專利名稱：由烴制備合成氣的方法和燃燒器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于烴部分氧化的燃燒器，其具有可忽略的煙灰生成。所述燃燒器特別適用作由烴的部分氧化(POX)或自熱轉化制備易燃合成氣體(合成氣)的燃燒器。
背景技術：
合成氣體的制備是在高壓、高溫和燃料充足的條件下進行，S卩，可得的氧化劑的量小于燃料完全燃燒所需的量。合成氣體可以為例如包含氫、一氧化碳、二氧化碳和痕量甲烷等的氣體混合物。部分氧化或POX方法的特征在于高溫和不存在催化床，而在ATR方法中， 溫度較低，催化床安裝在壓力容器的下部。氧化劑流可以是包含氧氣的任何氣流，比如空氣、富氧空氣或純氧、蒸汽、二氧化碳或其混合物。在本說明書的其余部分，任何提及的氧化劑流都是用于示例的目的，同樣地可以預期呈不同的氧化劑流。燃料流可以是任何氣體或液態(tài)烴原料(HCF)或燃料/蒸汽混合物或包含烴的任何其它混合物。例如，燃料流可以是天然氣或輕質烴。燃燒中煙灰的形成是由于燃料高溫分解形成煙灰前體和這些前體被羥基OH氧化之間競爭的結果而出現(xiàn)的。在作為POX和ATR的典型特征的燃料充足的條件下，OH的濃度遠大于氧氣的濃度，氧氣的濃度通常小于基團OH的濃度一個量級，所述基團OH經由前體的氧化破壞而抑制煙灰生成。EP-A-0997433公開了設計用于減少煙灰生成的部分氧化烴的燃燒器，其包括限定氧化劑的圓形通道的圓柱狀導管，限定圍繞氧化劑通道的環(huán)形燃料進料通道的第二個導管，和混合區(qū)。燃料流在其內表面與氧化劑接觸，在其外表面與燃燒器噴嘴接觸。因此，氧化劑能夠通過燃料層擴散，在與燃燒室中熱的再循環(huán)合成氣混合之前，實現(xiàn)一定程度的預混合。所述噴嘴設計用于在燃料層的外表面獲得最小的氧化劑濃度。通過在燃料流的外表面提供少量氧化劑，該設計提供了羥基源，其通過比成核更快地除去煙灰前體而有效地減少了煙灰形成。然而，存在持續(xù)改善本文考慮的燃燒器的需要，特別是在由烴的部分氧化(POX) 制備合成氣的領域中，其是一種由大量烴類產品獲得清潔燃料的有希望的方法。當現(xiàn)有技術的燃燒器按比例增大為高容量和/或采用包含氫的輕質烴原料使用時，遇到某些技術限制。給定氧化劑和燃料流壓降和固定尺寸的燃料環(huán)形通路，則氧氣噴嘴的尺寸與負載量的平方根成比例，而燃料通道的平均直徑與負載量成正比。因此，較高的負載量意味著氣道和燃料通道之間的距離更大，降低了預混合過程的效率。而且，對于給定的壓降和燃料環(huán)形通道的平均直徑，燃料層的厚度也與負載量呈比例。這意味著氧化劑必須滲透較厚層的燃料，結果是，預混合更加困難，并且某些燃料與燃燒室中的某些再循環(huán)氣體直接混合。燃料和氧化劑之間的較差的預混合會增加煙灰的形成?？梢杂幂^長的頂部來減少這些缺點，然而，其對于高容量燃燒器是不可行的。現(xiàn)有技術的另一個限制涉及啟動期。啟動通常是借助于輔助啟動燃燒器，通過加熱反應器的耐火襯里進行的，其中燃燒器在約1000-1200°C下運行。在整個啟動期，所述輔助燃燒器代替了處理燃燒器或其內部部件。代替燃燒器或其部件是潛在危險的操作，其很難合適地檢查處理燃燒器和反應器之間的連接密封性，因為在襯里的溫度降低到1000°C之前沒有時間進行氣密性試驗.在合適的氣密性試驗不存在時，高壓操作可能是危險的。

發(fā)明內容
