CN104603047A - 用于生产合成气的燃烧器 - Google Patents

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Abstract

一种适用于烃源的过化学计量燃烧的燃烧器,包括用于在所述燃烧器的外部形成扩散火焰的喷嘴(2),所述喷嘴(2)包括一个管状主体(20)或多个管状主体(21、22),所述管状主体限定通道(25)或用于各自的反应物流的多个同轴通道(23、24),其中形成所述喷嘴(2)的该管状主体或每一个管状主体由工业陶瓷材料制成。

Description

用于生产合成气的燃烧器
技术领域
本发明涉及用于生产合成气的工艺燃烧器,特别地用于涉及烃源的过化学计量(over-stoichiometric)燃烧的工艺过程,例如自热重整或部分氧化。
背景技术
多种化学商品,例如甲醇、氨、合成汽油、合成烯烃、塑料等的生产需要将烃源转化为合成气。例如,所述烃源是天然气、石脑油、重油、残留物、煤等中的任何物质。所述合成气基本上是一氧化碳和氢气的混合物。
所述转化通常通过蒸汽重整或烃源的过化学计量燃烧(OSC)进行。OSC借助于超过化学计量的量的燃料被执行,也就是说借助于不足量的氧化剂被执行,所述氧化剂可以是空气或富氧空气或纯氧。在历史上,蒸汽重整已经被优选用于处理轻产品,例如天然气或石脑油,然而OSC已经被优选用于处理较重的产品,例如重油、残留物、煤等。
然而,大容量的设备(例如,大型制氨设备和制甲醇设备)的当前趋势导致OSC的更普遍的应用,包括轻质烃源如天然气的处理。其原因是,由于限制了相关设备的尺寸和工作压力,蒸汽重整对于大型装置变得不切实际。
因此,对于烃源的过化学计量燃烧的兴趣与日俱增。两种常见的用于OSC的技术是自热重整(ATR)和部分氧化(POX)。ATR通常用于天然气和石脑油,而POX通常用于天然气、石脑油、重油、残留物和煤。
ATR和POX都涉及烃源与氧化剂(氧气、空气或富氧空气)与加压蒸汽(2巴至150巴范围)在带有耐火材料衬套的压力容器中的过化学计量燃烧。所述蒸汽可与烃源或氧化剂中的任一个混合。ATR特点是存在催化床,并且反应器出口的工作温度通常在950℃-1050℃的范围内,催化剂进口的工作温度通常在1200℃左右。部分氧化在更高的温度(在反应器出口为1300℃-1700℃)下进行,并且不存在催化剂。
用于烃源的OSC的燃烧器基本上包括主体和用于在燃烧器外部且在所述压力容器内部形成扩散火焰的喷嘴。例如,自热重整器的工艺燃烧器被安装在重整器的顶部,并且在重整器的燃烧室内形成扩散火焰,所述重整器位于催化床上方。
所述喷嘴被设计成适当地传输氧化剂和烃源,以便在压力容器内形成扩散火焰。应当指出的是,所述扩散火焰和燃烧反应在燃烧器本身以外、在燃烧室内发生。在这个方面,用于OSC的工艺燃烧器不同于常规的用于产热的燃烧器,其中,所述燃烧室是燃烧器的组成部分,所述火焰在燃烧器本身的内部产生,只有热的燃烧气体离开燃烧器。
燃烧器的喷嘴暴露于大约1000℃或更高的温度。为了应对这样的高温,当前用于OSC的燃烧器是由高温金属合金(例如Ni-Cr-Fe合金,如因科镍铬不锈钢(incoloy)、因科镍合金(inconel)或哈司特镍合金(hastelloy))制成的,并且通常具有容许冷却介质在喷嘴内部循环的双壁结构。通常,冷却介质是加压水。
