金属燃烧器砖瓦制造技术

本公开寻求提供一种用于工业加工（诸如裂化）的金属燃烧器砖瓦。砖瓦基本上为金属的（例如超过80％），余量为表面上的暴露于高温的陶瓷涂层。所述砖瓦比目前的陶瓷燃烧器更轻并且更耐用。

Metal Burner Bricks and Tiles

The present disclosure seeks to provide a metal burner tile for industrial processing, such as cracking. Bricks and tiles are basically metallic (e.g. more than 80%) and the remainder is a ceramic coating exposed to high temperature on the surface. The bricks and tiles are lighter and more durable than the current ceramic burners.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】金属燃烧器砖瓦
本公开涉及用于工业应用、特别是在高于800℃的温度下的应用，诸如石化产品加工（包括链烷烃的裂化）的燃烧器领域。在一些实施例中，本公开涉及在这种应用中使用的金属底板或壁燃烧器。
技术介绍
链烷烃如乙烷裂化成烯烃如乙烯是能量密集的。链烷烃通过炉中的管道或盘管，而烟道气体被加热到约1200℃。炉的内壁为耐火物质材料，它将热量辐射到加工盘管。壁由底板或壁或两者中的一系列燃烧器加热。壁的温度可以达到700℃至1350℃或800℃至1200℃范围的温度。目前，炉内部的燃烧器部件由耐火物质材料制成。这使得燃烧器很重。另外，耐火物质或陶瓷趋向于变脆并且在运输和操作过程中可能破裂。英国专利1,480,150公开了一种与高温燃烧器相关的改进，在该高温燃烧器中，金属耐火砖具有内表面和外表面并提供封闭腔室，该金属耐火砖环绕燃烧器。冷却介质经过耐火砖以使燃烧器保持在较低温度。该专利教导了冷却介质可以是供给燃烧器的空气或来自燃烧的废气。该参考文献远离本公开的教导，因为不使用双壁耐火砖。大阪燃气有限公司A.Omori在1998年国际燃气研究会议论文集第269-276页的论文用于加热炉的超紧凑型低NOX燃烧器公开了一种金属燃烧器。该燃烧器在内部金属燃烧器壁中没有使空气经过壁并冷却燃烧器的通道。此外，燃烧器设计成向火焰提供空气涡流，以增加表面积并降低火焰温度。火焰温度的该降低可能是不希望的。2010年1月28日公布的以Bussman的名义转让给JohnZink有限责任公司的美国专利申请20100021853教导一种燃烧器以产生低NOX排放。在附图中，燃烧器为砖瓦（例如陶瓷或耐火物质），其中大量的燃烧器由此材料制成。相反，本文公开的燃烧器包括小于20重量％的陶瓷或耐火物质，或例如没有陶瓷或耐火物质。另外，如果使用陶瓷或耐火物质，则将其涂覆在金属外面上。本公开寻求提供一种金属或基本上为金属的燃烧器，用于诸如裂化炉的工业应用中。
技术实现思路
本公开提供一种具有不低于约1200℃的操作温度的基本上为金属的燃烧器，其用于壁在700℃至1350℃的温度下操作的裂化炉，所述燃烧器包括：i）基本上为金属的流道，其由至少一个表面限定，该表面具有下游出口和至少一个上游入口，用于至少一种气态氧化剂；ii）所述基本上为金属的流道具有至少一个挡板，该挡板将氧化剂和燃料流抵靠燃烧器的面向炉的内表面来引导；以及iii）可选地，一个或多个热对流表面阵列选自挡板、肋、翅片和突起，以引导所述至少一种气态氧化剂在所述基本上为金属的流道的内表面上的所述一个或多个阵列上流动。在另一个实施例中，提供了一种具有热对流表面阵列的燃烧器，所述热对流表面为至少在暴露于裂化炉的燃烧器部分的内表面上限定至少一个连续系列的平行通道的肋。在另一个实施例中，提供了一种燃烧器，其中，通道的高宽比为0.1至2或0.25至2，在一些实施例中为0.5至2，在另外的实施例中为0.5至1。在另一个实施例中，提供了一种燃烧器，其中，一个或多个金属燃料管线在所述流道的外部前表面附近终止于所述流道的前部高度的25％至75％。在另一个实施例中，提供了一种燃烧器，其中，所述至少一个金属表面的厚度为4至25mm。