煤气化烧嘴制造技术

本发明专利技术涉及一种烧嘴，具有烧嘴头和设置在烧嘴头中的由金属制成的烧嘴管（Ａ，Ｉ，Ｚ），用于将至少一种燃料（Ｋ）和氧化剂（Ｏ）输送到反应室中，其中，烧嘴管（Ｉ）中的至少一个设有由陶瓷材料制成的覆层（Ｖ），该覆层完全地或者部分地覆盖该烧嘴管的内表面或者外表面，由此避免热气体腐蚀和机械磨蚀。为了减小作业在其上的机械负荷，该陶瓷覆层（Ｖ）通过形状锁合与该金属烧嘴管（Ｉ）连接。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种烧嘴，具有烧嘴头和设置在烧嘴头中的由金属制成的烧嘴管，用 于将至少一种燃料和氧化剂输送到反应室中，其中，烧嘴管中的至少一个设有由陶瓷材料 制成的覆层，覆层完全地或者部分地覆盖烧嘴管的内表面或者外表面。
技术介绍
例如在生成合成气时使用这样的烧嘴，以便将煤浆(Kohleslurry)以及氧化剂通 过分开的输送通道引入到反应室中，在那里通过部分氧化来转化它。该转化典型地在1到 约80bar之间的压力下进行，其中，火焰温度达到1200-2000°C。根据现有技术，烧嘴的寿命在这样的使用条件下仅为几个月，因为烧嘴承受很大 的热负荷并且煤浆在输送通道中较强地磨蚀材料。在使用空气作为氧化剂时，烧嘴通常通 过吸入的空气来冷却。如果使用技术上的纯氧或者富氧的空气，则大多通过冷却水进行冷 却。为此，烧嘴通常在它的端侧具有冷却通道并且可通过焊接上的冷却水螺旋桨被供给冷 却水。冷却螺旋桨易于开裂，因此是这种烧嘴的另一弱点。在欧洲专利文献EP 0 868 394 Bl中描述一种气体冷却的烧嘴，具有至少一个金 属烧嘴管，该烧嘴管在它的反应室侧端部上具有由陶瓷制成的环，用于保护免受过高的热 负荷。该专利文献指出，该环通过焊接与该烧嘴管的金属部件连接。根据经验，陶瓷和金属 之间的焊接连接是有问题的，特别是在高温下不耐久。在欧洲专利文献EP 0 312 133 Bl中描述了一种气体冷却的烧嘴，该烧嘴具有薄 壁的罩管，该罩管由陶瓷制成或者用陶瓷来覆盖。在此，该罩管包围并保护形成用于燃料和 氧化剂的输送通道的内置件，并且与烧嘴头的由金属制成的部件气密地连接，其中，这些件 应可自由地热膨胀。存在于罩管两侧之间的压力差越大越难满足这种要求，所需的结构措 施越繁复。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于，给出一种所述类型的烧嘴，该烧嘴克服了现有技术的这 些缺陷。根据本专利技术，提出一种烧嘴，它具有一烧嘴头和一些设置在烧嘴头中的由金属制 成的烧嘴管，用于将至少一种燃料和氧化剂输送到反应室中，其中，这些烧嘴管中的至少一 个设有由陶瓷材料制成的覆层，该覆层完全地或者部分地覆盖该烧嘴管的内表面或者外表 面，其中，该陶瓷覆层通过形状锁合(Formschluss)与该金属烧嘴管连接。陶瓷覆层和金属烧嘴管之间的形状锁合优选这样地实施，使得在烧嘴运行期间在 这两个件之间始终存在间隙。由此能够可靠地避免由于不同的热膨胀所造成的应力，这些 应力容易导致损害。陶瓷覆层以符合目的的方式这样设置在烧嘴头中，使得它仅支撑在金属烧嘴管 上，其中，即使在不利的运行条件下它也不与烧嘴头的其余部件接触。该陶瓷覆层尤其在烧嘴头和烧嘴管之间的连接方面不起作用。仅烧嘴管的金属部件参与该连接，因此该连接能 够以低的费用持久地而且气密地或者流体密封地实施。陶瓷覆层的任务在于，保护烧嘴的金属部件，以延长烧嘴寿命。因此，陶瓷覆层有 意义地设置在在烧嘴运行时承受高的热负荷和/或机械负荷的部位上。相反，负荷不高的 部位的覆层则造成较高成本，而没有必然导致烧嘴寿命的延长。因为烧嘴管的反应室侧端 部通常比它的相反侧冷端部负荷更高，所以本专利技术烧嘴的一种优选实施例规定，陶瓷覆层 设置在烧嘴管的反应室侧端部上并且在纵向上仅在烧嘴管长度的一部分上延伸。在此，该 陶瓷覆层可以与烧嘴管齐平地终止或者突出于烧嘴管。陶瓷覆层优选由一个件组成并且实施为套筒，该套筒可设置在烧嘴管的内部或外 侧。该陶瓷覆层可由在烧嘴使用期间所遇到的条件下耐久的任意陶瓷构成。然而它优选由 氮化硅、碳化硅或者氧化铝构成。通过该陶瓷覆层，烧嘴管在烧嘴运行期间在它的顶端所承受的热负荷减小。