Установка для получения водорода из углеводородсодержащего сырья

Решение относится к устройствам для получения синтез-газа, в частности, водорода, из углеводородсодержащего сырья, в качестве которого может быть использован, например, газ: углеводород, метан, пропан. Предложено для удаления образующегося на поверхности жидкометаллического теплоносителя легкого шлака - сажистого углерода установить снаружи корпуса вакуумируемую камеру, сообщенную с объемом над жидкометаллическим теплоносителем, и отделяемую от него заслонкой. Обеспечивается периодическое удаление сажистого углерода с поверхности жидкометаллического теплоносителя в процессе пиролиза. 1 с.п. ф-лы, 1 илл..

Решение относится к устройствам для получения синтез-газа, в частности, водорода из углеводородсодержащего сырья, в качестве которого может быть использован, например, газ - углеводород, метан, пропан и т.д.

Известно, что при осуществлении процессов пиролиза на поверхности жидкометаллического теплоносителя образуется шлак, состоящий, в основном, из сажистого углерода, который мешает выходу образующегося в процессе пиролиза газа (водорода) и его следует периодически удалять. Поскольку этот шлак легкий, по сравнению с тяжелыми металлургическими шлаками, то существующие средства не обеспечивают его надежного удаления: с помощью вдуваемого газового потока (пат. РФ 2133653, В22D 43/00, опубл. 27.07.1999 г.), с помощью скребков (пат. РФ 2060865, В22D 43/00, опубл. 27.05.1996).

В качестве прототипа принята установка для получения углерода и водорода (пат. РФ 90779 С01В 31/02, опубл. 20.01.2010), включающая помещенный в герметичный обогреваемый корпус тигель с крышкой и с жидкометаллическим теплоносителем, в который опущена трубка для подачи углеводородсодержащего сырья, патрубок для выпуска полученного газа.

Средств удаления шлака в этой установке не предусмотрено.

Эта задача - введение средств удаления шлака - осуществляется предлагаемым решением.

Технический результат - периодическое удаление сажистого углерода с поверхности жидкометаллического теплоносителя в процессе пиролиза газа.

Этот технический результат достигается тем, что в установке для получения водорода из углеводородсодержащего сырья, включающей помещенный в герметичный обогреваемый корпус тигель с крышкой и с жидкометаллическим теплоносителем, в который опущена трубка для подачи углеводородсодержащего сырья, патрубок для выпуска полученного газа, в стенках тигля и корпуса выполнены отверстия с заслонкой для удаления сажистого углерода, сообщающие объем над жидкометаллическим теплоносителем с вакуумируемой камерой, установленной снаружи корпуса.

Такое выполнение обеспечивает отсасывание легкого шлака в виде сажистого углерода и освобождение поверхности жидкометаллического теплоносителя для свободного выхода образующегося в процессе пиролиза газа. Скопление сажистого углерода препятствует этому.

Предлагаемая установка приведена на чертеже. Она включает герметичный обогреваемый корпус, в который помещен тигель 1 с крышкой 2 и с жидкометаллическим теплоносителем 3, в который опущена керамическая трубка 4 для подачи углеводородсодержащего сырья. Концентрично керамической трубке 4 установлен керамический стакан 5, днищем 6 прикрепленный к крышке 2. В днище стакана 5 выполнены сквозные отверстия 7, 8 для подвода закалочного газа в полость стакана 5 над расплавом теплоносителя и отвода его в смеси с продуктами реакции, а в боковых стенках крышки 2 установлены патрубки 9, 10 для подачи и отвода продувочного газа. Нагрев тигля 1 осуществляется индуктором 11. Через стенки тигля 1 и корпуса проходит отверстие 12 с заслонкой 13 для удаления сажистого углерода с поверхности жидкометаллического теплоносителя в вакуумируемую камеру 14.

Установка работает следующим образом. Подачу исходного сырья, например, пропана или метана, или углекислого газа, осуществляют после продувки системы аргоном или гелием через отверстия 9, 10, чтобы исключить образование взрывоопасной смеси. Исходный газ поступает в режиме барботажа через рубку 4, опущенную в тигель 1, где находится расплав жидкометаллического теплоносителя, имеющий температуру 800-1600°С. Время контакта исходного газа с расплавом 0,1-0,5 сек. За это время проходит реакция разложения исходного газа: СН₄С'+2H₂; CH₂C+H₂.

Осуществляют удаление шлака с поверхности расплава через отверстие 12 в камеру 14, создавая в ней разрежение и открывая заслонку 13 любым известным средством.

Удаление шлака осуществляется достаточно простым путем и обеспечивает выход полученного газа из рабочего объема.

Установка для получения водорода из углеводородсодержащего сырья, включающая помещенный в герметичный обогреваемый корпус тигель с крышкой и с жидкометаллическим теплоносителем, в который опущена трубка для подачи углеводородсодержащего сырья, патрубок для выпуска полученного газа, отличающаяся тем, что в стенках тигля и корпуса выполнены отверстия с заслонкой для удаления сажистого углерода, сообщающие объем над жидкометаллическим теплоносителем с вакуумируемой камерой, установленной снаружи корпуса.