CN104713081A - 用于制造合成气体的粉尘燃料燃烧器和气流床气化炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造合成气体的粉尘燃料燃烧器和气流床气化炉，其带有多个燃烧器。给燃烧器输送粉尘燃料、冷却水和氧化剂。本发明能实现更高的耐磨损性、很小的堵塞倾向以及粉尘燃料与氧化剂的最优混合。根据本发明，对于到燃烧器口的粉尘燃料供应，在环形通道中用于粉尘燃料的切向开放的进入开口下方存在分配器，其带有多个带有退出开口的凹陷部。每个退出开口在该环形通道之内向粉尘燃料通道中开放，这些粉尘燃料通道的横截面积总和对应于进入开口的横截面积，这些粉尘燃料通道在燃烧器口之前向螺旋形的收集室中开放，该收集室通过上部盘管、与该上部盘管平行延伸的用于在粉尘燃料流中产生扭转的下部盘管以及将这两个盘管相连的接片来限定。

Description

用于制造合成气体的粉尘燃料燃烧器和气流床气化炉

技术领域

本发明涉及根据第一个权利要求的前序部分的一种用于通过在气流床气化炉中部分氧化粉尘状燃料来制造合成气体的粉尘燃料燃烧器以及一种气流床气化炉。

背景技术

粉尘状燃料应理解为是固体燃料，如不同碳化等级的碳以及不同规格的焦炭。

在气体生产工艺中，由固体、液体和气态的燃料进行自热式气流床气化是长久以来就已知的。

在气流床气化的情况下，燃烧器安排在气化反应器的头部，气流被向下引导。在碳的部分氧化的情况下出现的粗气体和炉渣通过气化室底部处的一个中央开口排出。例如DE4109231C2展示了此类的气化反应器。

通过气化燃烧器，将燃料、氧气和在适当时蒸汽供应到反应空间中，使得它们充分混合并且在还原性条件下转化成富含H和CO的合成气体。在此燃料对含氧的气化剂的比例如下地选择，使得出于合成气体品质的原因将高级的碳化合物完全分裂成合成气体组分CO和H2，并且将这些无机成分作为熔融液态的炉渣排出（J.Carl，P.Fritz，诺尔转化方法（Noell-Konversionsverfahren），EF-能源与环境技术出版社股份有限公司（EF-Verlag für Energie-und Umwelttechnik GmbH）1996，第33页和第73页）。

在气化煤粉时的气化温度在1400℃与1700℃之间，气化压力为40-80bar。在气流床气化炉的头部安排有至少一个起始燃烧器和至少一个气化燃烧器。煤粉作为煤粉-辅助气体-致密流被气动地送入气化燃烧器，在气化室中进行完全转化，其轮廓通过冷却屏障来限定，其中冷却屏障通过气密地彼此焊接的并且用冷却水流通的管件形成。

热的气化气体与液态的炉渣一起离开气化室并通过粗气体出口和炉渣出口达到一个淬火室，在该淬火室中该合成粗气体和该炉渣被冷却。然后，冷却的且基本不含炉渣的合成气体经受进一步的气体处理过程，并且最后在一种合成方法中加工成化学产品。

由DD237363A1已知一种煤粉燃烧器，该煤粉燃烧器具有多个煤粉通道用于更好地混合氧化剂与煤粉流，这些煤粉通道围绕成一个中心管周围的盘管的形式并且封闭在一个与该中心管共轴的环形通道中。该中心管包含一个气体燃烧器或起始燃烧器。来自这些煤粉通道的煤粉流被一起送入在燃烧器口之前的一个湍流室中。煤粉通道的抬升在朝向湍流室的方向上减小，使得煤粉通道切向地进入该湍流室中。通过与一个轴向引出的氧化剂流（来自在一个外部的水冷的环形通道的底部中的向内倾斜的喷嘴）进行混合，应当能够实现一种最优的且稳定的火焰形成，其结果是与此相应地良好的合成气体品质。

