CS269965B2 - Method of synthesis gas production from hydrocarbon fuel - Google Patents
Method of synthesis gas production from hydrocarbon fuel Download PDFInfo
- Publication number
- CS269965B2 CS269965B2 CS849451A CS945184A CS269965B2 CS 269965 B2 CS269965 B2 CS 269965B2 CS 849451 A CS849451 A CS 849451A CS 945184 A CS945184 A CS 945184A CS 269965 B2 CS269965 B2 CS 269965B2
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- oxidant
- stream
- fuel
- outlet channel
- velocity
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B3/00—Hydrogen; Gaseous mixtures containing hydrogen; Separation of hydrogen from mixtures containing it; Purification of hydrogen
- C01B3/02—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen
- C01B3/32—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air
- C01B3/34—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents
- C01B3/36—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents
- C01B3/363—Production of hydrogen or of gaseous mixtures containing a substantial proportion of hydrogen by reaction of gaseous or liquid organic compounds with gasifying agents, e.g. water, carbon dioxide, air by reaction of hydrocarbons with gasifying agents using oxygen or mixtures containing oxygen as gasifying agents characterised by the burner used
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
- C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
- C10J3/48—Apparatus; Plants
- C10J3/50—Fuel charging devices
- C10J3/506—Fuel charging devices for entrained flow gasifiers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/09—Details of the feed, e.g. feeding of spent catalyst, inert gas or halogens
- C10J2300/0913—Carbonaceous raw material
- C10J2300/0926—Slurries comprising bio-oil or bio-coke, i.e. charcoal, obtained, e.g. by fast pyrolysis of biomass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
- C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/12—Heating the gasifier
- C10J2300/1223—Heating the gasifier by burners
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/141—Feedstock
- Y02P20/145—Feedstock the feedstock being materials of biological origin
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Hydrogen, Water And Hydrids (AREA)
- Feeding, Discharge, Calcimining, Fusing, And Gas-Generation Devices (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
Abstract
Description
(57) Způsob výroby syntézního plynu částečným spalováním uhlovodíkového paliva, které je v kapalném stavu nebo v hustém stavu, oxidační látkou, kterou je kyslík nebo plyn obsahující kyslík, při kterém se používá hořáku, který je tvořen pláštěm uzavírajícím středový výstupový kanál pro oxidační látkou proudící nízkou rychlostí, který je obklopen prvním mezikruhovým výstupovým kanálem pro oxidační látku proudící vysokou rychlostí, přičemž tento první mezikruhový výstupový kanál je obklopen druhým mezikruhovým výstupovým kanálem pro uhlovodíkové palivo a uvedený druhý mezikruhový výstupový kanál má zkosenou vnější část směřující k prvnímu výstupovému mezikruhovému kanálu.(57) A method for producing synthesis gas by partially burning a hydrocarbon fuel that is in a liquid state or in a dense state with an oxidant, which is an oxygen or oxygen-containing gas, using a burner formed by a shell enclosing a central outlet channel for the oxidant a low velocity flow surrounded by a first high velocity oxidant exit channel for flowing oxidant, said first annular exit channel surrounded by a second hydrocarbon fuel exit channel, and said second annular exit channel having a tapered outer portion facing a first annular exit channel.
СБ 269 965 В2СБ 269 965 В2
CS 269 965 B2CS 269 965 B2
1.1.
Vynález ее týká způsobu výroby syntezního plynu částečným spalování· uhlovodíkového paliva, které je v kapalné· stavu nebo v hustém stavu, oxidační látkou, kterou je kyslík nebo plyn obsahující kyslík.The invention also relates to a process for the production of synthesis gas by the partial combustion of a hydrocarbon fuel which is in a liquid state or in a dense state by an oxidant, which is an oxygen or an oxygen-containing gas.
Uhlovodíková paliva mohou být převedena na syntexní plyn, který je tvořen v podstatě směsí vodíku a oxidu uhelnatého, kontrolovanou reakcí в kyslíkem nebo a plynem obsahujícím kyslík, jako je například vxduch, přičemž tento kyslík se použije ve stechimetrické· množství. Plyny připravené tímto způsobem mohou být použity například jako nástřiková surovina pro výrobu chemických látek, jako redukční činidlo nebo jako čisté palivo.Hydrocarbon fuels can be converted to a syntex gas which is essentially a mixture of hydrogen and carbon monoxide, controlled by reaction with oxygen, or with an oxygen-containing gas, such as vxduch, the oxygen being used in a stoichiometric amount. The gases prepared in this way can be used, for example, as feedstock for the production of chemicals, as a reducing agent or as a pure fuel.
Hlavní požadavek při výrobě syntexního plynu, které se rovněž nazývají zplyňcvací postupy, spočívá v tom, že je třeba dosáhnout intimního a stejnoměrného smísení paliva в oxidační látkou během provádění zplynovacího postupu. V případech, kdy je toto smísení nedostatečné, potom se kvalita takto získaného syntexního plynu značně zhorší v důsledku toho, že část uhlovodíkové nástřikové suroviny se zplyní nedostatečně zatímco jiná část se xcela převede na méně hodnotné produkty, jako jsou například oxid uhličitý a vodní pára· Pro splnění výše uvedeného požadavku, to znamená dosažení intimního a stejnoměrného složení, je podstatné, aby dodávaný proud*.uhlovodíkového nástřikového paliva byl rozdělen na podíly, které by byly dostatečně malé pro vytvoření v podstatě homogenní směsi uhlovodíkového paliva в oxidační látkou po přivedení oxidační látky do styku s proudem uhlovodíkového paliva.The main requirement in the production of syntex gas, also called gasification processes, is that it is necessary to achieve intimate and uniform mixing of the fuel in the oxidant during the gasification process. In cases where this mixing is inadequate, the quality of the syntex gas thus obtained will deteriorate considerably as a result of part of the hydrocarbon feedstock being insufficiently gasified while another part is completely converted to inferior products such as carbon dioxide and water vapor. In order to meet the above requirement, i.e. to achieve an intimate and uniform composition, it is essential that the feed stream of hydrocarbon feed fuel be divided into portions that are small enough to form a substantially homogeneous hydrocarbon fuel mixture in the oxidant after the oxidant is introduced. in contact with the hydrocarbon fuel stream.
