TWI465676B - 燃燒器噴嘴 - Google Patents

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Description

燃燒器噴嘴
本發明之技術係關於高溫燃燒器。更特定言之，該技術之各種實施例涉及具有與氣化反應器一起使用之可拆卸噴嘴的高溫燃燒器。
氣化反應器係用以將一般為固體之原料轉化為氣體產物。舉例而言，氣化器可使諸如煤及/或石油焦炭之含碳原料氣化以產生諸如氫之所需氣體產物。氣化反應器包括一或多個用於將氧化劑及原料運輸至反應室之燃燒器，其中燃燒在可達2600℉(華氏溫度)或2600℉以上之溫度下發生。
各燃燒器包括本體及噴嘴。因為噴嘴暴露於反應室之熱及擾動，所以噴嘴通常為燃燒器降級或耗損之第一部分，且可耗損得比燃燒器之其他部分早得多。當噴嘴降級至破損點時，必須修理燃燒器。燃燒器之修理包括自氣化反應器或其他系統(燃燒器為其之一部分)移除燃燒器且整修燃燒器。可完全包括移除及整修燃燒器。舉例而言，移除燃燒器包括切割或另外拆卸包括氧化劑管線及原料管線之各種饋料管線，且自氣化反應器實體移除燃燒器。通常亦完全包括整修燃燒器。因為整修燃燒器所需之工具及技術，所以可能需要將燃燒器裝運至專業於此修理工作之外部工廠。
因為燃燒器之尺寸，所以處理及裝運燃燒器可為昂貴且 耗時之過程。因此，整修燃燒器所需之時間可為若干個月。在一些應用中，在燃燒器在第二燃燒器已整修之前發生故障之情況下，整修各燃燒器所需之時間可能使得有必要保持庫存多個燃燒器。
本發明技術之實施例提供一種具有可移除噴嘴之高溫燃燒器，該可移除噴嘴可現場替換且無需整修整個燃燒器。
本發明之第一實施例為一種用於將氧化劑及氣化原料運輸至反應室之燃燒器。該燃燒器包含本體、噴嘴及至少一個用於將噴嘴可移除地連接至本體之連接元件。該本體界定氧化劑入口、原料入口、本體出口及一或多個用於將氧化劑自氧化劑入口運輸至本體出口及用於將氣化原料自原料入口運輸至本體出口之通道。該噴嘴界定噴嘴入口及噴嘴出口，其中該噴嘴入口係經架構成接收來自本體出口之氧化劑及氣化原料且該噴嘴出口係經架構成將氧化劑及氣化原料排放至反應室中。該至少一個連接元件將噴嘴可移除地連接至本體，以使得當噴嘴連接至本體時，噴嘴入口與本體出口流體流通。
本發明之第二實施例為一種包含本體、噴嘴且至少一個用於將噴嘴可移除地連接至本體之螺釘的燃燒器。本體包括本體入口、本體出口、使本體入口與本體出口互連之本體通道、靠近本體出口而定位之本體凸緣及本體冷卻劑管道。噴嘴包括噴嘴入口、噴嘴出口、使噴嘴入口與噴嘴出口互連之噴嘴通道、包含至少一個噴嘴冷卻劑管道之一般 為截頭圓錐體形狀之冷卻夾套，其中該冷卻夾套至少部分地環繞噴嘴通道之至少一部分，及自冷卻夾套放射狀地向外延伸之噴嘴凸緣。該至少一個螺釘將噴嘴凸緣可移除地連接至本體凸緣，其中當噴嘴連接至本體時，本體出口係與噴嘴入口流體連通且本體冷卻劑管道係與噴嘴冷卻劑管道流體連通。
本發明之第三實施例為一種用於氣化原料之氣化反應器系統。該氣化反應器系統包含界定第一反應區之第一級反應器區段，其中該第一級反應器區段包含複數個可操作以將原料排放至反應區中之入口，及安置於各入口中之燃燒器。各燃燒器包含界定本體入口、本體出口及用於在本體入口與本體出口之間提供流體連通之本體通道的燃燒器本體、界定噴嘴入口、噴嘴出口及用於在噴嘴入口與噴嘴出口之間提供流體連通之噴嘴通道的燃燒器噴嘴，其中噴嘴入口之開口面積大於噴嘴出口之開口面積，及至少一個用於將燃燒器噴嘴可移除地連接至燃燒器本體以使得燃燒器噴嘴入口與燃燒器本體出口流體連通的連接組件。氣化反應器系統另外包含一般定位於第一級反應器區段上方且界定第二反應區之第二級反應器區段。