这种安排的缺点是煤载气流的高流速，这是由于在环形缝隙中受限的圆形的通道横截面，这造成了煤通道中的较高磨损和去混合问题（Entmischungsproblemen）。在来自容器（Bunker）的燃料供应器中的脉动可能迅速导致在煤通道中的堵塞，但是这些脉动至少同时作用在两个煤通道上并且增强了燃料-氧气-比率中的不均匀性。

在DE3628865A1中描述了一种具有蜗状的扭转装置的煤粉燃烧器，其中一个具有圆形横截面的煤粉供应管在上部的燃烧器区段中轴向地沿一个中心管延伸，并且在此过渡为矩形的横截面，该横截面螺旋状盘绕在该中心管处并且切向地向一个湍流室中开放。煤流通过一个位于其中的扭转蜗部获得所希望的方向分量并且然后通过一个不断变细的环形缝隙输送到水冷的燃烧器口。

在此，在该中心管中还安排一个起始燃烧器，该起始燃烧器储存有燃烧气体。这个解决方案的一个缺点在于，在环形通道中仅仅设置有一个煤供应管，由此限制了燃烧器效能。另一个缺点是，由于煤粉在通道的弯曲区域中的摩擦作用，存在该煤供应管磨损的危险。

用于气流床气化炉的煤粉燃烧器是在与气化室直接相邻的燃烧器部分的区域中暴露于大于1000℃的强热作用。通过燃烧器口与在气化反应时产生的腐蚀性反应产物的接触而产生了另一种负载。煤粉燃烧器的通道元件和引导元件通过煤粉额外地暴露于高的摩擦负载，并且由于将氧气供应到火焰区域中，所以燃烧器的被流环绕的金属部分受到侵蚀性氧化性气氛的负载。

常规的保护措施是通过燃烧器的水冷由燃烧器口区域进行集中的散热。这种散热可以通过具有高热导率的材料来辅助。不管保护手段如何，都必须至少在燃烧器口区域中制造一个耐热且耐腐蚀材料的气化燃烧器。为此尤其使用含铜的镍基合金。

在DE102008006572A1中描述了一种用于气化反应器的燃烧器，其具有特别高热负载的部分由一种镍基合金制成并且在燃烧器口处额外地由一种陶瓷保护层保护而免受反应器中的高温负载。

为了使通过在燃烧器中循环的冷却水进行的散热更集中，已知的是（DE102008006572A1，EP0363787A1），通过焊入冷却水挤压体将冷却水通道在燃烧器口区域中收紧，以便通过提高冷却介质的流速来实现燃烧器向冷却介质的集中的热传递。

为了将气化反应器升温并为了点燃气化燃烧器，还使用了被称为点火燃烧器或辅助燃烧器的起始燃烧器，这些燃烧器实质上具有一个燃烧气体通道和一个氧气通道以及一个点火电极（例如根据EP0363787A2）以产生用于该起始燃烧器的点火电势。起始燃烧器一般整合在该气化燃烧器的一个中心管中（DD228338A1，DD237363A1，DE102008006572A1）。然而还已知具有分离的起始燃烧器的燃烧器配置。例如在DE102008020204A1中描述了已知多燃烧器系统，其中在气化反应器的一个盖部凸缘中安排有三个气化燃烧器，这三个气化燃烧器在一个安排在中心的起始燃烧器周围以120°的角度轴平行地安排。盖部凸缘下方安置有一个外部冷却的燃烧器匣，该燃烧器匣接收该燃烧器并且在燃烧器接收套筒之间用热导率不同的隔热材料填充。

发明内容

本发明的基本目的在于，从由已知现有技术的缺点出发，创造一种用于制造合成气体的、具有更高的耐磨损性、更小的堵塞倾向以及粉尘燃料与氧化剂的最优混合的、适合用于气流床气化炉中的粉尘燃料燃烧器。