Nedostatečný kontakt mezi uvedenými reakčními složkami, které tvoří uhlovodíková nástřiková surovina a oxidační látka, může dále způsobit poškození zařízení, které se používá při provádění uvedeného postupu. Jestliže ee totiž uvedené reakční složky neuvedou do vzájemného intimního kontaktu potom oxidační látka a palivo proudí přinejmenším částečně nezávisle v jednotlivých drahách uvnitř reaktoru, ve kterém se provádí uvedená výroba. Vzhledem к tomu, že je tento reaktor naplněn hlavně horkým již vyrobeným oxidem uhelnatým a vodíkem, dochází к rychlé reakci oxidační látky s těmito plyny místo toho, aby docházelo к reakci oxLdační látky'в palivem. Jestliže je oxidační látka tvořena kyslíkem nebo plynem obsahujícím volný kyslík, рот tom je průběh této reakce exothermický a spaliny, sestávající z oxidu uhličitého a vodní páry, jsou velmi horké. Tyto spaliny rovněž proudí v nezávislých drahách, ccž má za následek zhoršení kontaktu s relativně chladným palivovým proudem v reaktoru. Výše uvedený Jev se projeví v tvorbě lokálních horkých míst v reaktoru, což může způsobit poškození žáruvzdorné vyzdívky v reaktoru a použitého hořáku nebo hořáků. Toto výše uvedené riziko poškození výrobního zařízení se sestává mnohem větší v případech, kdy se zpracovává relativně těžké uhlovodíkové palivo, nebot v těchto případech dochází к uvolnění relativně velkého množství reakčního tepla v případě, že se tento druh paliv zplynuje účinkem volného kyslíku.Insufficient contact between said reactants, which are the hydrocarbon feedstock and the oxidant, can further cause damage to the equipment used in the process. In fact, if said reactants do not bring intimate contact with each other, then the oxidizer and the fuel flow at least partially independently in individual paths within the reactor in which said production takes place. Since this reactor is mainly filled with hot already produced carbon monoxide and hydrogen, the oxidant reacts quickly with these gases instead of reacting the oxidant with the fuel. If the oxidant is composed of oxygen or a gas containing free oxygen, the reaction is exothermic and the flue gas, consisting of carbon dioxide and water vapor, is very hot. These flue gases also flow in independent pathways, resulting in impaired contact with the relatively cold fuel stream in the reactor. The above phenomenon will result in the formation of local hot spots in the reactor, which may cause damage to the refractory lining in the reactor and the burner (s) used. The aforementioned risk of damage to the production plant is much greater when relatively heavy hydrocarbon fuel is treated, since in these cases a relatively large amount of reaction heat is released when this type of fuel is gassed by free oxygen.
Dostatečného smísení reakčních složek je možno dosáhnout v samotných hořácích. Nevýhoda tohoto řešení ovšem spočívá v tom, Že Je velmi důležité konstrukční vyřešení takto použitých hořáků a způsob provozu v těchto hořácích, zvláště v případech b*žně provádění vyeokotlakového zplynování. Příčina této nevýhody spočívá v to·, že doba která uplyne od okamžiku smísení reakčních složek až do okamžiku, kdy směs paliva a kyslíku vstupuje do reakční xony by měla být konstantně kratší než doba potřebná ke spalování této směsi.Sufficient mixing of the reactants can be achieved in the burners themselves. The disadvantage of this solution, however, is that the design of the burners thus used and the manner of operation in the burners are very important, especially in cases where high pressure gasification is normally carried out. The reason for this disadvantage is that the time that elapses from the moment of mixing of the reactants until the fuel and oxygen mixture enters the reaction xon should be constantly shorter than the time required to burn the mixture.
CS 269 965 B2CS 269 965 B2
Kromě toho je nutno uvést, že rychloet uvedené směsi uvnitř hořáku by měla být větší než je rychloet šíření plamene, nebol je nutno předejít zpětnému výšlehu plamene. Ovšem při zvyšování tlaku při zplynování se doba potřebná ke spalování snižuje a rychlost Síření plamene vzrůstá. V případech, kdy hořák pracuje s relativně nízkým přiváděným množstvím paliva, nebo jinými slovy řečeno, jestliže rychlost směsi paliva a kyslíku v hořáku je relativně nízká, potom je možno snadno dosáhnout podmínek týkajících se doby potřebné ke spalování a/nebo zpětného výšlehu plamene, již v samotném hořáku, což má za následek přehřátí hořáku a z toho vyplývající těžké poškození tohoto hořáku.In addition, it should be noted that the speed of said mixture within the burner should be greater than the speed of flame propagation, avoiding flame back-up. However, as the gasification pressure increases, the time required for combustion decreases and the flame spread rate increases. In cases where the burner operates with a relatively low amount of fuel, or in other words, if the speed of the fuel-oxygen mixture in the burner is relatively low, then conditions regarding combustion time and / or flame retardation can be easily achieved in the burner itself, resulting in overheating of the burner and resulting severe damage to the burner.
Toto výše uvedené riziko předběžného spalování a zpětného vyšlehnutí plamene je možno eliminovat tak, že se oxidační látka a palivo smísí mimo hořák v reakční zóně. V tomto případě je nutno učinit zvláštní opatření к zajištění vhodného smísení reakčních složek, které je nezbytné pro účinné zplynění paliva, jak již bylo uvedeno výše. Další komplikace při smíchávání paliva a oxidační látky v reakční zóně mimo hořák spočívá v riziku přehřátí čelní části hořáku směrem к reakční zóně, vzhledem к vytvoření horkého plamene při předběžném kontaktu kyslíku 8 již vzniklým syntezním plynem, přítomným v reakční zóně. К urychlení intimního smísení paliva s oxidační látkou bylo rovněž navrženo nastřikovat oxidační látku ve formě proudových paprsků s vysokou rychlostí do centrální části proudu paliva. I přestože mají tyto proudové paprsky в vysokou rychlostí příznivé účinky na rozštěpení proudu paliva, mohou mít rovněž nepříznivý účinek pokud se týče čelní části hořáku v tom smyslu, že mohou snadno způsobit nasávání horkých reakčních plynů podél čelní Části hořáku.The above-mentioned risk of pre-combustion and flame-back can be eliminated by mixing the oxidizer and fuel outside the burner in the reaction zone. In this case, special precautions must be taken to ensure the appropriate mixing of the reactants necessary for efficient gasification of the fuel, as mentioned above. A further complication in mixing the fuel and oxidant in the reaction zone outside the burner is the risk of overheating the burner face towards the reaction zone due to the formation of a hot flame upon pre-contact with oxygen 8 by the already formed synthesis gas present in the reaction zone. To accelerate intimate mixing of the fuel with the oxidant, it has also been proposed to inject the oxidant in the form of high-speed jet streams into the central portion of the fuel stream. Although these jet streams at high velocity have a beneficial effect on the splitting of the fuel stream, they may also have an adverse effect on the front of the burner in the sense that they can easily cause suction of hot reaction gases along the front of the burner.
Cílem postupu podle uvedeného vynálezu je navrhnout postup výroby syntezního plynu z uhlovodíkového paliva, které je v kapalném stavu nebo v hustém stavu, při kterém by bylo možno pracovat s velkým přiváděným množstvím paliva, a při kterém by bylo sníženo riziko zhoršení kvality produktu nebo poSkození zařízení, použitého při tomto postupu·SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a process for producing synthesis gas from a hydrocarbon fuel which is in a liquid state or in a dense state in which a large amount of fuel can be operated and which reduces the risk of product deterioration or equipment damage. used in this process ·
Postup podle uvedeného vynálezu ve své podstatě spočívá v tom, že se při něm použije přinejmenším jednoho hořáku, který sestává z pláště obklopujícího středový výstupový kanál pro oxidační látku proudící nízkou rychlostí, který je obklopen prvním mezikruhovým výstupovým kanálem pro oxidační látku proudící vysokou rychlostí, přičeši tento první mezikruhový výstupový kanál je obklopen druhým mezikruhovým výstupovým kanálem pro uhlovodíkové palivo a uvedený druhý mezikruhový výstupový kanál má zkosenou vnější část, nasměrovanou směrem к prvnímu mezikruhovému výstupovému kanálu.The process according to the invention essentially consists in using at least one burner comprising a housing surrounding a central low-velocity oxidant exit channel surrounded by a first high-velocity oxidant exit channel, while the the first annular outlet channel is surrounded by a second annular outlet channel for hydrocarbon fuel, and said second annular outlet channel has a bevelled outer portion directed toward the first annular outlet channel.
Postup podle uvedeného vynálezu je určen pro výrobu syntezního Dlynu parciálním spalováním uhlovodíkového paliva, které je v kapalném nebo v hustém stavu, oxidační látkou, které je tvořena kyslíkem nebo plynem obsahujícím kyslík, přičemž podstata tohoto postupu spočívá v tom, že se přivádí proud uhlovodíkového paliva o nízké rychlosti, proud oxidační látky o vysoké rychlosti a proud oxidační látky o nízké rychlosti do druhého mezikruhového výstupového kanálu, do prvního mezikruhového výstupového kanálu a do středového výstupového kanálu jednoho nebo více hořáků a do reakční zonv, přičemž proud uhlovodíkového paliva se ponechá zreagovat в oxidační látkou.The process of the present invention is directed to the production of a synthesis gas by partial combustion of a hydrocarbon fuel which is in a liquid or dense state with an oxidizing substance consisting of oxygen or an oxygen-containing gas, comprising the introduction of a hydrocarbon fuel stream. low velocity, high velocity oxidant stream and low velocity oxidant stream into the second annular outlet channel, the first annular outlet channel, and the central outlet channel of one or more burners, and into the reaction zone, wherein the hydrocarbon fuel stream is allowed to react v oxidizing substance.
Proud uhlovodíkového paliva o nízké rychlosti, který vystupuje ze druhého mezikruhového výstupového kanálu hořáku, který je použit v postupu výroby podle uvedeného vynálezu, je rozštěpen proudem oxidační složky proudící s vysokou rychlostí a kterýThe low velocity hydrocarbon fuel stream emerging from the second annular burner outlet channel used in the production process of the present invention is split by the high velocity oxidant stream and
CS 269 965 B2 vystupuje s prvního mezikruhového výstupového kanálu, a ve skutečnosti tvoří ochranný pláči okolo oxidační látky* přičemž zabraňuje předběžnému kontaktu oxidační látky s již vytvořeným synteznía plynem.CS 269 965 B2 protrudes from the first annular outlet channel, and in fact forms a protective crying around the oxidant * while preventing the oxidant from pre-contacting the already formed synthesis gas.
Vzhledem к tomu, že podle uvedeného vynáležu má druhý mezikruhový výstupový kanál zkosenou vnější část* nasměrovanou směrem к prvnímu mezikruhovému výstupovému kanálu* a palivo je přiváděno do reakční zóny в nízkou rychlostí» ve výhodném provedení postupu podle uvedeného vynálezu s rychlostí v rozmezí od asi 5 do asi 15 m/s, zatímco oxidační látka z prvního mezikruhového výstupového kanálu vstupuje do reakční zóny s podstatně vyšší rychlostí* vytvoří se tak vysoká smyková rychlost mezi palivem a oxidační složkou a proud uhlovodíkového paliva je možno takto účinným způsobem rozštěpit a smísit s oxidační látkou. Rychlost proudu oxidační látky vystupujícího z prvního mezikruhového výstupního kanálu je ve výhodném provedení postupu podle uvedeného vynálezu zvolena v rozmezí od asi 50 do asi 90 и/s. Pro optimalizaci smíchávání paliva s oxidační látkou se proud paliva a tím i vnější část druhého mezikruhového výstupového kanálu vytvoří pod úhlem v rozmezí od asi 20 do asi 40 0 vzhledem к prvnímu mezikruhovému výstupovému kanálu.Since the second annular outlet channel has a tapered outer portion * directed towards the first annular outlet channel * and fuel is fed to the reaction zone at a low speed », preferably at a rate of about 5 up to about 15 m / s, while the oxidant from the first annular outlet channel enters the reaction zone at a substantially higher velocity * thus creating a high shear rate between the fuel and the oxidant component, and the hydrocarbon fuel stream can be split and mixed with the oxidant . The flow velocity of the oxidant exiting the first annular outlet channel is preferably in the range of about 50 to about 90 rpm. To optimize the mixing of the fuel with the oxidant, the fuel stream and hence the outer portion of the second annular outlet channel is formed at an angle in the range of about 20 to about 40 ° relative to the first annular outlet channel.
V případech* kdy se zpracovává těžké uhlovodíkové palivo* je výhodné předběžně atomizovat toto palivo ještě před kontaktem s oxidační látkou* vystupující z prvního mezikruhového výstupového kanálu* za účelem urychlení a podpoření rozštěpení proudu paliva účinkem oxidační látky proudící s vysokou rychlostí.In cases where heavy hydrocarbon fuel is treated, it is advantageous to pre-atomize the fuel prior to contact with the oxidant * exiting the first annular outlet channel * to accelerate and promote the splitting of the fuel stream by the high velocity oxidant.
Toto předběžné atomiaování paliva se ve výhodném provedení postupu podle vynálezu dosahuje přidáváním atomizačni tekutiny do proudu paliva ještě před vstupem do reakční zóny* přičemž touto atomizační tekutinou může být například proud oxidu uhličitého.This pre-atomization of the fuel is preferably achieved by adding the atomizing fluid to the fuel stream before it enters the reaction zone, the atomizing fluid being, for example, a carbon dioxide stream.
Během provozování postupu podle vynálezu v hořáku> který je pro tento účel použit* je prostor podélně obklopený oxidačním proudem z prvního mezikruhového výstupového kanálu vyplněn oxidační látkou proudící nízkou rychlostí a vystupující ze středového výstupového kanálu* čímž se zabraňuje tvoření proudů a mrtvých míst* které by mohly způsobit nastavení plamene z Čelního prostoru hořáku. Středový proud oxidační látky má ve výhodném provedení postupu podle uvedeného vynálezu nízkou rychlost v rozmezí od asi 10 do asi 30 m/s. Proud paliva a oxidační látky, vystupující z prvního a druhého mezikruhového výstupového kanálu* může být v podélném směru uzavřen proudem moderátorového plynu o malé rychlosti* přičemž tento proud tvoří výhodně proud oxidu uhličitého. Tento proud moderátorového plynu plní dva zcela rozdílné úkoly* přičemž zejména udržuje plamen* vzniklý po zapálení směsi paliva a oxidační látky, a táhne jej od čelní strany hořáku* a kromě toho snižuje šíření tepla od čela hořáku .While operating the process of the present invention in a burner used for this purpose, the space longitudinally surrounded by the oxidation stream from the first annular outlet channel is filled with an oxidant flowing at a low velocity and exiting the central outlet channel * thereby avoiding formation of currents and dead spots. may cause flame adjustment from the front of the burner. The central oxidant stream preferably has a low velocity in the range of about 10 to about 30 m / s. The stream of fuel and oxidant emerging from the first and second annular outlet ducts * may be closed in the longitudinal direction by a moderator stream of low velocity *, the stream preferably forming a carbon dioxide stream. This moderator gas stream accomplishes two completely different tasks * while maintaining in particular the flame * formed after ignition of the fuel / oxidant mixture and pulling it away from the front of the burner * and furthermore reducing heat propagation from the front of the burner.
Z výše uvedeného je zřejmé* Že je zvláště výhodné použít proudu moderátorového plynu* který tvoří výše uvedenou plášlovou vrstvu* v případech použití těžkých uhlovodíkových paliv* které uvolňují mnohem více reakčního tepla při zplynění* jako nástřikové suroviny к výrobě syntezního plynu. Rychlost proudu moderátorového plynu ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu je volena v rozmezí od asi 10 do asi 40 m/s. Za účelem snížení výstupové rychlosti proudu moderátorového plynu je hořák ve výhodném provedení podle vynálezu opatřen výstupovým kanálem pro moderátorový plyn, který se rozšiřuje směrem к čelní části hořáku. Do středového výstupového kanálu a dc prvního výstupového kanálu je možno přivádět oxidační látku prostřednictvím společnéhcIt is clear from the above that it is particularly advantageous to use a moderator gas stream * which forms the aforementioned shell layer * in the case of heavy hydrocarbon fuels * which release much more of the heat of gasification * as feedstock to produce synthesis gas. The moderator gas flow velocity is preferably in the range of about 10 to about 40 m / s. In order to reduce the outlet velocity of the moderator gas stream, the burner is preferably provided with a moderator gas outlet channel that extends towards the front of the burner. The central outlet channel and dc of the first outlet channel may be supplied with an oxidant via a common means
CS 269 965 B2 přívodního kanálu pro oxidační látku» který je v podstatě souosý se středovým výstupovým kanálem. V alternativní· provedení jsou tyto dva kanály vytvořeny jako nezávislé dva oddělené kanály pro přivádění oxidační látky. V uvedeném prvním provedení se rychlostní rozdíly mezi proudem oxidační látky vystupující ze středového výstupového kanálu a proudem oxidační látky vystupující z prvního mezikruhového výstupového kanálu upraví tak» že se použije středového výstupového kanálu» který se rozšiřuje směrem к čelu hořáku. Uvedené druhé provedení» ve kterém jsou výstupové kanály pro oxidační látku připojeny к různým přívodním kanálům je výhodnější oproti prvnímu provedení v případech» kdy je uvedený použitý hořák využit pro zpracovávání paliva v množství v širokém rozmezí a o různé kvalitě· Použití dvou oddělených přívodních kanálů pro oxidační látku umožňuje provádět nezávislou kontrolu proudu o nízké rychlosti a proudu oxidační látky o vysoké rychlosti.CS 269 965 B2 an inlet channel for the oxidant »which is substantially coaxial with the central outlet channel. In an alternative embodiment, the two channels are formed as two separate channels for the oxidant supply. In said first embodiment, the velocity differences between the oxidant stream exiting the central outlet passage and the oxidant stream exiting the first annular outlet passage are adjusted such that a central outlet passage extends toward the front of the burner. Said second embodiment »in which the oxidant outlet channels are connected to different feed channels is preferable to the first embodiment when said burner is used to process fuel in a wide range and of different quality · Use of two separate oxidation feed channels The substance allows independent control of the low-speed stream and the high-speed oxidant stream.
Za účelem minimalizování rizika přehřátí hořáku jsou ve výhodném provedení podle vynálezu středový výstupový kanál» první mezikruhový výstupový kanál a druhý aezikruhový výstupový kanál zataženy směrem od Čela uvedeného hořáku. Pomocí tohoto uspořádání vnitřního prostoru čela hořáku se značně zmenší šíření tepla v blízkosti tohoto vnitřního prostoru ve srovnání s Šířením tepla v reakční zóně.In order to minimize the risk of overheating of the burner, the central outlet duct 1 and the second annular outlet duct are retracted away from the front of the burner. By this arrangement of the inner space of the burner face, the heat propagation in the vicinity of the inner space is considerably reduced compared to the heat propagation in the reaction zone.
Míra zatažení nepřevyšuje ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu asi 10 milimetrů.Preferably, the retraction rate does not exceed about 10 millimeters.
Postup podle uvedeného vynálezu bude v dalším detailně objasněn pomocí přiloženého výkresu» přičemž znázorněné provedení je pouze příkladné a neomezuje rozsah uvedeného vynálezu. Na přiloženém výkrese je na obr. 1 znázorněn podélný řez prvním provedením hořáku» který je použit к provedení postupu podle vynálezu» a na obr. ? je znázorněn podélný řez druhým provedením hořáku» který je použit к provedení postupu podle vynálezu.The process of the present invention will be explained in detail with reference to the accompanying drawing, in which the embodiment shown is exemplary only and does not limit the scope of the invention. In the accompanying drawing, FIG. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of a burner which is used to carry out the process according to the invention and FIG. shows a longitudinal section through a second embodiment of the burner used to carry out the process of the invention.
Na obr. 1 je znázorněn hořák X pro zplyňování uhlovodíkového paliva» které může být v kapalném stavu nebo v hustém stavu» přičemž tento hořák je tvořen válcovým dutým pláštovým členem 2» který má rozšířenou koncovou část» vytvářející přední Čelo 3.» které je situováno v podstatě kolmo na podélnou osu 4 hořáku χ. Vnitřní prostor dutého válcového plášťového Clenu 2 je opatřen soustřednou přepážkou £» která rozděluje vnitřní prostor uvedeného plášťového členu X na průchody 6 a 7 pro chlazení tekutin přiváděných a rozváděných prostřednictvím neznázorněných přiváděčích prostředků. Dutý válcový člen X obklopuje v podélném směru řadu v podstatě souosých kanálů pro palivo a oxidační látku» jako je středový výstupový kanál 8 pro oxidační látku proudící nízkou rychlostí» první mezikruhový výstupový kanál 9 pro oxidační látku proudící vysokou rychlostí a druhý mezikruhový výstupový kanál 10 pro palivo proudící nízkou rychlostí. Mezi přepážkou uvedeného druhého mezikruhového výstupového kanálu 10 a vnitřním povrchem plášťového prvku χ je vytvořen mezikruhový prostor ve formě kanálu pro moderátorový plyn. Jak je zobrazeno na obr. 1 je vnější koncová část výstupního kanálu 10 pro palivo vytvořena jako zkosená s čelním úhlem asi 30 0 vzhledem к výstupnímu kanálu X Pro oxidační látku proudící s vysokou rychlostí» přičemž tímto opatřením se usnadní rozštěpování palivového proudu» který vystupuje z výstupního kanálu 10 pro palivo proudící nízkou rychlostí během provádění zpracovávání v uvedeném hořáku. První mezikruhový výstupový kanál 2 a středový výstupový kanál 8 jsou ve vzájemném tekutinovém spojení» přičemž středově uspořádaný kanál 11 pro přivádění oxidační látkyFIG. 1 shows a burner X for gasifying a hydrocarbon fuel which may be in a liquid state or in a dense state, the burner being a cylindrical hollow sheath member 2 having an enlarged end portion forming a front face 3. which is situated substantially perpendicular to the longitudinal axis 4 of the torch χ. The inner space of the hollow cylindrical housing member 2 is provided with a concentric partition 6 which divides the inner space of said housing member X into passages 6 and 7 for cooling fluids supplied and distributed by means of supply means (not shown). The hollow cylindrical member X surrounds a plurality of substantially coaxial fuel and oxidant channels in the longitudinal direction, such as a central outlet channel 8 for the low velocity oxidizing agent 8, a first ring circuit 9 for the high velocity oxidant and a second ring circuit 10 fuel flowing at low speed. Between the partition of said second annular outlet channel 10 and the inner surface of the casing element χ is formed an annular space in the form of a moderator gas channel. As shown in Fig. 1, the outer end portion of the fuel exit duct 10 is formed as a tapered angle of about 30 ° relative to the exit duct XP ro of the oxidant flowing at high velocity, thereby facilitating the splitting of the fuel stream »exiting the fuel stream. an outlet channel 10 for low-flow fuel during processing in said burner. The first annular outlet channel 2 and the central outlet channel 8 are in fluid communication with each other, wherein the centrally arranged channel 11 for the oxidant supply
CS 269 965 в 2 slouží pro společné přivádění oxidační látky· Za účele· snížení rychlosti proudu oxidační látky, která se během provádění uvedeného postupu v daném hořáku přivádí prostřednictví· středového výstupového kanálu 8, je průřez uvedeného kanálu ve saěru vedení proudu rozšířen.CS 269 965 в 2 serves for the common supply of oxidant · In order to reduce the velocity of the oxidant stream, which is fed through the burner during said process, · the central outlet channel 8, the cross-section of said channel in the flow line is enlarged.
Za účelem minimalizování tvorby turbulentních proudů se toto rozěíření uvedeného kanálu provádí ve výhodném provedení podle vynálezu jako postupné. Míra zvětšování průřezu závisí na požadovaném rozdílu v rychlosti mezi proudem oxidační látky vystupujícím ze středového výstupového kanálu 8 a’proudem oxidační látky z mezikruhového výstupového kanálu 2.· šířka átěrbiny u výstupového kanálu 10 pro palivo je ve výhodném provedení spíše menší, v rozsahu asi 5 milimetrů, nebol je vhodné udržet proud paliva vystupující z uvedeného výstupového kanálu dostatečně tenký, aby mohl být snadno rozštěpován proudem oxidační látky proudící s vysokou rychlostí.In order to minimize the formation of turbulent currents, this expansion of the channel is preferably carried out in a stepwise manner. The extent of cross-sectional increase depends on the desired velocity difference between the oxidant stream exiting the central outlet channel 8 and the oxidant stream from the annular outlet channel 2. Preferably, the slot width of the fuel outlet channel 10 is rather smaller, in the range of about 5 millimeters, since it is desirable to keep the fuel stream exiting the outlet port thin enough to be readily cleaved by the high velocity oxidant stream.
Mezikruhový prostor, který je označován vztahovou značkou 12, mezi druhým aezikruhovým výstupovým kanálem 10 a dutým plááiovým členem 2, má ve směru vedení proudu rozšiřující se koncovou část 13. za účelem urychlení vystupujícího proudu moderátorového plynu s malou rychlostí.The annular space, indicated by the reference numeral 12, between the second and the annular outlet duct 10 and the hollow sheath member 2 has an expanding end portion 13 in the direction of current conduction in order to accelerate the emerging moderator gas stream at low speed.
Jak je zobrazeno na obr. 1 jsou vnitřní části hořáku, které tvoří vystupující kanály 8, 2 a 10, jsou mírně zatažené směrem od předního čela Д za účelem ochrany těchto vnitřních částí vůči působení nadměrného Síření tepla. Ve výhodném provedení jsou tyto vnitřní části přídavně chlazeny vedením chladícího media mezikruhovým prostorem 12. který je uspořádán mezi prvním aezikruhovým výstupovým kanálem 9 a druhým mezikruhovým výstupovým kanálem 10. Je třeba rovněž poznamenat, že rovněž oxidační látka vedená prvním mezikruhovým výstupovým kanálem 2 a moderátorový plyn vedený mezikruhovým prostorem 12, významně přispívají к chlazení vnitřních částí hořáku.As shown in FIG. 1, the internal portions of the burner that form the projecting channels 8, 2 and 10 are slightly retracted away from the front face D in order to protect these internal portions from excessive heat radiation. In an advantageous embodiment, the inner parts are additionally cooled by a coolant line 12 through an annular space 12 which is arranged between the first and annular outlet duct 9 and the second annular outlet duct 10. It should also be noted that the oxidant through the first annular outlet duct 2 and the moderator gas The conduit 12 extends substantially to cool the internal parts of the burner.
Na obr. 2 je znázorněna další varianta provedení hořáku podle uvedeného vynálezu. Na tomto obrázku mají stejné vztahové značky jako na obr. 1 i zde stejný význam, re?p. označují stejné části. V provedení podle obr. 2 se oxidační látka přivádí prostředky tvořenými středovým kanálem 20 pro oxidační látku a mezikruhovým kanálem 21 pro oxidační látku, které podle tohoto provedení nejsou v tekutinovém spojení jako tomu bylo v prvním provedení hořáku na obr. 1. Uvedené kanály 20 a 21 jsou oba připojeny к různým zdrojům pro oxidační látku, prostřednictvím kterých se přivádí oxidační látka в nízkou rychlostí a oxidační látka s vysokou rychlostí, takže přívod oxidační látky do každého z uvedených kanálů může být kontrolován a nezávisle navzájem upravován· Vzhledem к tomu, že v tomto provedení chybí vytvoření zvláštního kanálu pro moderátorový plyn.a chladícího kanálu mezi kanálem pro palivo a kanálem pro oxidační látku, je toto druhé provedení hořáku mnohem jednodušší konstrukce než uvedené první provedení· Ovšem je třeba poznamenat, že toto druhé provedení hořáku je možno použít na zplyňování pouze takových paliv, které při zplyňování vyvolávají pouze mírnou tepelnou reakci·FIG. 2 shows another embodiment of a burner according to the present invention. In this figure, the same reference numerals as in FIG. 1 have the same meaning here, respectively. refer to the same parts. In the embodiment of FIG. 2, the oxidant is fed by means of a central oxidant channel 20 and an annular oxidant channel 21 that are not in fluid communication as in the first burner of FIG. 1. 21 are both connected to different oxidant sources through which the low velocity oxidant and the high velocity oxidant are supplied so that the oxidant feed to each of the channels can be controlled and independently adjusted with each other. In this embodiment, there is no special duct for the moderator gas. and a cooling duct between the fuel duct and the oxidant duct, this second embodiment of the burner is much simpler in construction than the first embodiment. used for gasification only such fuels, which during gasification induce only a slight thermal reaction ·
CS 269 965 в 2CS 269 965 в 2
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB08332945A GB2151348B (en) | 1983-12-09 | 1983-12-09 | Burner and process for producing synthesis gas from hydrocarbon fuel |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS945184A2 CS945184A2 (en) | 1989-10-13 |
| CS269965B2 true CS269965B2 (en) | 1990-05-14 |
Family
ID=10553100
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS849451A CS269965B2 (en) | 1983-12-09 | 1984-12-06 | Method of synthesis gas production from hydrocarbon fuel |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0694361B2 (en) |
| KR (1) | KR920000778B1 (en) |
| CN (1) | CN85105729A (en) |
| BR (1) | BR8406227A (en) |
| CA (1) | CA1269842A (en) |
| CS (1) | CS269965B2 (en) |
| DD (1) | DD229982A5 (en) |
| DE (1) | DE3444590C2 (en) |
| ES (1) | ES8507418A1 (en) |
| FR (1) | FR2556332B1 (en) |
| GB (1) | GB2151348B (en) |
| PT (1) | PT79633B (en) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8619076D0 (en) * | 1986-08-05 | 1986-09-17 | Shell Int Research | Partial oxidation of fuel |
| GB8711156D0 (en) * | 1987-05-12 | 1987-06-17 | Shell Int Research | Partial oxidation of hydrocarbon-containing fuel |
| US4887962A (en) * | 1988-02-17 | 1989-12-19 | Shell Oil Company | Partial combustion burner with spiral-flow cooled face |
| US4865542A (en) * | 1988-02-17 | 1989-09-12 | Shell Oil Company | Partial combustion burner with spiral-flow cooled face |
| JP2928299B2 (en) * | 1989-09-22 | 1999-08-03 | 株式会社神戸製鋼所 | Generation method of reducing gas |
| DK0759886T3 (en) * | 1994-05-19 | 1999-05-03 | Shell Int Research | Process for producing synthesis gas by partial oxidation of a liquid hydrocarbon-containing fuel during use |
| AT402440B (en) * | 1995-06-01 | 1997-05-26 | Voest Alpine Ind Anlagen | BURNER |
| DE69822635T2 (en) | 1998-10-30 | 2005-02-10 | Casale Chemicals Sa | Process and burner for the partial oxidation of hydrocarbons |
| DE19941978B4 (en) * | 1999-09-03 | 2005-09-22 | Stiebel Eltron Gmbh & Co. Kg | Method and device for producing a synthesis gas |
| DE20001421U1 (en) | 2000-01-27 | 2000-05-11 | Noell-KRC Energie- und Umwelttechnik GmbH, 04435 Schkeuditz | Device for the gasification of homogeneous fuels, residues and waste materials |
| JP4851027B2 (en) * | 2001-06-22 | 2012-01-11 | 大陽日酸株式会社 | Combustion apparatus and burner for carbon monoxide and hydrogen generation |
| DE10248530B4 (en) * | 2002-10-14 | 2004-08-12 | Thermoselect Ag | Oxygen lance for high-temperature gasification of waste, and method for operating the same |
| DK1607370T3 (en) * | 2004-06-18 | 2011-11-21 | Casale Chemicals Sa | Process and burner for partial oxidation of hydrocarbons |
| JP4739090B2 (en) * | 2006-04-06 | 2011-08-03 | 大陽日酸株式会社 | Burner or lance cooling structure |
| CN101363626B (en) * | 2007-08-06 | 2015-05-20 | 国际壳牌研究有限公司 | Method of manufacturing a burner front face |
| CN201228965Y (en) | 2007-08-06 | 2009-04-29 | 国际壳牌研究有限公司 | Combustor |
| CN202835334U (en) * | 2012-04-02 | 2013-03-27 | 国际壳牌研究有限公司 | Burner used for gasified solid fuel |
| CN104560210A (en) * | 2015-01-19 | 2015-04-29 | 清华大学 | Coal water slurry atomizing nozzle and gasification furnace with same |
| RU2640079C2 (en) * | 2016-06-16 | 2017-12-26 | Алексей Александрович Никифоров | Chemical compression reactor |
| CN114231320B (en) * | 2021-11-29 | 2023-04-14 | 北京航化节能环保技术有限公司 | Coal gasification device capable of operating under variable load |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB218701A (en) * | 1923-02-14 | 1924-07-14 | Ludwig Grote | Burner for pulverulent fuel |
| GB227479A (en) * | 1923-07-17 | 1925-01-19 | Cornelis Zulver | Improvements in or relating to liquid fuel burners or atomizers |
| GB298080A (en) * | 1927-10-01 | 1929-08-29 | Witkowitzer Bergb Gewerkschaft | Coal dust, gas and oil burner for constant velocities of ejection under variable loads |
| GB1266072A (en) * | 1969-02-11 | 1972-03-08 | ||
| US3743606A (en) * | 1970-01-23 | 1973-07-03 | Texaco Development Corp | Synthesis gas generation |
| FR2230583A1 (en) * | 1973-05-24 | 1974-12-20 | Texaco Development Corp | Synthesis gas generation - using triple orifice burner designed to prevent heat induced damage |
| JPS5246192A (en) * | 1975-10-11 | 1977-04-12 | Hideo Furukawa | Discharge printing method and apparatus |
| JPS5525122A (en) * | 1978-08-11 | 1980-02-22 | Hitachi Ltd | Multiple digital control method |
| GB2094969B (en) * | 1981-03-13 | 1985-01-03 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Method of combustion of pulverised coal by pulverised coal burner |
| DE3219316A1 (en) * | 1982-05-22 | 1983-11-24 | Ruhrchemie Ag, 4200 Oberhausen | METHOD AND DEVICE FOR PRODUCING SYNTHESIS GAS BY PARTIAL OXIDATION OF COAL-WATER SUSPENSIONS |
| US4502633A (en) * | 1982-11-05 | 1985-03-05 | Eastman Kodak Company | Variable capacity gasification burner |
-
1983
- 1983-12-09 GB GB08332945A patent/GB2151348B/en not_active Expired
-
1984
- 1984-11-22 CA CA000468393A patent/CA1269842A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-12-06 JP JP59256633A patent/JPH0694361B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-12-06 KR KR1019840007693A patent/KR920000778B1/en not_active IP Right Cessation
- 1984-12-06 DE DE3444590A patent/DE3444590C2/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-12-06 FR FR8418616A patent/FR2556332B1/en not_active Expired
- 1984-12-06 BR BR8406227A patent/BR8406227A/en not_active IP Right Cessation
- 1984-12-06 DD DD84270383A patent/DD229982A5/en not_active IP Right Cessation
- 1984-12-06 ES ES538324A patent/ES8507418A1/en not_active Expired
- 1984-12-06 CS CS849451A patent/CS269965B2/en unknown
- 1984-12-06 PT PT79633A patent/PT79633B/en not_active IP Right Cessation
-
1985
- 1985-07-27 CN CN198585105729A patent/CN85105729A/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2151348A (en) | 1985-07-17 |
| CS945184A2 (en) | 1989-10-13 |
| ES538324A0 (en) | 1985-09-01 |
| ES8507418A1 (en) | 1985-09-01 |
| JPH0694361B2 (en) | 1994-11-24 |
| GB8332945D0 (en) | 1984-01-18 |
| DE3444590C2 (en) | 1996-02-29 |
| DD229982A5 (en) | 1985-11-20 |
| KR920000778B1 (en) | 1992-01-23 |
| JPS60141602A (en) | 1985-07-26 |
| PT79633A (en) | 1985-01-01 |
| DE3444590A1 (en) | 1985-06-20 |
| CA1269842A (en) | 1990-06-05 |
| FR2556332A1 (en) | 1985-06-14 |
| GB2151348B (en) | 1986-08-06 |
| CN85105729A (en) | 1987-03-04 |
| KR850004259A (en) | 1985-07-11 |
| FR2556332B1 (en) | 1988-10-21 |
| PT79633B (en) | 1986-10-21 |
| BR8406227A (en) | 1985-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CS269965B2 (en) | Method of synthesis gas production from hydrocarbon fuel | |
| US4523529A (en) | Process and burner for the partial combustion of solid fuel | |
| US9272904B2 (en) | Process and burner for producing synthesis gas | |
| EP1017619B1 (en) | Oxygen-fuel boost reformer process and apparatus | |
| US4510874A (en) | Burner and process for the partial combustion of solid fuel | |
| US5873236A (en) | Fuel reforming apparatus and electric power generating system having the same | |
| SU1766282A3 (en) | Method of incomplete oxidation of hydrocarbon fuel | |
| US4458607A (en) | Process and burner for the partial combustion of finely divided solid fuel | |
| US4916904A (en) | Injection element for a combustion reactor, more particularly, a steam generator | |
| CZ14597A3 (en) | Process for preparing synthesis gas | |
| US3705108A (en) | Synthesis gas generation | |
| JPH028603A (en) | Burner for partial combustion having spiral flow cooling surface | |
| CN108862194A (en) | For producing the burner and method of synthesis gas | |
| US3203769A (en) | Furnace for cracking hydrocarbons having a flame-adjustable burner | |
| JPH0240716B2 (en) | ||
| JP2003532535A (en) | Supply nozzle for gasification reactor of halogenated substances | |
| EP0129921B1 (en) | Process and burner for the gasification of solid fuel | |
| US4519321A (en) | Burner for the partial combustion of solid fuel | |
| JPS6036810A (en) | Burner and method for gasifying solid fuel | |
| JP2003113383A (en) | Gas flow layer gasification furnace, method of gasification and methane-reforming burner used therefor and method for reforming | |
| RU2145039C1 (en) | Method and device for fuel feed to thermal engine chamber | |
| JP3349380B2 (en) | Burner for wet furnace |