用于气化反应器的燃烧器的冷却装置制造方法及图纸

一种气化反应器包括：压力外壳；反应区，部分地由所述压力外壳所围封的管状膜壁限定；至少一个燃烧器，具有燃烧器头部，所述燃烧器头部伸出所述膜壁；至少一个冷却装置，布置在所述膜壁中且围封至少一个燃烧器的所述燃烧器头部，所述至少一个冷却装置包括具有增大的直径的若干同心环，所述同心环形成具有面向所述反应区的最大直径开口和面向所述燃烧器头部的最小直径开口的截锥形形状，每一环是具有用于冷却介质的入口和出口的导管，用于所述燃烧器头部的所述最小直径开口位于所述压力外壳与所述膜壁之间；所述冷却装置包括具有中断的至少一个部分圆形外环。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于气化反应器的燃烧器的冷却装置本专利技术涉及用于气化反应器的燃烧器的冷却装置。本专利技术还涉及具备所述冷却装置的气化反应器。所述冷却装置，也被称作燃烧器隔焰层，适用于冷却和以其它方式保护面向气化反应器的燃烧器端部的反应器。气化是通过部分地燃烧含碳进料来产生合成气体的过程。所述含碳进料可例如包括煤粉、生物质、油、原油残留、生物油、烃气或任何其它类型的含碳进料或其任何混合物。气化反应产生合成气体，所述合成气体是包括至少一氧化碳和氢气的气体。合成气体可用作例如燃料气体或用作化学过程的原料。合成气体可经过处理例如以制成预定类型的烃产物，例如但不限于甲醇、合成天然气、汽油、柴油、蜡、润滑剂等等。US-4818252描述一种用于在增加的压力下运用具有布置成供应有冷却介质的多个管的多管壁来气化精细粉碎的尤其是固体燃料的布置，所述多管壁限制气体收集腔室且还限制形成燃烧腔室的多个凹槽。燃烧器延伸到每一凹槽中。凹槽中的每一个具有多个参数，包含外围壁的深度、宽度和倾斜角，使得参数中的至少一个可改变。为了操作气化布置，凹槽的大小可取决于作为操作参数的实例的燃料、气化速度、气化温度，或气体组合物而改变。这可通过可改变凹槽深度的凹槽插入件以有利的方式达成。多管壁结构可从气体收集腔室的多管壁结构可拆卸地固持凹槽壁且可具有独立的冷却系统。为了保护燃烧器，建议提供熔渣收集保护防护罩。此保护防护罩可由从盖板突出并且优选地涂布有防火(耐火的)材料层的管件有利地形成。当在粘性液体熔渣的厚层形成在多管壁的内部上的条件下实行气化反应时，US-4818252的凹槽易受熔渣进入损坏。在此情形下，熔渣将在燃烧器头部的前方流动且干扰燃烧。保护防护罩不足以应对熔渣的相对厚的层。US-8628595公开一种气化反应器，其包括压力外壳、部分地受经竖直定向的管状膜壁限定的反应区和具有燃烧器头部的经水平导向的燃烧器。所述燃烧器通过锥形燃烧器隔焰层伸出通过膜壁，所述锥形燃烧器隔焰层包括若干经竖直定向的同心和互连环。连续环的直径相对于前面的相邻环增加，使得燃烧器隔焰层在一个端部处具有用于燃烧器头部的隔焰层开口且在其其它火焰排出端部处具有较大开口。所述环包括具有用于冷却介质的入口端部和用于所使用的冷却介质的出口的导管。用于燃烧器头部的隔焰层开口位于压力外壳与膜壁之间。燃烧器隔焰层的至少一个环伸出到反应区中，以阻止熔渣进入燃烧器隔焰层且沉积在隔焰层的表面上。US-8628595的燃烧器隔焰层使得能够冷却燃烧器隔焰层的表面，从而可产生在超过例如30巴的相对高气化压力下操作的稳固设计。本专利技术旨在提供一种改进的燃烧器隔焰层，其具有增加的生命期。本专利技术提供一种用于气化反应器的燃烧器的冷却装置，所述冷却装置包括：具有增大的直径的若干同心环，其形成具有面向所述气化反应器的反应区的最大直径开口和面向所述燃烧器的燃烧器头部的最小直径开口的截锥形形状，每一环是具有用于冷却介质的入口和出口的导管，所述冷却装置包括具有中断的至少一个部分圆形外环。在一实施例中，所述中断延伸预定的径向角度。所述冷却装置可包括两个或多于两个部分圆形外环。所述冷却装置可包括：一个或多个第一外环，其延伸第一径向角度α、中断第一角度β；和一个或多个后续外环，其延伸第二径向角度γ、中断第二角度δ，所述第二径向角度大于所述第一径向角度。所述第一径向角度可为约240°。所述第二径向角度可为约260°。根据另一方面，本专利技术提供一种气化反应器，其包括：压力外壳；反应区，其部分地由所述压力外壳围封的管状膜壁限定；至少一个燃烧器，其具有燃烧器头部，所述燃烧器头部伸出所述膜壁；至少一个冷却装置，其布置在所述膜壁中且围封至少一个燃烧器的所述燃烧器头部，所述至少一个冷却装置包括具有增大的直径的若干同心环，所述同心环形成具有面向所述反应区的最大直径开口和面向所述燃烧器头部的最小直径开口的截锥形形状，每一环是具有用于冷却介质的入口和出口的导管，用于所述燃烧器头部的所述最小直径开口位于所述压力外壳与所述膜壁之间；且所述冷却装置包括具有中断的至少一个部分圆形外环。在一实施例中，至少一个外环的中断在重力的方向上面朝下。在另一实施例中，所述冷却装置的至少一个环伸出到所述反应区中。