二段转化炉英文解释翻译、二段转化炉的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 secondary reformer

分词翻译：

二的英语翻译：

twin; two
【计】 binary-coded decimal; binary-coded decimal character code
binary-to-decimal conversion; binary-to-hexadecimal conversion
【医】 bi-; bis-; di-; duo-

段的英语翻译：

part; passage; sect; section; segment
【计】 segment
【医】 piece; sectile; segment; segmentum

转化炉的英语翻译：

【化】 reborner; receiver; reformer; reforming furnace

专业解析

二段转化炉 (Secondary Reformer) 是合成氨、制氢等工业中关键的高温催化反应设备，用于进一步转化一段转化炉出口气中残余的甲烷，以最大化生产氢气或合成气（H₂ + CO）。

定义与核心功能 (Definition & Core Function):
- 在合成氨工艺中，烃类原料（如天然气）的蒸汽转化过程通常分为两段进行。一段转化炉（Primary Reformer）在催化剂作用下，使大部分烃类与水蒸气反应生成氢气、一氧化碳和二氧化碳，但出口气中仍含有约8-15%的甲烷。二段转化炉紧接着一段炉，其主要功能就是利用空气（或富氧空气）引入的氧气，与一段转化气中的残余甲烷进行部分氧化燃烧和深度蒸汽转化反应。其核心目的是显著降低最终转化气中的甲烷含量（通常降至0.2-0.5%体积以下），并补充合成氨所需的氮气（来自空气）或调节合成气比例。
工作原理与过程 (Working Principle & Process):
- 一段转化气首先进入二段转化炉顶部。在此处，通过喷嘴喷入预热空气（或氧气）。空气与一段转化气在炉顶空间混合并发生剧烈的部分氧化燃烧反应，这是一个强放热过程，瞬间将气体温度提升至1200°C以上。此高温气体随后向下通过填充有镍基转化催化剂的床层。在催化剂作用下，残余甲烷与高温气体中存在的大量水蒸气发生吸热的蒸汽甲烷重整反应，生成更多的氢气和一氧化碳。同时，也可能发生水煤气变换等反应。最终，通过燃烧放热和催化吸热反应的耦合，在催化剂床层出口处达到热平衡，气体温度降至约1000°C左右，甲烷含量被有效降至极低水平。
关键特点与工业应用 (Key Features & Industrial Applications):
- 高温操作：二段炉操作温度远高于一段炉（入口>1200°C，出口~1000°C），需要特殊的高温耐火材料衬里。
- 自热式反应：利用部分氧化反应释放的热量驱动后续的吸热重整反应，无需外部供热，提高了整体工艺的热效率。
- 引入氮气：在合成氨工艺中，加入空气不仅提供了氧气，也引入了合成氨反应所需的氮气（N₂）。
- 转化效率高：是确保原料气中碳氢化合物完全转化、最大化氢气收率的关键步骤。
- 主要应用：该设备是大型合成氨装置和大型制氢装置的核心设备之一，其性能直接影响最终产品的产量和能耗。

来源参考 (Sources):

《氨制造工艺手册》(Handbook of Ammonia Production) - 详细描述合成氨工艺各单元操作，包括二段转化炉的设计与功能。
国际权威化工期刊《Industrial & Engineering Chemistry Research》 - 刊载有关烃类蒸汽转化动力学、催化剂及反应器设计的研究论文。
化工过程教科书《Chemical Process Technology》 - 系统介绍包括合成氨在内的主要化工过程原理与设备。

网络扩展解释

二段转化炉是化工生产中用于碳氢化合物蒸汽转化反应的核心设备，常见于合成氨、甲醇及制氢等工业流程。以下从定义、结构、工作原理、应用场景等方面进行详细解释：

1.定义与作用

二段转化炉是相对于一段转化炉而言的，主要功能是将一段转化炉导出的半成品（含未完全转化的甲烷等气体）进一步深度转化，最终生成合成气（H₂、CO等）。其特点包括：

温度与时间：操作温度通常为1350-1600℃，虽低于一段炉的火焰核心温度（约2000℃），但反应时间更长，以确保甲烷残留量降至0.5%以下。
工艺衔接：通过纯氧或富氧空气助燃，补充一段转化未完成的反应，提高合成气产率。

2.结构与材质

二段转化炉的典型结构包括：

燃烧室与催化剂床层：上部为燃烧室，一段转化气与助燃气（氧气/空气）在此混合燃烧；下部为催化剂床层（如镍基催化剂），用于甲烷的深度转化。
烧嘴设计：采用特殊烧嘴（如旋转筒式）增强气体混合效果，避免局部过热。
材质：内衬需耐高温，常用高铝砖和氧化铝隔热砖，炉体外部可能配备水夹套或耐火衬里。

3.工作原理

核心反应包括：

燃烧反应：$$2H_2 + O_2 → 2H_2O (g)quad ΔH = -484 text{kJ}$$，为主反应提供热量。
甲烷转化与CO变换： $$CH_4 + H_2O → CO + 3H_2quad ΔH = +206.4 text{kJ}$$ $$CO + H_2O → CO_2 + H_2quad ΔH = -41.19 text{kJ}$$
通过催化剂作用，最终降低甲烷含量并提高H₂和CO产率。

4.应用场景

合成氨：与一段炉协同降低惰性气体（CH₄）含量，提升氢气产量。
甲醇生产：采用纯氧二段炉可减少弛放气排放，降低能耗。
制氢：通过高温催化反应高效制取氢气。

5.安全与设计挑战

高温风险：操作温度极高，需严格控温（如烘炉时按升温曲线操作）。
氧气环境：纯氧燃烧易引发爆燃，需设置安全联锁装置。

二段转化炉通过高温催化反应实现碳氢化合物的深度转化，其设计需兼顾耐高温材料、高效混合结构及安全控制，是合成氨、甲醇等流程中提升原料利用率的关键设备。更多技术细节可参考等来源。