天然气制取还原气工艺用于闪速吹炼制铜,包括两段蒸汽转化工艺和部分氧化转化工艺。两段蒸汽转化工艺是在催化剂的作用下,吸收外部热量完成转化反应。部分氧化转化工艺是天然气直接在转化炉内进行燃烧完成转化。论文通过综合分析比对,对两个方案的经济性、安全性等方面提出见解,确立了适用于1000Nm3/h造气装置的实施方案和转化炉的结构优化设计。1、采用Lobo-Evans法进行炉膛内数值计算,对两段蒸汽转化炉的出口烟气温度、燃料和水蒸气耗费量、原料和水蒸气的最优配比关系等进行了分析讨论,并与部分氧化炉的各项设计数据进行对比。结果显示,部分氧化工艺更适用于本次技术改造。2、对蒸汽转化工艺的一段转化炉辐射室、对流室、二段转化炉、转化炉管以及部分氧化工艺的氧化炉,进行了详细的结构设计,给出具体的尺寸数值,使得方案对比的结果具有一定的实用价值。3、运用ANSYS对蒸汽转化炉炉管进行了强度计算和模拟分析,结合工程实际运行状况,进行了结构优化设计。结果表明：实际变形量小于自由膨胀时的变形量。4、运用ANSYS FLUENT对部分氧化炉的内部的烟气流动和温度分布进行了数值模拟,并考察了火焰喷射情况对炉膛保温层的影响。分析结果表明：炉膛内部温度分布非常不均衡,球形拱顶处温度最高,接近1700℃,说明烟气存在回流情况严重,在球形拱顶处积聚,入口处局部温度过高；通过对两方案建设资金投入、日常消耗等方面的综合比较,最终选择部分氧化工艺进行制氢。