JP2655331B2 - 合成ガス生成のための部分酸化用バーナー - Google Patents

合成ガス生成のための部分酸化用バーナー

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JP2655331B2 JP63164814A JP16481488A JP2655331B2 JP 2655331 B2 JP2655331 B2 JP 2655331B2 JP 63164814 A JP63164814 A JP 63164814A JP 16481488 A JP16481488 A JP 16481488A JP 2655331 B2 JP2655331 B2 JP 2655331B2
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Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の属する技術分野］ 本発明は主として合成ガス生成を目的とする部分酸化
用バーナーに関する。
本発明は特に加圧化学反応炉あるいは一般の炉内での
操作にとりわけ適しているバーナーに関する。
［発明の解決する課題］ 本発明によるバーナーは燃料および／または酸素のよ
うな酸化剤を均一に分布させることができる。また、本
発明によるバーナーは組合わせ式なのでその動作を組合
せによって変化させ易い。
それ故調整のためのコストは時間の点から見てだけで
なく、価格の面からも削減できる。これは大型装置の場
合は高額となることが多いので大きな利点である。
先行技術は米国特許第3,224,679号、3,989,444号およ
び第3,945,942号により示される。
［発明の実施の形態］ 本発明のバーナーは好ましくは、酸化剤と単一の又は
数種の燃料とを供給するパイプとして機能する略同軸の
２本のパイプを含む。
酸化剤は空気、酸素、あるいは濃縮空気のいずれでも
よい。
炭化水素または石炭ベースの混合物である燃料は、気
体、液体、または粉沫でもよい。又、液相、気相又は二
つ以上の相の混合相でもよい。
２本のチューブの各々は、流体の出力端をそのチュー
ブが円筒形の場合は、ディスクのようないくつかの穴の
開いた厚みのあるプレートでふたをする。
プレートまたはディスクに開けられている穴は同一形
状をもち等間隔に開けられていることが望ましい。開け
られた穴の形状は厚み方向に軸をもつ円筒形、円錐台
形、あるいは中細りの円筒形の部分をもつ鼓状形状のい
ずれであってもいい。
穴の最小円形部分の直径（円筒なら直径、円錐台形な
ら最小基部の直径、鼓形なら中細りの連結部の直径）ｄ
と、穴の開いているディスクの厚さｅとの比率は、次の
範囲にあればよい。
0.01d/e＜100 望ましくは： 0.1d/e10 ２本のチューブの出力端のディスクあるいはプレート
は同数の穴を持っている方がよい。内側プレート又はデ
ィスクの穴が、外側プレートの穴とそれぞれが対応して
いる方がよい。
更に、対応する二つの穴は向き開い且つ同軸に配置さ
れていると有利である。二つの直径、即ち外側のディス
クの直径deと内側のディスクの直径diの比は、次の範囲
にあることが望ましい。
１de/di10 ただしdi100mm 望ましくはdi80mm ディスクあるいはプレートは、スチールまたは炭化
物、窒化物、酸化物を含むセラミックスからつくられ
る。これらの耐火化合物はアルミニウム、マグネシウ
ム、ケイ素、チタン、ジルコニウムまたはこれらの化合
物の二種あるいはそれ以上の混合物で形成されるもので
もよい。これら化合物は、原料がコリンドンやコーディ
ライト菫青石等の天然物または炭化ケイ素等の合成物で
あってもよい。
プレートは、機械加工、成形、またはいわゆる焼入法
によってつくってもよい。
穴と同一の内径をもつ管を使って内側プレートの穴を
伸長する実施例の変型もあるが、この伸長管の伸長部分
の長さｌは次の式の範囲とする。
0.1l/di200 望ましくは 0.5l/di50 この伸長チューブは上記プレートについて述べたものと
同一の材料を使用することができる。
更に、この伸長管の下端と外側ディスクの外面との間
の距離をｈとすれば、次の関係を得る。
０h/de10 ［発明の概要］ より一般化して述べれば、本発明は加圧状態で第２流
体により第１流体に部分的酸化を生じせしめるためのバ
ーナーに関する。本発明のバーナーは２本の流体導入チ
ューブを含み、１本は他の１本の中に配置される。本バ
ーナーは特に上記チューブの各々がその出力端にふたを
するプレートを有し、そのプレートの各々が数個の穴を
持つ。外側のチューブのプレートの穴は内側のチューブ
のプレートの穴に向かい合って開けられていることを特
徴とする。
流体はガス状流体でもよい。プレートの少なくとも１
枚は厚さｅを持ち、最小流路断面が水力学的直径がｄで
ある穴を持ち、該直径のこの厚さに対する比が境界値を
踏めて0.01と100の間、望ましくは0.1と10の間であれば
よい。即ち 0.01d/e＜100 望ましくは 0.1d/e10 できれば双方のプレートがこの特徴を有することが望ま
しい。内側のプレートは水力学的直径がdiである穴を、
外側のプレートは水力学的直径がdeである穴を有し、内
側プレートの穴は外側プレートの穴に向かい合い、外側
プレートの穴の水力学的直径の内側プレートの穴の水力
学的直径に対する比が、１と10の間であればよい。（両
端値を含む。） ｌde/di10 内側プレートの穴は同一断面の内径を有するチューブ
により伸長することができ、このチューブの伸長部の長
さｌと水力学的内径の比は0.1と200の間でよく、望まし
くは両端の値を含めて0.5と50の間がよい。即ち、 0.1l/di200 望ましくは 0.5l/di50 伸長チューブの先端と外側プレートの外側の面との間の
距離をｈとすれば、この距離の外側プレート上の対応す
る穴の直径deに対する比は、両端の値を含めて０と10の
間ならよい。即ち 0.5h/de10 外側プレートは内側プレートと同数の穴を有する方がよ
い。チューブの少なくとも１本は円筒形である方がよ
く、対応するプレートはディスク状がよい。
内側プレートの穴の少なくとも１個は直円筒あるいは
円錐台形のような回転形状のもの、あるいは中間部にく
びれの円筒部分を有する鼓形のものでもよい。
外側プレートの穴の１個は鼓形の形状でもよく、内側
プレートのこれに対応する穴が１本のチューブにより伸
長され、伸長チューブが外側プレートの穴を貫通し、鼓
形の連結首部のレベルまで達するようになっていてもよ
い。少なくとも１枚のプレートは冷却手段を含む。
該内側又は外側プレートの少なくとも１枚はスチー
ル、炭化物、窒化物、酸化物系のセラミックスから成
り、これら耐火化合物はアルミニウム、マグネシウム、
シリコン、チタン、ジルコニウムまたはこれらの化合物
の二つ以上の混合物から主として形成されるものでよ
い。
本発明は、天然ガスまたは液体石油留分に使用される
のにとりわけ適している。
［実施例］ 図面による非限定的な実施例の下記の説明から、本発
明が容易に理解され、その利点が明瞭になるであろう。
本発明によるバーナーは、例えば酸素を使って天然ガ
スを部分酸化して合成ガスを製造するために使用するこ
とができる。
第１図のバーナー１は、化学反応炉または炉に固定す
るための取付フランジ２を含む。
本バーナーは、第１の気体を導入するための第１のオ
リフィス３と、第２の気体を導入するための第２のオリ
フィス４とを有する。この場合、酸素は第１オリフィス
３から導入しても第２オリフィス４を通して導入しても
よく、従って天然ガスはそれぞれ他方のオリフィス即ち
４または３を通して導入する。
第１のオリフィスは第１のチューブ即ち内側チューブ
５の内壁により画定される空間に気体を供給する。
内側チューブ５は第２のチューブ即ち外側チューブ６
の中に配置されている。第２のオリフィス４は内側チュ
ーブ５の外壁と外側チューブ６の内壁によって画定され
る環状の空間に気体を供給する。
内側チューブの終端８は厚さeiをもつプレート９で閉
じられていて、このいわゆる内側プレート９には直径di
の穴10iが数個あって、該プレートを貫通している。図
にはその一部だけを示すが、図面による説明を分かり易
くするため、各々の図面に対して異なる参照番号でこの
穴を示してある。外側チューブ６の終端11は、同様に外
側プレート12で閉じられている。
厚さeeの外側プレート12には複数個の直径deの穴13e
がある。同様に穴は一部のみを図示する。
内側プレート９の穴10iの各々はそれぞれ外側プレー
ト12の穴13eに対峙するように配置されている。
それ故、外側プレート12の穴の箇数は少なくとも内側
プレート９の穴の箇数と同数である。
内側の穴の軸14は対応する外側の穴の軸15とほぼ一致
することが望ましい。
第１図に示す実施例では内側チューブ５と外側チュー
ブ６はほぼ同軸で、外側プレート12は冷却液循環のため
に水室16に包囲されている。
冷却液の流れはダクト17、18を通して行われる。
第３図は本発明の実際上の寸法と形状をより明確に示
す。本図はプレート19を示しているが、これは内側プレ
ートまたは外側プレートのいずれと考えてもよく、その
機能を説明するためのものである。
このプレートには２個の穴20、21が図示されている。
ｄは穴の１つの水力学的直径を、ｅはプレート19の厚さ
を示す。
本発明によれば、内側プレート、外側プレートの何れ
についても次の範囲にあると考える。
