[实用新型]一种用于沥青气化的气化炉燃烧器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气化燃烧器，特别涉及一种用于沥青气化的气化炉燃烧器。

背景技术

在脱油沥青气化工艺中，气化燃烧器是关键设备。燃烧器的雾化效果直接影响碳转化率、气化炉内的温度场和衬里的使用寿命。由于脱油沥青属于高粘流体，雾化过程对燃烧器的磨损相当严重；组分中芳香烃、沥青质和胶质含量很高，燃烧器出口处容易结焦，导致燃烧器高温烧损，降低雾化的稳定性。因此必须保证脱油沥青气化燃烧器的良好雾化性能，耐磨性和防结焦性。

目前国内脱油沥青气化燃烧器主要由渣油气化燃烧器改进发展而来，中国发明专利200910046118.7中介绍了一种用于沥青气化的多通道燃烧器，通过通道的特殊布置，在保证工艺条件要求的情况下，提高了气化燃烧器的使用寿命，保证燃烧器的安全稳定运行。但是该类燃烧器操作负荷可调性较小；中心通道瓦斯气燃烧没有稳焰器，着火稳定性差，导致火焰细长，造成气化炉内耐火砖严重烧蚀，缩短了气化炉的使用寿命；人为设计的“黑区”，在一定程度保证了喷嘴端部，但是火焰较长，气化不完善，残炭含量高，有效成分的含量较低。鉴于现有技术的上述多通道气化燃烧器的局限性，影响了沥青气化的进一步发展，为此迫切希望对沥青气化现有的多通道燃烧器作出改进，提供一种性能更为优异的沥青气化燃烧器，以推动沥青气化工艺的技术进步。

实用新型内容

本实用新型提供一种负荷可控的用于沥青气化的气化炉燃烧器，具有使用寿命长、雾化效果好和气化效率高等优点，特别适用于负荷大范围变化的气化装置。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种用于沥青气化的气化炉燃烧器，该燃烧器由若干个同心同轴的喷管分隔成若干通道，最内层为中心通道，该燃烧器包括有两个沥青通道和一个冷却水通道。所述通道由内向外分别为中心通道、氧化剂通道、沥青通道A、蒸汽通道、沥青通道B和冷却水通道。

脱油沥青气化技术的优劣主要取决于气化燃烧的特性，以及燃烧器与气化炉体匹配特性。脱油沥青气化过程是一种部分燃烧氧化反应，由燃烧区提供反应能量，在高温的气化区进行气化反应，化学反应速度极快，所以整个气化过程主要由雾化混合过程控制，而雾化混合过程完全是由喷嘴特性所决定的。

本实用新型通过设置两个脱油沥青通道，从而可以大大提高喷嘴的处理能力，而且可以通过调节沥青通道的开启大小程度直至关闭其中之一达到大幅度调节负荷的目的；两个脱油沥青通道使燃料在喷口处形成一定厚度的沥青膜，立即受到其两侧相对高速运动的气化剂的抽吸震荡破碎作用，有效地改善喷嘴的雾化性能，提高碳的利用率和有效气H₂和CO的产率；在气化剂的通道内设置旋流器来提高气化剂的旋流速率，提高并优化燃烧器的雾化角，从而提高燃烧器的雾化混合效果，提高碳的利用率和有效气H₂和CO的产率，同时设置旋流器后可有效地缩短燃烧火焰的长度，从而起到保护气化炉衬里的作用，延长气化炉的寿命；此外，本实用新型通过在燃烧器的冷却水通道引出软化水、回用水或含油污水参与气化反应，在喷头端部汽化吸收大量热量充分保护燃烧器，延长燃烧器的寿命，最外层注入冷却水，在气化区外层形成低温保护层，保护气化炉衬里；同时通过选择耐磨耐高温的材料制造，从而大大提高燃烧器的使用寿命。

本实用新型一种用于沥青气化的气化炉燃烧器，中心通道为瓦斯气通道，起稳焰和为气化过程提供能量的作用；作为气化剂的氧气、水蒸气和水分别通过氧化剂通道、蒸汽通道和冷却水通道进入燃烧器。

本实用新型一种用于沥青气化的气化炉燃烧器，其进一步特征在于：在氧气和冷却水通道内安装有静态旋流器，改善气化燃烧器的雾化混合效果与火焰形态；脱油沥青可以由沥青通道A和沥青通道B进入燃烧器。调节气化剂与脱油沥青的混合比例及射流速度，可以改变火焰的形状，关闭或开启相应的沥青通道，可以大幅度调节负荷。在外环通道注入软化水、回用水或含油污水，汽化吸热作为燃烧器的冷却系统，以避免高温烧坏喷嘴。喷管主要由导管和喷头两部分组成，二者通过机械配合后再固接而成。燃烧器通过法兰把多个不同尺寸的喷管连接起来，结构简单，制造安装方便。

本实用新型脱油沥青气化燃烧器结构简单，使用寿命长、雾化效果好、气化效率高和负荷调节范围大，同时在特定场合可以处理炼油厂含油污水。

1.负荷调节范围大

本实用新型在高速蒸汽通道内外侧分别设置两个沥青通道，提高喷嘴的处理能力，而且可以通过调节沥青通道开启的大小或关闭，达到大幅度调节负荷的目的，同时便于火焰形态的调节。

2.通道布局合理