根据本发明，这个目的是通过具有权利要求一所述特征的一种设备来实现的。

在所提出的用于通过粉尘状燃料在气流床气化炉中部分氧化来制造合成气体的粉尘燃料燃烧器中，其中该燃烧器具有多个连接喷嘴用于供应气动地输送的粉尘燃料、供应包含氧气和水蒸气的氧化剂、并且供应冷却水，用于氧化剂和用于冷却水的连接喷嘴安排在一个用于将氧化剂供应到一个燃烧器口的双层壁的中央管处，用于供应粉尘燃料和用于冷却水的连接喷嘴安排在一个外部的双层壁的管套筒处，该管套筒以一个径向间距同心地包围该中央管并且在中央通道周围形成一个环形通道用于将粉尘燃料输送到该燃烧器口，该中央管可松脱地安置在该外部的管套筒中，为了将粉尘燃料供应到燃烧器口，在该环形通道中的用于粉尘燃料的一个切向地开放的进入开口下方，存在一个分配器，该分配器具有多个圆环区段式地分布在圆周上的、具有退出开口的漏斗形的凹陷部。每个退出开口向一个轴平行的粉尘燃料通道中开放，该粉尘燃料通道在该用于粉尘燃料供应的环形通道之内具有几乎矩形的横截面，其中这些燃料粉通道的横截面积总和对应于用于燃料粉的进入开口的横截面积，并且每个粉尘燃料通道分别通过一个直的U型材形成于该中央管的外面上，并且该U型材是与该中心管气密地连接的。这些粉尘燃料通道在燃烧器口之前向一个螺旋形的收集室中开口，该燃烧器口由一个上部盘管（Wendel）（该上部盘管封闭了在粉尘燃料通道的退出开口之间的环形通道的间隙）、一个与此平行延伸的下部盘管用于在粉尘燃料流中产生扭转、以及一个将这两个盘管相连接的接片形成，其中该接片在与输送方向相反的方向上将该收集室在最短的粉尘燃料通道处封闭、并且以相对于最短的粉尘燃料通道的纵轴的延长线小于90°、优选小于45°的角度并由此在从其引出的粉尘状燃料流的区域中形成一个引导面，该引导面用于将粉尘流转向到一个切向上。

本发明首先具有以下优点，通过在粉尘流转向区域中使用耐磨损的型材实现了粉尘导管的高度耐磨性。通过将粉尘供应分配到多个轴向通道上，燃烧器中的粉尘供应路径最大程度得以缩短并且粉尘流的流速直到燃烧器口都保持恒定，使得在致密流中没有出现任何去混合效应。将粉尘状燃料流，如煤粉流或炭粉流，分配到至少三个矩形的通道上，比现有技术已知的用于煤供应的环形通道更好地充分利用了可用的环形通道横截面。通过在粉尘流环形通道中产生扭转，促进了粉尘状燃料，如煤粉或炭粉在气化剂流中的最优的分配并因此促进了均匀的燃烧器火焰。所提出的粉尘状燃料供应的另一个优点在于，通过在燃烧器之内的收集室的缓冲效应补偿了粉尘负载波动。由于多部件的构造和中央管与外部管之间可松脱的连接，本发明的燃烧器拥有高度的维修和维护友好性。

附图说明

下面以实例来说明本发明，该实例为在一个气流床气化炉的盖部中的一个燃烧器安排，具有三个燃烧器和一个起始燃烧器。从属于此的附图示出：

图1：在一个气流床气化炉的盖部凸缘中的三个燃烧器和一个中央的起始燃烧器的一个安排截面图示和从上方看的视图

图2：一个燃烧器的截面图示

图3：在一个燃烧器中的粉尘导管的图示

图4：用于粉尘燃料的收集室的展开图

具体实施方式

如从图1可以看出的，一个盖部凸缘3向上、压力密封地封闭一个气流床气化炉1的反应室。盖部凸缘3的内侧由一个燃烧器匣4进行热保护，该燃烧器匣封闭一个冷却屏障2的一个上部开口。冷却屏障2是用水在内部冷却的并且保护气流床气化炉1的压力罩面免受加热和炉渣沉积。

盖部凸缘3中的燃烧器安排由三个中心对称分布的、用于煤粉的部分氧化的燃烧器5（煤粉燃烧器、气化燃烧器）组成，这些燃烧器在共用的盖部凸缘3中在围绕一个中央的起始燃烧器6的圆周线上相应地以120°的角度来安排。盖部凸缘3向上压力密封地封闭该气化炉内室，并且能够实现出于检查或维修目的对气化炉内室的接近。

起始燃烧器6竖直地安排在反应器轴线中，燃烧器5可以安排为平行于反应器轴线或者以一个如下的径向角度安排，使它们的中线与反应器轴线相交。

为了接收这三个燃烧器5和起始燃烧器6，一个圆柱形的燃烧器匣4被安排在盖部凸缘3的下方，该燃烧器匣与该盖部凸缘3可松脱地相连。在气化炉之内的笼状的冷却屏障2与该燃烧器匣4的一个罩面环4.4之间的环状缝隙用一种柔性的密封材料4.5来填满，以便保护用惰性气体冲洗的冷却屏障2免受腐蚀性的反应气体影响并且以便改进盖部凸缘3在长期的气化炉工作之后的可拆卸性。以此方式，阻止了腐蚀性粗气体和煤粉渗入承受压力的反应器壁与冷却屏障2之间。

为了位置稳定地保持这四个在竖直位置中并且彼此平行取向的燃烧器5、6，在盖部凸缘3和燃烧器匣4中存在多个带有固定凸缘（壳体凸缘5.6）的接收套筒4.1，燃烧器5、6被推入这些接收套筒中或者在维修或维护的情况下还可以从其中拉出。为了相对于大约40bar的气化炉内压进行密封并且为了防护煤粉（具有低于200μm的一般的粒径）的渗入，接收套筒4.1和壳体凸缘5.6配备有已知的密封件5.15。

为了对燃烧器5进行热保护，在接收套筒4.1之间的用于燃烧器5的燃烧器匣4在罩面环4.4之内用隔热材料4.3无空隙地进行填充。通过在燃烧器匣4内部的多层绝缘材料的组合，可以实现良好的保护效果和在受损情况下良好的可拆除性。

燃烧器5针对热的粗气体的更好的保护可以通过该燃烧器匣4的一个外部的水冷器4.2来实现。为此，将用水从内部冷却的管螺旋形地安排在该燃烧器匣4的下侧上，该下侧本身能够用一种耐热的保护层涂覆。这些冷却管不仅几乎无空隙地覆盖该燃烧器匣4的朝向气化炉内室的下侧，而且还轴环式地包围该燃烧器口部。由于燃烧器匣的冷却是对于燃烧器5、6的重要的保护功能，所以对于水冷器4.2对局部的热负载进行匹配以及处于意外情况的安全性而言有利的是，水冷器4.2以平面区段的方式分配在多个子系统中并且相应地配备有分离的冷却水导入器和导出器。

这三个燃烧器5被一个外部的冷却循环包围。起始燃烧器6被一个内部的冷却循环包围。这些冷却管线是可交换的。

在盖部凸缘3中安排在中央的起始燃烧器6按已知的方式包括至少一个燃烧气体通道和一个氧气通道、一个在燃烧气体通道中被引导直到燃烧器口的点火电极、和在一个中央管中的一个带有惰性气体冲洗器的光学的火焰观察通道。为了冷却该起始燃烧器6，这些同心的通道壁实施为双层壁的并且用冷却水流过。起始燃烧器6为此还具有用于冷却水的对应的连接喷嘴。为了补偿这些通道壁的不同的热膨胀，向燃烧器通道管中加入了补偿器。

在该实施例中，在盖部凸缘3中围绕该中间的起始燃烧器6在一条圆周线上对称分布地安排有三个燃烧器5（粉尘燃烧器），用于将合成粗气体中的煤粉转化。

根据图2，燃烧器5中的每一个具有连接喷嘴5.1、5.2、5.3，用于供应气动地输送的粉尘燃料、供应包含氧气和水蒸气的氧化剂、以及供应冷却水。用于氧化剂的连接喷嘴5.2在该实施例中被同轴地安排在用于将氧化剂输送到燃烧器口的一个双层壁的中央管5.4的上端，用于供应粉尘燃料的连接喷嘴5.1位于该燃烧器上部分的侧向并且是切向地且在朝向燃烧器口的方向上倾斜地安排在一个外部的、同样双层壁的管套筒5.5处，该管套筒以一个径向间距同心地包围该中央管5.4并且在该中央通道5.13周围形成一个用于将粉尘燃料输送到燃烧器口的环形通道5.14。中央管5.4是可松脱地安置在该外部的管套筒5.5中，使得能够将其从外部的管套筒5.5中拉出以便进行检查。两个管件例如是在一个燃烧器凸缘5.7处与密封件5.15彼此相连。中央管5.4和外部的管套筒5.5实施为双层壁的，用于有效地对燃烧器5进行内部冷却，为此通常使用冷却水。