然而,水冷的燃烧器具有许多缺点。
第一个缺点是水冷给燃烧器设计增加了相当大量的复杂度,包括:滑动密封、焊接和复杂的几何形状的机械加工,这是因为必须在喷嘴尖端区域建立用于冷却水循环的封闭路径。
另一个缺点是所述喷嘴必须被设计成具有相当大的壁厚,典型地在10mm至20mm的范围内,以便承受内部和外部之间的压力差。然而,这样的壁厚倾向于增加热应力。
更具体地,水冷式喷嘴基本上是中空的主体,所述中空主体外侧暴露于热的合成气的压力,内侧暴露于冷却水的压力。热的合成气的压力在正常运行期间通常是约30巴或者更高。在某些实施方式中,冷却水的压力接近于合成气的压力,或者甚至高于合成气的压力,例如,水压是15巴至30巴或者更高。根据其他实施方式,冷却水的压力显著地低于热的合成气的压力,例如,水压为几巴。然而,无论水压如何选择,都会发生所述喷嘴承受内部和外部之间的相关压力差。
采用高压水冷系统,在正常运行期间合成气的压力可以通过水的压力来平衡;然而,当合成气一侧的压力是低的且所述喷嘴不得不承受冷却水的压力时,所述燃烧器在启动和关闭阶段期间会被压迫。另一方面,采用低压水冷系统的喷嘴在正常运行期间会被合成气一侧的压力压迫。在这两种情况下,所述喷嘴必须被设计具有厚的壁以便抵挡内部和外部之间相关压力(例如15巴或30巴)差。
然而,从热应力的角度,采用这种厚壁是不利的。一般来说,这是因为通过所述喷嘴的冷却壁的温度梯度是直接与壁的厚度成正比的,但是,较高的温度梯度意味着较高的热应力。在POX燃烧器或ATR燃烧器的极端运行条件下,热应力引起热的一侧的材料的局部增塑作用。一旦热应力(温度梯度)消除,增塑的区域不能恢复它的原始的形状,这导致热棘轮效应和疲劳裂纹的形成。
热应力在正常的运转期间存在,当设备被关闭时热应力消失,因此,典型的ATR/POX设备的开启和关闭的正常次序使得热应力交替循环,这导致形成新的裂纹或导致在每一次热循环(低循环疲劳)中存在的裂纹蔓延。
由于即使在最好的冷却式燃烧器中,热应力也是非常高的,故所述喷嘴的故障能够在相当短的时间内(几个循环)发生。
为了降低热应力和达到可接受的工作寿命,几毫米的厚度将是可取的,尤其是在用于POX应用的燃烧器中。然而,由热应力所决定的对于小厚度的需求,与由压力所决定的高的厚度针锋相对。总而言之:水冷系统的主要缺陷与运行压力相关。运行压力越高,暴露于热气体/火焰的金属的表面的厚度越高,由于热应力造成的裂纹的形成或蔓延,燃烧器的寿命越短。
现有技术的水冷燃烧器寻求的折衷并不完全令人满意。尽管使用昂贵的高科技材料(例如因科镍铬不锈钢、因科镍合金等),用于过化学计量燃烧的燃烧器,特别是用于ATR和POX应用的燃烧器,仍然频繁出现故障。
另一方面,迄今为止水冷被认为是不可缺少的。带有金属尖端的非冷却式燃烧器将会迅速发生局部熔化或蠕变或,至少由于低循环疲劳发生故障。
目前高温合金具有低的热导率,并且在大于650℃-700℃的温度下会遭受屈服强度急剧减小。热导率控制温度梯度(应力)的强度,热导率越低,热应力越高。所述屈服强度是材料的弹性行为和塑性行为之间的阈值。高于屈服强度的应力导致永久变形,这意味着当负荷去除后,不能恢复原始状态。
基于所有的上述的原因,对于过化学计量燃烧由工艺燃烧器和它的喷嘴的设计所造成的问题仍然有待解决。
