[發明專利]催化反應器中燃燒燃料的方法、燃燒器及其應用

有效

• 申請號: 201480038114.3
• 申請日: 2014-06-13
• 公開（公告）號: CN105358910B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: C·R·斯達克
• 申請（專利權）人: 托普索公司
• 主分類號: F23C9/00
• 分類號: F23C9/00;F23D14/22;F23D14/24
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷

1.一種用于催化反應器的燃燒器(01)，包括：將氧化介質流提供到所述反應器的燃燒區的中心氧化劑供應管(02)，所述中心氧化劑供應管具有固定旋流器元件(03)、內側(04)、外側(05)、氧化介質入口和氧化介質噴嘴端部(06)；以及將燃料流提供到燃燒區的外部同心燃料供應管(07)，所述外部同心燃料供應管具有內側(08)、外側(09)、燃料入口以及燃料噴嘴端部(10)；

所述燃燒器還包括設置在所述中心氧化劑供應管與所述外部同心燃料供應管之間的循環氣體導管(11)，所述循環氣體導管具有入口、面向所述中心氧化劑供應管的內部循環氣體噴嘴端部(12)以及面向所述外部同心燃料供應管的外部循環氣體噴嘴端部(13)；

其中，所述循環氣體導管設置為使得所述內部循環氣體噴嘴端部到所述中心氧化劑供應管的外側的距離為X，且所述外部循環氣體噴嘴端部到所述外部同心燃料供應管的內側的距離為Y；

其中，X足夠大以便在所述中心氧化劑供應管的外側與所述內部循環氣體噴嘴端部之間提供燃料流通路，并且Y足夠大以便在所述外部同心燃料供應管的內側與所述外部循環氣體噴嘴端部之間提供燃料流通路。

2.根據權利要求1所述的燃燒器，其中，所述循環氣體導管是環形導管，所述環形導管包括兩個同心的循環氣體管，即：具有內部循環氣體噴嘴端部的內部循環氣體管，和具有外部循環氣體噴嘴端部的外部循環氣體管。

3.根據權利要求2所述的燃燒器，其中，所述中心氧化劑供應管的外側到所述內部循環氣體管的下部的距離至少為X，且所述外部同心燃料供應管的內側到所述外部循環氣體管的下部的距離至少為Y。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的燃燒器，其中X為至少1mm且Y為至少1mm。

5.根據權利要求1-3中任一項所述的燃燒器，其中，相對于燃料流動方向，所述內部循環氣體噴嘴端部和所述外部循環氣體噴嘴端部分別設置在所述氧化介質噴嘴端部與所述燃料噴嘴端部的上游距離L處。

6.根據權利要求5所述的燃燒器，其中，所述內部循環氣體噴嘴端部與所述外部循環氣體噴嘴端部之間的距離為Z，且所述距離L在以下范圍內：0<L<(X+Y+Z)×20。

7.根據權利要求5所述的燃燒器，其中，所述距離L足夠大以便保證循環氣體與燃料的部分混合。

8.根據權利要求5所述的燃燒器，其中，所述距離L足夠大以便在所述燃料與所述循環氣體穿過所述燃料噴嘴端部并達到所述催化反應器的燃燒區之前，實現所述循環氣體與所述燃料的多于90％的混合。

9.根據權利要求1至3中任一項所述的燃燒器，其中，所述燃料是氣態烴類，且所述循環氣體是來自Fisher Tropsh合成的循環氣體。

10.一種在催化反應器中燃燒燃料的方法，包括以下步驟：

將包括氧化介質的第一流提供到包括內側和外側的中心氧化劑供應管的氧化介質入口；

將包括燃料的第二流提供到外部同心燃料供應管的燃料入口，所述外部同心燃料供應管與所述中心氧化劑供應管同心且包括內側和外側；

將包括循環氣體的第三流提供到循環氣體導管的循環氣體入口，所述循環氣體導管設置在所述中心氧化劑供應管與所述外部同心燃料供應管之間；

使所述第一流從所述氧化介質入口通過所述中心氧化劑供應管流到氧化介質噴嘴端部，借助安裝在所述中心氧化劑供應管中的固定旋流器元件在所述第一流中引起旋流，且使所述第一流經由所述氧化介質噴嘴端部的開口離開所述中心氧化劑供應管；

使所述第二流從所述燃料入口流過所述外部同心燃料供應管，且使所述第二流經由所述氧化介質噴嘴端部與所述外部同心燃料供應管的燃料噴嘴端部之間的燃料出口離開所述外部同心燃料供應管；

使所述第三流從所述循環氣體入口流過所述循環氣體導管，且使所述第二流的流動內的所述第三流經由內部循環氣體噴嘴端部與外部循環氣體噴嘴端部之間的循環氣體出口離開所述循環氣體導管。