Горелка и способ получения синтез-газа - RU2018115535A
Код документа: RU2018115535A
Формула
1. Горелка для получения синтез-газа за счет частичного окисления жидкого или газообразного углеродсодержащего топлива в присутствии кислородсодержащего окислителя и замедлителя, содержащего пар и/или диоксид углерода, содержащая:
- средство для отдельной подачи в углеродсодержащее топливо кислородсодержащего окислителя и замедлителя,
- центральный первый загрузочный канал, имеющий круглое поперечное сечение, для кислородсодержащего окислителя,
- второй загрузочный канал, который соосно и концентрически окружает первый загрузочный канал с образованием кольцевого зазора между наружной стенкой первого загрузочного канала и внутренней стенкой второго загрузочного канала, через который подается замедлитель,
- третий загрузочный канал, который соосно и концентрически окружает второй загрузочный канал с образованием кольцевого зазора между наружной стенкой второго загрузочного канала и внутренней стенкой третьего загрузочного канала, через который подается топливо, при этом наружная стенка третьего загрузочного канала образует наружную стенку горелки,
- при этом загрузочные каналы выполнены таким образом, чтобы смешивание топлива, замедлителя и окислителя происходило только снаружи горелки.
2. Горелка для получения синтез-газа за счет частичного окисления жидкого или газообразного углеродсодержащего топлива в присутствии кислородсодержащего окислителя и замедлителя, содержащего пар и/или диоксид углерода, содержащая:
- средство для отдельного введения в углеродсодержащее топливо кислородсодержащего окислителя и замедлителя,
- центральный первый загрузочный канал, имеющий круглое поперечное сечение, для топлива,
- второй загрузочный канал, который соосно и концентрически окружает первый загрузочный канал с образованием кольцевого зазора между наружной стенкой первого загрузочного канала и внутренней стенкой второго загрузочного канала, через который подается замедлитель,
- третий загрузочный канал, который соосно и концентрически окружает второй загрузочный канал с образованием кольцевого зазора между наружной стенкой второго загрузочного канала и внутренней стенкой третьего загрузочного канала, через который подается кислородсодержащий окислитель, при этом наружная стенка третьего загрузочного канала образует наружную стенку горелки,
- при этом загрузочные каналы выполнены таким образом, чтобы смешивание топлива, замедлителя и окислителя происходило только снаружи горелки.
3. Горелка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что наружная стенка горелки, разделительная стенка между вторым загрузочным каналом и третьим загрузочным каналом и разделительная стенка между первым загрузочным каналом и вторым загрузочным каналом заканчиваются в общей плоскости, которая проходит перпендикулярно к продольной оси горелки и образует устье горелки.
4. Горелка по любому из предыдущих пунктов, отличающаяся тем, что средства для прохождения жидкого хладоносителя через нее отсутствуют.
5. Горелка по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере один из загрузочных каналов снабжен устройством, создающим завихрение.
6. Горелка по п. 5, отличающаяся тем, что по меньшей мере два загрузочных канала снабжены устройствами, создающими завихрение, при этом направления вращения, сообщаемые средам, проходящим по меньшей мере через два загрузочных канала, являются противоположными друг другу по отношению к продольной оси горелки.
7. Горелка по п. 6, отличающаяся тем, что все загрузочные каналы снабжены устройствами, создающими завихрение, при этом направления вращения сред, которые проходят через первый загрузочный канал и третий загрузочный канал, являются одинаковыми по отношению к продольной оси горелки, и направление вращения замедлителя, проходящего через второй загрузочный канал, является противоположным к ним.
8. Способ получения синтез-газа, содержащего водород и оксиды углерода, за счет частичного окисления жидкого или газообразного углеродсодержащего топлива в присутствии кислородсодержащего окислителя и замедлителя, содержащего пар и/или диоксид углерода, включающий следующие этапы:
(a) предоставление горелки по любому из пп. 1–7,
(b) подачу кислородсодержащего окислителя в первый загрузочный канал, замедлителя во второй загрузочный канал и жидкого или газообразного углеродсодержащего топлива в третий загрузочный канал,
(c) выпуск несмешанных потоков сред из горелки и введение этих потоков в реакционную камеру ниже по потоку от горелки,
(d) обеспечение реакции углеродсодержащего топлива с кислородсодержащим окислителем в реакционной камере при условиях частичного окисления,
(e) выпуск сырого синтез-газа из реакционной камеры и необязательное применение сырого синтез-газа на последующих этапах кондиционирования или обработки.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что скорость выхода замедлителя из устья горелки находится в диапазоне от 20 до 200 м/с, предпочтительно от 50 до 150 м/с, наиболее предпочтительно от 80 до 120 м/с.
10. Способ по п. 8 или 9, отличающийся тем, что отношение скорости выхода замедлителя к скорости выхода окислителя находится в диапазоне от 0,2 до 2,5, предпочтительно от 0,6 до 2,0, наиболее предпочтительно от 1,0 до 1,6.
11. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что отношение скорости выхода замедлителя к скорости выхода топлива находится в диапазоне от 0,2 до 2,0, предпочтительно от 0,4 до 1,6, наиболее предпочтительно от 0,6 до 1,2.
12. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что скорость выхода замедлителя сохраняют постоянной при уменьшении скорости выхода окислителя и/или топлива.
13. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что диоксид углерода отделяют от сырого синтез-газа по меньшей мере на одном из последующих этапов кондиционирования или обработки и по меньшей мере частично повторно подают в качестве замедлителя в горелку.
