本发明专利技术涉及一种使固体燃料气化的燃烧器(1)，所述燃烧器包括燃烧器前部(2)，所述燃烧器前部具有用于排放固体燃料的开口(13)和用于排放含氧气体的中心开口(11)，其中，燃料排放开口(13)流体连通到中央通路(5)，而用于排放含氧气体的开口(11)流体连通到用于使得氧气通过的环形通路(6)，所述环形通路定位成与所述中央通路(5)同轴。中央通路(5)具有下游部分(6)，其中，通路(5)的直径在第一段(7)上渐增，继而在终结于所述燃烧器前部(2)的第二段(8)上渐减。在下游部分(6)的内部定位有中空构件(9)，所述中空构件在一个端部(10)处封闭并且在燃烧器前部(2)处或者附近具有开口(11)。中空构件(9)具有与中央通路(5)的渐增直径和渐减直径对应的渐增直径和渐减直径，以便形成环形通道(12)。中空构件(9)借助于一条或者多条连接管道(14)与用于含氧气体的环形通路(6)流体连通。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种使固体燃料气化的燃烧器(1)，所述燃烧器包括燃烧器前部(2)，所述燃烧器前部具有用于排放固体燃料的开口(13)和用于排放含氧气体的中心开口(11)，其中，燃料排放开口(13)流体连通到中央通路(5)，而用于排放含氧气体的开口(11)流体连通到用于使得氧气通过的环形通路(6)，所述环形通路定位成与所述中央通路(5)同轴。中央通路(5)具有下游部分(6)，其中，通路(5)的直径在第一段(7)上渐增，继而在终结于所述燃烧器前部(2)的第二段(8)上渐减。在下游部分(6)的内部定位有中空构件(9)，所述中空构件在一个端部(10)处封闭并且在燃烧器前部(2)处或者附近具有开口(11)。中空构件(9)具有与中央通路(5)的渐增直径和渐减直径对应的渐增直径和渐减直径，以便形成环形通道(12)。中空构件(9)借助于一条或者多条连接管道(14)与用于含氧气体的环形通路(6)流体连通。【专利说明】用于使固体燃料气化的燃烧器
本专利技术涉及一种用于使固体燃料气化的燃烧器。所述燃烧器尤其适于使用含氧气 体对含碳燃料（诸如由气体载体承载的磨碎的固体燃料，例如由诸如氮气和/或二氧化碳 的气体载体所承载的煤粉）的气化中使用，例如，用于产生加压的合成气、燃料气或者还原 气。
技术介绍
通过燃料与氧气发生反应来获得固体含碳燃料的气化。燃料主要包含作为可燃组 分的碳和氢。含氧气体和由气体承载的磨碎的含碳燃料以相对高速度经由燃烧器中的独立 通道进入到反应器中。在反应器中，保持火焰处于高于1300°C的温度条件下，在所述火焰 中，燃料与含氧气体中的氧发生反应，主要形成一氧化碳和氢。 在现有技术中已经提出了多种燃烧器设计方案。EP-A-328794描述了一种燃烧 器，其中，磨碎的煤经由沿着燃烧器的纵向轴线布置的中心通道供应至燃烧器前部，并且含 氧气体经由环绕所述中心通道的至少一条环形通道供应。氧气在燃烧器前部被引入到煤流 中。 EP-A-130630描述了一种燃烧器，其中，在燃烧器前部，以高速从中心通道排放含 氧气体，而以低速从环形出口排放含氧气体。从位于所述中心氧气出口和环形氧气出口之 间的多个流出开口排放固体燃料。根据这个公开文献，外部低速氧气流用于防止燃烧器因 吸入热气体而过热。这个公开文献公开了如果燃烧器用于高生产量，则用于固体燃料的出 口优选地不具有环形形状。阐述了这种设计将不会导致所有固体燃料颗粒与氧气适当地接 触。 根据EP-A-328794的燃烧器类型已经极大成功地投入商业使用。然而，在高生产 量条件下，通到燃烧器前部的热通量增大至使得燃烧器的使用寿命可能变得太短的值。 EP-A-130630通过在火焰周围施加低速氧气屏障而解决了通到燃烧器前部的热通 量的问题。根据EP-A-130630的燃烧器的缺点在于：对于高生产量而言，固体燃料通过独立 通道通至燃烧器前部，这可导致腐蚀问题。另一个问题是因下述事实而使得设计复杂化，所 述事实为需要制造具有用于固体燃料和含氧气体的多条通道的金属件。而且，因合成气体 /氧气火焰，通到燃烧器前部的热通量可能仍然非常高。
技术实现思路