0.01d/e＜100 望ましくは 0.1d/e10である。
本発明によれば、特に直径が100mm以下、望ましくは8
0mm以下の穴の場合は、内外プレートの穴の比は ｌde/di10であればよい。
第５〜７図は内側プレートと外側プレートの穴の相対
関係の異なる実施例を示す。第５図と第６図では内側プ
レート９の穴22は円筒形であるが、第７図では内側プレ
ート９の穴23は円錐台形である。
第５図の外側プレート12の穴24は円錐台形である。第
７図では外側プレートの穴25は流体の流れの方向を考慮
して収束部に連続して拡散部を持つベンチュリ管の形状
をなす。収束部と拡散部の連結部分には首部26が形成さ
れている。
第６図では収束部を拡散部に連結するための部分、即
ち、首は円筒形の中間部27′となっている。
収束部および／または拡散部を有する穴の場合は、上
記の数値の「範囲」に対して、適応させるべき直径とし
ては、最小直径に相当する首部の直径を使う。
第４、第８、第９図は内側プレート９の穴が伸長チュ
ーブ27をもっている実施例を示す。これら３つの図では
外側プレート12の穴28は収束−拡散する鼓形となってい
る。
第４図と第９図では、伸長チューブ27は外側プレート
12の穴28に貫入して、先端がほぼ中間の最も細い部分ま
で達する。
第４図では、プレート12自体が水室29の形状を画定し
ているので、流体用の穴28は追加の部材30により形成さ
れている。ダクト31と32は水室29に冷却液を導入するた
めのものである。
第４図では、伸長チューブ27はねじ込みプラグ34で定
位置に固定されている基部33を持ち、同プラグには気体
を通すための直径diの通路35があり、これが伸長チュー
ブ27に連結する。
本発明の他の実施例はl/diの比を 0.1l/di200 望ましくは 0.5l/di50とすれば有利である。
ここでｌは伸長チューブ27の高さを示す。他の実施例
との組合わせが可能な更に他の変形例では ０h/de10 ここでｈは伸長チューブの端と外側プレート12の外面と
の間の距離である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明によるバーナーの全体図を示す。 第２図は本バーナーの断面図である。 第３図は本バーナーの部品であるプレートの詳細を示す
断面図。 第４図はプレートが冷却ボックスから成るバーナーの実
施例を示す一部断面図。 第５図から第９図は本発明のバーナーにとりつけられて
いる内側プレートと外側プレートの種々な態様を示す断
面図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール ガトウ フランス国 78860 サン ノン ラ ブルテシュ リュ ドゥ ラ フォンテ ーヌ デ ボ 26番 (72)発明者 ベルナル プサン フランス国 78420 カリエール スー ル セーヌ リュ ドゥ ラ フェルム ５番 (56)参考文献 特開 昭63−135706（ＪＰ，Ａ) 米国特許3204682（ＵＳ，Ａ) 英国公開332063（ＧＢ，Ａ) 東ドイツ特許146765（ＤＤ，Ａ)

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】２本の流体導入用チューブを含み、該２本
    のチューブのうち何れか一方が、他方の内部に配置され
    て、内側チューブ（５）と外側チューブ（６）とを形成
    し、第１、第２の流体をそれぞれのチューブに導入し、
    両チューブの出力端に近い通路において、両流体と混合
    し、加圧下において酸素を含む第２の流体によって、第
    １の流体を部分酸化するバーナーにおいて、該チューブ
    のそれぞれがその流体出力端に、該端部をふさぐプレー
    ト（９、12）を有し、各プレートが複数個の穴（10i、1
    3e）をもち、外側プレート（12）の穴（13e）が内側プ
    レート（９）の穴（10i）と向き合う位置にあって、該
    内側プレート（９）の外側の面と、該外側プレート（1
    2）の内側の面との間に流体通路となるギャップが形成
    され、該キャップおよび／又は外側プレートの穴（13
    e）が両流体を混合させるための前記通路を形成するこ
    とを特徴とするバーナー。
  2. 【請求項２】前記プレート（９、12）の少なくとも１枚
    の厚さｅを有し、前記穴（10i、13e）の最小流路断面が
    水力学的直径ｄであって、該直径ｄの該厚さｅに対する
    比が両端の値も含めて、0.01と100の間、望ましくは0.1
    と10の間にあること、即ち 0.01d/e＜100 望ましくは 0.1d/e10 であることを特徴とする特許請求の範囲