本發(fā)明基于的技術問題是提高由烴制備合成氣的燃燒器的燃燒室上游中燃料和氧化劑之間預混合過程的效率，以便克服與按比例擴增和/或使用輕質烴類有關的上述限制，保持低的煙灰生成率。本發(fā)明優(yōu)選地，而不是排他性地，適合用于操作條件通常是更加暴露于煙灰形成的POX燃燒器以及ATR燃燒器。本發(fā)明基于的想法是提供至少兩個同軸的環(huán)形通道(環(huán))，即用于燃料流的第一通道和用于氧化劑流的第二通道，所述至少兩個環(huán)形通道是徑向連續(xù)的，即彼此鄰近，并且在預混合室敞開。在燃燒器運轉期間，燃料流或氧化劑流供給到所述至少兩個環(huán)形通道的其中之一中，氧化劑流或燃料流分別供給到另一個通道，從而獲得進入到預混合室中的分層燃料/氧化劑流。因此，采用用于烴原料部分氧化的燃燒器實現(xiàn)了該目的，所述燃燒器包括燃料和氧化劑通道和預混合室，其特征在于所述燃燒器包括多個用于供給燃料和氧化劑的環(huán)形通道，所述多個環(huán)形通道包括用于供給燃料流的至少第一環(huán)形通道，和用于供給氧化劑流的至少第二環(huán)形通道，所述第一和第二個環(huán)形通道是同軸的，彼此徑向連續(xù)，并且在所述預混合室中開放。所述環(huán)形通道沿著燃燒器的徑向方向彼此徑向連續(xù)。兩個通道可以被例如圓柱狀壁隔開。該特征在預混合室中產生了分層氣流，一個環(huán)形層(例如燃料)鄰接另一個環(huán)形層(例如氧化劑)。本發(fā)明的另一方面是用兩層氧化劑包圍燃料流，或相反，以使在燃燒器內更有效地預混合，和防止燃燒室中燃料和再循環(huán)合成氣之間的直接混合。因此，在本發(fā)明的一個優(yōu)選的實施方式中，所述燃燒器包括三個同軸環(huán)形通道，所述三個通道包括內部通道和外部通道之間的中心通道，在所述預混合室中敞開；所述中心通道在使用中連接至燃料輸入端，所述內部通道和外部通道在使用中連接至氧化劑輸入端，或相反。因此，在燃燒器的運轉期間，燃料流和氧化劑流之一供給到中心環(huán)形通道，所述燃料流和氧化劑流中的另一個供給到內部通道和外部通道。在第一種布置中，中心環(huán)形通道連接到燃料輸入端，然后被供給燃料流，燃料通道周圍的內部和外部環(huán)形通道都運載氧化劑流。在第二種布置中，氧化劑供給到中心環(huán)形通道，內部和外部通道連接到燃料輸入端，即用作燃料通道。因此，預混合室中的分層流包括被內部和外部環(huán)形氧化劑流覆蓋或包裹的環(huán)形燃料流，或者包裹在兩個燃料流之間的氧化劑流。所述燃料和氧化劑環(huán)形通道優(yōu)選地具有獨立的輸入端，即它們可以被供給具有不同組成的流。在本發(fā)明的同一實施方式中，可以使用不同的氧化劑流比如蒸汽和氧氣，所述氧化劑流供給到至少兩個可用的環(huán)形通道中。例如，在上述公開的三通道實施方式中，內部和外部環(huán)形通道可以接收包含氧化劑的兩種不同的氣流，比如在一個通道中是氧氣/蒸汽混合物，在另一個中是蒸汽，而燃料穿過中心通道。兩種或更多種氧化劑和燃料流可以交替，以改善混合過程，從而減小預混合室的所需尺寸。為了改善混合或容納超過兩種氧化劑或燃料流，可以在燃燒器中提供一系列同心環(huán)。因此，在本發(fā)明的另一方面中，所述燃燒器包括大量同軸連續(xù)的環(huán)形通道。優(yōu)選地， 所述通道交替地連接到燃料輸入端和至少一個氧化劑輸入端，以便在使用中大量同軸的交替氧化劑和燃料流遞送到燃燒器的預混合室。如上，可以將不同的氧化劑容納在可用的環(huán)形通道中。同心環(huán)形通道的數(shù)量不限于三個，理論上可以增加至任何數(shù)量。所述環(huán)形通道優(yōu)選地由同軸環(huán)形主體限定。當提及例如三個環(huán)的實施方式時，所述燃燒器包括限定所述燃料和氧化劑環(huán)形通道的三個主要部件，即內部主體、中間主體和外部主體。