[发明专利]部分氧化方法及其中所采用的燃烧器

权利要求书

1.一种用来使含有液态碳氢质燃料或处于液体载体中可泵送的固体碳质燃料之浆料的反应剂燃料液流部分氧化的燃烧器，包含：一个导管和若干隔开的同轴导管，在这些导管之间形成向下延伸的环形通道，其中，所述导管和环形通道在其上游端封闭，而在它们的下游端敞开；与每个导管的上游端部连接、用来通入反应剂进料液流或冷却液流的输入装置；一个端接在每条通道的下游端上的同轴喷嘴；其特征在于：一个多孔的陶瓷或金属冷却装置与上述燃烧器的下游端连接；与上述多孔冷却装置呈流体连通的冷却液供给和排出装置；其中，上述的多孔冷却装置包含一种具有均匀组成、均匀壁厚和均匀孔隙率的多孔材料，该材料包括多孔的内表面和外表面以及具有各种互相连接的孔洞的多孔芯部；因此，通过上述多孔端部冷却装置的上述冷却液的流速是可控制的，而且，上述端部冷却装置含有一个使上述反应剂进料液流自由地通入反应区的中心孔，因此，至少有一部分上述冷却液在压力下依次通过上述多孔冷却装置的多孔内表面、多孔芯部和多孔外表面，并且汽化，从而冷却了上述燃烧器之喷嘴。

2.根据权利要求1的燃烧器，其特征在于，上述多孔冷却装置是帽罩形的或者平圆盘形的。

3.根据权利要求1的燃烧器，其特征在于，上述的多孔冷却装置用一种多孔性陶瓷材料制成，所选的陶瓷材料可以是α氧化铝、γ氧化锆、氧化锆、氧化硅、氧化钛及它们的混合物。

4.根据权利要求1的燃烧器，其特征在于，所述的多孔冷却装置用多孔的金属制成，所选金属可以是多孔性不锈钢、诸如Inconel和Incoloy的镍合金以及诸如Haynes 168和UMCO50的钴合金。

5.根据权利要求4的燃烧器，其特征在于，上述多孔金属冷却装置的均匀孔隙率范围大约为46-54.89％，其壁厚大约为0.1-3cm。

6.根据权利要求1或2或5的燃烧器，其特征在于，装有供给上述冷却液的装置，其正压差范围为大约0.07-42巴(1-600磅/英寸²)，驱动冷却液通过多孔装置。

7.根据权利要求1或2或5的用来同时将含游离氧的气体流和可泵送的燃料流向下引入自由流动的部分氧化气体发生器的反应区内的燃烧器，包含：一个圆筒形中心导管，该导管的中心纵向轴线与燃烧器的纵向中心轴线同轴；一个无阻碍的收敛出口喷嘴，它在中心导管之下游端部发展成带有圆形出口孔的直线圆筒部分；与上述中心导管的上游端连接的封闭装置，用来封闭中心导管；与中心导管之上游端连通的输入装置，用来引入包括可任选地与如H₂O的降温剂混合的含游离氧的气体、或可任选地与如H₂O的降温剂混合的碳氢质气体或一部分产物循环气体流的气态进给液流；一个沿其长度与上述中心导管同心同轴并设置在所述中心导管外侧的第二导管，该第二导管具有一个收敛的出口喷嘴，它在上述第二导管之下游端发展成一个带有一圆形出口孔的直圆筒部分；径向地隔开上述中心导管和第二导管并在它们之间形成第一环形通道的装置，该环形通道在接近下游端处发展成一个直立环形通道；与上述的第二导管和第一环形通道在它们的上游端连接的封闭装置，用来将它们封闭；上述的中心导管通过上述第二导管的上游封闭端，并形成一种气密密封；与第二导管的上游端连通的入口装置，用来引入含有可任选地与降温剂混合的液态碳氢质燃料或可泵送的固态碳质燃料的进料液流；一个沿其长度与上述第二导管同心且同轴并设置在所述第二导管外侧的外导管；径向地隔开上述第二导管和外导管并在它们之间形成第二环形通道的装置，上述第二环形通道发展成一个向着下游端收敛的截头锥部分；与上述第二环形通道和外导管在其上游端连接用来将它们封闭的封闭装置；上述的第二导管通过上述外导管的上游封闭端，并形成一不漏气密封；与上述外导管的上游端连通的输入装置用来将一种可任选地与降温剂混合的含游离氧的气体的进料流引入上述的第二环形通道内；独立的进料导管在外部与上述每个输入装置连接；在每个上述进料导管上有流速控制装置，用来分别控制通过上述进料导管的进料液流的流速；与上述外导管的外表面连接的法兰机构用来在上述燃烧器的下游端向下通过气体发生器之顶部孔口时沿气体发生器之中心轴线对准上述燃烧器的纵向中心轴线；上述的多孔陶瓷或多孔金属冷却装置与上述燃烧器之端部连接，并形成一中空的环状冷却液室；其特征在于，上述中心导管和/或第二导管的端部或者从外导管出口孔向上回缩，或者在带有外导管出口孔的垂直于燃烧器纵向轴线的同一平面上终止；而且，一股带有气体芯部的圆柱形浆料流通过燃烧器的前部，并受到可任选地与降温剂混合的含游离氧的气体的高速流的冲击，所述冲击发生在燃烧器喷嘴、喷嘴之前或喷嘴之下游，以形成喷雾，并使含游离氧的气体与进给浆料均匀混合。