一种燃烧器以及气化炉的制作方法

本申请属于天然气催化部分氧化工艺，具体涉及一种燃烧器以及气化炉。

背景技术：

1、气化炉是天然气催化部分氧化工艺的核心设备，其长周期高效稳定运行对造气系统乃至整个生产流程都具有十分重要的作用。其中，气化炉的燃烧器对气态烃燃料与气化剂之间的混合反应过程影响巨大，天然气催化部分氧化的气化炉内采用纯氧作为气化剂，使得燃烧器附近的火焰温度最高可达3000℃左右，远远超过了燃烧器的材料可以承受的温度范围。目前，为了保护燃烧器，通常采用循环冷却水对燃烧器端面进行强制冷却或维持炉内湍流火焰离开燃烧器而处于推举状态的技术措施。但实际运行经验表明，目前的措施效果并不理想，若燃烧器冷却方式不当或冷却水出现故障泄露，会导致系统紧急停车，并造成炉内耐火衬里、内件的损毁。湍流推举火焰的不稳定性也使得火焰经常冲刷燃烧器端面和炉内耐火衬里、内件，严重缩短燃烧器、耐火衬里和内件的使用寿命，进而制约气化炉长周期运行。

技术实现思路

1、本申请旨在至少能够在一定程度上解决目前的燃烧器降温散热效果差的技术问题。为此，本申请提供了一种燃烧器以及气化炉。

2、本申请的技术方案为：

3、一方面，本申请提供了一种燃烧器，所述燃烧器包括：

4、点火棒；

5、燃料管，所述点火棒穿设在所述燃料管内；

6、第一氧化剂管，间隙套设在所述燃料管的周面外侧；

7、第一冷却剂夹套，紧密套设在所述第一氧化剂管的外周面上，所述第一冷却剂夹套设置有第一夹层，所述第一冷却剂夹套上分别设置有与所述第一夹层连通的所述第一冷却剂夹套的入口以及所述第一冷却剂夹套的出口；

8、第二氧化剂管，间隙套设在所述第一冷却剂夹套的周面外侧；

9、第二冷却剂夹套，紧密套设在所述第二氧化剂管的外周面上，所述第二冷却剂夹套设置有第二夹层，所述第二冷却剂夹套上分别设置有与所述第二夹层连通的所述第二冷却剂夹套的入口以及所述第二冷却剂夹套的出口；

10、碳氢物质管，为环绕在所述第一冷却剂夹套与所述第二氧化剂管之间的螺旋管，所述碳氢物质管的出口设置在所述第一冷却剂夹套与所述第二氧化剂管之间的空间内；

11、其中，所述燃料管的出口、所述第一氧化剂管的出口以及所述第二氧化剂管的出口均对应设置。

12、进一步的，所述燃料管的出口、所述第一氧化剂管的出口以及所述第二氧化剂管的出口位于同一平面。

13、进一步的，所述碳氢物质管出口的喷出角度为35°～85°。

14、进一步的，所述燃料管、所述第一氧化剂管、所述第一冷却剂夹套、所述第二氧化剂管以及所述第二冷却剂夹套均与所述点火棒同轴设置。

15、进一步的，所述燃烧器设置有一个以上的所述碳氢物质管。

16、进一步的，所述第一夹层内设置有第一环形隔板，所述第一环形隔板分隔所述第一夹层为连通的第一内夹层和第一外夹层，所述第一冷却剂夹套的入口与所述第一内夹层连通，所述第一冷却剂夹套的出口与所述第一外夹层连通。

17、进一步的，所述第二夹层内设置有第二环形隔板，所述第二环形隔板分隔所述第二夹层为连通的第二内夹层和第二外夹层，所述第二冷却剂夹套的入口与所述第二内夹层连通，所述第二冷却剂夹套的出口与所述第二外夹层连通。

18、进一步的，所述第一夹层的内壁以及所述第二夹层的内壁上均分别设置有强化传热元件。

19、进一步的，所述燃烧器还包括旋流装置，所述燃料管的出口、所述第一氧化剂管的出口以及所述第二氧化剂管的出口均分别设置有所述旋流装置。

20、进一步的，所述旋流装置的喷出角度为20°～85°。

21、进一步的，所述燃料管的出口、所述第一氧化剂管的出口以及所述第二氧化剂管的出口均为锥形结构。

22、进一步的，所述锥形结构的锥顶角的度数为30°～150°。

23、进一步的，所述燃烧器还包括法兰，所述法兰设置在所述第二冷却剂夹套的外周面上。

24、另一方面，本申请还提出了一种气化炉，所述气化炉包括上述的燃烧器。

25、本申请实施例至少具有如下有益效果：

26、本申请所提出的一种燃烧器，在该燃烧器进行使用时，燃料由燃料管的入口进入，从燃料管的出口喷出，氧化剂分别由第一氧化剂管的入口以及第二氧化剂管的入口进入，分别从第一氧化剂管的出口以及第二氧化剂管的出口喷出，含碳含氢物质由碳氢物质管的入口进入，从碳氢物质管的出口喷出，并在第一冷却剂夹套与第二氧化剂管之间的空间内和氧化剂进行混合，冷却剂分别由第一冷却剂夹套的入口以及第二冷却剂夹套的入口进入，分别从第一冷却剂夹套的出口以及第二冷却剂夹套的出口排出。

