燃烧器制造技术

本发明专利技术涉及一种燃烧器，所述燃烧器包括：（a）燃烧器管；（b）混合装置，所述混合装置布置在燃烧器管中，用于混合含氧气体和燃料气，并且用于排放燃烧器管内的合成气体混合物；和（c）稳定装置，所述稳定装置位于混合装置的下游处、在燃烧器管的中心内，其中，所述稳定装置包括圆锥形体，所述圆锥形体沿着流动方向变宽。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种燃烧器，更具体地，本专利技术涉及一种气体燃烧器，其中，在点燃之前预先混合燃料气和含氧气体。本专利技术的燃烧器尤其适于作为在部分氧化反应器中的辅助燃烧器或者加热燃烧器，所述部分氧化反应器用于通过部分氧化气态含烃燃料来制造合成气。
技术介绍
部分氧化处理例如用于生产加压的合成气、燃料气或者还原气。为此，气态或者液态烃燃料和含氧气体经由如例如在W0-A-96/003345中描述的主要气化燃烧器被引入到反应器中。在反应器中保持火焰，在所述反应器中，燃料与含氧气体发生反应以形成包括一氧化碳和氢的气体。为了启动部分氧化反应器，反应器及其耐火内衬的温度应当升高到足够高的水平，以使得能够用含氧气体自点燃燃料，从而启动部分氧化反应。为此，可使用辅助燃烧器。辅助燃烧器必须具有足够大的能力来使反应器和耐火内衬的温度升高至如此高的水平，以使得在这些反应物经由主要气化燃烧器被引入到反应器中时自发地点燃由含氧气体和烃燃料构成的混合物。因此，目的一直是使辅助燃烧器的能力(即，在燃烧器嘴处每单位面积所产生的能量)最大化。将辅助燃烧器以永久方式或以可收回的方式沿着主要气化燃烧器的中心轴线适当地定位在主要气化燃烧器内部。以这种方式，在反应器中不需要单独的喷嘴和耐火火花塞。因为主要气化燃烧器的尺寸是有限的，所以辅助燃烧器必须结构紧凑，以装配在所述主要气化燃烧器内。例如，EP-A-2，08 5，696公开了一种辅助燃烧器，所述辅助燃烧器包括点火燃烧器，所述点火燃烧器连接到第一燃料供给管路和一根或多根第二燃料供给管路，各根管路均通向距离点火燃烧器下游一段距离处的燃烧器嘴。用于含氧气体流的供应装置定位在点火燃烧器的上游。第二燃料供给管路的燃烧器嘴各个由沿着流动方向变宽的锥形盘适当地包围。燃烧器嘴中的喷嘴开口定向成沿着锥形盘的内侧引导气体流。这导致提高了来自第二燃料供给管路的燃烧器嘴的火焰的稳定性。根据EP-A-2，085，696的来自辅助燃烧器的火焰由多个火焰构成，这使得更难以控制火焰的稳定性。而且，在EP-A-2，085，696的辅助燃烧器中，没有预先混合燃料和含氧气体，这增加了在燃烧器内部形成积灰的风险。最后，制造这种辅助燃烧器相对复杂，原因在于多根燃料供给管路应当围绕中心点火燃烧器对称地布置。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种改进的燃烧器。因此，本专利技术涉及一种燃烧器，所述燃烧器包括:(a)燃烧器管，(b)混合装置，所述混合装置布置在燃烧器管中，用于混合含氧气体和燃料气，并且用于排放燃烧器管内的合成气体混合物；和Ce)稳定装置，所述稳定装置位于混合装置的下游处、在燃烧器管的中心内；其中，稳定装置包括圆锥形体，所述圆锥形体沿着流动方向变宽。本专利技术的燃烧器具有高加热能力并且非常紧凑。而且，其具有单根燃料供给管路而且制造不太复杂。还发现的是，由于稳定器的特殊构造，火焰稳定性非常好，而同时可实现燃料的高通过量。本燃烧器的紧凑性、高加热能力、良好的火焰稳定性和高燃料通过量使得本专利技术的燃烧器非常适于作为部分氧化反应器的主要燃烧器内的辅助燃烧器。如在此所使用的表述“流动方向”、“上游”和“下游”指的是当燃烧器处于操作中时燃烧器中气体(即，燃料气、含氧气体和由燃料气和含氧气体构成的混合物)的流动方向。稳定装置或者稳定器沿着燃烧器管的纵向轴线布置在燃烧器管的中心内。稳定装置的功能在于确保由燃料气和含氧气体构成的混合物在稳定装置与燃烧器管的内壁之间的区域中稳定且均匀地流动，以使得在稳定装置下游处存在朝向燃烧器头部的稳定火焰。