在另一个实施例中，提供了一种燃烧器，其包括协作布置：i）用于一种或多种气态氧化剂的下部金属流道，其具有打开的后端、封闭的侧壁和封闭的底壁、前壁和顶壁，所述顶壁不延伸侧壁的整个长度以限定所述流道的上部前端中的面向上打开的通风口；以及与流道的底壁连续的金属前壁；ii）金属上部节段，其具有与金属流道相同的宽度，所述金属流道包括限定腔室的前壁、两个平行的侧壁和后壁、与流道中的打开的通风口协作的打开的底部，并且前壁以及打开顶部的所述前壁和后壁其中具有处于基本相同的高度和横向位移的开口，以提供从所述上部节段的后部通向前部的一个或多个燃料供应管线；iii）以下中的任一者：a）一个或多个金属或涂覆陶瓷的金属、与上部金属节段的打开顶部协作的顶板，所述一个或多个顶板具有平面的表面，可选地具有弯曲的前缘和通过其的一个或多个基本上圆形的通道，所述后节段具有一个或多个出口，所述出口可以为圆形、椭圆形或多边形（例如三角形、矩形或正方形）以用于使所述一种或多种气态氧化剂通过；或b）延伸到所述上部节段的后壁的上部前壁的延续部分，所述延续部分具有可选地弯曲的前缘，并且可选地具有穿过其的一个或多个基本上圆形的通道，以及具有一个或多个出口的平面的后节段，所述平面的后节段具有一个或多个出口，所述出口可以为圆形、椭圆形或多边形（例如三角形、矩形或正方形）以用于使所述一种或多种气态氧化剂通过，所述后节段可选地涂有陶瓷；以及iv）延伸到所述金属上部节段中的一个或多个下降挡板。如本文所用，平面是指元件的弯曲度。但是，本公开不受外壳（例如，盒）的侧面的形状或几何形状的限制。虽然示例了平面表面，但也可以设想外壳的侧面是弯曲的或波浪形的实施例。在另一个实施例中，提供了一种燃烧器，其中存在下降挡板，所述下降挡板从用于至少一种气态氧化剂的所述一个或多个出口的前唇前方不超过10％的区域悬垂到用于所述一种或多种气态氧化剂的所述一个或多个出口的前唇，所述挡板在所述燃烧器的上部金属节段内下降至所述燃烧器前面高度的50％至90％；并且横向延伸穿过所述燃烧器的内表面所述燃烧器的面的宽度的100％至75％，所述下降挡板被定位成使得在所述下降挡板的每侧上相对于所述金属上部节段的侧壁存在基本上相等的开口，并且在必要时，所述下降挡板具有通过其的一个或多个圆形通道，以允许一个或多个燃料供应管线穿过其。在另一个实施例中，提供了一种燃烧器，其具有一系列平行的纵向内部肋，以引导所述至少一种气态氧化剂在所述下降挡板的面向前表面上流动。在另一个实施例中，提供了一种燃烧器，其还包括上升挡板，该上升挡板从所述下部金属流道的上壁向前延伸到金属上部节段的腔室中的打开区域的45％至85％中。在另一个实施例中，提供了一种燃烧器，其中，从所述下部金属流道的上部壁向前延伸的所述上升挡板在其向前节段中向上朝向打开顶部弯曲，以提供平行于所述上部节段的内前壁的面向上的上升挡板，并且在需要时，所述上升挡板的向上延伸节段具有穿过其的一个或多个圆形通道，以允许一个或多个燃料供应管线穿过其。在另一个实施例中，提供了一种燃烧器，其中，从所述下部金属流道的上壁向前延伸的所述上升挡板还包括在面向所述上部节段的内前壁的表面上的一系列平行的纵向内部肋，以引导所述至少一种气态氧化剂在所述基本上为金属的流道的内表面上流动。在另一个实施例中，提供了一种燃烧器，其中，通道的高宽比为0.1至2。在一些实施例中，肋的高度可以为4至25mm或8至22mm，在一些情况下为10至20mm。在另一个实施例中，提供了一种燃烧器，其中存在上升挡板，该上升挡板从所述下部金属流道的上部壁向前延伸到金属上部节段的腔室中的打开区域的45％至85％中。在另一个实施例中，提供了一种燃烧器，其中，从所述下部金属流道的上壁向前延伸的所述上升挡板在其向前节段中向上朝向所述一个或多个出口弯曲，以提供平行于所述上部节段的内前壁的面向上的上升挡板，并且在需要时，所述上升挡板的向上延伸节段具有穿过其的一个或多个圆形通道，以允许一个或多个燃料供应管线穿过其。在另本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有不少于约1200℃的操作温度的基本上为金属的燃烧器，用于利用壁在700℃至1350℃的温度下操作的裂化炉，所述燃烧器包括：i）基本上为金属的流道，其由至少一个表面限定，所述表面具有下游出口和至少一个上游入口，用于至少一种气态氧化剂；ii）所述基本上为金属的流道具有至少一个挡板，所述挡板将氧化剂和燃料流抵靠所述燃烧器的面向所述炉的内表面来引导；以及iii）可选地，一个或多个热对流表面阵列选自挡板肋、翅片和突起，以引导所述至少一种气态氧化剂在所述基本上为金属的流道的内表面上的所述一个或多个阵列上流动。