CN103245054B - 一种高温气体燃烧喷射器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温气体燃烧喷射器，包括外壁、位于所述外壁内部的燃烧室、位于所述燃烧室的第一端端面处且与所述燃烧室相导通的气体通道、以及位于所述燃烧室的第二端端面处且与所述燃烧室相导通的高温气体出口，所述气体通道包括中心通道与所述中心通道同轴且位于所述中心通道外围的环隙通道。本发明能产生温度极高的可燃性高温气体，且结构简单紧凑，使用成本较低，实用性强。

Description

一种高温气体燃烧喷射器

技术领域

本发明涉及气体发生器领域，尤其涉及一种高温气体燃烧喷射器。

背景技术

高温气体发生器是指一种产生高温气体的装置，常运用于高温气体的化学反应装置中。如：煤的加氢气化过程中就需要800～1500°C高温氢气以保证加氢气化反应的进行，且加氢气化后生成具有高附加价值的化学物质。由于加氢气化过程中对氢气温度要求极高，因此，采用一般的高温气体发生器难以迅速、稳定的产生800～1500°C高温氢气。

如中国专利文献申请公告号CN101737948A公布了一种喷流式高温气体发生器，由高温电炉、不同直径的内管、外管组成，内管与外管同轴设置,内管一端封闭，且内管侧壁上设有许多小孔，外管置于高温电炉中，气体从内管一端进入加热器，通过内管上的小孔喷向外管，外管被电加热器加热，使气体达到所需的高温。该气体发生器仅通过电加热对气体进行加热，不仅气体的温升能力有限，而且气体发生器整体结构复杂，使用成本较高。

发明内容

为了克服现有高温气体发生器温升能力有限的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种高温气体燃烧喷射器，其结构简单紧凑，温升能力强，能产生温度极高的可燃性高温气体。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种高温气体燃烧喷射器，包括外壁、位于所述外壁内部的燃烧室、位于所述燃烧室的第一端端面处且与所述燃烧室相导通的气体通道、以及位于所述燃烧室的第二端端面处且与所述燃烧室相导通的高温气体出口。

优选为，所述气体通道包括中心通道、与所述中心通道同轴且位于所述中心通道外围的环隙通道。

优选为，所述中心通道的末端设有中心喷嘴。

优选为，所述环隙通道的末端设有环隙喷嘴，所述环隙喷嘴具有缩口。

优选为，所述环隙喷嘴不凸出到所述燃烧室内。

优选为，所述中心喷嘴的开口平面与所述环隙喷嘴的开口平面重合或平行。

优选为，所述中心喷嘴陷于所述环隙喷嘴的内部。

优选为，所述中心喷嘴凸出于所述环隙喷嘴。

优选为，所述中心喷嘴（51）中轴线与所述环隙喷嘴（61）气体喷出方向间的夹角θ为大于等于0°小于90°

优选为，所述中心喷嘴（51）中轴线与所述环隙喷嘴（61）气体喷出方向间的夹角θ为15°～45°。

优选为，流经所述中心通道的气体流量小于流经所述环隙通道的气体流量。

优选为，流经所述中心通道（5）的气体流量与流经所述环隙通道（6）的气体流量的比值大于0%小于等于10%。

优选为，与所述环隙通道相连的管道上设有加热装置。所述加热装置是指能够将环隙通道内的流体温度提升的装置。

本发明的有益效果为：本发明通过在气体燃烧喷射器内部设置燃烧室，达到产生温度极高的高温气体的目的，其结构简单紧凑，使用成本较低，且产生高温气体的过程迅速而稳定。此外，本发明适用于煤的加氢气化过程，可迅速获得800-1500℃的高温氢气。

附图说明

图1是高温气体燃烧喷射器的结构示意图；

图2是高温气体燃烧喷射器的局部A的结构示意图；

图3是高温气体燃烧喷射器的局部A的另一种结构示意图。

图中：

1、外壁；2、燃烧室；3、高温气体出口；5、中心通道；51、中心喷嘴；6、环隙通道；61、环隙喷嘴；7、助燃气体入口；8、可燃气体入口。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

如图1所示，是本实施例中提供的一种高温气体燃烧喷射器的结构示意图。本实施例中提供的一种高温气体燃烧喷射器，其包括外壁1、燃烧室2、气体通道以及高温气体出口3。

所述燃烧室2位于所述外壁1的内部，所述气体通道位于所述燃烧室2的第一端端面处且与所述燃烧室2相导通，高温气体出口3位于所述燃烧室2的第二端端面处且与所述燃烧室2相导通。

所述气体通道包括中心通道5、与所述中心通道5同轴且位于所述中心通道5外围的环隙通道6。

所述中心通道5与位于所述外壁1上部的助燃气体入口7相导通，所述助燃气体入口7优选为含氧气体入口，其与外接的助燃气体管道相连，所述助燃气体管道用于将含氧气体导入所述中心通道5中。

所述环隙通道6与位于所述外壁1一侧的可燃气体入口8相导通，所述可燃气体入口8优选为含氢气体入口，其与外接的可燃气体管道相连。优选所述可燃气体管道与加热装置相连，所述加热装置用于含氢气体的预热，预热后的含氢气体的温度在含氢气体的自燃点以上，通常是500～600°C，预热后的含氢气体通过所述可燃气体管道流入所述环隙通道6中。

