JP2627552B2 - スパイラルフロー冷却面付き部分燃焼用バーナ - Google Patents
スパイラルフロー冷却面付き部分燃焼用バーナInfo
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- 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
- C10J3/485—Entrained flow gasifiers
- C10J3/487—Swirling or cyclonic gasifiers
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- C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
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- C10J3/50—Fuel charging devices
- C10J3/506—Fuel charging devices for entrained flow gasifiers
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C10J2300/00—Details of gasification processes
- C10J2300/12—Heating the gasifier
- C10J2300/1223—Heating the gasifier by burners
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、炭素質燃料の部分燃焼に用いるバーナ、さ
らに詳しく述べると、加圧された合成ガス、燃料ガス、
または還元ガスを造るため、100バールまでの圧力下で
作動する反応器空間内に、酸素含有ガスと共に導入され
る、微粉炭のような微粉固体燃料の部分燃焼に用いるバ
ーナに関するものである。
らに詳しく述べると、加圧された合成ガス、燃料ガス、
または還元ガスを造るため、100バールまでの圧力下で
作動する反応器空間内に、酸素含有ガスと共に導入され
る、微粉炭のような微粉固体燃料の部分燃焼に用いるバ
ーナに関するものである。
部分燃焼は、また固体炭素質燃料のガス化として知ら
れ、酸素と上記燃料の反応によって得られる。上記燃料
は可燃性成分として、主に炭素と水素を含有し、これら
は供給された酸素と−また、一酸化炭素と水素を形成す
るように、−多分任意の蒸気と二酸化炭素と反応する。
ある温度においては、メタンを形成することもできる。
れ、酸素と上記燃料の反応によって得られる。上記燃料
は可燃性成分として、主に炭素と水素を含有し、これら
は供給された酸素と−また、一酸化炭素と水素を形成す
るように、−多分任意の蒸気と二酸化炭素と反応する。
ある温度においては、メタンを形成することもできる。
固体燃料の部分燃焼に対しては、一般原則として２つ
の異なる方法がある。第１の方法では、微粒形式の固体
燃料が、約1000℃以下の温度の固定床または流動床に、
反応器内で酸素含有ガスと接触される。この方法の欠点
は、固体燃料の全形式のものがこのようにして部分燃焼
されるものではない。例えば、高膨潤度の石炭形式の粒
子は、容易に焼結して、反応器の目詰りの危険があるの
で、高膨潤度石炭は不適当である。
の異なる方法がある。第１の方法では、微粒形式の固体
燃料が、約1000℃以下の温度の固定床または流動床に、
反応器内で酸素含有ガスと接触される。この方法の欠点
は、固体燃料の全形式のものがこのようにして部分燃焼
されるものではない。例えば、高膨潤度の石炭形式の粒
子は、容易に焼結して、反応器の目詰りの危険があるの
で、高膨潤度石炭は不適当である。
さらに一層有益な方法は、比較的高速度で反応器内
に、窒素または合成ガスのようなキャリヤーガス内で上
記微粉固体燃料を移動させるものである。反応器内で
は、1000℃以上の温度で上記燃料と酸素含有ガスとが反
応するように、炎が維持される。上記炭素質燃料は、通
常バーナを経て反応器内に移動し、さらに酸素含有ガス
もバーナを経て反応器内に移動する。若干の方法では、
蒸気または二酸化炭素のような調節ガスがまたバーナを
経て反応器に移動し；このような調節ガスは、酸素と反
応器ガスとの早期接触を減少または予防するのに、しば
しば有益であり、上記早期接触は、反応器ガスの望まし
くない完全転化に終るものである。
に、窒素または合成ガスのようなキャリヤーガス内で上
記微粉固体燃料を移動させるものである。反応器内で
は、1000℃以上の温度で上記燃料と酸素含有ガスとが反
応するように、炎が維持される。上記炭素質燃料は、通
常バーナを経て反応器内に移動し、さらに酸素含有ガス
もバーナを経て反応器内に移動する。若干の方法では、
蒸気または二酸化炭素のような調節ガスがまたバーナを
経て反応器に移動し；このような調節ガスは、酸素と反
応器ガスとの早期接触を減少または予防するのに、しば
しば有益であり、上記早期接触は、反応器ガスの望まし
くない完全転化に終るものである。
本発明のバーナは、従来型の耐火物で内張りをした部
分燃焼ガス発生器の反応帯域内に、所望の様式で、すな
わち、垂直にまたは水平に反応体を導入するのに非常に
便利になっており、そして特に、燃焼帯域の事実上両側
面に配置された反応体のための複数のバーナを有する固
体燃料ガス化装置内での使用に適しており、これによっ
て反応体は水平に導入された後、バーナ噴流は相互にぶ
つかり、部分燃焼工程を促進しかつ耐火壁の浸蝕を最小
にするものである。
分燃焼ガス発生器の反応帯域内に、所望の様式で、すな
わち、垂直にまたは水平に反応体を導入するのに非常に
便利になっており、そして特に、燃焼帯域の事実上両側
面に配置された反応体のための複数のバーナを有する固
体燃料ガス化装置内での使用に適しており、これによっ
て反応体は水平に導入された後、バーナ噴流は相互にぶ
つかり、部分燃焼工程を促進しかつ耐火壁の浸蝕を最小
にするものである。
焔の温度は2000℃またはそれ以上に達することもある
ので、上記バーナの重要な問題は、ガス化工程中高熱束
によって生じるバーナ前面、またバーナ面とも呼ばれる
面の破損を防止することである。バーナ前面を過熱から
保護するため、バーナ前面壁の外面を耐火物で被覆し、
および／または高速で冷却流体が循環する内部冷却通路
のある中空壁部材を設けることが示唆された。
ので、上記バーナの重要な問題は、ガス化工程中高熱束
によって生じるバーナ前面、またバーナ面とも呼ばれる
面の破損を防止することである。バーナ前面を過熱から
保護するため、バーナ前面壁の外面を耐火物で被覆し、
および／または高速で冷却流体が循環する内部冷却通路
のある中空壁部材を設けることが示唆された。
従って、本発明の一目的は、長期間使用中にバーナの
劣化および均一な破損を生じる熱応力を最小にするた
め、冷却流体が特定の様式で流されてバーナ前面の均一
な冷却を確保するバーナを提供することにある。
劣化および均一な破損を生じる熱応力を最小にするた
め、冷却流体が特定の様式で流されてバーナ前面の均一
な冷却を確保するバーナを提供することにある。
本発明は、従って燃焼帯域内で微粉固体炭素質燃料を
酸素含有ガスで部分燃焼させるバーナを提供するもの
で、上記部分燃焼用バーナは： 燃焼帯域に燃料を供給する中央チャネルおよび吐出
口；と 上記中央チャネルと同軸に配置され、かつ酸化体ガス
流を燃焼帯域に供給する出口を有する、少なくとも１個
の事実上環状の第１環状チャネル；と 上記バーナの排出端部に配置され、かつその縦軸線に
直角に設けられた前面；とからなり、 該前面が、上記燃焼帯域へ流れる少なくとも上記燃料
と酸化体ガス流が通る中央開口を有し、上記前面は中空
壁部材を含み、該中空壁部材が（ａ）該中空壁部材の通
路の最初端部に近接配置され、冷却流体を供給するよう
にした供給導管；と（ｂ）上記通路の最終端部に近接配
置され、冷却流体を通すようにした戻り導管；とに作動
結合され、さらに上記前面が、（ｃ）上記中空壁部材内
に配置され、上記供給導管から上記中空壁部材内に流入
する冷却流体を、バーナの縦軸線の周りにらせん方向に
流動させる通路を形成するスパイラルフロー手段を含む
ことを特徴とするものである。
酸素含有ガスで部分燃焼させるバーナを提供するもの
で、上記部分燃焼用バーナは： 燃焼帯域に燃料を供給する中央チャネルおよび吐出
口；と 上記中央チャネルと同軸に配置され、かつ酸化体ガス
流を燃焼帯域に供給する出口を有する、少なくとも１個
の事実上環状の第１環状チャネル；と 上記バーナの排出端部に配置され、かつその縦軸線に
直角に設けられた前面；とからなり、 該前面が、上記燃焼帯域へ流れる少なくとも上記燃料
と酸化体ガス流が通る中央開口を有し、上記前面は中空
壁部材を含み、該中空壁部材が（ａ）該中空壁部材の通
路の最初端部に近接配置され、冷却流体を供給するよう
にした供給導管；と（ｂ）上記通路の最終端部に近接配
置され、冷却流体を通すようにした戻り導管；とに作動
結合され、さらに上記前面が、（ｃ）上記中空壁部材内
に配置され、上記供給導管から上記中空壁部材内に流入
する冷却流体を、バーナの縦軸線の周りにらせん方向に
流動させる通路を形成するスパイラルフロー手段を含む
ことを特徴とするものである。
事実状環状の第２環状チャネルが、第１環状チャネル
と同軸に配置され、かつ第２のガス流を上記燃焼帯域に
供給する出口を有することが好都合である。
と同軸に配置され、かつ第２のガス流を上記燃焼帯域に
供給する出口を有することが好都合である。
このようにして、本発明は前面および他のバーナの構
成要素を過剰応力にさらすことなく、長期間にわたって
操作ができるバーナを提供するものである。
成要素を過剰応力にさらすことなく、長期間にわたって
操作ができるバーナを提供するものである。
本発明は添付図面を参照しながら、実施例により詳細
に説明しよう。
に説明しよう。
第１図および第２図について説明すると、全体を参照
番号10で示される、微粉炭のような炭素質燃料の部分燃
焼用バーナは、縦軸線14に沿って配置され、かつキャリ
ヤーガス、例えば、窒素、二酸化炭素または合成ガス内
の微粉固体燃料（矢印Ａ）を燃焼帯域に供給する吐出口
16を有する中央チャネル12を含む。この中央チャネル12
の周りに同軸配置されるものに、上記燃焼帯域内へ上記
酸化体ガス流の自由端部に形成された出口20を有する、
酸化体ガス（矢印Ｂ）用の事実上環状の第１チャネル18
がある。好都合に、上記自由端部の出口20は、上記縦軸
線14に対して約15゜から約60゜までの角度に配置される
ので、酸素含有ガスの噴射流が、吐出口16から下流燃焼
帯域へ噴射される固体燃料の流れと交差しかつ混合す
る。上記酸化体ガスは、酸素含有ガスであり、または任
意に酸素含有ガスと、例えば、水蒸気または二酸化炭素
等の調節ガスとの混合物である。従来型の分離器は、チ
ャネルを半径方向に間隔をおくように用いられ、例えば
整列ピン、フィン、中心翼、間座その他従来手段が、相
互に対してチャネルを対称的に一定間隔保つのに用いら
れ、かつ酸化体流の自由流に対して最小の障害を有する
安定した整列となるように上記の手段を保持するのに用
いられる。
番号10で示される、微粉炭のような炭素質燃料の部分燃
焼用バーナは、縦軸線14に沿って配置され、かつキャリ
ヤーガス、例えば、窒素、二酸化炭素または合成ガス内
の微粉固体燃料（矢印Ａ）を燃焼帯域に供給する吐出口
16を有する中央チャネル12を含む。この中央チャネル12
の周りに同軸配置されるものに、上記燃焼帯域内へ上記
酸化体ガス流の自由端部に形成された出口20を有する、
酸化体ガス（矢印Ｂ）用の事実上環状の第１チャネル18
がある。好都合に、上記自由端部の出口20は、上記縦軸
線14に対して約15゜から約60゜までの角度に配置される
ので、酸素含有ガスの噴射流が、吐出口16から下流燃焼
帯域へ噴射される固体燃料の流れと交差しかつ混合す
る。上記酸化体ガスは、酸素含有ガスであり、または任
意に酸素含有ガスと、例えば、水蒸気または二酸化炭素
等の調節ガスとの混合物である。従来型の分離器は、チ
ャネルを半径方向に間隔をおくように用いられ、例えば
整列ピン、フィン、中心翼、間座その他従来手段が、相
互に対してチャネルを対称的に一定間隔保つのに用いら
れ、かつ酸化体流の自由流に対して最小の障害を有する
安定した整列となるように上記の手段を保持するのに用
いられる。
上記バーナ10はさらに、バーナの縦軸線14に垂直な前
面28を形成する、拡大端部を有する円筒状の中空壁部材
26を含む。この円筒状の中空壁部材は内部にスパイラル
フロー手段29が設けられ、多少流体を滲透してもよい
が、スパイラルチャネル30を形成する流体不滲透遮断壁
が好都合であり、上記スパイラルチャネルは、一端部が
供給導管34に作動結合されて冷却流体（矢印Ｃ）を上記
スパイラルチャネルに供給し、またスパイラルチャネル
の他端部が、戻り導管32に作動結合され上記スパイラル
チャネル30（矢印Ｄ）からの冷却流体を通らせるように
なっている。上記供給導管はスパイラルチャネルのどち
らか一方の端部に作動結合され、そして戻り導管は必要
に応じ上記の他端部に作動結合される。しかし、供給導
管は冷却流体、特に温度調節された水のような冷却液を
スパイラルチャネル30の外端部に供給するのが好都合で
ある。
面28を形成する、拡大端部を有する円筒状の中空壁部材
26を含む。この円筒状の中空壁部材は内部にスパイラル
フロー手段29が設けられ、多少流体を滲透してもよい
が、スパイラルチャネル30を形成する流体不滲透遮断壁
が好都合であり、上記スパイラルチャネルは、一端部が
供給導管34に作動結合されて冷却流体（矢印Ｃ）を上記
スパイラルチャネルに供給し、またスパイラルチャネル
の他端部が、戻り導管32に作動結合され上記スパイラル
チャネル30（矢印Ｄ）からの冷却流体を通らせるように
なっている。上記供給導管はスパイラルチャネルのどち
らか一方の端部に作動結合され、そして戻り導管は必要
に応じ上記の他端部に作動結合される。しかし、供給導
管は冷却流体、特に温度調節された水のような冷却液を
スパイラルチャネル30の外端部に供給するのが好都合で
ある。
中空壁部材内の冷却流体の沸騰をほぼまたは全く避け
ながら、バーナ面の燃焼下流部から、対流と放射熱に変
換できることを、本発明の一利点としている。上記スパ
イラルチャネルを通る高速の冷却液を使用することが、
バーナ面内の均一で、低い金属温度を保証し、これによ
りバーナの長寿命を可能としている。
ながら、バーナ面の燃焼下流部から、対流と放射熱に変
換できることを、本発明の一利点としている。上記スパ
イラルチャネルを通る高速の冷却液を使用することが、
バーナ面内の均一で、低い金属温度を保証し、これによ
りバーナの長寿命を可能としている。
水が冷却液として用いられる時には、上記バーナの最
大熱出力において、戻り導管に入る水は、上昇しても約
５℃前後にすぎず、特に３℃未満であるような、充分に
高い流量で上記中空壁部材に供給される。約210℃未満
の範囲内の温度を有する温度調節された水を冷却液とし
て用いることが有利である。
大熱出力において、戻り導管に入る水は、上昇しても約
５℃前後にすぎず、特に３℃未満であるような、充分に
高い流量で上記中空壁部材に供給される。約210℃未満
の範囲内の温度を有する温度調節された水を冷却液とし
て用いることが有利である。
炭素質燃料、例えば微粉炭の酸素含有ガスによるガス
化のための上記バーナ10の操作中、例えば窒素、合成ガ
スまたは二酸化炭素等のキャリヤ流体内に浮遊している
上記微粉炭は、バーナの下流に配置された反応体の燃焼
帯域内へ微粉炭を投入するための中央チャネル12から吐
出口16へと通される。同時に、酸素含有ガスが環状チャ
ネル18を通り自由端部の出口20まで通されるので、上記
微粉炭と酸素含有ガス反応体は、反応器の空間内で集中
的に混合される。反応体の混合は、適当なチャネルのじ
ゃま板の渦巻き本体（図示せず）により一方または両方
の流れに与えられる渦運動によってさらに促進される。
微粉炭の安定した流出を促進するため、微粉炭の流れに
役立つ断面積は、出口付近のバーナの少なくとも中央チ
ャネル12の部分一面に、一定に保たれるべきである。
化のための上記バーナ10の操作中、例えば窒素、合成ガ
スまたは二酸化炭素等のキャリヤ流体内に浮遊している
上記微粉炭は、バーナの下流に配置された反応体の燃焼
帯域内へ微粉炭を投入するための中央チャネル12から吐
出口16へと通される。同時に、酸素含有ガスが環状チャ
ネル18を通り自由端部の出口20まで通されるので、上記
微粉炭と酸素含有ガス反応体は、反応器の空間内で集中
的に混合される。反応体の混合は、適当なチャネルのじ
ゃま板の渦巻き本体（図示せず）により一方または両方
の流れに与えられる渦運動によってさらに促進される。
微粉炭の安定した流出を促進するため、微粉炭の流れに
役立つ断面積は、出口付近のバーナの少なくとも中央チ
ャネル12の部分一面に、一定に保たれるべきである。
微粉炭燃料のガス化用のバーナの操作中、酸素含有ガ
スと調節ガスの混合物は、必要に応じて温度を制御し、
かつ酸素の量を制限するため出口20の環状チャネル18を
通して送られるように、水蒸気、二酸化炭素または窒素
等温度調節ガスもまた環状チャネルの供給路内へ導入す
ることもできる。微粉炭燃料および温度調節ガスと任意
に混合された酸素含有ガスの流量は、バーナの上流の各
供給路内の流量制御弁（図示せず）によって制御され
る。バーナの燃焼速度、すなわちバーナの強化または弱
化は、固体燃料内の炭素に対する原子酸素の事実上一定
比を保持しながら、各流れに対する流量を変えることに
よって生じる。
スと調節ガスの混合物は、必要に応じて温度を制御し、
かつ酸素の量を制限するため出口20の環状チャネル18を
通して送られるように、水蒸気、二酸化炭素または窒素
等温度調節ガスもまた環状チャネルの供給路内へ導入す
ることもできる。微粉炭燃料および温度調節ガスと任意
に混合された酸素含有ガスの流量は、バーナの上流の各
供給路内の流量制御弁（図示せず）によって制御され
る。バーナの燃焼速度、すなわちバーナの強化または弱
化は、固体燃料内の炭素に対する原子酸素の事実上一定
比を保持しながら、各流れに対する流量を変えることに
よって生じる。
一般に、水分と無灰炭（ash−free coal）のトン当り
0.9−１トンの酸素要求量が、無煙炭を正常に代表する
ものであり；低級炭に対してはトン当り0.7トンの酸素
要求量が一層よく代表するものである。
0.9−１トンの酸素要求量が、無煙炭を正常に代表する
ものであり；低級炭に対してはトン当り0.7トンの酸素
要求量が一層よく代表するものである。
第３図および第４図について説明すると、上記第１環
状チャネル18の周りに同軸配置されたバーナが示され、
これが第２のガス用の事実上環状の第２環状チャネル22
で、上記第２のガスは、酸素含有ガス、例えば水蒸気ま
たは二酸化炭素等の温度調節ガス、または酸素含有ガス
と上記調節ガスとの混合物でもよく、さらに上記チャネ
ル22は第２のガスが燃焼帯域に流入するための自由端部
に形成された出口24を有する。この出口24は縦軸線14に
対してほぼ同一角度に配置されるが、第２環状チャネル
が燃焼帯域に温度調節すなわち遮蔽ガスを供給するため
に用いられる時には、さらに発散した、すなわちさらに
鋭角にするのが好都合である。第２環状チャネルの断面
積を第１環状チャネルの断面積で割った比は、約0.5か
ら２まで、例えば0.75〜1.5、の範囲内にある。
状チャネル18の周りに同軸配置されたバーナが示され、
これが第２のガス用の事実上環状の第２環状チャネル22
で、上記第２のガスは、酸素含有ガス、例えば水蒸気ま
たは二酸化炭素等の温度調節ガス、または酸素含有ガス
と上記調節ガスとの混合物でもよく、さらに上記チャネ
ル22は第２のガスが燃焼帯域に流入するための自由端部
に形成された出口24を有する。この出口24は縦軸線14に
対してほぼ同一角度に配置されるが、第２環状チャネル
が燃焼帯域に温度調節すなわち遮蔽ガスを供給するため
に用いられる時には、さらに発散した、すなわちさらに
鋭角にするのが好都合である。第２環状チャネルの断面
積を第１環状チャネルの断面積で割った比は、約0.5か
ら２まで、例えば0.75〜1.5、の範囲内にある。
微粉炭固体燃料のガス化のため、このバーナの操作
中、酸素含有ガスでもよい第２のガス、水蒸気、二酸化
炭素または窒素のような温度調節ガス、または酸素含有
ガスと温度調節ガスとの混合物は、必要に応じて付加酸
素を供給するため、環状チャネル22を通り出口24に送ら
れ、さらに上記第２のガス流が多量の調節ガスを含有し
ている時には、微粉炭と酸素を噴射する噴流の周りに遮
蔽を形成する。調節ガスの遮蔽は酸素と反応ガスの早期
接触を防止する利点があり、もし早期接触すると反応ガ
スの望ましくない完全な転化に終わる。両チャネルを通
して酸素含有ガスを、約35〜約100m/秒の範囲内の平均
速度で供給することにより操作するのが好ましく、上記
酸素含有ガスは、第２環状チャネル出口を通り燃焼帯域
に供給されたガスの速度よりも幾分低い速度で上記第１
環状チャネル出口（真中）を通って供給される。
中、酸素含有ガスでもよい第２のガス、水蒸気、二酸化
炭素または窒素のような温度調節ガス、または酸素含有
ガスと温度調節ガスとの混合物は、必要に応じて付加酸
素を供給するため、環状チャネル22を通り出口24に送ら
れ、さらに上記第２のガス流が多量の調節ガスを含有し
ている時には、微粉炭と酸素を噴射する噴流の周りに遮
蔽を形成する。調節ガスの遮蔽は酸素と反応ガスの早期
接触を防止する利点があり、もし早期接触すると反応ガ
スの望ましくない完全な転化に終わる。両チャネルを通
して酸素含有ガスを、約35〜約100m/秒の範囲内の平均
速度で供給することにより操作するのが好ましく、上記
酸素含有ガスは、第２環状チャネル出口を通り燃焼帯域
に供給されたガスの速度よりも幾分低い速度で上記第１
環状チャネル出口（真中）を通って供給される。
微粉炭固体燃料、酸素含有ガスの各流れ、および第２
のガスの各流れに対する流量は、バーナへの各供給管内
の流量制御弁によって制御される。上記バーナの燃焼速
度、すなわちバーナの強化または弱化は、固体燃料内の
炭素に対する原子酸素の事実上一定比を保持しながら、
各流れに対する流量を変えることによって生じる。一般
に、水分と無灰炭のトン当り0.9−１トンの酸素要求量
が、無煙炭の正常な代表であり；低級炭に対してはトン
当り0.7トンの酸素が一層代表的なものである。その耐
久性に加えて本発明のバーナの利点は、広範な作業要求
下で反応体を供給する大きな融通性を与える、燃焼帯域
に第２のガスを入れるためのチャネルを有することであ
る。
のガスの各流れに対する流量は、バーナへの各供給管内
の流量制御弁によって制御される。上記バーナの燃焼速
度、すなわちバーナの強化または弱化は、固体燃料内の
炭素に対する原子酸素の事実上一定比を保持しながら、
各流れに対する流量を変えることによって生じる。一般
に、水分と無灰炭のトン当り0.9−１トンの酸素要求量
が、無煙炭の正常な代表であり；低級炭に対してはトン
当り0.7トンの酸素が一層代表的なものである。その耐
久性に加えて本発明のバーナの利点は、広範な作業要求
下で反応体を供給する大きな融通性を与える、燃焼帯域
に第２のガスを入れるためのチャネルを有することであ
る。
上記バーナは通常耐熱性材料、特に耐熱性金属と合金
で作られ、かつ上記材料に従来用いられた溶接および／
またはろう付けの技術によって作られる。高能力操作の
ために、酸素含有ガスのチャネルと出口は、通常ZrO2、
またはセラミック等の酸化コーチングで内部を被覆され
た金属で作られ、酸素による金属燃焼のおそれなく酸素
含有ガスを高速であてることができる。
で作られ、かつ上記材料に従来用いられた溶接および／
またはろう付けの技術によって作られる。高能力操作の
ために、酸素含有ガスのチャネルと出口は、通常ZrO2、
またはセラミック等の酸化コーチングで内部を被覆され
た金属で作られ、酸素による金属燃焼のおそれなく酸素
含有ガスを高速であてることができる。
本発明で用いる用語「固体炭素質燃料」とは、石炭、
石炭のコークス、石炭液化残留分、石油コークス、オイ
ルシェールから誘出したすすと粒状固体、タールサンド
とピッチからなる群からの各種材料とそれらの混合物を
含ませようとするものである。石炭は任意の等級のもの
でよく、亜炭、亜瀝青炭、瀝青炭および無煙炭を含む。
上記固体炭素質燃料は、材料の少なくとも約90重量％が
90ミクロン未満で含水量が約５重量％以下となるような
粒径まで好都合に粉砕される。
石炭のコークス、石炭液化残留分、石油コークス、オイ
ルシェールから誘出したすすと粒状固体、タールサンド
とピッチからなる群からの各種材料とそれらの混合物を
含ませようとするものである。石炭は任意の等級のもの
でよく、亜炭、亜瀝青炭、瀝青炭および無煙炭を含む。
上記固体炭素質燃料は、材料の少なくとも約90重量％が
90ミクロン未満で含水量が約５重量％以下となるような
粒径まで好都合に粉砕される。
本発明で用いる用語「酸素含有ガス」とは、遊離酸素
すなわち未結合酸素を含有するガスのことを呼び、ま
た、空気、酸素濃縮空気すなわち21モル％以上の酸素、
さらにまた事実上純酸素すなわち約95モル％以上の酸素
と、通常空気中に存在する窒素および稀ガス等のガスか
らなる残部を含ませようとするものである。
すなわち未結合酸素を含有するガスのことを呼び、ま
た、空気、酸素濃縮空気すなわち21モル％以上の酸素、
さらにまた事実上純酸素すなわち約95モル％以上の酸素
と、通常空気中に存在する窒素および稀ガス等のガスか
らなる残部を含ませようとするものである。
上記記載および添付図面から、本発明の各種変型が作
られることは当業者には明白であろう。上記変型は特許
請求の範囲内に含ませようとするものである。
られることは当業者には明白であろう。上記変型は特許
請求の範囲内に含ませようとするものである。
第１図は本発明によるバーナの前部の縦断面図であり； 第２図は第１図の線II−IIによる断面図を示し； 第３図は本発明による他の一バーナの前部の縦断面図で
あり；そして 第４図は第３図の線III−IIIによる断面図を示す。 10……部分燃焼用バーナ、12……中央チャネル、 14……縦軸線、16……吐出口、 18……第１環状チャネル、20……出口、 22……第２環状チャネル、24……出口、 26……中空壁部材、28……前面、 29……スパイラルフロー手段、 30……スパイラルチャネル、 32……戻り導管、34……供給導管、 Ａ……微粉固体燃料、Ｂ……酸化体ガス、 Ｃ……冷却流体。
あり；そして 第４図は第３図の線III−IIIによる断面図を示す。 10……部分燃焼用バーナ、12……中央チャネル、 14……縦軸線、16……吐出口、 18……第１環状チャネル、20……出口、 22……第２環状チャネル、24……出口、 26……中空壁部材、28……前面、 29……スパイラルフロー手段、 30……スパイラルチャネル、 32……戻り導管、34……供給導管、 Ａ……微粉固体燃料、Ｂ……酸化体ガス、 Ｃ……冷却流体。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−227977（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−61509（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−128312（ＪＰ，Ｕ)
Claims (5)
- 【請求項１】燃焼帯域内で、微粉固体炭素質燃料を酸素
含有ガスで部分燃焼させるためのバーナで、この部分燃
焼用バーナは： 燃焼帯域に燃料を供給する中央チャネルおよび吐出口；
と 上記中央チャネルと同軸に配置され、かつ酸化体ガス流
を燃焼帯域に供給する出口を有する、少なくとも１個の
事実上環状の第１環状チャネル；と 上記バーナの排出端部に配置され、かつその縦軸線に直
角に設けられた前面；とからなり、 該前面が、上記燃焼帯域へ流れる少なくとも上記燃料と
酸化体ガス流が通る中央開口を有し；上記前面は中空壁
部材を含み、該中空壁部材が、（ａ）該中空壁部材の通
路の最初端部に近接配置され、冷却流体を供給するよう
にした供給導管；と（ｂ）上記通路の最終端部に近接配
置され、冷却流体を通すようにした戻り導管；とに作動
結合され、さらに上記前面が、（ｃ）上記中空壁部材内
に配置され、上記供給導管から上記中空壁部材内に流入
する冷却流体を、バーナの縦軸線の周りにらせん方向に
流動させるようにした通路を形成するスパイラルフロー
手段を含むことを特徴とする部分燃焼用バーナ。 - 【請求項２】事実上環状の第２環状チャネルが、上記第
１環状チャネルと同軸に配置され、かつ第２のガス流を
上記燃焼帯域に供給する出口を有し、第２のガス流が上
記前面の中央開口を通り燃焼帯域に流動することを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の部分燃焼用バーナ。 - 【請求項３】上記スパイラルフロー手段が、上記中空壁
部材内にスパイラルチャネルを形成する、連続的な不滲
透遮断壁を含むことを特徴とする特許請求の範囲第１項
又は第２項記載の部分燃焼用バーナ。 - 【請求項４】上記中空壁部材は、冷却流体の通路の最終
端部が、上記中央開口に隣接配置されたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項又は第２項記載の部分燃焼用バ
ーナ。 - 【請求項５】上記第１環状チャネルおよび第２環状チャ
ネルが、圧力と流量に関し独立して制御される酸素含有
ガス源に、おのおの別々に接続されることを特徴とする
特許請求の範囲第２項記載の部分燃焼用バーナ。
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| US156,679 | 1980-06-05 | ||
| US07/156,675 US4887962A (en) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | Partial combustion burner with spiral-flow cooled face |
| US156,675 | 1988-02-17 | ||
| US07/156,679 US4865542A (en) | 1988-02-17 | 1988-02-17 | Partial combustion burner with spiral-flow cooled face |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101382292B (zh) * | 2008-10-24 | 2010-09-01 | 孙明路 | 醇基燃烧机及其醇基燃烧喷嘴和气动剪切刀 |
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Families Citing this family (26)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US8070483B2 (en) * | 2007-11-28 | 2011-12-06 | Shell Oil Company | Burner with atomizer |
| CN101909738B (zh) | 2008-01-16 | 2013-11-06 | 国际壳牌研究有限公司 | 向加压反应器供应微粒固体材料的方法 |
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| CN103140713A (zh) * | 2010-09-16 | 2013-06-05 | 勒舍有限公司 | 具有扩展的控制范围的固体燃料焙烧热气发生器 |
| KR101892683B1 (ko) | 2010-10-01 | 2018-08-29 | 에어 프로덕츠 앤드 케미칼스, 인코오포레이티드 | 고체 연료의 가스화용 버너 |
| US9822969B2 (en) | 2010-11-30 | 2017-11-21 | General Electric Company | Fuel injector having tip cooling |
| CN102287825A (zh) * | 2011-07-15 | 2011-12-21 | 马鞍山科达洁能股份有限公司 | 燃烧喷嘴及煤气化炉 |
| WO2013010303A1 (zh) * | 2011-07-15 | 2013-01-24 | 马鞍山科达洁能股份有限公司 | 燃烧喷嘴及煤气化炉 |
| CN102287826B (zh) * | 2011-07-15 | 2013-09-11 | 安徽科达洁能股份有限公司 | 燃烧喷嘴和煤气化炉 |
| CN103254940A (zh) * | 2012-02-16 | 2013-08-21 | 通用电气公司 | 用于冷却燃料喷射器的系统和方法 |
| CN202835334U (zh) | 2012-04-02 | 2013-03-27 | 国际壳牌研究有限公司 | 用于气化固体燃料的燃烧器 |
| CN103266951A (zh) * | 2012-05-22 | 2013-08-28 | 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 | 动力系统用非气液燃料工质发生器 |
| EP2743579A1 (de) * | 2012-12-14 | 2014-06-18 | Siemens Aktiengesellschaft | Brennerspitze und Brenner |
| CN107033971B (zh) * | 2016-02-04 | 2021-01-08 | 清华大学 | 用于水煤浆气化炉的多通道组合烧嘴及水煤浆气化炉 |
| CN107022379B (zh) * | 2017-05-09 | 2020-05-26 | 哈尔滨工业大学 | 一种带有水冷盘管保护的干煤粉气流床气化炉烧嘴 |
| CN110577846B (zh) * | 2019-09-12 | 2021-02-05 | 杨建平 | 燃烧系统及烧嘴 |
| TWI769612B (zh) * | 2020-11-02 | 2022-07-01 | 國立成功大學 | 渦捲式加熱裝置 |
| CN112797420A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-05-14 | 南京锦泥资源环境科技有限公司 | 一种废水污泥减量化用焚烧装置 |
| CN112879902A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-06-01 | 煤科院节能技术有限公司 | 生物质粉耦合煤粉燃烧器及其使用方法 |
| CN112856439A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-05-28 | 煤科院节能技术有限公司 | 燃烧处理器和垃圾焚灰处理方法 |
| CN112856438A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-05-28 | 煤科院节能技术有限公司 | 有机废液燃烧处理器及其使用方法 |
| CN112856454A (zh) * | 2021-01-18 | 2021-05-28 | 煤科院节能技术有限公司 | 废气处理器和废气处理方法 |
| CN114621793B (zh) * | 2022-03-17 | 2023-06-13 | 张金辉 | 一种煤气化设备的烧嘴 |
| CN116477641B (zh) * | 2023-02-28 | 2024-04-12 | 安徽泽一科技有限公司 | 一种氨合成工艺用生产设备 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3607157A (en) * | 1969-07-23 | 1971-09-21 | Texaco Inc | Synthesis gas from petroleum coke |
| US4443228A (en) * | 1982-06-29 | 1984-04-17 | Texaco Inc. | Partial oxidation burner |
| US4547145A (en) * | 1983-03-09 | 1985-10-15 | Texaco Development Corporation | Combination with a high temperature combustion chamber and top burner |
| US4443230A (en) * | 1983-05-31 | 1984-04-17 | Texaco Inc. | Partial oxidation process for slurries of solid fuel |
| GB8317251D0 (en) * | 1983-06-24 | 1983-07-27 | Shell Int Research | Burner for gasification of solid fuel |
| DE3440088A1 (de) * | 1984-11-02 | 1986-05-07 | Veba Oel Entwicklungs-Gesellschaft mbH, 4650 Gelsenkirchen | Brenner |
| IN167217B (ja) * | 1985-04-16 | 1990-09-22 | Dow Chemical Co |
-
1988
- 1988-11-29 JP JP29977288A patent/JP2627552B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-11-29 AU AU26373/88A patent/AU605388B2/en not_active Expired
- 1988-11-30 CN CN 88108098 patent/CN1011617B/zh not_active Expired
- 1988-12-06 DE DE8888202798T patent/DE3862757D1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-06 EP EP19880202798 patent/EP0328794B1/en not_active Expired
- 1988-12-06 CA CA000585081A patent/CA1308306C/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9032623B2 (en) | 2007-08-06 | 2015-05-19 | Shell Oil Company | Method of manufacturing a burner front face |
| CN101382292B (zh) * | 2008-10-24 | 2010-09-01 | 孙明路 | 醇基燃烧机及其醇基燃烧喷嘴和气动剪切刀 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| CA1308306C (en) | 1992-10-06 |
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| AU605388B2 (en) | 1991-01-10 |
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