27、点火棒点燃由燃料管的出口喷出的燃料，燃料燃烧形成的火焰，促进由第一氧化剂管的出口以及第二氧化剂管的出口喷出氧化剂与碳氢物质管的出口喷出的含碳含氢物质反应生成合成气，火焰产生的热能分别传递至点火棒、燃料管、第一氧化剂管、第一冷却剂夹套、第二氧化剂管、第二冷却剂夹套以及碳氢物质管，点火棒通过燃料将热能传递至燃料管，燃料管通过氧化剂将热能传递至第一氧化剂管，第一氧化剂管将热能传递至第一冷却剂夹套，碳氢物质管通过氧化剂将热能分别传递至第一冷却剂夹套和第二氧化剂管，第二氧化剂管将热能传递至第二冷却剂夹套，第一冷却剂夹套以及第二冷却剂夹套内的冷却剂将第一冷却剂夹套以及第二冷却剂夹套的热能传递至该燃烧器的外部。

28、综上所述，本申请所提出的一种燃烧器能够进行快速有效地降温，避免高温火焰造成破坏，从而延长燃烧器的使用寿命。

技术特征：

1.一种燃烧器，其特征在于，所述燃烧器包括：

2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃料管出口(202)、所述第一氧化剂管出口(302)以及所述第二氧化剂管出口(502)位于同一平面。

3.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，所述碳氢物质管出口(702)的喷出角度为35°～85°。

4.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃料管(200)、所述第一氧化剂管(300)、所述第一冷却剂夹套(400)、所述第二氧化剂管(500)以及所述第二冷却剂夹套(600)均与所述点火棒(100)同轴设置。

5.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器设置有一个以上的所述碳氢物质管(700)。

6.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述第一夹层(401)内设置有第一环形隔板(404)，所述第一环形隔板(404)分隔所述第一夹层(401)为连通的第一内夹层(4011)和第一外夹层(4012)，所述第一冷却剂夹套入口(402)与所述第一内夹层(4011)连通，所述第一冷却剂夹套出口(403)与所述第一外夹层(4012)连通。

7.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述第二夹层(601)内设置有第二环形隔板(604)，所述第二环形隔板(604)分隔所述第二夹层(601)为连通的第二内夹层(6011)和第二外夹层(6012)，所述第二冷却剂夹套入口(602)与所述第二内夹层(6011)连通，所述第二冷却剂夹套出口(603)与所述第二外夹层(6012)连通。

8.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述第一夹层(401)的内壁以及所述第二夹层(601)的内壁上均分别设置有强化传热元件(800)。

9.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器还包括旋流装置(900)，所述燃料管出口(202)、所述第一氧化剂管出口(302)以及所述第二氧化剂管出口(502)均分别设置有所述旋流装置(900)。

10.根据权利要求9所述的燃烧器，其特征在于，所述旋流装置(900)的喷出角度为20°～85°。

11.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，所述燃料管出口(202)、所述第一氧化剂管出口(302)以及所述第二氧化剂管出口(502)均为锥形结构。

12.根据权利要求11所述的燃烧器，其特征在于，所述锥形结构的锥顶角的度数为30°～150°。

13.根据权利要求1-12任一项所述的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器还包括法兰(1000)，所述法兰(1000)设置在所述第二冷却剂夹套(400)的外周面上。

14.一种气化炉，其特征在于，所述气化炉包括权利要求1-13任一项所述的燃烧器。

技术总结
本申请公开了一种燃烧器以及气化炉。该燃烧器的点火棒穿设在燃料管内，第一氧化剂管间隙套设在燃料管的周面外侧，第一冷却剂夹套紧密套设在第一氧化剂管的周面外侧，第一冷却剂夹套设置有第一夹层，第一冷却剂夹套上分别设置有第一冷却剂夹套入口和第一冷却剂夹套出口，第二氧化剂管间隙套设在第一冷却剂夹套的周面外侧，第二冷却剂夹套紧密套设在第二氧化剂管的周面外侧，碳氢物质管为环绕设置在第一冷却剂夹套与第二氧化剂管之间的螺旋管，碳氢物质管的出口设置在第一冷却剂夹套与第二氧化剂管之间的空间内，燃料管的出口、第一氧化剂管的出口以及第二氧化剂管的出口均对应设置。本申请能够进行快速有效地降温，避免高温火焰造成破坏。

技术研发人员：隋建伟,陈萍,黄佳平,陈胜彬,马明燕,郭慧波,万克西,孙靖,唐硕,张静怡,王彦棋
受保护的技术使用者：中国石油天然气集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15