US-A-6126438公开了一种燃烧器装置,所述燃烧器装置包括耐火的燃烧器砌块和用于预先加热的放置于耐火砌块的腔室中的氧化剂或燃料的管道。所述管道是金属管、带有陶瓷端部的金属管、陶瓷管或它们的组合。燃料和氧化剂从位于燃烧器砌块的热面的出口孔发出,所述出口孔也是所述腔室的终点。因此,喷嘴尖端实际上由耐火燃烧器砌块所表现,其意味着耐火材料直接暴露于火焰和由靠近出口段的耐火砌块的空腔输送燃料/氧化剂流。
JP 2008 232 543公开了带有陶瓷配件的金属的喷嘴构件。
DE 10 2010 033935公开了具有指向燃烧室的部件的燃烧器,该燃烧室设置有涂层和扩散层以保护免受热负荷和腐蚀。
发明内容
本发明的目的是提供适应于克服上述问题的新型的工艺燃烧器。
这个目的通过根据权利要求1的、适合于烃源的过化学计量燃烧的工艺燃烧器实现。
所述燃烧器包括主体和被连接至所述主体的、用于在所述工艺燃烧器的外部形成扩散火焰而设置的喷嘴。
该工艺燃烧器具有进料侧和对置的端侧,所述进料侧具有用于反应物流的至少一个入口,所述对置的端侧具有出口段,所述出口段限定进料区域和燃烧区域之间的边界。所述燃烧器被配置成使得燃烧发生在所述出口段的下游。
所述喷嘴包括在所述喷嘴的所述出口段终止的至少一个管状主体,以限定用于所述反应物流的至少一个通道,并且所述至少一个管状主体是由工业陶瓷(technical ceramic)材料一体制成的。因此,至少一个反应物流被所述陶瓷主体输送直至出口段。
在优选的实施方式中,所述喷嘴包括多个管状主体以限定用于各自反应物流(例如燃料和氧化剂)的同轴通道。
根据本发明,喷嘴的结构是由完全陶瓷的管状主体(或同轴主体)构成的。反应物流被陶瓷壁、也就是完全陶瓷管状主体的壁所限定,直到它们到达出口段。燃烧开始于出口段的下游。例如,先前被所述的管状主体的完全陶瓷壁所限定的燃料流和氧化剂流,在出口段的下游相接触,从而开始燃烧。因此,本发明的完全陶瓷喷嘴构成进料区和燃烧区之间的边界元件。
应当指出的是,暴露于火焰中的物品是完全陶瓷喷嘴,而不是现有技术中的耐火砌块。
所述喷嘴旨在作为所述燃烧器的部件,所述部件限定一种或多种反应物流并且将所述流输送至单独的燃烧室。因此,该喷嘴包括一个或多个管状主体以限定用于反应物流的通道。所述管状主体优选为圆柱形的或圆锥形的,但是也可以为其他的形状。所述反应物流可以包括一种或多种燃料流或氧化剂流,或与氧化剂混合的燃料。在一些实施方式中,所述喷嘴可以包括多个基本上同轴的管状主体,以便为反应物流提供多个通道。当大于一种的反应物流存在时,所述反应物流可以具有相同或不同的组成。
形成的喷嘴的所述管状主体或者多个管状主体中的每一个优选地以一件式被制成,因此具有整体结构。
所述燃烧器可以被安装有包括开口的耐火衬套。优选地,陶瓷喷嘴的开口段对应于耐火衬套上的所述开口,也就是说,陶瓷喷嘴并未从耐火衬套伸出。
提到的工业陶瓷是无机的和非金属的材料。例如,它们能够自大量的原材料被塑造成型,优选地在室温下,然后使其经受高温烧制工艺(烧结)。
所述的工业陶瓷材料优选地选择具有高热导率和高机械强度。优选地,陶瓷材料具有至少10W/(m·K)的热导率,更优选地至少25W/(m·K)的热导率。优选地弹性系数为至少40GPa。