一個或多個所述主體可以形成有用于冷卻液的內部通道。中心通道由中間主體的內部限定，而同一中間主體提供內部通路的外表面和外部通路的內表面。在本發(fā)明的一個實施方式中，在環(huán)形通道的出口，預混合室之后跟有預混合噴嘴。 離開所述噴嘴的流是燃料/氧化劑混合物，在離開所述噴嘴之后，其與熱的再循環(huán)燃燒氣體混合。應當注意到，根據(jù)本發(fā)明，燃料和氧化劑的環(huán)形通道在燃燒器的軸周圍留下了中空區(qū)域。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，啟動燃燒器容納在所述空區(qū)域中。更優(yōu)選地，由內部主體圍繞的空區(qū)域的一部分接收啟動燃燒器，而其余部分限定燃燒室。所述啟動燃燒器優(yōu)選地包括旋流器，旋流器為部分預混合流提供旋轉運動，在所述燃燒室中形成再循環(huán)運動，從而獲得穩(wěn)定的火焰錨固。在一個優(yōu)選的實施方式中，所述啟動燃燒器與主燃燒器整合。主燃燒器包括具有表面的環(huán)形主體，該表面具有限定燃燒室的第一部分，和具有比所述第一部分更小的直徑的第二部分，所述第二部分成形為接收啟動燃燒器和形成氧化劑通道和啟動燃燒器本身的預混合通路的外表面。本發(fā)明獲得的主要優(yōu)點是燃料/氧化劑混合流的分層排列。當提及例如具有三個環(huán)形通道的實施方式時，本發(fā)明提供了一種被其它組分例如氧化劑完全包圍的一種組分例如燃料。因此，在燃燒器本身之內存在一定程度的預混合，并防止了在不存氧化劑的情況下燃料和再循環(huán)熱合成氣之間的任何直接混合。燃料/氧化劑預混合過程的精確控制是采用合適尺寸的環(huán)形通道、下游預混合室和噴嘴獲得的。本發(fā)明實際上能夠達到在離開噴嘴之后與熱的再循環(huán)氣體混合的層中氧化劑和燃料的任何期望的分布。從操作的觀點來看，一個優(yōu)點是容易控制氧化劑和燃料之間預混合的程度，減少/ 避免與熱的再循環(huán)合成氣混合的起始部分中的煙灰生成。另一個優(yōu)點是所述燃燒器較容易隨著負載量的增加而按比例增大，因為i)對于給定的壓降，隨著負載量的相同函數(shù)按比例調節(jié)燃料和氧化劑狹槽的平均直徑，即燃燒器噴嘴平均直徑和厚度，和ii)對于給定的燃燒器直徑和壓降，可以通過合適地選擇所述室和噴嘴的設計參數(shù)保持期望程度的預混合。這些優(yōu)點也可以為至少部分地采用具有用于燃料和氧化劑的兩個同軸通道的簡化設計來獲得，其比具有三個(以上)環(huán)的設計的效率稍低，而且價格較低廉。如上所述， 本發(fā)明的實施方式也可能在預混合室中產生含有可替代燃料/氧化劑層的多層流。根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選的方面，提供整合的啟動燃燒器得到了進一步的優(yōu)點自動、平穩(wěn)且快速地從啟動操作轉變成處理操作。從啟動操作到過處理操作的平穩(wěn)轉變不需要對燃燒器或壓力容器的人工干預，或者在容器頂部操作。而且，用于安裝該處理燃燒器的所有法蘭連接都需要在冷的壓力容器上進行，并且所有連接和墊圈都可以在低溫條件下試驗。本發(fā)明的一個方面也涉及由烴原料制備合成氣的方法。更詳細地，本發(fā)明的一個方面是一種方法，其中將包含烴的燃料流和至少一種氧化劑流供給到燃燒器中，并在燃燒室上游的所述燃燒器的預混合室中部分地或完全地預混合，所述方法的特征在于-將所述燃料流和氧化劑流中的一者通過至少第一環(huán)形通道供給到所述燃燒器的所述預混合室，和-將所述燃料流和氧化劑流中的另一者通過與第一環(huán)形通道連續(xù)的至少另一環(huán)形通道供給到所述預混合室，和-在所述預混合室中形成燃料和氧化劑的分層分布。