此外 保护烧嘴管的金属材料免受例如在将固体微粒经过烧嘴管导入到反应室中时所出现的机 械侵蚀。在煤炭部分氧化情况下使用的反应烧嘴负荷特别高，其中，煤炭以煤浆或者煤粉的 形式经过一个或者多个作为输送通道的烧嘴管被导入到反应室中。因此，本专利技术一优选构 型规定，该陶瓷覆层限界输送通道，通过该输送通道可将煤浆或者煤粉作为燃料导入到反 应室中。在过去经受了考验的是，使用对于被称为金属尘化的腐蚀形式较不敏感的烧嘴 管，这些烧嘴管因此尤其在部分氧化期间所出现的条件下具有高寿命。因此，本专利技术烧嘴的 另一优选构型规定，烧嘴的一个或者多个烧嘴管至少在其反应室侧端部上由相对于金属尘 化耐久的金属合金、尤其由高温耐蚀的、例如含铝的铁合金构成。本专利技术尤其适用于应用在其烧嘴管具有圆形横截面并且相互同心地布置的烧嘴 中。但本专利技术的应用不局限于这样的烧嘴。原则上，根据本专利技术的烧嘴可应用在多种应用情况下。但它特别有利地可作为反 应烧嘴用在一种装置中，在该装置中，含碳的材料通过部分氧化转化成合成气，该合成气包 含作为主成分的一氧化碳和氢。附图说明下面根据在图1中示意性示出的实施例详细地解释本专利技术。 具体实施例方式在实施例中描述反应烧嘴的烧嘴头的一部分，通过该烧嘴头能够将煤浆作为燃料 和温度缓和剂(Temperaturmoderator)以及将氧气作为氧化剂输送给反应室，以便在那里 通过部分氧化来转化。该烧嘴头包括三个同心布置的烧嘴管A、I和Z，这些烧嘴管分别具有圆形的横截 面。经过该由外部烧嘴管A和内部烧嘴管I形成的输送通道以及经过中心烧嘴管Z可以将 氧气0导入到位于下游的反应室(没有示出)中，而为了输送煤浆K设置了由内部烧嘴管I 和中心烧嘴管Z形成的输送通道。在烧嘴运行时，内部烧嘴管I的反应室侧端部承受强烈 的热负荷，因为它仅被氧气流相对弱地冷却。为了避免损害内部烧嘴管I，该内部烧嘴管具有端部块E，该端部块由金属合金制成，该金属合金例如相对于金属尘化具有高耐久性。该 内部烧嘴管I在它的内侧设有陶瓷覆层V，通过该陶瓷覆层首先保护端部块E免受由煤浆产 生的机械负荷。由耐磨材料如碳化硅或者氮化硅制成的该陶瓷覆层V以套筒形式构造，该 套筒与该内部烧嘴管I形状锁合地连接。权利要求烧嘴，具有一烧嘴头和一些设置在烧嘴头中的由金属制成的烧嘴管(A，I，Z)，用于将至少一种燃料(K)和氧化剂(O)输送到反应室中，其中，这些烧嘴管(I)中的至少一个设有由陶瓷材料制成的覆层(V)，该覆层完全地或者部分地覆盖该烧嘴管的内表面或者外表面，其特征在于，该陶瓷覆层(V)通过形状锁合与该金属烧嘴管(I)连接。2.根据权利要求1的烧嘴，其特征在于，所述陶瓷覆层(K)在该烧嘴管(I)的反应室侧 端部上突出于该烧嘴管(I)。3.根据权利要求1或2的烧嘴，其特征在于，所述陶瓷覆层(V)实施为套筒。4.根据权利要求1至3之一的烧嘴，其特征在于，所述陶瓷覆层(V)由氮化硅或者碳化 硅或者氧化铝构成。5.根据权利要求1至4之一的烧嘴，其特征在于，所述陶瓷覆层(V)限界一输送通道， 作为燃料的煤浆(K)可通过该输送通道导入到反应室中。6.根据权利要求1至5之一的烧嘴，其特征在于，一个或者多个烧嘴管(I)至少在其反 应室侧端部上由高温耐蚀的铁合金构成。7.根据权利要求1至6之一的烧嘴，其特征在于，这些烧嘴管(A，I，Z)相互同心地设置。全文摘要本专利技术涉及一种烧嘴，具有烧嘴头和设置在烧嘴头中的由金属制成的烧嘴管(A，I，Z)，用于将至少一种燃料(K)和氧化剂(O)输送到反应室中，其中，烧嘴管(I)中的至少一个设有由陶瓷材料制本文档来自技高网...

【技术保护点】
烧嘴，具有一烧嘴头和一些设置在烧嘴头中的由金属制成的烧嘴管（Ａ，Ｉ，Ｚ），用于将至少一种燃料（Ｋ）和氧化剂（Ｏ）输送到反应室中，其中，这些烧嘴管（Ⅰ）中的至少一个设有由陶瓷材料制成的覆层（Ⅴ），该覆层完全地或者部分地覆盖该烧嘴管的内表面或者外表面，其特征在于，该陶瓷覆层（Ⅴ）通过形状锁合与该金属烧嘴管（Ⅰ）连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：H陶茨，J费斯特尔，
申请(专利权)人：林德股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]