更加优选地,所述陶瓷材料的热导率在10W/(m·K)至230W/(m·K)的范围内,甚至更加优选地在25W/(m·K)至160W/(m·K)的范围内。弹性系数优选地在40GPa至450GPa的范围内,更加优选地在200GPa和360GPa之间。
优选地,陶瓷材料也具有低孔隙度。根据优选的实施方式,所述工业陶瓷材料具有按体积计算在0至50%之间的孔隙度,更加优选地为按体积计算在0至10%之间的孔隙度。
所述陶瓷材料的密度优选地在1000kg/m3和6000kg/m3之间,更加优选地在2000kg/m3和5000kg/m3之间。
适用于本发明的工业陶瓷包括硅酸盐陶瓷、氧化物陶瓷和非氧化物陶瓷。更具体地,合适的氧化物陶瓷包括:
-氧化物陶瓷,它们主要由单相和单一金属氧化物(例如,以大于90%的浓
度)构成;
-多材料氧化物陶瓷,它们基本上是氧化物陶瓷的混合物;
-分散陶瓷,它们包括基质和分散相。
现在对于本发明的工业陶瓷材料的实例进行更详细的阐述。
硅酸盐陶瓷是多相材料;它们的主要成分通常是作为硅酸盐来源的粘土、高岭土、长石和皂石。此外,如氧化铝和锆石的组分可以被使用以实现特殊性能(例如较高的强度)。在烧结过程中,除了晶相,形成玻璃相材料。所述玻璃相可以在20%左右,并且包括作为主要成分的二氧化硅(SiO2)。
氧化物陶瓷主要由单相或单一金属氧化物或金属氧化物的混合物组成。它们具有很少的玻璃相或没有玻璃相。原材料是具有高纯度的合成产品。在非常高的烧结温度下,形成负责它们的良好特性的均匀的微观结构。
对于本发明的优选的技术氧化物陶瓷是铝氧化物、硅氧化物、镁氧化物、锆氧化物、二氧化钛、钇氧化物和硼氧化物。优选的多材料氧化物陶瓷是氧化物陶瓷的混合物,例如,氧化铝、氧化锆和钇氧化物的混合物,钛酸铝(Al2O3+TiO2)和锆钛酸铅(Pb[ZrxTi1-x]O3,0≤x≤1)。
另外一类氧化物陶瓷是分散陶瓷。优选地,基质和分散相都为陶瓷材料。对于本发明优选的分散陶瓷是使用锆氧化物增强的铝氧化物。
非氧化物陶瓷包括基于硼、碳、氮和硅的化合物的陶瓷材料。此外,非氧化物陶瓷通常含有高比例的共价化合物。这允许它们在非常高的温度下使用,导致非常高的弹性系数,并且提供与良好的抗腐蚀性和耐磨性相结合的高的强度和高的硬度。优选的非氧化物陶瓷是碳化硅、氮化硅、氮化铝、碳化硼和氮化硼。
申请人已经发现具有低孔隙度、高热导率和高机械强度的工业陶瓷最适合于所述的用于烃源的OSC的工艺燃烧器,特别是用于POX反应器和自热重整器的工艺燃烧器。
所述工业陶瓷具有的热导率比用于高温设备的最佳合金的热导率高3倍至10倍,具有的机械强度实际上独立于温度、并且在大于700℃下比金属的机械强度高2倍至10倍。
上述性质使工业陶瓷有利于ATR/POX燃烧器的构造,由于高热导率降低了温度梯度,并且因此降低了对于给定一组运行条件的热应力。这些材料的高机械强度允许它们抵抗会在数个循环中破坏金属尖端的温度梯度。因此,本发明具有延长燃烧器工作寿命的主要优点。另一个优点是,所述燃烧器能够被设计成非冷却式,也就是说,不含用于循环冷却介质的中空部件。所述燃烧器不被冷却介质和外部气体之间的压力差所影响,并且与水冷式燃烧器相比较结构更加简单。