優(yōu)選地，將所述燃料流和氧化劑流之一通過第一環(huán)形通道供給到預混合室，并將所述燃料流和氧化劑流的另一個通過圍繞第一環(huán)形通道的內部通道和外部通道供給到預混合室，如此獲得所述分層分布。在該方法的一個實施方式中，將所述燃料流供給到第一通道中，并將氧化劑供給到周圍的所述內部通道和外部通道中。所述內部通道和外部通道可以被供給相同的氧化劑流或不同的氧化劑流。因此，本發(fā)明還提供一種方法，其中將第一種含氧化劑的流供給到內部通道，并將第二種含氧化劑的流供給到圍繞燃料通道的外部通道，所述第一種和第二種含氧化劑的流是不同的，一種是例如氧氣，另一種是蒸汽。在另一個實施方式中，將燃料供給到內部和外部通道，從而包圍中心通道中的氧化劑。燃料和氧化劑可以經由多個同心環(huán)形通道供給到預混合室，燃料和氧化劑流交替地供給，從而獲得由交替的燃料和氧化劑流形成的多層分布。僅僅具有兩層的簡化的實施方式也是可能的，一層為燃料和一層為氧化劑，在預混合室中形成分層流。在所有的實施方式中，烴原料可以與其它不燃流混合，形成所述燃料流；可以使用一種或多種不同的氧化劑；燃料優(yōu)選地為天然氣，但是可以使用其它燃料。通過參照附圖，由實施方式的描述性和非限制性實例的下述說明，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將變得更清楚。


圖1為在第一個實施方式中，根據(jù)本發(fā)明的燃燒器的截面示意圖。圖2為根據(jù)第二個實施方式的燃燒器的截面示意圖。圖3為根據(jù)第三個實施方式的燃燒器的截面示意圖，其中所述燃燒器具有整合的啟動燃燒器。
圖4為具有整合的啟動燃燒器的另一個實施方式的橫截面。
具體實施例方式顯示在圖1中的燃燒器10具有三個主要部件，即基本上圓柱形和同軸的主體A、B 和C。附圖標記11指整個燃燒器10的軸。中間主體B具有基本上兩個圓柱形和同軸的壁B1和化，例如同軸管，限定圍繞軸 11的環(huán)形通道1。內部主體A具有雙層壁結構，其具有圓柱壁A1和A2,限定冷卻介質的室WA。類似地，外部主體C是由限定冷卻介質的室W。的壁C1和C2形成。用于室Wa和W。的冷卻介質通常為水。其它環(huán)形通道2和3限定在中間主體B與主體A和C的壁之間的通道1周圍，即， 通道2在壁B1和A2之間，通道3在壁化和C1之間。然后，燃燒器10包括三個同軸環(huán)形通道1、2和3，中心通道1分別被內側通道2和外側通道3包圍。所述主體A和C具有相應的端部區(qū)域A3和C3,其限定在通道1、2和3的出口的下游的預混合室E的壁，和與所述室E連接的預混合噴嘴F。通道1、2和3在所述預混合室E 中敞開。圖2涉及主體A和C為單壁非流體冷卻的另一個實施方式。而且，在該實施方式中，通道1被通道2和3包圍，通道2位于壁B1和主體A的外表面之間，通道3位于壁化和主體C的內表面之間。通道1至3同樣在與噴嘴F連通的預混合室E中敞開。圖1或2的實施方式的選擇取決于操作條件和材料，例如采用抗高溫的材料，比如 Ni/Cr合金或陶瓷使有可能使用圖2的未冷卻實施方式。應當理解，環(huán)形通道1至3是徑向連續(xù)的。在所給的實施例中，每個環(huán)形通道與下一個通道被單個壁分離所述壁B1將內部通道2與1分開，所述壁化將通道1與最外面的通道3分開。