本发明涉及一种主要用于制造合成气的部分氧化用的燃烧器。 本发明的燃烧器特别适用于在增压反应器或锅炉中操作。此外,本发明的燃烧器能提供燃料和/或如氧的氧化剂的均匀分布。此外,本发明的燃烧器是模式的,且有易于推断出的特点。
这样,无论从时间上看,还是从对于大设备通常要较高的价格上看,均可节省调整设备所需的开支。
美国专利3,224,679、3989444和3945942介绍了已有技术。
本发明的燃烧器包括两根管道,这两根管道最好是基本共轴线的,用作供给氧化剂和一种燃料或多种燃料的管路。
氧化剂可为空气,或者氧气,或也可用富氧空气。
烃或煤基混合物这样的燃料可为气体,或液体,或也可为悬浮的粉状颗粒,可呈液相或也可呈气相,或可为两相或多相的混合物。
在这两根管子的每根的出口端可用一打孔的板盖上,如管子是圆柱形的,例如可采用一圆盘盖住。
在同一块板或圆盘上打的诸孔最好应相同且均匀间隔开。
打的这些孔可为圆柱状,或截头的圆锥状,或可能带有用圆柱部分送料地会聚-发散形状。
通孔的最小圆截面的直径d(圆柱体的直径,或截头圆锥体的小底面的直径,或者会聚-发散部分的颈部直径)与打孔的圆盘的厚度e之比可为:
0.01≤d/e≤100
最好为:
0.1≤d/e≤10
两块板或两只圆盘上打的孔数要相等。里面的板或圆盘上的每只孔要与外面的板或圆盘上的每只孔相对应。
此外,两只对应的孔最好要互相面对面且共轴线布置。
两个直径,即外圆盘的直径de和内圆盘的直径di之比为:
1≤de/di≤10(在di≤100毫米,最好为di≤80毫米时)
圆盘或板可用钢或碳化物、氮化物或氧化物作基底的陶瓷制成。这些难熔的复合物可用铝、镁、硅、钛或锆组成,或也可用这些复合物中的两种或多种形成的混合物组成。这些复合物最初可用天然物,如刚玉或堇青石,或用合成的,例如碳化硅。
这些板可用机加工或模制获得,或者也可以用称做为烧结工艺获得。
本发明的一变体是用内径和诸孔的相同的管子接伸在内板上的诸孔上,接管的延伸段1为:
0.1≤1/di≤200
最好为
0.5≤1/di≤50
这些接管的材料要和上面提到的制作板的材料相同。
另外,如果管端与外盘的外表面之间的距离为h,则有:
0≤h/de≤10
更一般地说,本发明涉及一种用于在加压下利用一第二流体造成一第一流体的部分氧化的燃烧器。本发明的燃烧器包括两根流体输入管,其中一根在另一根的内部。燃烧器更显著的特征在于每根所述的管子包括一块板,每块板上打有一些孔,外管的板上有若干孔,这些孔与内板上的孔相对着。
流体可为气状流体。至少一块板的厚度为e,且打有若干孔,它的最小的流通截面有一液力直径d,这个直径与板的厚度之比为0.01-100,或者最好为0.1-10,包括极限值时,即为:
0.01≤d/e≤100
最好的话,为
0.1≤d/e≤10
最好的话,这两块板应有这样的特性。内板上有若干孔,孔的液力直径为di,外板上也有若干孔,孔的液力直径为de,内板上的诸孔与外板上的诸孔相对,外板上的孔的液力直径与内板上的孔的液力直径之比可为1-10,包括极限值时,为
1≤de/di≤10
可用具有同样横截面的各根管子接伸内板上的各孔。所述各根管子的延伸段长度1与内部的液力直径之比可为0.1-200,最好为0.5-50,包括极限值时,即:
0.1≤1/di≤200
最好为
0.5≤1/di≤50
如果接管端部与外板的外表面之间的距离为h,那末,该距离值与外板上的相应的圆孔的直径de之比可为0-10,包括极限值时,即
0≤h/de≤10
外板上的孔数要和内板上的相等。
至少一根管子为圆柱状的,相应的板可用圆盘状的。
内板上的至少一个孔为如直圆柱状的旋转状的,一截头圆锥体或一可能包括一过渡直段的、会聚-发散状的旋转状。
外板上的其中一个孔可为会聚-发散状的,内板上的对应的孔用一管子接伸,该接管穿入外板上的该孔中,而基本上终止于所述会聚-发散部分的颈部处。
至少一块内板要包括有冷却装置。
至少一块内板或外板要由钢、用碳化物、氮化物或氧化物做基底的陶瓷组成,这些难熔的复合物主要由铝、镁、硅、钛或锆,或也可由这些复合物中的两种或多种形成的混合物组成。
本发明尤其将适用于天然气或液体油馏分的部分氧化。
经过对下面用附图表示的几个具体的不限制的实例的说明,将会更好理解本发明,它的优点也将更加显见了。这些附图是:
图1表示按照本发明的一个完整的燃烧器;
图2是沿着图1中“2-2”的剖视图;
图3表示用于燃烧器上的板的细节;
图4表示燃烧器的一个特别实施例,它的板包括一冷却盒;
图5至图9表示不同的、用于本发明的燃烧器上的板的实施例。
本发明的燃烧器可用于例如靠用氧使天然气部分氧化来制造合成气。
如图1,燃烧器1包括一固定法兰2,用其可将燃烧器固定到反应器或锅炉上。
这个燃烧器包括有一将第一气体输入的第一管口3和一将第二气体输入的第二管口4。在上述情况下,通过第一管口3或第二管口4可输入氧,天然气也将经过管口4或3输入。
第一管口连通由第一管道或内部管道5的内部限定的空间。
内部管道5位于第二管道或外部管道6的内部。第二管口连通由内部管道5的外壁与外部管道6的内壁形成的空间。
内部管道的端部8有一厚度为ei的板9,这块称做为内板的板上有一些直径为di的孔10i,其中只有一些孔在不同的附图中表示出来,以便皇垢酵忌匣目滋芴唷?
外部管道6的端部11有一称做为外板的板12。
厚度为ee的外板12上有若干直径为de的孔13e,附图上只画出了其中一些。
内板9上的每个孔10i与外板12上的孔13e正对着。
这样,外板12上的孔数至少等于内板9上的孔数。
最好地,内孔的轴线14基本上和对应的外孔的轴线15共线。
在表示出内部管道5和外部管道6基本上共轴的图1所示的实例中,外板12外面包围了一存水腔16,用以循环冷却流体。
通过管路17和18提供冷却流体。
图3更好地表示了用于本发明上的几何尺寸。图中表示的板19,或是内板,或是外板。
在这块板中,表示出两个孔20和21,d为其中一孔的流通直径,e为板19的厚度。
按照本发明,不管对于内板还是外板,会有:
0.01≤d/e≤100
最好为
0.1≤d/e≤10
按照本发明,当孔的直径小于100毫米、最好是小于80毫米时,会有:
1≤de/di≤10
图5至7表示第一或第二板上的若干孔的不同实施例。
在图5和图6中,第一板9上的孔22是圆柱形的,而在图7中,内板9上的孔23是呈截头圆锥体状。
图5中的外板12上的各孔24呈截头圆锥体状。在图7中,第二板上的各孔25的形状是文杜里管的形状,鉴于流向该孔包括一会聚部分及一紧跟着的发散部分。在会聚部分和发散部分的连结处形成一颈部26。
在图6中,有一连结会聚部分与发散部分的圆柱状过渡部分27′。
在具有一会聚部分和/或一发散部分的孔的情况下,所考虑的上述范围值的直径是对应于最小直径的颈部的直径大小。
图4、8和9所示情况是内板9上的各孔中有接管27。在这三个附图中,外板12上的诸孔28有一会聚-发散部分28。
在图4和图9的情况下,各接管27穿进外板12上的各孔28中。
图4中,板12自身有一存水腔29,利用附加件30形成了流通孔28。
管道31和32用来经过存水腔29流通冷却流体的。
图4中,接管27有一底部33,利用一螺纹旋塞34将此底部33固定就位,所述旋塞34上有一直径为di的通路33,用以射出流体流。
在本发明的一变体中,当比值1/di为
0.1≤1/di≤200
最好为0.5≤1/di≤50时,是有利的。其中1为接管的高度。
在结合于其他实施例中使用的本发明的另一变体中,将有:
0≤h/de≤10
其中h是接管的端部与外板12的外表面之间的距离。