[发明专利]燃烧器

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃烧器，更具体地，本发明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。本发明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。

背景技术

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WO-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-2,085,696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。

发明内容

本发明旨在提供一种改进的燃烧器。

因此，本发明涉及一种燃烧器，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，稳定装置包括圆锥形体，所述圆锥形体沿着流动方向变宽。

本发明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发明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。

根据本发明，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。