作为实例，下文将参考图式在本文中详细地描述本专利技术的实施例，其中：图1展示气化反应器的示范性实施例的示意性横截面；图2展示根据现有技术的燃烧器隔焰层的横截面；图3展示根据现有技术的另一燃烧器隔焰层的横截面；图4展示根据现有技术的燃烧器隔焰层的实际实例的正视图；图5展示根据本专利技术的燃烧器隔焰层的实施例的透视图；图6展示根据本专利技术的燃烧器隔焰层的实施例的正视图；且图7展示根据本专利技术的燃烧器隔焰层的实施例的横截面。图1展示示范性气化反应器，其具有管状压力外壳1、膜壁3和反应区2。所述反应器和所述膜壁一般会竖直地定位。膜壁3的区段3a可具有管状形状。所述膜壁3可由用于导引例如水的冷却介质的导管构成。所述导管一般在竖直方向上延伸。替代地，可使用螺旋形导管。水可通过供应管线4和共同分配器5供应到膜壁。通常呈水与蒸汽的混合物的形式的所使用冷却水可通过共同头部6和排出管线7从反应器排出。所述反应器可包括用于冷却所产生合成气的淬火气体供应件8。排出管线9可排出合成气——氢气与一氧化碳的混合物。可提供排出管线10以排出熔渣。反应器通常具备用于部分地氧化原料的一个或多个燃烧器13。展示两个直径相对的燃烧器13。反应器可包括例如在同一高度或替代地在不同高度的两对或多于两对的燃烧器。举例来说，US-4523529和US-4510874中描述用于煤进料的合适燃烧器。然而，本专利技术可涉及用于还包括原料的任何其它类型的烃的燃烧器。所述原料可通过供应管线11提供到燃烧器。氧可通过氧供应管线12提供。图2展示伸出膜壁3的燃烧器13。面向反应器2的燃烧器端部17具备冷却装置14，所述冷却装置具有用于燃烧器头部17的燃烧器开口16。冷却装置或燃烧器隔焰层14围封燃烧器头部。开口可位于压力外壳1与膜壁3之间。在此实例中，隔焰层14不伸出到反应区中。与燃烧器开口16相对的开口18与膜3齐平。图3说明燃烧器13和燃烧器隔焰层14的另一现有技术实例。本文中，冷却装置14伸出到反应区2中。伸出部分阻止熔渣32进入燃烧器隔焰层14。阻止或限制熔渣沉积在燃烧器隔焰层14的表面上限制局部热通量。归因于伸出燃烧器隔焰层14，熔渣32将围绕外环30的外部向下流动，从而阻止熔渣进入由冷却装置14形成的锥形凹槽。冷却装置或隔焰层14可伸出距离36到反应区2中。可针对距离36取决于原料中的灰属性和灰含量来预先确定最小值。距离36的最小值可约等于形成环15的导管的平均外部直径。在实际实施例中，距离36可设定在形成环15的导管的平均外部直径的约两倍与四倍之间。距离36被界定为外部定位的环30与耐火材料24的表面之间的水平距离，如所展示。图3展示燃烧器隔焰层或冷却装置14，其具备定位在其上部端部处或接近其上部端部定位的导管34。导管34沿着由开口18和外环30界定的圆周的上部部分形成熔渣槽35。导管34在一个端部处具有用于冷却介质的入口且在其其它端部(未示出)处具有用于所使的用冷却介质的出口。图2和3进一步展示包括若干经竖直定向的同心环15本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于气化反应器的燃烧器的冷却装置，所述冷却装置包括：具有增大的直径的若干同心环，形成具有面向所述气化反应器的所述反应区的最大直径开口和面向所述燃烧器的燃烧器头部的最小直径开口的截锥形形状，每一环是具有用于冷却介质的入口和出口的导管，所述冷却装置包括具有中断的至少一个部分圆形外环，所述至少一个部分圆形外环的所述中断面朝下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.12 EP 15189436.71.一种用于气化反应器的燃烧器的冷却装置，所述冷却装置包括：具有增大的直径的若干同心环，形成具有面向所述气化反应器的所述反应区的最大直径开口和面向所述燃烧器的燃烧器头部的最小直径开口的截锥形形状，每一环是具有用于冷却介质的入口和出口的导管，所述冷却装置包括具有中断的至少一个部分圆形外环，所述至少一个部分圆形外环的所述中断面朝下。2.根据权利要求1所述的冷却装置，所述中断延伸预定径向角度。3.根据权利要求1或2所述的冷却装置，包括两个或多于两个部分圆形外环。4.根据权利要求3所述的冷却装置，包括一个或多个第一外环，延伸第一径向角度α、中断第一角度β，和一个或多个后续外环，延伸第二径向角度γ、中断第二角度δ，所述第二径向角度大于所述第一径向角度。5.根据权利要求4所述的冷却装置，所述第一径向角度约240°。6.根据权利要求4或5所述的冷却装置，所述第二径向角度约260°。7.根据前述权利要求中任一项所述的冷却装置，所述至少一个部分圆形外环可替换地连接到所述冷却装置的其余部...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·海特曼，R·雷米希，T·P·冯科萨克格洛切夫斯基，
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