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.08 US 62/3597481.一种具有不少于约1200℃的操作温度的基本上为金属的燃烧器，用于利用壁在700℃至1350℃的温度下操作的裂化炉，所述燃烧器包括：i）基本上为金属的流道，其由至少一个表面限定，所述表面具有下游出口和至少一个上游入口，用于至少一种气态氧化剂；ii）所述基本上为金属的流道具有至少一个挡板，所述挡板将氧化剂和燃料流抵靠所述燃烧器的面向所述炉的内表面来引导；以及iii）可选地，一个或多个热对流表面阵列选自挡板肋、翅片和突起，以引导所述至少一种气态氧化剂在所述基本上为金属的流道的内表面上的所述一个或多个阵列上流动。2.根据权利要求1所述的燃烧器，具有热对流表面阵列，所述热对流表面为至少在暴露于所述裂化炉的所述燃烧器部分的内表面上限定至少一个连续系列的平行通道的肋。3.根据权利要求2所述的燃烧器，其中，所述通道的高宽比为0.1至2。4.根据权利要求3所述的燃烧器，其中，所述金属燃料管线在所述流道的外部前表面附近终止于所述流道的前部高度的25％至75％。5.根据权利要求4所述的燃烧器，其中，所述至少一个金属表面的厚度为4至25mm。6.根据权利要求5所述的燃烧器，包括协作布置：i）用于一种或多种气态氧化剂的下部金属流道，其具有打开的后端、封闭的侧壁和封闭的底壁、前壁和顶壁，所述顶壁不延伸所述侧壁的整个长度以限定所述流道的上部前端中的打开的面向上的通风口；以及与所述流道的底壁连续的金属前壁；ii）金属上部节段，其具有与所述金属流道相同的宽度，所述金属流道包括限定腔室的前壁、两个平行的侧壁和后壁、与所述流道中的打开通风口协作的打开底部，并且前壁以及打开顶部的所述前壁和后壁在其中具有处于基本相同的高度和横向位移开口，以提供从所述上部节段的后部通向前部的一个或多个燃料供应管线；iii）以下中的任一者：a）一个或多个金属或涂覆陶瓷的金属、与所述上部金属节段的打开顶部协作的顶板，所述一个或多个顶板具有基本上平面的表面，并且可选地具有弯曲的前缘和穿过其的一个或多个基本上圆形的通道，所述后节段具有一个或多个多边形出口，用于使所述一种或多种气态氧化剂通过其；或b）延伸到所述上部节段的后壁的所述上部前壁的延续部分，所述延续部分具有可选地弯曲的前缘，并且可选地具有穿过其的一个或多个基本上圆形的通道，以及具有一个或多个多边形出口的平面的后节段，用于使所述氧化剂通过其，所述后节段可选地涂有陶瓷；以及iv）一个或多个挡板，其延伸到所述金属上部节段中。7.根据权利要求6所述的燃烧器，其中，下降挡板从用于所述一种或多种气态氧化剂的所述一个或多个出口的前唇前方不超过10％的区域悬垂到用于所述一种或多种气态氧化剂的所述一个或多个出口的前唇，所述下降挡板在所述燃烧器的所述上部金属段内下降所述燃烧器前面高度的50％至90％；并且横向延伸穿过所述燃烧器的内表面所述燃烧器的面的宽度的100％至75%，所述下降挡板定位成使得在所述下降挡板的每侧上相对于所述金属上部节段的侧壁存在基本上相等的开口，并且在必要时，所述下降挡板具有穿过其的一个或多个圆形通道，以允许一个或多个燃料供应管线穿过其。8.根据权利要求7所述的燃烧器，具有一系列平行的纵向内部肋，以引导所述至少一种气态氧化剂在所述下降挡板的面向前的表面上流动。9.根据权利要求8所述的燃烧器，还包括上升挡板，所述上升挡板从所述下部金属流道的上壁向前延伸到金属上部节段的腔室中的打开区域的45％至85％中。10.根据权利要求9所述的燃烧器，其中，从所述下部金属流道的上壁向前延伸的所述上升挡板在其向前节段中向上朝向所述一个或多个出口弯曲，以提供平行于所述上部节段的内前壁的面向上的上升挡板，并且在需要时，所述上升挡板的向上延伸节段具有穿过其的一个或多个圆形通道，以允许一个或多个燃料供应管线穿过其。11.根据权利要求10所述的燃烧器，其中，从所述下部金属流道的上壁向前延伸的所述上升挡板还包括在面向所述上部节段的内前壁的表面上的一系列平行的纵向内部肋，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：J克洛维，E克拉维勒，L比诺姆，V希曼泽科夫，L哈尔丁，
申请(专利权)人：诺瓦化学品国际股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH