Способ получения конвертированного газа и топливно-кислородный реактор для его осуществления

Результат выполнения конструкторской разработки. Изобретение относится к металлургической, энергетической и другим отраслям промышленности, в области производства восстановительных газов для процессов термообработки и металлизации шихтовых материалов. Сущность изобретения заключается в создании способа получения конвертированного газа и конструкции топливно-кислородного реактора с надежным перемешиванием всех составляющих горючей смеси. Для этого используют топливно-кислородный реактор, включающий камеру горения с раздельными трактами подачи топлива и окислителя, системами их перемешивания и сжигания горючей смеси. Топливно-кислородный реактор дополнительно оснащен расположенной перед камерой завершающего горения камерой частичного сжигания топлива с трактом его подачи и трубой подачи кислорода, причем труба подачи кислорода окружена коаксиальным кольцевым трактом подачи топлива. Топливо (природный газ) разделяют на два автономных потока с соотношением их массовых долей, равным 2,0-3,0. Первый поток (топливо I) подают по тракту в камеру частичного сжигания топлива. В эту же камеру по трубе подают кислород с коэффициентом расхода кислорода α = 0,34-0,36. Полученная газовая смесь из камеры частичного сжигания топлива через сопло поступает в камеру завершающего горения. Одновременно в кольцевую систему подают через патрубок топливо II и через патрубок – водяной пар. На выходе из кольцевой системы формируют парогазовую смесь с высокой степенью перемешивания отдельных ее составляющих. Следом готовую парогазовую смесь перемешивают с топливно-кислородной горючей смесью в камере завершающего горения и дожигают при помощи запальной горелки для завершения процесса конверсии. Полученный конвертированный газ III (с температурой ТIII = 1400-1450 °С и восстановительным потенциалом, ηIII = (СО + Н2)/(СО2 + Н2О) = 6-9) из топливно-кислородного реактора поступает в кольцевой газовый коллектор и через отверстия в трубопроводе инжектируется в общий поток реформированного газа IV для смешения с ним (используя в трубопроводе диафрагму), устанавливая заданные параметры готового восстановительного газа V (ТV = 950-1000 °С; ηV = 9-12) для ввода в шахтную печь. Разработка защищена патентом РФ № 2841537.