燃烧器的主体可以由所述的工业陶瓷制造。然而,由于所述工业陶瓷的成本和工业陶瓷有限的机械加工性,一些实施方式提供了燃烧器的主体由金属材料(例如不锈钢或高温合金)制造,只有喷嘴由所述的工业陶瓷制造。在这种情况下,必须提供金属部件和陶瓷喷嘴之间的连接。例如,所述连接可以由法兰连接或螺纹接头构成。在一些优选实施方式中,所述连接为无垫圈式(gasket-free)连接。例如,优选的无垫圈式连接包括:在所述燃烧器的金属部件上的陶瓷的金属化和金属化层的钎焊、或粘合的连接方式。
所述燃烧器的喷嘴可以由单个部件制成、或者可以包括多个部件,例如,如果燃烧器包括两个或更多个同轴元件。
本发明的其他方面是:用于烃源的OSC的装置(例如ATR的POX重整器);通过使用本发明的燃烧器代替常规燃烧器的对现有装置的改进。
借助于下文的详细描述,本发明的特点和优点将会更加明显。
附图说明
图1是根据本发明的实施方式的工艺燃烧器的剖面图。
图2是根据本发明的另一个实施方式的工艺燃烧器的剖面图。
图3至图6是根据各种实施方式的燃烧器的金属主体和陶瓷喷嘴之间的接头的实例。
图7示出了当图1所示的燃烧器被安装于反应器内时的情形。
具体实施方式
图1和图2示出了包括基本上为金属主体1和陶瓷喷嘴2的非冷却式工艺燃烧器的实施方式。所述金属主体1是由不锈钢或高温合金制成的,而所述喷嘴2是由工业陶瓷材料制成的。
如图所示,所述燃烧器优选地为具有轴线A-A的基本上圆柱形的主体。所述燃烧器是不具有用于冷却介质循环的内部腔室的非冷却式燃烧器。
在使用中,扩散火焰在工艺燃烧器的外部、出口段3的下游形成。例如,所述火焰在POX反应器或ATR反应器的燃烧室中形成,所述燃烧器安装至POX反应器或ATR反应器。
喷嘴2包括一个或多个管状主体,所述管状主体限定用于反应物流的通道或用于多种反应物流的多个同轴通道。
图1示出了特别适合于用在ATR的实施方式,其中,所述喷嘴2包括单个管状主体20,因此限定用于反应物流的单个通道25。在这个特定的实施方式中,管状主体20具有临近金属主体1的第一圆柱形部分、以及临近出口段3的第二圆柱形部分,所述两个部分通过圆锥形部分被连接。
图2示出了特别适合于用在POX的实施方式,其中,所述喷嘴2包括两个管状主体21、22,所述两个管状主体形成两个同轴的通道23、24和两个用于反应物流(例如燃料气和氧化剂)的出口段3、4。因此,根据本发明的各种实施方式,所述喷嘴2应当被设计为包含单个部分或多个部分。在图2中,燃烧器的主体1包括两个同轴部件,陶瓷主体21、22分别与所述的两个同轴部件连接。
应当注意的是,喷嘴2的每一个管状主体,即根据图1的管状主体20或根据图2的管状主体21、22,优选地是以一件式被制成,同时,它们由所述工业陶瓷材料一体地制成。
例如,所述工业陶瓷材料是如铝氧化物、硅氧化物、镁氧化物、锆氧化物、二氧化钛、硼氧化物的氧化物,或者是如碳化硅、氮化硅、氮化铝、碳化硼和氮化硼等的非氧化物。
在所示的实施方式中,所述燃烧器的主体1由金属(如不锈钢或高温合金)制成。因此,燃烧器包括在主体1和喷嘴2的一部分之间的金属-至-陶瓷接头5。图3至图6示出了所述接头5的一些优选的实施方式。
图3公开了法兰接头。所述陶瓷喷嘴2被设置有搭头(lap)6,所述搭头6通过悬浮式法兰8和多个螺钉9固定至燃烧器的金属主体1的法兰7上。在主体1和陶瓷喷嘴2之间的垫圈10防止燃料气或氧气的泄漏。