流经所述中心通道5的含氧气体流量小于流经所述环隙通道6的含氢气体流量，优选的，流经所述中心通道（5）的气体流量与流经所述环隙通道（6）的气体流量的比值大于0%小于等于10%。氧气添加量由出口氢气所需温度决定，从而使得只有少部分含氢气体的燃烧加热余下部分的含氢气体，形成高温含氢气体。

实施例2

在上述方案基础上，本实施例与实施例1的区别在于：本实施例提供的中心通道5的末端设有中心喷嘴51，所述环隙通道6的末端设有环隙喷嘴61，所述环隙喷嘴具有缩口，以使环隙通道内的气体在环隙喷嘴末端成圆锥状喷出。所述中心喷嘴51中喷出的含氧气体与所述环隙喷嘴61中喷出的含氢气体的一少部分混合，于所述燃烧室2中发生燃烧反应，放出大量的热，加热剩余的含氢气体形成高温含氢气体（800～1500°C）。

所述中心喷嘴（51）中轴线与所述环隙喷嘴（61）气体喷出方向间的夹角θ为大于等于0°小于90°，优选夹角θ取值范围为15°～45°，以保证含氢气体呈圆锥状喷出，且尽可能包围含氧气体，使得发生燃烧反应后的含氧气体尽可能被耗尽，同时，有效避免回火现象。

关于所述中心喷嘴51与所述环隙喷嘴61的位置关系：

所述环隙喷嘴61不凸出到所述燃烧室2内，所述中心喷嘴51与所述环隙喷嘴61及所述燃烧室2的位置关系有如下3种：

位置关系1，所述中心喷嘴51的开口平面与所述环隙喷嘴61的开口平面处于同一高度。

位置关系2，所述中心喷嘴51陷于所述环隙喷嘴61的内部。

位置关系3，所述中心喷嘴51凸出于所述环隙喷嘴61。

如图2所示，是高温气体燃烧喷射器的局部A的结构示意图，对应位置关系1；如图3所示，是高温气体燃烧喷射器的局部A的另一种结构示意图，对应位置关系3。

如图2所示，本发明优选位置关系是所述中心喷嘴51的开口平面与所述环隙喷嘴61的开口平面处于同一高度，即位置关系1，这样既能一定程度上避免预混合燃烧，也能最大限度的减少燃烧室的长度，减少高温气体燃烧喷射器需要占据的空间。

另外，在燃烧室的长度没有严格要求的情况下，为了更好的避免含氧气体和含氢气体预混合燃烧现象的发生，也可以考虑所述中心喷嘴51凸出于所述环隙喷嘴61，即实施例2中描述的位置关系3，具体如图3所示。

具体使用时，经过加热装置预加热后的含氢气体，通常是500～600°C，由可燃气体入口8流入，经过环隙通道6后由环隙喷嘴61喷出；常温含氧气体由助燃气体入口7流入，经过中心通道5后由中心喷嘴51喷出；喷出后的一少部分含氢气体与几乎全部的含氧气体发生燃烧反应，放出大量的热，加热余下的含氢气体，从而得到800～1500°C的高温含氢气体。

本发明是通过优选实施例进行描述的，本领域技术人员知悉，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，其他落入本申请的权利要求内的实施例都属于本发明保护的范围。

Claims (7)

1.一种高温气体燃烧喷射器，其特征在于：

包括外壁(1)、位于所述外壁(1)内部的燃烧室(2)、位于所述燃烧室(2)的第一端端面处且与所述燃烧室(2)相导通的气体通道、以及位于所述燃烧室(2)的第二端端面处且与所述燃烧室(2)相导通的高温气体出口(3) ；

所述气体通道包括中心通道(5)、与所述中心通道(5)同轴且位于所述中心通道(5)外围的环隙通道(6) ；

所述中心通道(5)末端设有中心喷嘴(51)，所述环隙通道(6)末端设有环隙喷嘴(61)，所述环隙喷嘴(61)具有缩口；

所述环隙喷嘴(61)不凸出到所述燃烧室(2)内。

2.根据权利要求1所述的一种高温气体燃烧喷射器，其特征在于，所述中心喷嘴(51)的开口平面与所述环隙喷嘴(61)的开口平面重合或平行。

3.根据权利要求1所述的一种高温气体燃烧喷射器，其特征在于，所述中心喷嘴(51)陷于所述环隙喷嘴(61)的内部，或者所述中心喷嘴(51)凸出于所述环隙喷嘴(61)。

4.根据权利要求1所述的一种高温气体燃烧喷射器，其特征在于，所述中心喷嘴(51)中轴线与所述环隙喷嘴(61)气体喷出方向间的夹角θ为大于等于0°小于90°。

5.根据权利要求1所述的一种高温气体燃烧喷射器，其特征在于，流经所述中心通道(5)的气体流量小于流经所述环隙通道(6)的气体流量。

6.根据权利要求5所述的一种高温气体燃烧喷射器，其特征在于，流经所述中心通道(5)的气体流量与流经所述环隙通道(6)的气体流量的比值大于0％小于等于10％。

7.根据权利要求1所述的一种高温气体燃烧喷射器，其特征在于，与所 述环隙通道(6)相连的管道上设有加热装置。