根據(jù)燃燒器的選定運行條件，環(huán)形通道1、2和3連接至燃燒器10的燃料和氧化劑輸入端(沒有顯示)。下述是優(yōu)選的運行實例a)將燃料流，例如天然氣供給到環(huán)形通道1，將氧化劑供給到通道2和3，或b)將氧化劑供給到通道1，并將燃料流供給到通道2和3。燃料流可以是燃料比如天然氣與不燃流比如蒸汽的混合物；氧化劑可以是氧氣、 蒸汽、二氧化碳或其任意混和物。然而，其它結構是可能的例如，氧氣和蒸汽在通道1中，燃料在通道2中，蒸汽或 CO2在通道3中，或其任意組合；燃料在通道3中，蒸汽在通道1種，氧氣在通道2中。這些實施例沒有限制的目的，因為任何槽數(shù)和組成的變化組合都是可能的。通道1、2和3優(yōu)選地具有單獨的輸入端，以便可以提供不同的流，例如在選擇a)中提供兩種不同的氧化劑， 或在選擇b)中提供兩種不同的燃料流。實施例所提到的是三環(huán)實施方式，但是可以增加環(huán)形通道的數(shù)量以容納更多的流。根據(jù)本發(fā)明的燃燒器可以具有更多的類似主體A、B和C的元件，并因此具有更多的用于流體和氧化劑的環(huán)形通道。在本發(fā)明的一個簡化實施方式中，燃燒器10只包括用于燃料流和氧化劑流的兩個同軸環(huán)形通道，例如通道1和2或1和3。所述兩個環(huán)形通道彼此接近，在預混合室E中敞開，并且分別連接到燃料輸入端和氧化劑輸入端。燃燒器10可以安裝在例如氣體發(fā)生器的反應室頂部，如在引用的參考文獻 EP0997433中公開的。在使用中，環(huán)形通道1至3連通燃燒器10的燃料和氧化劑輸入端，接收燃料流和氧化劑流，比如例如天然氣和空氣。由于通道1至3的排列，在室E中獲得分層流，其由至少一個靠近氧化劑層的燃料層組成。在多個實施方式中，所述分層流可以包括由兩個氧化劑層包圍的燃料，或相反，或多個交替的燃料和氧化劑流。該分層流賦予了一定的預混合作用，并防止了與來自下游燃燒室的再循環(huán)氣體的直接混合。環(huán)形通道或環(huán)1至3的徑向連續(xù)排列，即，事實是所述環(huán)徑向彼此鄰近，并且只由圓柱狀壁Bl或B2在相應的界面分離，得到上述的燃料/氧化劑流的分層分布。現(xiàn)在轉到圖3的變型，燃燒器裝有啟動燃燒器20，包括主套筒G，并裝有旋流器H 和點火裝置Q。內部主體A內部的一部分中空區(qū)域接收啟動燃燒器20，而其余部分形成燃燒室L。通過提供整合的啟動燃燒器20，使得啟動期較容易且更安全。更詳細地，參照所示的實施方式，主體A的內表面A1是燃燒室L的壁，其具有直徑較小的中心部分A4，中心部分A4限定圍繞啟動燃燒器20的主套筒G的氧化劑通道4。燃料例如天然氣流入主套筒G和管P之間的小通道5。在所述燃油通道5出口的下游，壁A4和套筒G之間存在預混合環(huán)形槽M，用于預混和分別來自于通道5和4的燃料流和氧化劑流。在啟動操作時，啟動燃燒器20的燃料流和所述氧化劑流在通路M中混合，形成部分預混合流；旋流器H為所述預混合流提供圍繞燃燒器的軸11的旋轉運動，在燃燒室L中進行再循環(huán)。旋流器H為所述部分預混合流提供的旋渦運動使該氣流徑向開放，接著從通路M擴展到由壁A1限定的更大燃燒室L，在室L中形成再循環(huán)運動。通過安裝在套筒G內的點火裝置Q例如火花點火器點燃該混合物。所述套筒G也可以載有用于火焰檢測裝置的光學通路。從燃燒器的啟動期到處理期的轉變是通過自動控制系統(tǒng)進行的，而沒有直接人工干預啟動和處理燃燒器或反應容器。還應當注意，由于旋流器H誘導的再循環(huán)和旋轉運動，本發(fā)明提供火焰-錨固效應 (anchoring effect) 0火焰錨固允許在啟動期之后關掉啟動燃燒器20的火花點火器。