЗА УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ В ЖИДКОМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕ

Полезная модель относится к черной металлургии, в частности к доменному производству или бескоксовому восстановлению металлов, может быть использована в сажевой промышленности, при дополнительном получении топливного газа.
Известен аппарат для пиролиза углеводородного сырья, состоящий из корпуса, перегородки, разделяющей аппарат на реакционную и нагревательную камеры, которые снабжены переточными окнами для циркуляции жидкого теплоносителя и устройств для подачи углеводородного сырья и газообразного теплоносителя. (А.с. СССР №487926, C10G 9/34, В01J 1/00, опубл. 1975 г.).
Недостатком известного аппарата для пиролиза углеводородного сырья являются значительные потери тепла вследствие недостаточной утилизации теплоты высокотемпературного отработанного газообразного теплоносителя.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является аппарат для пиролиза углеводородного сырья в жидком теплоносителе, включающий корпус, снабженный патрубками ввода углеводородного сырья и газообразного теплоносителя и патрубками вывода продуктов пиролиза и отработанного газообразного теплоносителя, разделенный перегородкой на реакционную и нагревательную камеры, которые снабжены переточными окнами для циркуляции жидкого теплоносителя. Камеры снабжены решетками, установленными над патрубками ввода углеводородного сырья и газообразного теплоносителя, циклонами улиткообразной формы с горизонтальными осями и противоположным направлением улиток, установленными в верхней части камер и сливными
желобами к переточным окнам, установленными в днище камер (А.с. СССР №1680759, С10G 9/34 опубл. 1991 г.).
Недостатком известного аппарата для пиролиза углеводородного сырья являются значительные безвозвратные потери тепла с выходом высокотемпературного отработанного газообразного теплоносителя из нагревательной камеры, а также сложность конструкции агрегата, обусловленная наличием циклонов и сливных желобов, что может привести к перемешиванию продуктов пиролиза с греющим газовым теплоносителем.
Техническая задача, решаемая, предлагаемым устройством, заключается в утилизации отходящих газов на производство дополнительного топливного газа при упрощении конструкции.
Техническая задача решается тем, что в известном устройстве для пиролиза углеводородного сырья в жидком теплоносителе, включающем корпус с патрубками ввода углеводородного сырья и газообразного теплоносителя, разделенный перегородкой на реакционную и нагревательную камеры, которые снабжены переточными окнами для циркуляции жидкого теплоносителя, а также решетками, установленными над патрубками ввода углеводородного сырья и газообразного теплоносителя, согласно полезной модели, каждая камера снабжена шахтой, расположенной в верхней части каждой камеры, причем шахта нагревательной камеры снабжена патрубками подвода природного газа.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
на фиг.1 изображено устройство для пиролиза углеводородного сырья в жидком теплоносителе, вид спереди с разрезом;
на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;
на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2;
Устройство для пиролиза углеводородного сырья в жидком теплоносителе состоит из корпуса 1 (фиг.1) с патрубками ввода углеводородного сырья 2 и газообразного теплоносителя 3, разделенного
перегородкой 4 на реакционную 5 и нагревательную 6 камеры, которые снабжены переточными окнами 7, 8 (фиг.2, 3), причем переточные окна 7 и 8 выполнены в перегородке 4. Реакционная камера 5 снабжена решеткой 9, которая установлена над патрубком ввода углеводородного сырья 2. Нагревательная камера 6 снабжена решеткой 10, которая установлена над патрубком ввода газообразного теплоносителя 3. Реакционная камера 5 снабжена шахтой 11, которая установлена в верхней части реакционной камеры 5. Нагревательная камера 6 снабжена шахтой 12, которая установлена в верхней части нагревательной камеры 6. Шахта 12 снабжена патрубками подвода природного газа 13 и 14. Реакционная камера 5 и нагревательная камера 6 снабжены загрузочными окнами 15, 16 (фиг.1) и сливными окнами 17, 18 соответственно.
Устройство для пиролиза углеводородного сырья в жидком теплоносителе работает следующим образом.
Для пуска устройства для пиролиза углеводородного сырья в жидком теплоносителе его разогревают до температуры, превышающей температуру кристаллизации жидкого теплоносителя на 100-200°С, путем подачи газообразного теплоносителя через патрубок ввода газообразного теплоносителя 3 и патрубок ввода углеводородного сырья 2. При этом шахты 11, 12, расположенные в верхней части реакционной 5 и нагревательной 6 камер, закрывают. Для более быстрого разогрева устройства для пиролиза углеводородного сырья в жидком теплоносителе до рабочей температуры в патрубке ввода газообразного теплоносителя 3 и в патрубке ввода углеводородного сырья 2 можно расположить газогорелочные устройства (на фигурах не показано), рассчитанные на подачу газа и воздуха (окислителя). Затем через загрузочное окно 16 заливают жидкий теплоноситель, и отключают подачу окислителя через патрубок ввода углеводородного сырья 2 реакционной камеры 5. После чего увеличивают подачу углеводородного сырья, в качестве которого может использоваться природный газ, до номинального рабочего уровня.
После запуска устройства для пиролиза углеводородного сырья в жидком теплоносителе на решетке 10 в нагревательной камере 6 находится жидкий теплоноситель (на фиг.1 пунктиром показан уровень жидкого теплоносителя). Через патрубок ввода газообразного теплоносителя 3 в нагревательную камеру 6 подают газообразный теплоноситель, который заполняет все пространство нагревательной камеры 6 под решеткой 10. Далее газообразный теплоноситель продувают через расплав жидкого теплоносителя, который при этом нагревают до температуры продуктов отработанного газообразного теплоносителя. Продувку расплава жидкого теплоносителя ведут со скоростью 10-20 м/с. В верхней части нагревательной камеры 6 происходит разделение газовой и жидкой фазы, газовая фаза (отходящие газы) уходят в шахту 12.
Через патрубок ввода углеводородного сырья 2 в пространство под решеткой 9 реакционной камеры 5 подают углеводородное сырье (природный газ), через нагретый расплав жидкого теплоносителя со скоростью 10-20 м/с, при этом происходит нагрев и термическое разложение подведенного углеводородного сырья (природного газа). В верхней части реакционной камеры 5 происходит разделение продуктов пиролиза (сажеводородной смеси) и жидкого теплоносителя, продукты пиролиза уходят в шахту 11.
Циркуляция жидкого теплоносителя из нагревательной камеры 6 в реакционную камеру 5 обеспечивается через переточное окно 8 (фиг.2), за счет перепада давления между камерами 5 и 6.
Циркуляция жидкого теплоносителя из реакционной камеры 5 в нагревательную камеру 6 обеспечивается через переточное окно 7 (фиг.1), за счет перепада давления между камерами 6 и 5.
Отходящие газы в шахте 12 охлаждаются за счет подмешивания в них дополнительного природного газа через патрубки подвода природного газа 13, 14, при этом происходит процесс энергохимической аккумуляции (ЭХА) и отходящие газы повышают свою энергетическую ценность, что
может обеспечить, в дальнейшем, их использование в высокотемпературных технологических процессах.
Таким образом, в заявляемой полезной модели устройства для пиролиза углеводородного сырья в жидком теплоносителе возможно дополнительно к продуктам пиролиза получение топливного газа. При этом с целью упрощения конструкции выход продуктов пиролиза и отходящих газов обеспечивается через верхние шахты.