本發明之第四實施例為一種替換氣化燃燒器之噴嘴的方法。該方法包含使氣化燃燒器自氣化反應器解耦、藉由自氣化燃燒器移除一或多個初始螺釘從而使自噴嘴氣化燃燒器之本體解耦、使用一或多個替換螺釘及/或該一或多個初始螺釘使新的噴嘴與本體耦接，藉此提供經整修之氣化 燃燒器，且使經整修之氣化燃燒器與氣化反應器耦接。
提供此[發明內容]以引入下文在實施方式中進一步描述之簡化形式的概念之選擇。此[發明內容]並不意欲識別所主張主題之關鍵特徵或基本特徵，亦並非意欲用以限制所主張主題之範疇。
以下參考附圖詳細描述本發明技術之較佳實施。
在圖1與圖2中說明根據本發明技術之原理構造之改良型燃燒器，且其一般由參考數字100來指定。燃燒器100包含本體102及噴嘴104。
本體102包含原料入口(未圖示)、原料出口106及原料通道108，該原料通道108係可操作以將諸如水性漿料中之固體含碳燃料的原料自原料入口運輸至出口106。當沿縱軸(亦即，在圖1及圖2中自左至右)觀察時，原料通道108一般呈現環形截面。
本體102可另外包括氧化劑入口(未圖示)、一或多個氧化劑出口110及一或多個氧化劑通道112，該等氧化劑通道112係可操作以將諸如氧氣或富氧空氣之氧化劑自氧化劑入口運輸至出口110。所說明之氧化劑通道112中之第一者環繞原料通道108且當沿縱軸觀察時呈現環形截面，且所說明之氧化劑通道112中之第二者穿過原料通道且當沿縱軸觀察時呈現圓形截面。
本體102可另外包括冷卻劑入口及冷卻劑出口(均未圖示)及第一冷卻劑管道114及第二冷卻劑管道116。冷卻劑 管道114、116係同軸且同心地靠近本體102之周邊而定位以使得第一管道114相對於第二管道116放射狀地向外定位。管道114、116經由本體102向噴嘴104及自噴嘴104運輸諸如水之冷卻劑。複數個冷卻劑管道壁118一般界定管道114、116且可為導熱的。冷卻劑管道壁118可包括銅或其他金屬以增強熱導率。
本體102另外包括位於靠近噴嘴104且自本體102之外表面向外放射狀延伸且部分或完全外接本體102之凸緣120。如下文更細節地說明，凸緣120包括一或多個內部螺紋凹座，其係用於接收複數個諸如螺釘122之連接元件。若凸緣120包括多個凹座，則該等凹座可沿圓周約相等地間隔。如所說明，凸緣120可與冷卻劑管道壁118之外部凸緣整體形成，或可藉由(例如)熔接或其他連接方式與其連接。
尤其參考圖2，噴嘴104包含入口124、出口126、自入口124至出口126之通道128及冷卻夾套130。入口124為氧化劑及原料自本體102之進入點，且因此一般對應於本體102之原料出口106及氧化劑出口110，以使得本體102之原料出口106及氧化劑出口110與噴嘴104之入口124之間流體連通。氧化劑及原料經由噴嘴104以高速及/或霧化狀態離開燃燒器100以進入(例如)氣化器之反應室。
通道128將氧化劑及原料自入口124運輸至出口126，氧化劑及原料於此處經排放至(例如)反應室中。出口126之開口面積一般小於入口124之開口面積。舉例而言，若通道 128之內表面為管狀，則通道128之直徑沿其長度之至少一部分而變窄。如上文所說明，變窄之通道128誘使氧化劑與原料在其通入反應室中時增加的速度、霧化及混合。
如下文更詳細說明，冷卻夾套130一般環繞或外接噴嘴104以冷卻噴嘴104之各個組件，諸如耐磨及耐熱插入物。冷卻夾套包含一般由複數個冷卻劑管道壁136界定之第一冷卻劑管道132及第二冷卻劑管道134。噴嘴104呈現一般截頭圓錐體形狀，且冷卻劑管道132、134繞噴嘴104之周邊而延伸且係同軸且同心地定位。
本體102之冷卻劑管道114、116係與噴嘴104之冷卻劑管道132、134流體連通。舉例而言，第一管道132可接收來自本體102之第一冷卻劑管道114的低溫冷卻劑，且將冷卻劑運輸至噴嘴104靠近出口126之點，冷卻劑於此處進入第二冷卻劑管道134且最終排放至本體102之第二冷卻劑管道116中。因此，在此實例中，低溫冷卻劑自本體102經由第一冷卻劑管道132進入噴嘴104且經由第二冷卻劑管道134離開噴嘴104，高溫冷卻劑經第二冷卻劑管道134排放回本體102中。
冷卻劑管道壁136較佳相對高度導熱且可由不鏽鋼或其他金屬構造。噴嘴104較大端(靠近本體102)之直徑可(例如)在約四吋至約十四吋之範圍內，在約六吋至約十二吋之範圍內，或在約八吋至約十吋之範圍內。噴嘴104較小端之直徑可(例如)在約兩吋至約十二吋之範圍內，在約四吋至約十吋之範圍內，或在約六吋至約八吋之範圍內。
噴嘴104包括靠近本體102之凸緣138。凸緣138自冷卻夾套130之外表面放射狀地向外延伸。所說明之凸緣138包括複數個與上述本體102之凸緣120之凹座互相對準的螺釘接收通孔。因此，將螺釘122插穿過凸緣138之通孔且擰至凸緣120之內部螺紋凹座中，藉此將噴嘴104固定於本體102。如圖式中所說明，當將噴嘴104固定於本體102時，使噴嘴104之凸緣138鄰接本體102之凸緣120且形成大體上氣密性之接面。連接元件122之特徵在各實施之間可不同。舉例而言，然而連接元件122可為3/8吋之內六角杯頭螺絲。
噴嘴104另外包括部分或完全覆蓋冷卻夾套130之外表面的可鑄耐火材料140。藉由複數個固定於冷卻夾套130之連接元件142將可鑄耐火材料140固定於適當位置。連接元件142可為(例如)以螺栓熔接器熔接至冷卻夾套130的直徑為1/4吋且可由300系列不鏽鋼製成之肋狀金屬螺栓。可鑄耐火材料140可為約3/4吋至1吋厚。
可鑄耐火材料140為可以可模製或潮濕狀態塗覆於模具或表面(諸如冷卻夾套130之外表面)且接著允許硬化或凝固之可模製耐火材料。舉例而言，可鑄耐火材料可為塑膠耐火材料。
可鑄耐火材料140甚至在暴露於高溫時仍保持其結構完整性。在第一例示性實施例中，可鑄耐火材料140經受至多1100℃之溫度。在第二例示性實施例中，可鑄耐火材料140經受至多1400℃之溫度。在第三例示性實施例中，可 鑄耐火材料140經受至多1800℃之溫度。
因為噴嘴104可自本體102拆卸，所以可鑄耐火材料140可以可模製或潮濕狀態塗覆於噴嘴104且接著於諸如工業用烘箱之加熱室中固化。由於燃燒器100之尺寸，因此用於可鑄耐火材料之習知固化方法包括將可鑄耐火材料暴露於露焰，其比在加熱室中固化材料140更為不利。
噴嘴104可包括一或多個界定通道128內表面之插入物144、146、148、150。各插入物144、146、148、150之形狀一般為管狀且外接通道128之至少一部分。插入物144、146、148、150中之某些可為耐磨及/或耐熱的，且插入物144、146、148、150中之其他者可為導熱的以將熱量自通道傳導至冷卻劑管道壁136。
在第一例示性實施例中，耐磨材料為具有500 kg/mm2 之布氏硬度(Brinell hardness)的材料。在第二例示性實施例中，耐磨材料為具有700 kg/mm2 之布氏硬度的材料。在第三例示性實施例中，耐磨材料為具有900 kg/mm2 之布氏硬度的材料。在第一例示性實施例中，導熱材料為具有大於100 W/(m×K)之熱導率的材料。在第二例示性實施例中，導熱材料為具有大於200 W/(m×K)之熱導率的材料。在第三例示性實施例中，導熱材料為具有大於300 W/(m×K)之熱導率的材料。耐熱材料可為具有小於上文如例示性實施例闡述之熱導率中任一者之熱導率的材料。