與現(xiàn)有技術相比，該啟動更快更安全。圖3顯示啟動燃燒器20完全地整合主燃燒器10的實施方式，此時作為燃燒器10 結構部件的主體A的內表面A4成型為形成環(huán)形通道4、預混合室M的外表面，并接收旋流器 H。在圖4中顯示一個簡化的部分整合的實施方式，其中啟動燃燒器20固定在與內部主體A 同軸的另一個管元件N中，而不是直接固定在所述主體A中。該實施方式簡化了主體A的結構，因為內表面A1不需要被成型為具有較小部分A4,以整合到啟動燃燒器20。然而，圖3 的完全整合的實施方式可以是優(yōu)選的，因為雙壁主體A還提供了通路M和旋流器H的直接冷卻，而圖4的形式僅僅提供了對部件H、M和N的間接冷卻。為了在處理操作期間保護啟動燃燒器20免于熱的合成氣，優(yōu)選地在通道4中保持蒸汽的最小安全流速。該最小的安全流速防止了合成氣進入啟動燃燒器，保護了其免于過熱和金屬粉塵。
權利要求
1.一種用于部分氧化烴原料的燃燒器(10)，該燃燒器包括燃料和氧化劑通道和預混合室(E)，其特征在于，所述燃燒器包括多個用于供給燃料和氧化劑的環(huán)形通道，所述多個環(huán)形通道包括用于供給燃料流的至少第一環(huán)形通道(1)，和用于供給氧化劑流的至少第二環(huán)形通道O ；3)，所述環(huán)形通道是同軸的，彼此徑向連續(xù)，并且在所述預混合室(E)中敞開。
2.根據(jù)權利要求1所述的燃燒器(10)，其特征在于所述多個環(huán)形通道包括在內部通道 (2)和外部通道C3)之間的中心環(huán)形通道(1)，所述中心環(huán)形通道、內部通道和外部通道在所述預混合室(E)中敞開，其中在所述燃燒器運行期間，所述中心環(huán)形通道(1)被供給所述燃料流和所述氧化劑流中的一者，所述內部通道和外部通道(2，；3)被供給所述燃料流和所述氧化劑流中的另一者。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的燃燒器，其中所述環(huán)形通道(1，2，3)中的至少一些具有獨立的輸入端，并且能夠被供給具有不同組成的流。
4.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的燃燒器，其中所述環(huán)形通道由同軸環(huán)形主體(A， B，C)的壁限定。
5.根據(jù)權利要求4所述的燃燒器，其中所述燃燒器的至少一個所述主體(A，B，C)形成有用于冷卻介質的內部通道。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的燃燒器，其中所述燃燒器包括三個主要元件，即內部主體(A)、中間主體(B)和外部主體(C)，所述三個主要元件限定中心環(huán)形通道(1)和圍繞所述中心環(huán)形通道(1)的內部環(huán)形通道( 和外部環(huán)形通道(3)，以用于燃料和氧化劑。
7.根據(jù)前述權利要求中任一項所述的燃燒器(10)，其中所述燃燒器還包括在所述燃燒器(10)的中心軸線區(qū)域中的啟動燃燒器(20)，所述啟動燃燒器被用于所述燃料和所述氧化劑的所述環(huán)形通道(1- 所包圍，所述啟動燃燒器00)與所述主燃燒器(10)部分或完全整合。
8.根據(jù)權利要求7所述的燃燒器，其中所述啟動燃燒器00)包括載有點火裝置(Q)的主套筒(G)，和旋流器(H)；氧化劑通道(4)限定在所述主套筒(G)周圍，燃料通道( 限定在所述主套筒(G)和管(P)之間；所述啟動燃燒器00)具有在所述氧化劑和燃料通道(4， 5)出口處的預混合通路(M)，所述旋流器(H)在所述預混合通路(M)的下游。
