用于燃烧含有一氧化碳的燃料气体的工艺燃烧器和方法

文档序号:1858510 发布日期:2021-11-19 浏览:23次 >En<

阅读说明:本技术 用于燃烧含有一氧化碳的燃料气体的工艺燃烧器和方法 (Process burner and method for burning a fuel gas containing carbon monoxide ) 是由 安东尼奥·柯西亚 K·巴特尔斯 于 2021-04-27 设计创作,主要内容包括:本发明涉及一种用于用气态辅助介质燃烧多种燃料气体的工艺燃烧器,其中,这些燃料气体之一包括一氧化碳(CO)。根据本发明的工艺燃烧器包括第一燃料气体单元、第二燃料气体单元、和辅助介质单元。例如,将包含天然气的第一燃料气体经由在燃烧区区域内的第一燃料气体喷嘴被引入工艺燃烧器中。将含有一氧化碳的燃料气体经由该第二燃料气体单元引入该工艺燃烧器中,其中,用于引入含有一氧化碳的燃料气体的第二燃料气体喷嘴布置在该辅助介质单元的区域中。该辅助介质单元中与该燃烧区相比较低的温度使得能有效地减少或完全避免一氧化碳结焦而形成固体碳。(The invention relates to a process burner for combusting a plurality of fuel gases with a gaseous auxiliary medium, wherein one of the fuel gases comprises carbon monoxide (CO). The process burner according to the invention comprises a first fuel gas unit, a second fuel gas unit, and an auxiliary medium unit. For example, a first fuel gas comprising natural gas is introduced into the process combustor via a first fuel gas nozzle within the combustion zone region. Introducing a fuel gas containing carbon monoxide into the process burner via the second fuel gas unit, wherein a second fuel gas nozzle for introducing the fuel gas containing carbon monoxide is arranged in the region of the auxiliary medium unit. The lower temperature in the secondary media unit compared to the combustion zone allows for effective reduction or complete avoidance of carbon monoxide coking to form solid carbon.)

用于燃烧含有一氧化碳的燃料气体的工艺燃烧器和方法

技术领域

本发明一种用于用气态辅助介质燃烧多种燃料气体的工艺燃烧器,其中,这些燃料气体之一包括一氧化碳(CO)。本发明涉及一种包括根据本发明的工艺燃烧器的蒸汽重整器或蒸汽裂解器。本发明进一步涉及一种用于在工艺燃烧器中用气态辅助介质燃烧多种燃料气体的方法,其中,该工艺燃烧器包括第一燃料气体单元、第二燃料气体单元、以及辅助介质单元,并且其中,这些燃料气体之一包括一氧化碳(CO)。本发明进一步涉及根据本发明的工艺燃烧器在根据本发明的方法中的用途。

背景技术

工艺燃烧器用于石油化工和化学加工行业的加热设备和加热炉中。例如,工艺燃烧器用作蒸汽重整器中的加热设备,用于加热竖直地布置在炉中的反应管。在这些反应管中进行的是天然气或其他适合的含碳原料与蒸汽在镍催化剂上的反应,以形成合成气作为主要产物。合成气是氢气、一氧化碳和不期望副产物(比如二氧化碳)的混合物。

如果生产合成气主要是用于生产氢气,则通过已知的水煤气变换反应将一氧化碳进一步转化为氢气和二氧化碳,或者将一氧化碳从主要合成气混合物中去除。这可以例如使用变压吸附设备来实现。在这样的过程中,通常需要将一部分一氧化碳再循环至工艺燃烧器用作燃料。可设想多种另外的情形,在其中将一氧化碳用作工艺燃烧器的燃料。

在一氧化碳与氧气燃烧以产生二氧化碳时,根据以下等式,实际的燃烧反应与放热的布多阿尔(Boudouard)反应(也称为布多阿尔平衡)竞争:

其中,根据勒夏特列(Le Chatelier)原理,高压和低温有利于形成固体碳和二氧化碳。然而,甚至在耐火瓦(还称为燃烧器块)区域内的燃烧区中占优势的高温下,工艺燃烧器仍遭受由于固体碳沉积而导致的燃料气体导管、燃烧器喷枪或燃烧器喷嘴结焦的问题。无论是将一氧化碳单独引入还是与其他燃料气体混合引入燃烧器系统中,都是如此。前述沉积导致所述部件中的阻塞,这增加了维护成本并导致燃烧低效。

例如,在EP 1 736 707 A2中描述了一种用于将由至少氢气和一氧化碳构成的混合燃料注入气体涡轮机的燃烧腔室中的燃烧器。

因此,由于某些燃烧器部件中的碳沉积问题,需要改进使用一氧化碳作为燃料的已知燃烧器,并且需要改进用于燃烧含一氧化碳的燃料气体的对应的已知方法。

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