第一插入物144包括諸如碳化鎢或碳化矽之耐磨材料。第一插入物144之內徑可在約一吋至約三吋之範圍內，且 更特定言之可為約兩吋。第一插入物144係暴露於原料與氧化劑混合物之高速流且靠近噴嘴104之出口126，且因此係經設計以經受與暴露於與此環境相關之應力。第二插入物146亦包括諸如碳化鎢及/或碳化矽之耐磨材料。
第三插入物148係插入第二插入物146與冷卻劑管道壁136之間，且包括用於將熱量自第二插入物146轉移至冷卻劑管道壁136之導熱材料。因為第三插入物148並不暴露於氧化劑與原料混合物，所以其可具有最小耐磨性，且可完全或部分地由銅或其他金屬來構造。
如圖1中最佳說明，使第四插入物150定位於第二插入物146及第三插入物148之上游且提供界定具有上游開口之通道的內表面，該上游開口係大於下游開口且自最外側氧化劑通道112放射狀地向內引導氧化劑。因為第四插入物150係與氧化劑直接接觸，所以第四插入物150較佳為抵抗由暴露於氧化劑引起之降解的材料。舉例而言，第四插入物可由諸如MONEL 400、300系列不鏽鋼或合金800之合金來構造。
第一插入物擋板152與第二插入物擋板154合作以將各個插入物144、146、148、150固定於適當位置。第一插入物擋板152一般自靠近出口126之冷卻夾套放射狀地向內延伸，且可部分或完全地環繞通道128。第二插入物擋板154一般自靠近出口106、110之本體102的冷卻劑管道壁118放射狀地向內延伸，且可部分或完全地環繞出口106、110。耐磨上覆層156覆蓋包括第一插入物擋板152之冷卻夾套 130的一端，且在可鑄耐火材料140及第一插入物144及第二插入物146磨損以將冷卻夾套130暴露於氧化劑及原料流及/或氣化器之反應室時提供抵抗耗損之最終障壁。
第一插入物擋板152及第二插入物擋板154可為將各個插入物144、146、148、150固定於適當位置之唯一構件，其使得使用者能夠在替換噴嘴104時或否則在對燃燒器100進行修理時易於再使用插入物144、146、148、150中之一或多者。舉例而言，當替換噴嘴104時，可能需要替換第一插入物144及第二插入物146，而第三插入物148及第四插入物150係在可接受之條件下用於其他用途。
第一o形環158及第二o形環160在本體102與噴嘴104之間提供密封且預防冷卻劑在穿過本體之冷卻劑管道114、116與噴嘴104之冷卻劑管道132、134之間時自燃燒器100逸出。亦可將保護性覆蓋物162置放於噴嘴102上以保護螺釘122不受粉塵、碎片及環境之其他損害性要素的影響。所說明之覆蓋物162大體上為平面及環形的、完全或部分地環繞噴嘴104且與噴嘴104之凸緣138相抵置放。
圖3中說明燃燒器100之例示性應用，其中將燃燒器100展示為氣化反應器164之部分。反應器164為習知的且可包括(例如)複數個熱面耐火材料166、隔熱耐火磚168及可撓性絕緣材料170，諸如包括KAOWOOL之陶瓷纖維氈或陶瓷纖維紙，其緊密環繞燃燒器100。
圖4中說明無覆蓋物162之噴嘴104的正視圖。在此圖中，展示噴嘴104之凸緣138環繞噴嘴104。以大體上環繞 噴嘴104之架構置放複數個螺釘122。
如上文在標題為先前技術之部分中所說明，噴嘴104可在燃燒器100之其他部分之前降級至破損點。當此發生時，可以相對快速之現場進行之方法替換噴嘴104。首先，使燃燒器100自氣化反應器或應用其之其他系統解耦。接著以習知方式自燃燒器100移除初始螺釘122。螺釘122移除後，使噴嘴104及插入物144、146、148、150中之一或多者自燃燒器100之本體102解耦。以新的插入物替換經移除之插入物144、146、148、150中之任一者，且使新噴嘴與燃燒器100之本體102對準。接著將初始螺釘122或替換螺釘擰入新的噴嘴及本體102中，藉此使新噴嘴與燃燒器100之本體102耦接且提供經整修之燃燒器。接著使經整修之燃燒器與氣化反應器耦接。
圖5中說明根據本發明技術之第一替代性實施構造之燃燒器且其一般由參考數字200來指定。燃燒器200係經展示為嵌入氣化器202中且在許多方面類似於上述燃燒器100，但呈現比燃燒器100更逐漸傾斜之冷卻劑夾套204及較少之插入物。所說明之燃燒器200僅包括兩個插入物206、208。在某些應用中，燃燒器200可優於燃燒器100，因為其與燃燒器100相比佔用較小之面積。
圖6中說明根據本發明技術之第二替代性實施構造之燃燒器且其一般由參考數字300來指定。燃燒器300係經展示為嵌入氣化器302中且在許多方面類似於上述燃燒器100。架構與燃燒器300之噴嘴相關聯之第一凸緣304及與燃燒器 300之本體相關聯之第二凸緣306，以使得螺釘308插穿過本體之凸緣306且插入噴嘴之凸緣304中。因此，噴嘴之凸緣304包括複數個內部螺紋凹座，而本體之凸緣306包括複數個通孔。
燃燒器300另外包括用於保護螺釘308中每一者之至少一部分的覆蓋物310。覆蓋物310包括兩個形成大體上90°角之元件。
圖7中說明根據本發明技術之第三替代性實施構造之燃燒器且其一般由參考數字400來指定。燃燒器400係經展示為嵌入氣化器402中且在許多方面類似於上述燃燒器300，但包括用於保護螺釘406中每一者之至少一部分的圓形覆蓋物404。另外，燃燒器400包括五個插入物408、410、412、414、416，而非四個。
參看圖8，說明燃燒器100、200、300、400中任一者之例示性應用。圖8展示用以將一般為固體之原料轉化為氣體產物之氣化反應器500。舉例而言，氣化反應器500可使諸如煤及/或石油焦炭之含碳原料氣化以產生諸如氫氣之所需氣體產物。所說明之氣化反應器500為包含第一級反應器區段502及第二級反應器區段504之兩級氣化反應器系統。第一級反應器區段502界定第一反應區且包含複數個可操作以將原料排放至第一反應區502中之入口506、508。第二級反應器區段504一般定位於第一級反應器區段502上方且界定第二反應區。上述燃燒器100、200、300、400中之任一者均可嵌入入口506、508之每一者中。
儘管已參考隨附圖式中所說明之較佳實施例來描述本發明之技術，但應注意在不脫離如申請專利範圍中所述之本發明範疇的情況下，本文中可採用等效物且進行取代。
如本文中所用，術語"一"及"該"意謂一或多個。
如本文中所用，術語"及/或"當用於具有兩個或兩個以上項目之清單中時，意謂可獨立採用所列項目中之任一者，或可採用所列項目中兩者或兩者以上之任何組合。舉例而言，若將組合物描述為含有組份A、B及/或C，則該組合物可含有單獨之A；單獨之B；單獨之C；組合之A與B；組合之A與C；組合之B與C；或組合之A、B及C。
如本文中所用，術語"包含"為開放式過渡術語，其用以自該術語前所述之主題過渡至該術語後所述之一或多個要素，其中該過渡術語後所列之一或多個要素不必要為構成主題之唯一要素。
如本文中所用，術語"含有"與上文提供之"包含"具有相同之開放式含義。
如本文中所用，術語"具有"與上文提供之"包含"具有相同之開放式含義。
如本文中所用，術語"包括"與上文提供之"包含"具有相同之開放式含義。
具有因此所述之本發明技術之較佳實施，經主張為新穎且需要由專利證書(Letters Patent)保護之內容包括以下申請專利範圍。
100‧‧‧燃燒器
102‧‧‧本體
104‧‧‧噴嘴
106‧‧‧本體之原料出口
108‧‧‧本體之原料通道
110‧‧‧本體之氧化劑出口
112‧‧‧本體之氧化劑通道
114‧‧‧本體之第一冷卻劑管道
116‧‧‧本體之第二冷卻劑管道
118‧‧‧本體之冷卻劑管道壁
120‧‧‧本體之凸緣
122‧‧‧螺釘/連接元件/初始螺釘
124‧‧‧噴嘴之入口
126‧‧‧噴嘴之出口
128‧‧‧通道
130‧‧‧冷卻夾套
132‧‧‧噴嘴之第一冷卻劑管道
134‧‧‧噴嘴之第二冷卻劑管道
136‧‧‧噴嘴之冷卻劑管道壁
138‧‧‧噴嘴之凸緣
140‧‧‧可鑄耐火材料
142‧‧‧連接元件
144‧‧‧第一插入物
146‧‧‧第二插入物
148‧‧‧第三插入物
150‧‧‧第四插入物
152‧‧‧第一插入物擋板
154‧‧‧第二插入物擋板
156‧‧‧耐磨上覆層
158‧‧‧第一o形環
160‧‧‧第二o形環
162‧‧‧保護性覆蓋物
164‧‧‧氣化反應器
166‧‧‧熱面耐火材料
168‧‧‧隔熱耐火磚
170‧‧‧可撓性絕緣材料
200‧‧‧燃燒器
202‧‧‧氣化器
204‧‧‧冷卻劑夾套
206‧‧‧插入物
208‧‧‧插入物
300‧‧‧燃燒器
302‧‧‧氣化器
304‧‧‧第一凸緣/噴嘴之凸緣
306‧‧‧第二凸緣/本體之凸緣
308‧‧‧螺釘
310‧‧‧覆蓋物
400‧‧‧燃燒器
402‧‧‧氣化器
404‧‧‧圓形覆蓋物
406‧‧‧螺釘
408‧‧‧插入物
410‧‧‧插入物
412‧‧‧插入物
414‧‧‧插入物
416‧‧‧插入物
500‧‧‧氣化反應器
502‧‧‧第一級反應器區段/第一反應區
504‧‧‧第二級反應器區段
506‧‧‧入口
508‧‧‧入口
圖1為包括經由複數個螺釘固定於燃燒器本體之可拆卸噴嘴的第一燃燒器之一部分的側面正視截面圖；圖2為圖3之燃燒器的側面正視截面圖，其更細節說明噴嘴；圖3說明嵌入氣化器中之圖3燃燒器；圖4為圖3之燃燒器的正視圖；圖5為包括經由複數個螺釘固定於燃燒器本體之可拆卸噴嘴的第二燃燒器之一部分的側面正視截面圖；圖6為包括經由複數個螺釘固定於燃燒器本體之可拆卸噴嘴的第三燃燒器之一部分的側面正視截面圖；圖7為包括經由複數個螺釘固定於燃燒器本體之可拆卸噴嘴的第四燃燒器之一部分的側面正視截面圖；且圖8為例示性氣化反應器之側面正視圖，其中可應用根據本發明技術之原理構造之燃燒器。
100‧‧‧燃燒器
102‧‧‧本體
104‧‧‧噴嘴
108‧‧‧原料通道
112‧‧‧氧化劑通道
114‧‧‧本體之第一冷卻劑管道
116‧‧‧本體之第二冷卻劑管道
118‧‧‧冷卻劑管道壁
120‧‧‧本體之凸緣
122‧‧‧螺釘/連接元件/初始螺釘
124‧‧‧噴嘴之入口
126‧‧‧噴嘴之出口
128‧‧‧通道
130‧‧‧冷卻夾套
140‧‧‧可鑄耐火材料
142‧‧‧連接元件
144‧‧‧第一插入物
146‧‧‧第二插入物
148‧‧‧第三插入物
150‧‧‧第四插入物
152‧‧‧第一插入物擋板
154‧‧‧第二插入物擋板
156‧‧‧耐磨上覆層
162‧‧‧保護性覆蓋物

Claims (37)

  1. 一種燃燒器，其係用於將氧化劑及氣化原料運輸至反應室，該燃燒器包含：本體，其界定氧化劑入口、原料入口、本體出口及一或多個用於將該氧化劑自該氧化劑入口運輸至該本體出口且用於將該氣化原料自該原料入口運輸至該本體出口之通道；噴嘴，其界定噴嘴入口及噴嘴出口，其中該噴嘴入口係經架構成接收來自該本體出口之該氧化劑及該氣化原料且該噴嘴出口係經架構成將該氧化劑及該氣化原料排放至該反應室中；及至少一個連接元件，其係用於將該噴嘴可移除地連接至該本體，以使得當該噴嘴連接至該本體時，該噴嘴入口係與該本體出口流體流通，其中該本體另外包含本體冷卻劑管道且該噴嘴另外包含噴嘴冷卻劑管道，其中當該噴嘴連接至該本體時，該本體冷卻劑管道係與該噴嘴冷卻劑管道流體流通，及其中該噴嘴界定用於將該氧化劑及該氣化原料自該噴嘴入口運輸至該噴嘴出口之噴嘴通道，其中該噴嘴另外包含外接該噴嘴通道之至少一部分的耐磨插入物。