其他的、包含这些燃烧器5的部件的接收器用作一个额外的包裹物（壳体），这些部件相对于温度控制也起到保护功能。

在燃烧器口处，中央通道5.13和环形通道5.14锥形地变细，使得存在一个中央的氧化剂流的退出锥形和一个朝向燃烧器口的锥形的且逐渐变小的用于粉尘燃料流的环形缝隙。

为了在环形通道5.14中向燃烧器口的粉尘燃料供应（这在图3中分离地示出），一个分配器5.17位于该环形通道5.14中用于粉尘燃料的该切向开口的进入开口下方，该分配器例如带有三个圆环区段式地以120°的角度安排在圆周上的、漏斗形的、带有退出开口的凹陷部。

分配器5.17实施为具有形成为锯齿状的上端面的环，其中这些尖端位于这些退出开口之间并且这些退出开口位于漏斗状地向下延伸的挖空部中。每个退出开口向三个（根据实例）轴平行的粉尘燃料通道之一中开放，该粉尘燃料通道在该用于向燃烧器口供应粉尘燃料的环形通道5.14之内具有几乎矩形的横截面，其中这些粉尘燃料通道的横截面积总和应当对应于用于粉尘燃料的进入开口的横截面积，使得至少在该燃烧器5的进入侧上主要有恒定的流速，这基本上阻止了在粉尘燃料致密流中的去混合现象。

更高数目的粉尘燃料通道5.18也是可行的。

每个粉尘燃料通道5.18是相应地通过一个轴向取向的直U或C型材形成于该中央管5.4的外部面上的，其中该U或C型材以开放的侧面焊接到中央管5.4或者以其他方式与中央管5.4气密地相连。

这三个粉尘燃料通道5.18在燃烧器口之前终止在一个螺旋形的收集室5.22中，该收集室由一个上部盘管5.19（该盘管将在粉尘燃料通道5.18的退出开口之间的环形通道5.14的间隙封闭）、一个与此平行延伸的用于在粉尘燃料流中产生扭转的下部盘管5.20、以及一个将这两个盘管5.19、5.20相连的接片5.21来限定。

在图4中展示了收集室5.22的展开图。

接片5.21在输送方向的反向上在最短的粉尘燃料通道5.18处限定了收集室5.22并且在从其中退出的煤粉流的区域中形成相对于该最短的粉尘燃料通道的延长的纵轴小于90°的角度下的一个引导面。替选地，也可以使用锐角，也就是说小于45°的角度。接片5.21的一个直的区段以一个弯曲部跨过下方的盘管5.20。倾斜设置的接片5.21形成一个引导面，该引导面用于将从通道退出的粉尘流转向到一个切向上。

盘管5.19、5.20和接片5.21在（所示）的最简单的情况下由焊接的圆形材料制成。由于在拉出中央管5.4以及安排在其上的粉尘引导元件之后良好的可接近性，在高度磨损下，这些粉尘引导元件的更换是可以简单的方式进行的。但是硬金属材料的使用、或者在特别需要的区域中应用陶瓷的磨损保护元件（接片5.21）、或者在粉尘引导元件上的陶瓷的磨损保护元件（盘管5.19、5.20）也延长了燃烧器5的使用寿命。

由于所供应的工作材料的温度不同，中央管5.4和外部的管套筒5.5在长度上的膨胀有所不同。例如粉尘燃料一般在冷的状态下供应，而氧化性的氧气-水蒸气混合物具有大约200℃的温度。在这些通道之间的热膨胀差异也不能通过冷却来完全地补偿。因此便利的是，将用于补偿不同热膨胀的补偿器5.8应用于同心的管套筒5.4、5.5中。在根据图2的实施例中，中央管5.4在该气流床气化炉1的内室之外的一个区段中包含一个测量膨胀的补偿器5.8。

在粉尘燃料供应的有利的实施方式中，分配器5.17上方安排有一个环形的湍流抑制器（Wirbelbrecher）5.16（图3）用于阻尼进入的致密流的旋转分量，该湍流抑制器在该致密流入口侧具有一个阻尼湍流的轮廓，例如像一个类似链轮状的端面。

另一个在流工艺上有利的燃烧器实施方式在于，在中央管5.4之内在燃烧器口之前安排一个扭转体5.9（图2）用于在氧化剂流中产生一个切向的或旋转的流分量。扭转角度通过燃烧器设计而构造性地确定。依据燃料和反应室设计，通过这种构造将氧气/水蒸气或多或少地在旋转方面进行偏移，以使混合以及火焰形成最优化。

扭转体5.9可以具有倾斜设置的翼状的引导面（如在该实施例中的）。通过在轴向上退出的氧化剂流的旋转分量，将把该自由流束与来自环形通道5.14的粉尘燃料流更紧密地混合并且导致在火焰区域中的一个均匀进行的氧化过程。

为了使燃烧器口处的冷却更集中，有利的是，将两层壁的中央管5.4的冷却水通过与在燃烧器口区域中的外部的管套筒5.5扩宽并且借助于在该扩宽中加入的金属的挤压体5.10来创造非常窄缝隙的（engspaltige）冷却水通道，这改进了在燃烧器口与冷却水之间的热传递（图2）。

除了内部冷却之外，燃烧器5的工作寿命还可以按如下方式改进，即：在中央管5.4和环形通道5.14的管套筒5.5处在有特别要求的燃烧器口（图2）的区域中焊接有环形的末端件5.11，这些末端件与该燃烧器5的其余部分所采用的较不耐温度的钢不同、是由一种耐高温的钢制成，这些末端件形成了一个耐高温的燃烧器口件并且具有与这些管套筒共用的内部冷却。

除了所述的热保护措施之外，还已知的是，中央管5.4和管套筒5.5在直接暴露于热的腐蚀性的反应器内部气氛的燃烧器口处用耐火的或陶瓷的磨损保护层来涂覆。为了改进耐火的磨损保护层的附着性，通常焊接一个额外的保持装置5.12，例如像所示的销。还已知借助于等离子体喷射或激光烧结来安置陶瓷的保护层。

对于三个燃烧器5所描述的解决方案、尤其是在这些燃烧器5中的粉尘供应的设计，同样可应用于一个、两个、四个或多个燃烧器5的安排中，其中可以设置一个中央的起始燃烧器6，替代性地也可以将起始燃烧器6整合到燃烧器5中。

本发明的设备的工作方式：

在一个气流床气化炉1中，用氧气和水蒸气作为气化剂或氧化剂将煤粉转化为粗合成气体。气化温度为大于1400℃，气化压力最少40bar。

在气流床气化炉1的头部安排有一个起始燃烧器6以及对称地处于120度间隔的三个燃烧器5。煤粉作为煤粉-辅助气体-致密流被气动地送入燃烧器5，在气化室或反应室中进行完全转化（转换），其轮廓通过冷却屏障2来限定，其中冷却屏障2通过气密地彼此焊接的并且用冷却水流通的管件形成。热的合成粗气体与液态的炉渣一起离开气化室并通过粗气体出口和炉渣出口达到一个（未示出的）淬火室，在该淬火室中该炉渣被冷却到其熔点以下并且从该粗气体流分离。粗气体进一步经受其他处理过程并且在结束时作为具有所要求的H-CO组成的纯化的合成气体以用于不同类型的合成方法，这些合成方法导致所希望的最终产品。

