[发明专利]大容量烧嘴

说明书

技术领域

本发明涉及烧嘴，该烧嘴包括烧嘴头、用于燃料和含氧气体的供应开孔、用于含氧气体的中心管状通道和用于燃料的径向朝外设置的通道。本发明也涉及操作烧嘴的方法和使用烧嘴方法启动气化工艺的方法。

如上所述的烧嘴可用作启动加压煤气化工艺的启动烧嘴。例如WO-A-2004/005438或WO-A-2006/117355中描述了这些煤气化工艺的实例。在该启动方法中，通过在该烧嘴中燃烧液体油燃料与氧而增大气化反应器中的温度和压力。因为它们设计更简单，所以所述烧嘴通常是单燃料烧嘴而不是双燃料烧嘴。当压力和温度达到预选的水平时，可以启动实际的煤气化。

EP-A-108427描述的烧嘴具有烧嘴头和用于煤燃料的供应开孔以及含氧头。烧嘴具有用于含氧气体的中心通道和在烧嘴头处具有用于煤燃料的燃料排放开孔。

US-A-5351477涉及的双燃料烧嘴具有用于气体和液体燃料的分开的燃料排放开孔。

适合的启动烧嘴希望具有高热容以补偿壁的热损失和达到高的反应器温度。因为反应器尺寸的缘故，适合的启动烧嘴另外希望具有短的火焰长度。

另外，适合的启动烧嘴还能够在较大的压力范围(从环境压力开始至实际气化反应启动的更高的压力)内利用稳定的火焰操作。

本发明的目的是提供启动气化反应器的方法。

下面的方法实现了该目的。

启动加压气化反应器的方法，其中所述反应器由容器、用于产物气体的的出口导管、启动烧嘴和用于进行气化反应的烧嘴组成，其中所述出口导管配有阀门，所述方法包括：

(i)通过将燃料注入在障碍物下游存在的滞留区中的含氧气体物流中而操作启动烧嘴和同时通过使阀门节流增大容器中的压力，其中所述障碍物存在于位于启动烧嘴的烧嘴头处的氧气流中，和

(ii)在按照(i)进行所述方法时，一旦容器中的压力和温度达到目标压力水平，则通过将固体碳质进料和含氧气体加入所述用于进行气化反应的烧嘴而启动所述用于进行气化反应的烧嘴。

申请人发现上述启动烧嘴可具有小的直径以及短的火焰长度和高的热容量。

附图说明

图1是根据本发明的优选启动烧嘴的截面示意图。

图2是含根据本发明的烧嘴的组合装置。

图3是根据本发明的另一优选烧嘴的截面示意图。

图4是图3的烧嘴的AA′剖面图。

具体实施方式

所述启动烧嘴优选为具有用于含氧气体的中心通道和用于燃料的环形通道的共环形烧嘴。中心通道中的障碍物可以是从中心通道的壁向内延伸的部件。该部件的尺寸应足以刚好在所述部件的下游产生滞留区。燃料排放开孔位于所述滞留区。适合的障碍物是形成涡流的设备。适合地，该形成涡流的设备是固定在烧嘴的中心通道中的叶片。

优选至少部分燃料排放开孔的位置使得在使用中燃料在所述障碍物下游端存在的滞留区中排放。这些滞留区例如刚好在靠近中心通道内壁的形成涡流的设备的叶片的端部下游处。优选排放开孔和障碍物之间的距离为0-2mm，更优选0-1mm。滞留区的体积将取决于障碍物的尺寸，例如形成涡流的设备的厚度。例如，体积更大的涡流器将产生更大的滞留区，这将使涡流设备和排放开孔之间的距离更大。

申请人发现通过在这样的滞留区中加入至少部分燃料获得了更稳定的火焰，这允许在高得多的气体速度下进行操作。

虽然不希望受下列理论束缚，但是据信在这些滞留区中发生了氧和燃料之间的部分氧化反应。通过含氧气体和燃料的混合物的高速流动，将所得中间反应产物从滞留区排出。据信，这些中间反应产物连续点燃从燃料滴释放的燃料蒸气和氧的混合物，产生稳定的火焰。

上述烧嘴特别适用作气化工艺中的启动烧嘴。也可预期其它的用途。

适合地，在气化反应器中组合使用启动烧嘴与点火烧嘴和检测火焰的设备。点火烧嘴用于点燃启动烧嘴的火焰。检测启动烧嘴和点火烧嘴的火焰的设备优选用火焰监视器完成。虽然也可使用其它设备例如电离检测。在气化反应器中，这些不同的装置通常在分开的位置存在，各自需要通过气化反应器的压力壁的单独通道和通过反应器内壁的单独通道。反应器内壁可由耐火材料组成或可以是所谓的膜式水冷壁。