  2. 如請求項1之燃燒器，其中該噴嘴界定用於將該氧化劑及該氣化原料自該噴嘴入口運輸至該噴嘴出口之噴嘴通道，其中該噴嘴通道之開口面積在該噴嘴出口處小於在該噴嘴入口處。
  3. 如請求項1之燃燒器，其另外包含外接該冷卻劑管道之至少一部分的耐火材料。
  4. 如請求項1之燃燒器，其中該耐磨插入物包含碳化鎢及/或碳化矽。
  5. 如請求項1之燃燒器，其中該噴嘴另外包含外接該耐磨插入物之至少一部分的導熱材料。
  6. 如請求項5之燃燒器，其另外包含靠近該噴嘴出口之第一插入物擋板及靠近該本體出口之第二插入物擋板，其中該第一插入物擋板及該第二插入物擋板將該耐磨插入物及該導熱材料固定於適當位置。
  7. 如請求項5之燃燒器，其中該噴嘴冷卻劑管道外接該耐磨插入物及該導熱材料。
  8. 如請求項1之燃燒器，其另外包含自該本體放射狀地向外延伸之第一凸緣及自該噴嘴放射狀地向外延伸之第二凸緣，其中該至少一個連接元件將該第一凸緣與該第二凸緣彼此固定。
  9. 如請求項8之燃燒器，其中該第一凸緣與該第二凸緣中之一者包括一或多個內部螺紋螺釘接收凹座，其中該第一凸緣與該第二凸緣中之另一者包括一或多個與該等內部螺紋凹座對準之通孔。
  10. 如請求項9之燃燒器，其中該至少一個連接元件包括至少一個經由該等通孔中之一者而延伸且螺紋式嚙合該等螺釘接收凹座中之一者的螺釘。
  11. 如請求項10之燃燒器，其另外包含用於保護該至少一個 螺釘之一頭的保護性元件。
  12. 如請求項1之燃燒器，其中該噴嘴入口之內徑係在約四吋至約十四吋之範圍內，其中該噴嘴出口之內徑係在約兩吋至約十二吋之範圍內。
  13. 一種燃燒器，其包含：本體，其包括：本體入口、本體出口、將該本體入口與該本體出口互連之本體通道、靠近該本體出口而定位之本體凸緣，及本體冷卻劑管道；及噴嘴，其包括：噴嘴入口、噴嘴出口、將該噴嘴入口與該噴嘴出口互連之噴嘴通道、一般為截頭圓錐體形狀之冷卻夾套，其包含至少一個噴嘴冷卻劑管道，其中該冷卻夾套至少部分地環繞該噴嘴通道之至少一部分，及自該冷卻夾套放射狀地向外延伸之噴嘴凸緣；及至少一個螺釘，其係用於將該噴嘴凸緣可移除地連接至該本體凸緣，其中當該噴嘴連接至該本體時，該本體出口係與該噴嘴入口流體連通且該本體冷卻劑管道係與該噴嘴冷卻劑管道流體連通，其中該噴嘴另外包含外接該噴嘴通道之至少一部分且 界定該噴嘴通道之至少一部分之內表面的耐磨插入物。
  14. 如請求項13之燃燒器，其中該噴嘴入口之內徑係在約四吋至約十四吋之範圍內，其中該噴嘴出口之內徑係在約兩吋至約十二吋之範圍內。
  15. 如請求項13之燃燒器，其另外包含塗覆於該冷卻夾套之外表面的可鑄耐火材料。
  16. 如請求項13之燃燒器，其中該耐磨插入物包含碳化鎢及/或碳化矽。
  17. 如請求項13之燃燒器，其中該噴嘴另外包含外接該耐磨插入物之至少一部分的導熱材料。
  18. 如請求項17之燃燒器，其另外包含靠近該噴嘴出口之第一插入物擋板及靠近該本體出口之第二插入物擋板，其中該第一插入物擋板及該第二插入物擋板將該耐磨插入物及該導熱材料固定於適當位置。
  19. 如請求項17之燃燒器，其中該噴嘴冷卻劑管道外接該耐磨插入物及該導熱材料。
  20. 如請求項13之燃燒器，其另外包含外接該噴嘴冷卻劑管道之至少一部分的耐火材料。
