[发明专利]用于气化反应器的燃烧器的冷却装置

说明书

一种气化反应器包括：压力外壳；反应区，部分地由所述压力外壳所围封的管状膜壁限定；至少一个燃烧器，具有燃烧器头部，所述燃烧器头部伸出所述膜壁；至少一个冷却装置，布置在所述膜壁中且围封至少一个燃烧器的所述燃烧器头部，所述至少一个冷却装置包括具有增大的直径的若干同心环，所述同心环形成具有面向所述反应区的最大直径开口和面向所述燃烧器头部的最小直径开口的截锥形形状，每一环是具有用于冷却介质的入口和出口的导管，用于所述燃烧器头部的所述最小直径开口位于所述压力外壳与所述膜壁之间；所述冷却装置包括具有中断的至少一个部分圆形外环。

技术领域

本发明涉及用于气化反应器的燃烧器的冷却装置。本发明还涉及具备所述冷却装置的气化反应器。

所述冷却装置，也被称作燃烧器隔焰层，适用于冷却和以其它方式保护面向气化反应器的燃烧器端部的反应器。

背景技术

气化是通过部分地燃烧含碳进料来产生合成气体的过程。所述含碳进料可例如包括煤粉、生物质、油、原油残留、生物油、烃气或任何其它类型的含碳进料或其任何混合物。气化反应产生合成气体，所述合成气体是包括至少一氧化碳和氢气的气体。合成气体可用作例如燃料气体或用作化学过程的原料。合成气体可经过处理例如以制成预定类型的烃产物，例如但不限于甲醇、合成天然气、汽油、柴油、蜡、润滑剂等等。

US-4818252描述一种用于在增加的压力下运用具有布置成供应有冷却介质的多个管的多管壁来气化精细粉碎的尤其是固体燃料的布置，所述多管壁限制气体收集腔室且还限制形成燃烧腔室的多个凹槽。燃烧器延伸到每一凹槽中。凹槽中的每一个具有多个参数，包含外围壁的深度、宽度和倾斜角，使得参数中的至少一个可改变。为了操作气化布置，凹槽的大小可取决于作为操作参数的实例的燃料、气化速度、气化温度，或气体组合物而改变。这可通过可改变凹槽深度的凹槽插入件以有利的方式达成。多管壁结构可从气体收集腔室的多管壁结构可拆卸地固持凹槽壁且可具有独立的冷却系统。为了保护燃烧器，建议提供熔渣收集保护防护罩。此保护防护罩可由从盖板突出并且优选地涂布有防火（耐火的）材料层的管件有利地形成。

当在粘性液体熔渣的厚层形成在多管壁的内部上的条件下实行气化反应时，US-4818252的凹槽易受熔渣进入损坏。在此情形下，熔渣将在燃烧器头部的前方流动且干扰燃烧。保护防护罩不足以应对熔渣的相对厚的层。

US-8628595公开一种气化反应器，其包括压力外壳、部分地受经竖直定向的管状膜壁限定的反应区和具有燃烧器头部的经水平导向的燃烧器。所述燃烧器通过锥形燃烧器隔焰层伸出通过膜壁，所述锥形燃烧器隔焰层包括若干经竖直定向的同心和互连环。连续环的直径相对于前面的相邻环增加，使得燃烧器隔焰层在一个端部处具有用于燃烧器头部的隔焰层开口且在其其它火焰排出端部处具有较大开口。所述环包括具有用于冷却介质的入口端部和用于所使用的冷却介质的出口的导管。用于燃烧器头部的隔焰层开口位于压力外壳与膜壁之间。燃烧器隔焰层的至少一个环伸出到反应区中，以阻止熔渣进入燃烧器隔焰层且沉积在隔焰层的表面上。US-8628595的燃烧器隔焰层使得能够冷却燃烧器隔焰层的表面，从而可产生在超过例如30巴的相对高气化压力下操作的稳固设计。

本发明旨在提供一种改进的燃烧器隔焰层，其具有增加的生命期。

发明内容

本发明提供一种用于气化反应器的燃烧器的冷却装置，所述冷却装置包括：

具有增大的直径的若干同心环，其形成具有面向所述气化反应器的反应区的最大直径开口和面向所述燃烧器的燃烧器头部的最小直径开口的截锥形形状，每一同心环是具有用于冷却介质的入口和出口的导管，所述冷却装置包括具有中断的至少一个部分圆形外环。

在一实施例中，所述中断延伸预定的径向角度。

所述冷却装置可包括两个或多于两个部分圆形外环。