    第１項に記載のバーナー。
  3. 【請求項３】前記内側プレート（９）の穴（10i）の水
    力学的直径がｄであり、前記外側プレート（12）の穴
    （13e）の水力学的直径がｄであって、該内側プレート
    の穴（10i）が該外側プレートの穴（13e）と対峙し、該
    外側プレートの穴の水力学的直径diの該内側プレートの
    穴の水力学的直径diに対する比が両端の値を含めて１と
    10の間にあること、即ち ｌde/di10 であることを特徴とする、前記特許請
    求の範囲のいずれか１項に記載のバーナー。
  4. 【請求項４】前記内側プレートの穴（10i）が同一断面
    積の内径を有するチューブ（27）により伸長され、該チ
    ューブの伸長の長さｌと内側プレートの穴（10i）の水
    力学的直径diとの比が境界値を含めて0.1と200との間、
    望ましくは0.5と50との間であること、即ち 0.1l/di200 望ましくは 0.5l/di50 であることを特徴とする、前記の特許
    請求の範囲のいずれかの１項に記載のバーナー。
  5. 【請求項５】ｈが前記伸長チューブ（27）の伸長端と外
    側プレートの外側の面との間の距離であって、該距離ｈ
    と外側プレートの対応する穴（13e）の直径deとの比が
    境界値を含めて０と10の間にあること、即ち ０h/de10 であることを特徴とする、特許請求の範
    囲第４項に記載のバーナー。
  6. 【請求項６】外側のプレートが内側のプレートと同数の
    穴を持つことを特徴とする、前述の特許請求の範囲のい
    ずれかの項に記載のバーナー。
  7. 【請求項７】前記チューブ（５、６）の少なくとも１本
    が円筒形であって、対応するプレート（９、12）がディ
    スク状であることを特徴とする、前記の特許請求の範囲
    のいずれかの項に記載のバーナー。
  8. 【請求項８】前記内側又は外側プレートの穴（10i、13
    e）の少なくとも１箇が直円筒形（22）、円錐台形（2
    3、24）、あるいは中間が中細りになっている収束−拡
    散形（25、28）のような回転形状を持つことを特徴とす
    る、前記の特許請求の範囲のいずれか１項に記載のバー
    ナー。
  9. 【請求項９】前記外側プレートの穴（13e）が収束−拡
    散形状（28）で、内側プレートの対応する穴（10i）が
    １本のチューブ（27）で伸長され、この伸長チューブが
    該外側プレートの穴（13e）に貫入して収束−拡散部の
    ほぼ首の部分まで達することを特徴とする、特許請求の
    範囲第８項に記載のバーナー。
  10. 【請求項１０】前記プレート（９、12）の少くとも１枚
    を冷却する手段（16、29）を含むことを特徴とする前記
    特許請求の範囲のいずれか１項に記載のバーナー。
  11. 【請求項１１】前記プレートの少くとも１枚がスチール
    または炭水化物、窒化物、又は酸化物系のセラミックス
    から成り、これらの耐火化合物が、アルミニウム、マグ
    ネシウム、ケイ素、チタン又はジルコニウムあるいはこ
    れらの化合物の２つ以上の混合物よりなることを特徴と
    する、前記の特許請求の範囲のいずれか１項に記載のバ
    ーナー。
  12. 【請求項１２】天然ガスの部分酸化に使用されることを
    特徴とする、前記の特許請求の範囲のいずれか１項に記
    載のバーナー。
  13. 【請求項１３】液体石油留分の部分酸化に使用されるこ
    とを特徴とする、前記特許請求の範囲の第１項から第11
    項までの何れか１項に記載のバーナー。
JP63164814A 1987-06-30 1988-06-30 合成ガス生成のための部分酸化用バーナー Expired - Lifetime JP2655331B2 (ja)

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FR8709268A FR2617577B1 (fr) 1987-06-30 1987-06-30 Bruleur pour oxydation partielle permettant la production de gaz de synthese
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CA (1) CA1303857C (ja)
DE (1) DE3866037D1 (ja)
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