根据本专利技术，稳定装置在稳定装置的下游端部处包括圆锥形体，其中，圆锥形体沿着流动方向变宽。给定稳定装置的位置，圆锥形稳定器体的轴线与燃烧器管的纵向轴线一致。在与圆锥形稳定器体相关的连接中使用术语“轴线”指的是通过圆形基部的中心和圆锥形稳定器体的(虚拟)顶点的直线，围绕所述直线，圆锥形稳定器体的侧表面或者外表面具有旋转对称性。除了圆锥形体，稳定装置还可以包括一个或多个圆筒形体，所述圆筒形体连接到圆锥形体的上游端部和/或下游端部，一个或多个圆筒形体与圆锥形体连接成使得一个或多个圆筒形部件的纵向轴线与圆锥形部件的轴线一致。与圆锥形部件的下游端部连接的稳定器的任何圆筒形部件的直径将适当地与圆锥形部件的圆形基部的直径基本上相同。在本专利技术的优选实施例中， 稳定装置还包括连接到圆锥形体的上游端部的圆筒形体。稳定器的下游圆形端部，即，稳定器的圆锥形部件的基部或者圆筒形部件的下游端部可以是闭合的环面或者可以是开口的。因此，在上游端部或下游端部处，圆锥形部件和/或与其相连的任何圆筒形部件能够是实心的或者中空的。在一个优选实施例中，圆锥形体是实心体。在另一个优选实施例中，圆锥形体是中空体。在再一个优选实施例中，稳定器由圆锥形部件构成，所述圆锥形部件在其上游端部处与圆筒形部件连接，其中，圆锥形部件和圆筒形部件是中空的，其中，圆筒形部件在其上游端部处是闭合的。锥角α是圆锥形稳定器体的轴线和侧表面之间的角度。所述锥角α适于位于5度至45度的范围内，优选地介于8度至30度之间，更加优选地介于10度至20度之间。稳定装置的尺寸可以根据燃烧器管的尺寸有所变化。已经发现的是，稳定器的圆锥形体的圆形基部的直径和燃烧器管在这个圆形基部处的内径之间的比率适当地处于0.35至0.95的范围内，优选地处于0.45至0.92的范围内而且更加优选地处于0.50至0.90的范围内。在稳定器包括圆锥形部件和位于圆锥形部件上游处的圆筒形部件的情况中，圆筒形部件的直径通常是圆锥形部件的圆形基部的直径的40%至90%，优选地为45%至85%，而且更加优选地为50%至80%。稳定器的各个部件的长度之间的比率将尤其取决于所需性能和由含氧气体和烃燃料气体构成的混合物的气流速度，针对预期情况来选择适当的比例很好地落入本领域技术人员的正常理解范围内。燃烧器管和稳定器的绝对尺寸尤其取决于预定用途、气流速度和燃烧器的所需性能，而且选择适当的尺寸很好地落入本领域技术人员的正常理解范围内。例如，稳定器的圆锥形体的圆形基部的直径可以适当地处于25mm至80mm的范围内，而燃烧器管在布置有上述圆形基部的地方处的直径可适当地大约在圆形基部直径的1.1倍至2倍之间。在燃烧器中常出现的现象是高速运动通过燃烧器的气体的共振。当燃烧器处于操作中时，这种共振例如可能导致燃烧器产生噪音和/或燃烧器开始振动。根据燃烧器操作的情况，声强必须保持在可接受的界限内。如果噪音变为不可接受的声音，即，声强太高，则必须采取措施来减小噪音。如果振动变得太猛烈，则这可以导致对燃烧器造成严重损坏并且将影响燃烧器的性能和使用寿命。而且，这甚至可能导致对主燃烧室造成损坏。为了防止或者无论如何抑制任何共振作用，本专利技术的燃烧器还可以包括一个或多个共振抑制装置，诸如隔板、轮叶或者叶片。这些共振抑制装置将通常布置在稳定器的圆锥形部件的上游处，例如布置在圆筒形部件上，所述圆筒形部件与圆锥形部件在圆锥形部件的上游端部处连接。燃烧器管适当地是具有纵向轴线的管状体，例如，开口筒体。燃烧器嘴(B卩，燃烧器管的火焰离开燃烧器的端部)可以具有与燃烧器管的上游部件的直径相同的直径，但是也可具有更小或者更大的直径。燃烧器管还可在稳定器的圆锥形部件开始变宽的位置处开始沿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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，J·C·德容，
申请(专利权)人：国际壳牌研究有限公司，
类型：
国别省市：