通过安排在中央的起始燃烧器6（通常实质上用天然气和氧气来工作）来进行气流床气化炉1的加热和这三个煤粉燃烧器5的点燃。

有待气化的含碳的粉尘燃料（尤其是煤粉）和氧化剂通过连接喷嘴5.1，5.2供应到燃烧器5中，在这些燃烧器5中相应地分离地在中央通道5.13和环形通道5.14中被输送直到燃烧器口。在从燃烧器5退出之后，将粉尘燃料和氧化剂混合以进行部分氧化-火焰反应。

氧化剂在此在中央通道5.13中通过固定的扭转体5.9在旋转上偏移并且供应到反应室。扭转角度决定性地影响火焰形状和长度并且因此也影响在冷却屏障2中的温度输入。

粉尘燃料在切向上供应给分配器5.17，以旋转的粉尘燃料流均匀地在环形通道5.14的圆周上分布，并且在湍流抑制器5.16的湍流阻尼作用下分配到带有三个漏斗形凹陷部的环形分配器5.17中。通过在这些凹陷部中的退出开口，粉尘燃料进入这三个相应地偏置120°的粉尘燃料通道5.18中并且在其中直线地沿着燃烧器轴线被输送到收集室5.22中。倾斜设置的接片5.21将来自下一个粉尘燃料通道5.18的轴向的粉尘燃料流转向到一个螺旋流中，该螺旋流本身将从另外两个粉尘燃料通道5.18退出到收集室5.22中的粉尘燃料流偏转为一个由盘管5.19、5.20限定的朝向燃烧器口的螺旋流中，在此该粉尘燃料流旋转地退出并且在火焰区域中与氧化剂混合。

粉尘燃料流或氧化剂流的旋转分量影响燃烧器火焰的铺展并由此提供了用于火焰区域中的部分氧化过程的最优可能性。在所供应的粉尘燃料流中的时间上的波动，由于收集室5.22的缓冲效应，能够在已知的限度内进行补偿。

参考标号清单

1        气流床气化炉

2        冷却屏障

3        盖部凸缘

4        燃烧器匣

4.1      接收套筒

4.2      水冷

4.3      隔热材料

4.4      罩面环

4.5      密封材料

5       燃烧器（粉尘燃料燃烧器、气化燃烧器）

5.1     用于粉尘燃料的连接喷嘴

5.2     用于氧化剂/水蒸气的连接喷嘴

5.3     用于冷却水的连接喷嘴

5.4     中央管（用于中央通道5.13的管套筒）

5.5     管套筒（用于环形通道5.14）

5.6     壳体凸缘

5.7     燃烧器凸缘

5.8     补偿器

5.9     扭转体

5.10    挤压体

5.11    末端件

5.12    保持装置

5.13    中央通道

5.14    环形通道

5.15    密封件

5.16    湍流抑制器

5.17    分配器

5.18    粉尘燃料通道

5.19    盘管

5.20    盘管

5.21    接片

5.22    收集室

6       起始燃烧器

Claims (11)

1.用于在气流床气化炉（1）中通过粉尘状燃料的部分氧化来制造合成气体的粉尘燃料燃烧器，其中

-在该燃烧器（5）处，在一个外部的双层壁的管套筒（5.5）处安排有用于供应粉尘燃料的连接喷嘴（5.1）和用于冷却水的连接喷嘴（5.3），该管套筒以一个径向间距同心地包围一个中央管（5.4）并且围绕该中央通道（5.13）形成一个用于将粉尘燃料输送到该燃烧器口的环形通道（5.14），

-该燃烧器（5）在用于将氧化剂输送到一个燃烧器口的双层壁的中央管（5.4）处具有用于含有氧气和水蒸气的氧化剂的连接喷嘴（5.2），以及用于冷却水的连接喷嘴（5.3），

-该中央管（5.4）可松脱地安置在该外部的管套筒（5.5）中，

其特征在于，对于到该燃烧器口的粉尘燃料供应，

-在该环形通道（5.14）中的用于粉尘燃料的一个切向开放的进入开口下方存在一个分配器（5.17），该分配器带有多个圆环区段式地分布在圆周上的、漏斗状的、带有退出开口的凹陷部，