9.根據(jù)權利要求8所述的燃燒器，其中所述燃燒器包括具有表面的環(huán)形主體(A)，該表面的第一部分(Al)限定所述燃燒器的燃燒室(L)，該表面的第二部分(A4)具有比所述第一部分更小的直徑，所述第二部分成形為接收所述啟動燃燒器00)并形成所述氧化劑通道 (4)和預混合通路(M)的外表面。
10.一種由烴原料制備合成氣的方法，其中將包含所述烴的燃料流和至少一種氧化劑流供給到燃燒器(10)中，并在所述燃燒器的在燃燒室上游的預混合室(E)中部分地或完全地預混合，所述方法的特征在于-所述燃料流和所述氧化劑流中的一者通過至少第一環(huán)形通道(1)被供給到所述燃燒器(10)的所述預混合室(E)，和-所述燃料流和所述氧化劑流中的另一者通過與所述第一環(huán)形通道(1)同軸和徑向連續(xù)的至少另一環(huán)形通道(2，；3)被供給到所述預混合室(E)，-在所述預混合室(E)中形成燃料和氧化劑的分層分布。
11.根據(jù)權利要求10所述的方法，其特征在于-所述燃料流和所述氧化劑流中的一者通過所述燃燒器(10)的第一環(huán)形通道(1)被供給到所述預混合室(E)，和-所述燃料流和所述氧化劑流中的另一者通過圍繞所述第一環(huán)形通道(1)的內部通道 (2)和外部通道( 被供給到所述預混合室(E)。
12.根據(jù)權利要求11所述的方法，其中所述燃料流被供給到第一通道(1)并且氧化劑被供給到所述內部通道( 和外部通道(3)，或者氧化劑被供給到所述第一通道(1)并且燃料流被供給到所述內部通道( 和所述外部通道(3)。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其中第一種含氧化劑的流被供給到所述內部通道 O)，并第二種含氧化劑的流被供給到圍繞所述第一燃料通道(1)的外部通道(3)，所述第一種含氧化劑的流與所述第二種含氧化劑的流具有不同的組成。
14.根據(jù)權利要求10至13中任一項所述的方法，其中所述燃料流是所述烴與另一種不燃介質的混合物，所述不燃介質優(yōu)選為蒸汽，所述烴優(yōu)選地為天然氣。
15.根據(jù)權利要求9至14中任一項所述的制備合成氣的方法，其特征在于，從所述燃燒器的啟動期到處理期的轉變是通過自動控制系統(tǒng)進行的，而沒有直接人工干預啟動燃燒器和處理燃燒器或反應容器。
全文摘要
一種用于部分氧化烴原料的燃燒器(10)，其包括燃燒室和預混合室(E)，和多個用于供給燃料和氧化劑到燃燒室的環(huán)形通道，所述多個環(huán)形通道包括用于燃料的至少第一環(huán)形通道，和用于氧化劑的至少第二同軸環(huán)形通道，從而產生進入預混合室(E)中的分層流。在一個優(yōu)選的實施方式中，所述燃燒器具有用于燃料或氧化劑的環(huán)形通道(1)，其分別被用于氧化劑或燃料的兩個其它通道(2和3)所包圍。在另一實施方式中，啟動燃燒器(20)與主處理燃燒器整合，所述啟動燃燒器具有燃燒室(L)、主套筒(G)和旋流器(H)，并且提供從啟動期到處理期的平穩(wěn)轉變，而不需要壓力容器/燃燒器組件的任何機械性介入，并且可以通過自動控制系統(tǒng)進行。
文檔編號F23D14/62GK102292284SQ201080005568
公開日2011年12月21日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權日2009年1月26日
發(fā)明者盧卡·桑尼克里, 詹弗蘭科·貝德蒂 申請人:卡薩爾化學股份有限公司