图4公开了钎焊接头。所述陶瓷喷嘴2包括金属化层11,所述金属化层11能够通过现有技术(例如高温下的真空沉积法)实现。所述金属主体1形成用于容纳喷嘴2的扩大的尾座12。喷嘴2通过尾座12和金属化层11之间的钎焊13与主体1一体制造。所述钎焊13能够通过公知技术进行。主体1和喷嘴2之间的所述连接是紧密的并且无需垫圈。
图5示出了使用合适的粘合剂14将陶瓷喷嘴2连接至金属主体1的实施方式。优选地,所述粘合剂14基于氧化铝。固化后,粘合剂14提供了喷嘴2的陶瓷材料和主体1的金属之间的永久接合。如图4所示,所述连接是紧密的并且无需垫圈。
图6示出了具有螺纹连接15的实施方式。螺纹可以通过加工陶瓷喷嘴2和主体1得到,以允许简单且有效的连接。由于通过螺纹连接不能保证密封性,故垫圈10(如图3所示)被设置于该两个元件之间。
在其他的(未示出的)实施方式中,主体1也可以由工业陶瓷制造,这意味着主体1和喷嘴2以单片方式由陶瓷材料整体形成。然而,出于节约成本、限制工业陶瓷仅用于燃烧器的最大加压部位(即喷嘴2),使用金属主体1的实施方式是优选的工业陶瓷。
图7示出了当根据图1的燃烧器被安装于诸如POX反应器或ATR反应器的装置上的情形。在使用中,反应物流R(例如,燃料和空气或氧气的混合物)通过腔室25被输送至燃烧室C,在燃烧室形成扩散火焰。所述燃烧器被安装在耐火衬套30内,并且,优选地,陶瓷喷嘴2具有出口段3,所述出口段3基本上对应于朝向燃烧室C的耐火衬套上的开口,通过这种方式,陶瓷喷嘴2不会从耐火衬套伸出。这也适用于其他实施方式,例如图2所示的多通道实施方式。
所述工艺燃烧器具有与出口段3相对的进料侧。反应物流或多种反应物流从所述进料侧输送至工艺燃烧器。可以注意的是,根据本发明的各种实施方式,接头5的下游,直至出口段3,反应物被主体10、21、22的完全陶瓷壁所限制。这是有利的,因为陶瓷壁提供了比传统的耐火材料更好的耐高温性和阻燃性。

Claims (19)

1.一种适用于烃源的过化学计量燃烧的工艺燃烧器,所述燃烧器包括主体(1)和连接至所述主体的喷嘴(2),其中:
所述喷嘴(2)被设置用于在所述工艺燃烧器的外部形成扩散火焰,
所述工艺燃烧器具有进料侧和对置的端侧,所述进料侧具有用于反应物流的至少一个入口,所述对置的端侧具有出口段(3),所述出口段(3)限定进料区域和燃烧区域之间的边界,所述燃烧器被配置成使得燃烧发生在所述出口段(3)的下游,
所述喷嘴(2)包括至少一个管状主体(20、21、22)以限定用于所述反应物流的至少一个通道(23、24、25),所述管状主体在所述喷嘴的所述出口段(3)处终止,和
所述至少一个管状主体由工业陶瓷材料一体制成,和
所述至少一种反应物流被所述至少一个陶瓷主体(20、21、22)所限制,直至到达所述出口段(3)。
2.根据权利要求1所述的燃烧器,所述至少一个管状主体(20)以一件式被制成。
3.根据权利要求1或2所述的燃烧器,所述喷嘴包括多个管状主体(21、22)以限定用于各自的反应物流、例如燃料和氧化剂的同轴通道(23、24)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的燃烧器,所述工业陶瓷材料具有至少10W/(m·K)的热导率、和至少40GPa的弹性系数。
5.根据权利要求4所述的燃烧器,所述工业陶瓷材料具有下述性质中的至少一种:
-在10W/(m·K)至230W/(m·K)的范围内、优选地在25W/(m·K)至160W/(m·K)的范围内的热导率;
-在40GPa至450GPa的范围内、优选地在200GPa和360GPa之间的弹性系数。
6.根据前述权利要求中任一项所述的燃烧器,所述工业陶瓷材料具有按体积计在0至50%之间的孔隙度、优选地按体积计在0至10%之间的孔隙度。
7.根据前述权利要求中任一项所述的燃烧器,所述工业陶瓷材料具有在1000kg/m3和6000kg/m3之间的密度、优选地在2000kg/m3和5000kg/m3之间的密度。
8.根据前述权利要求中任一项所述的燃烧器,所述工业陶瓷材料为下述物质中的任何一种:硅酸盐陶瓷、氧化物陶瓷、氧化物陶瓷的混合物、分散陶瓷、非氧化物陶瓷。
9.根据权利要求8所述的燃烧器,所述工业陶瓷材料为硅酸盐陶瓷,所述硅酸盐陶瓷包括作为硅酸盐来源的粘土、高岭土、长石和皂石中的至少一种,以及可选地包括氧化铝和/或锆石。
10.根据权利要求8所述的燃烧器,所述工业陶瓷材料为选自于下述物质的氧化物陶瓷:铝氧化物、硅氧化物、镁氧化物、锆氧化物、二氧化钛、钇氧化物和硼氧化物。
11.根据权利要求8所述的燃烧器,所述工业陶瓷材料为氧化物陶瓷的混合物,所述混合物为氧化铝、氧化锆和钇氧化物的混合物,钛酸铝(Al2O3+TiO2)或具有分子式Pb[ZrxTi1-x]O3的锆钛酸铅,其中0≤x≤1。
12.根据权利要求8所述的燃烧器,所述工业陶瓷材料为包括陶瓷基质和分散陶瓷相的分散陶瓷,所述材料优选为使用锆氧化物增强的铝氧化物。
13.根据权利要求8所述的燃烧器,所述工业陶瓷材料为基于硼、碳、氮和硅的化合物的非氧化物陶瓷,且更优选地选自:碳化硅、氮化硅、氮化铝、碳化硼和氮化硼。
14.根据前述权利要求中任一项所述的燃烧器,所述工业陶瓷材料自大量的原材料获得,优选地在室温下,所述原材料经受烧结工艺。
15.根据前述权利要求中任一项所述的燃烧器,其中所述主体(1)由金属制成,所述燃烧器包括在所述主体(1)和所述喷嘴(2)之间的金属-陶瓷接头(5)。
16.根据权利要求15所述的燃烧器,所述接头(5)通过下述方式中的一种被实现:
-在所述燃烧器的所述金属主体(1)和所述喷嘴(2)之间的法兰连接(6、7、8)或螺纹接头(15);
-在所述陶瓷喷嘴(2)上提供金属化层(11),并将所述金属化层钎焊至所述燃烧器的所述金属主体(1)上;
-粘合连接,在所述金属主体(1)和所述陶瓷喷嘴(2)之间提供合适的粘合剂(14),所述粘合剂优选地为基于氧化铝。
17.一种用于烃源的过化学计量燃烧的装置,特别是部分氧化重整器或自热重整器,所述装置包括根据前述权利要求中任一项所述的工艺燃烧器。
18.根据权利要求17所述的装置,所述工艺燃烧器被设置在耐火衬套(30)内和所述陶瓷喷嘴(2)具有出口段,所述出口段基本上对应于所述耐火衬套的开口,以这种方式,所述陶瓷喷嘴(2)未从所述耐火衬套中伸出。
19.一种改进用于烃源的过化学计量燃烧的装置、特别是部分氧化重整器或ATR重整器的方法,所述装置包括燃烧器,且所述方法包括使用根据前述权利要求中任一项所述的燃烧器代替该燃烧器。
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