  21. 一種氣化反應器系統，其係用於氣化原料，該氣化反應器系統包含：界定第一反應區之第一級反應器區段，其中該第一級反應器區段包含複數個可操作以將該原料排放至該反應區中之入口；安置於該等入口之每一者中之燃燒器，其中各燃燒器 包含：燃燒器本體，其界定本體入口、本體出口及用於在該本體入口與該本體出口之間提供流體連道之本體通道，燃燒器噴嘴，其界定噴嘴入口、噴嘴出口及用於在該噴嘴入口與該噴嘴出口之間提供流體連通之噴嘴通道，其中該噴嘴入口之開口面積係大於該噴嘴出口之開口面積，及至少一個連接組件，其係用於將該燃燒器噴嘴可移除地連接至該燃燒器本體，以使得該燃燒器噴嘴入口係與該燃燒器本體出口流體連通；及第二級反應器區段，其一般係定位於該第一級反應器區段上方且界定第二反應區，其中該噴嘴另外包含外接該噴嘴通道之至少一部分的耐磨插入物。
  22. 如請求項21之氣化反應器系統，其中該燃燒器本體另外包含本體冷卻劑管道且該燃燒器噴嘴另外包含噴嘴冷卻劑管道，其中當該噴嘴連接至該本體時，該本體冷卻劑管道係與該噴嘴冷卻劑管道流體流通。
  23. 如請求項22之氣化反應器系統，其另外包含外接該燃燒器噴嘴之該冷卻劑管道之至少一部分的耐火材料。
  24. 如請求項21之氣化反應器系統，其中該耐磨插入物包含碳化鎢及/或碳化矽。
  25. 如請求項21之氣化反應器系統，其中該噴嘴另外包含外 接該耐磨插入物之至少一部分的導熱材料。
  26. 如請求項25之氣化反應器系統，其中該燃燒器另外包含靠近該噴嘴出口之第一插入物擋板及靠近該本體出口之第二插入物擋板，其中該第一插入物擋板及該第二插入物擋板將該耐磨插入物及該導熱材料固定於適當位置。
  27. 如請求項25之氣化反應器系統，其中該噴嘴冷卻劑管道外接該耐磨插入物及該導熱材料。
  28. 如請求項21之氣化反應器系統，其中該燃燒器另外包含自該燃燒器本體放射狀地向外延伸之第一凸緣及自該燃燒器噴嘴放射狀地向外延伸之第二凸緣，其中該至少一個連接組件將該第一凸緣與該第二凸緣彼此固定。
  29. 如請求項28之氣化反應器系統，其中該第一凸緣與該第二凸緣中之一者包括一或多個內部螺紋螺釘接收凹座，其中該第一凸緣與該第二凸緣中之另一者包括一或多個與該等內部螺紋凹座對準之通孔。
  30. 如請求項29之氣化反應器系統，其中該至少一個連接組件包括至少一個經由該等通孔中之一者而延伸且螺紋式嚙合該等螺釘接收凹座中之一者的螺釘。
  31. 如請求項30之氣化反應器系統，其另外包含用於保護該至少一個螺釘之一頭的保護性元件。
  32. 如請求項21之氣化反應器系統，其中該燃燒器噴嘴入口之內徑係在約四吋至約十四吋之範圍內，其中該燃燒器噴嘴出口之內徑係在約兩吋至約十二吋之範圍內。
  33. 一種替換氣化燃燒器之噴嘴的方法，該方法包含： (a)使該氣化燃燒器自氣化反應器解耦；(b)藉由自該氣化燃燒器移除一或多個初始螺釘而使該噴嘴自該氣化燃燒器之本體解耦；(c)使用一或多個替換螺釘及/或該一或多個初始螺釘將新噴嘴耦接至該本體，藉此提供經整修之氣化燃燒器；及(d)使該經整修之氣化燃燒器與該氣化反應器耦接。
  34. 如請求項33之方法，其另外包含將可鑄耐火材料塗覆於該新噴嘴之外表面，且在加熱室中加熱具有該可鑄耐火材料之該新噴嘴，之後使該新噴嘴與該本體耦接，藉此固化該可鑄耐火材料。
  35. 如請求項33之方法，其另外包含將至少一個管狀插入物與擋板環相抵而置放於該本體中，之後使該新噴嘴與該本體耦接。
  36. 如請求項33之方法，其另外包含使該新噴嘴之一或多個噴嘴連接開口與一或多個本體連接開口對準且經由該一或多個噴嘴連接開口及該一或多個本體連接開口插入該一或多個替換螺釘，藉此使該新噴嘴與該本體耦接。
  37. 如請求項33之方法，其另外包含使該新噴嘴之噴嘴冷卻劑管道與本體冷卻劑管道對準，以使得該噴嘴冷卻劑管道與該本體冷卻劑管道流體連通。
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