以下燃烧器旨在提供用于高生产量并且不具有现有技术燃烧器的缺点的燃烧 器： -种用于使固体燃料气化的燃烧器，该燃烧器包括燃烧器前部，所述燃烧器前部 具有用于排放固体燃料的开口和用于排放含氧气体的一个或多个开口，其中，用于排放固 体燃料的开口流体连通到中心通道，并且其中用于排放含氧气体的开口流体连通到用于使 得氧气通过的环形通道；以及 其中，中心通道具有下游部分，其中，通道的直径在第一段上渐增，继而在终结于 燃烧器前部处的第二段上渐减，并且其中，在中心通道的下游内部定位有中空构件，所述中 空构件定位成其在一个端部处封闭而在燃烧器前部处具有开口，所述中空构件具有与中心 通道的渐增和渐减的直径对应的渐增和渐减的直径，以形成用于固体燃料的环形通道，该 环形通道在用于排放固体燃料的向内指向的环形开口中终结于燃烧器前部；以及 其中，中空构件借助于一条或多条连接管道与用于含氧气体的环形通道流体连 通，并且其中，中空构件的开口形成用于排放含氧气体的开口的至少一部分。 本专利技术还涉及一种通过使用上述燃烧器使固体燃料气化来制备包括氢和一氧化 碳的混合物的方法，其中，含氧气体流过用于含氧气体的通道，固体燃料和载气流过中心通 道，并且在燃烧器前部发生气化。本专利技术的详细描述 本 申请人:发现：与EP-A-130630的教导相比，燃烧器可设置用于高生产量操作，所 述燃烧器具有用于固体燃料的环形开口。通过将所有氧气都引导通过用于含氧气体的一个 或多个开口，实现与固体燃料的充分接触。详细的计算机模拟预测：火焰将从燃烧器前部略 微升起。这极大地减小了通道燃烧器前部的热通量，并且由此延长了所述燃烧器前部的使 用寿命，以及延长了与用于固体燃料的环形通道和用于排放含氧气体的一个或多个开口分 离开的边沿的使用寿命。 根据本专利技术的燃烧器不具有用于以如根据EP-A-130630的燃烧器的低速度排放 含氧气体的外部环形出口。由于使得中空构件和中心通道的尺寸对应，因此产生了用于固 体燃料的流动路径，这限制了腐蚀。 如在此所使用的，术语"含氧气体"旨在表示包含游离氧的气体、02以及表示包括 空气、富氧空气（即，多于21摩尔百分比的氧气）以及基本纯氧（即，大于大约95摩尔百 分比的氧气），其中，剩余物包括通常在空气中发现的气体，诸如、氮气和/或稀有气体。 如在此所使用的，术语"固体含碳燃料"旨在表示包括煤、来自煤的焦炭、煤液化残 余物、石油焦炭、煤烟、生物质和源自油页岩、浙青砂和浙青的微粒固体的组的多种由气体 承载的可燃材料及其混合物。煤可以是任何一种类型，包括：褐煤、次烟煤、烟煤和无烟煤。 固体含碳燃料优选地被研磨成的颗粒尺寸使得按重量计至少大约90 %的材料小于90微 米，并且按重量计水分含量小于大约5%。固体燃料以带有载气（优选氮气或者二氧化碳） 的混合物的形式供应到燃烧器。 如在此所使用的，术语"高容量燃烧器"旨在包括一种工艺，其中，从环形开口排放 大于3kg/ SeC (千克/秒）的固体。这种高容量燃烧器的环形开口的宽度优选地大于4_。 从环形开口排放的固体的优选速度在5m/s至15m/s之间。 用于含氧气体的开口可以是位于燃烧器前部处的单个中心开口，或者可有所不同 地构造，例如，布置在燃烧器前部上游的一段距离处。在非垂直燃烧器中，尤其是在水平燃 烧器中，这种缩入式开口降低了因从燃烧器前部向下流动的炉渣造成堵塞的风险。 在另一具体实施例中，开口可以包括多个开口，所述多个开口可例如同轴。这种布 置可以例如包括位于低速管道端部处的中心开口和位于高速管道端部处的环形开口，所述 环形开口被用于排放固体燃料的向内指向的环形开口包围。在这种布置中，在与燃烧器前 部相距大致更短距离的位置处完成氧气和燃料的混合。可选地，中心管道的纵向轴线可以 相对于环形管道的纵向轴线偏置，例如，中心管道可以相对于环形管道的中心向下偏置。在 水平燃烧器的情况中，这弥补了重力对固体燃料流出流均一性的影响。在这种燃烧器本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于使固体燃料气化的燃烧器(1，40，50)，所述燃烧器包括燃烧器前部(2)，所述燃烧器前部具有用于排放固体燃料的开口(13)，所述燃烧器还包括用于排放含氧气体的开口(11)，其中，所述用于排放固体燃料的开口(13)流体连通到中央通路(5)，所述用于排放含氧气体的开口(11)流体连通到用于使得氧气通过的环形通路(6)，所述中央通路(5)具有下游部分，其中，所述中央通路(5)的直径在第一段(7)上渐增，继而在终结于所述燃烧器前部(2)的第二段(8)上渐减，在所述中央通路的下游部分内部定位有中空构件(9)，所述中空构件在一个端部(10)处封闭，所述中空构件(9)具有与所述中央通路(5)的渐增直径和渐减直径对应的渐增直径和渐减直径，以便形成用于固体燃料的环形通道(12)，该环形通道在向内指向的用于排放固体燃料的环形开口(13)中终结于所述燃烧器前部(2)处，所述中空构件(9)借助于一条或者多条连接管道(14)与用于含氧气体的环形通路(6)流体连通，其中，所述开口(11)处于所述燃烧器前部(2)上游的一段距离处。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：J·H·M·迪塞尔霍斯特，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰;NL
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