-每个退出开口以在该环形通道（5.14）之内几乎矩形的横截面向一个轴平行的直的粉尘燃料通道（5.18）中开放，其中这些粉尘燃料通道（5.18）的横截面积总和对应于用于粉尘燃料的进入开口的横截面积，

-这些粉尘燃料通道（5.18）在该燃烧器口之前向一个螺旋形的收集室（5.22）中开放，该收集室通过

-一个上部的盘管（5.19），该上部的盘管封闭在这些粉尘燃料通道（5.18）的退出开口之间的、该环形通道（5.14）的间隙，

-一个与该上部盘管平行延伸的下部盘管（5.20），用于在粉尘燃料流中产生扭转以及

-一个将这两个盘管（5.19，5.20）相连的接片（5.21）来限定，其中该接片（5.21）在输送方向的反向上在最短的粉尘燃料通道（5.18）处封闭该收集室（5.22）并且在从其中退出的粉尘状燃料流的区域中形成相对于该最短的粉尘燃料通道（5.18）的延长的纵轴小于90°的角度下的一个引导面，该引导面用于使粉尘流转向到一个切向中。

2.根据权利要求1所述的粉尘燃料燃烧器，其特征在于，所述引导面相对于该最短的粉尘燃料通道（5.18）的延长的纵轴的角度是小于45°的锐角。

3.根据权利要求1或2所述的粉尘燃料燃烧器，其特征在于，该分配器（5.17）的上方安排有一个环状的湍流抑制器（5.16）用于阻尼进入的致密流的旋转分量，该湍流抑制器在致密流进入侧上具有一个类似链轮状的端面。

4.根据权利要求1或2所述的粉尘燃料燃烧器，其特征在于，一个用于补偿不同热膨胀的补偿器（5.8）设置在至少该中央管（5.4）中、在该气流床气化炉（1）的内室之外。

5.根据权利要求1或2所述的粉尘燃料燃烧器，其特征在于，该中央管（5.4）和该管套筒（5.5）形成为带有内部冷却的双层壁式，并且这些冷却水通道在该燃烧器口处借助于金属的挤压体（5.10）收紧以实现更高的流速。

6.根据权利要求1或2所述的粉尘燃料燃烧器，其特征在于，在该中央管（5.4）和该管套筒（5.5）处，在该燃烧器口的区域中焊接有由耐高温钢制成的多件式的环状的末端件（5.11）。

7.根据权利要求1或2所述的粉尘燃料燃烧器，其特征在于，该中央管（5.4）和该管套筒（5.5）在该燃烧器口处具有用于一个陶瓷的或耐火的保护层的保持装置（5.12）。

8.根据权利要求1或2所述的粉尘燃料燃烧器，其特征在于，在该中央通道（5.13）之内在该燃烧器口之前安排有一个扭转体（5.9）用于在氧化剂流中产生一个切向的流分量。

9.带有粉尘燃料燃烧器的气流床气化炉，其特征在于，在一个气流床气化炉（1）中安排两个、三个、四个或多个根据前述权利要求中任一项所述的粉尘燃料燃烧器（5）在气流床气化炉（1）的头部。

10.根据权利要求9所述的气流床气化炉，其特征在于，在一个气流床气化炉（1）中安排有三个粉尘燃料燃烧器（5），这些粉尘燃料燃烧器在一个共用的盖部凸缘（3）中围绕一个中央的起始燃烧器（6）在一条圆周线上分别以120°的角度并且分别轴平行地或朝向该气化炉轴线倾斜地安排。

11.根据权利要求9或10所述的气流床气化炉，其特征在于，为了接收这些粉尘燃料燃烧器（5）和该起始燃烧器（6），在该盖部凸缘（3）下方安排有一个圆柱形的燃烧器匣（4），该燃烧器匣

-与该盖部凸缘（3）可松脱地相连，

-具有多个带有密封件（5.15）的接收套筒（4.1），用于接收这些粉尘燃料燃烧器（5）和该起始燃烧器（6），

-具有朝向该反应器内室的一个水冷器（4.2），

-这些接收套筒（4.1）与一个外部的、在径向上限定该燃烧器匣（4）的罩面环（4.4）之间用隔热材料（4.3）进行多层式的填充。