專利名稱：煤氣化燒嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燒嘴，具有燒嘴頭和設(shè)置在燒嘴頭中的由金屬制成的燒嘴管，用 于將至少一種燃料和氧化劑輸送到反應(yīng)室中，其中，燒嘴管中的至少一個(gè)設(shè)有由陶瓷材料 制成的覆層，覆層完全地或者部分地覆蓋燒嘴管的內(nèi)表面或者外表面。
背景技術(shù)：
例如在生成合成氣時(shí)使用這樣的燒嘴，以便將煤漿(Kohleslurry)以及氧化劑通 過分開的輸送通道引入到反應(yīng)室中，在那里通過部分氧化來轉(zhuǎn)化它。該轉(zhuǎn)化典型地在1到 約80bar之間的壓力下進(jìn)行，其中，火焰溫度達(dá)到1200-2000°C。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，燒嘴的壽命在這樣的使用條件下僅為幾個(gè)月，因?yàn)闊斐惺芎艽?的熱負(fù)荷并且煤漿在輸送通道中較強(qiáng)地磨蝕材料。在使用空氣作為氧化劑時(shí)，燒嘴通常通 過吸入的空氣來冷卻。如果使用技術(shù)上的純氧或者富氧的空氣，則大多通過冷卻水進(jìn)行冷 卻。為此，燒嘴通常在它的端側(cè)具有冷卻通道并且可通過焊接上的冷卻水螺旋槳被供給冷 卻水。冷卻螺旋槳易于開裂，因此是這種燒嘴的另一弱點(diǎn)。在歐洲專利文獻(xiàn)EP 0 868 394 Bl中描述一種氣體冷卻的燒嘴，具有至少一個(gè)金 屬燒嘴管，該燒嘴管在它的反應(yīng)室側(cè)端部上具有由陶瓷制成的環(huán)，用于保護(hù)免受過高的熱 負(fù)荷。該專利文獻(xiàn)指出，該環(huán)通過焊接與該燒嘴管的金屬部件連接。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，陶瓷和金屬 之間的焊接連接是有問題的，特別是在高溫下不耐久。在歐洲專利文獻(xiàn)EP 0 312 133 Bl中描述了一種氣體冷卻的燒嘴，該燒嘴具有薄 壁的罩管，該罩管由陶瓷制成或者用陶瓷來覆蓋。在此，該罩管包圍并保護(hù)形成用于燃料和 氧化劑的輸送通道的內(nèi)置件，并且與燒嘴頭的由金屬制成的部件氣密地連接，其中，這些件 應(yīng)可自由地?zé)崤蛎?。存在于罩管兩?cè)之間的壓力差越大越難滿足這種要求，所需的結(jié)構(gòu)措 施越繁復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，給出一種所述類型的燒嘴，該燒嘴克服了現(xiàn)有技術(shù)的這 些缺陷。根據(jù)本發(fā)明，提出一種燒嘴，它具有一燒嘴頭和一些設(shè)置在燒嘴頭中的由金屬制 成的燒嘴管，用于將至少一種燃料和氧化劑輸送到反應(yīng)室中，其中，這些燒嘴管中的至少一 個(gè)設(shè)有由陶瓷材料制成的覆層，該覆層完全地或者部分地覆蓋該燒嘴管的內(nèi)表面或者外表 面，其中，該陶瓷覆層通過形狀鎖合(Formschluss)與該金屬燒嘴管連接。陶瓷覆層和金屬燒嘴管之間的形狀鎖合優(yōu)選這樣地實(shí)施，使得在燒嘴運(yùn)行期間在 這兩個(gè)件之間始終存在間隙。由此能夠可靠地避免由于不同的熱膨脹所造成的應(yīng)力，這些 應(yīng)力容易導(dǎo)致?lián)p害。陶瓷覆層以符合目的的方式這樣設(shè)置在燒嘴頭中，使得它僅支撐在金屬燒嘴管 上，其中，即使在不利的運(yùn)行條件下它也不與燒嘴頭的其余部件接觸。該陶瓷覆層尤其在燒嘴頭和燒嘴管之間的連接方面不起作用。僅燒嘴管的金屬部件參與該連接，因此該連接能 夠以低的費(fèi)用持久地而且氣密地或者流體密封地實(shí)施。陶瓷覆層的任務(wù)在于，保護(hù)燒嘴的金屬部件，以延長燒嘴壽命。因此，陶瓷覆層有 意義地設(shè)置在在燒嘴運(yùn)行時(shí)承受高的熱負(fù)荷和/或機(jī)械負(fù)荷的部位上。相反，負(fù)荷不高的 部位的覆層則造成較高成本，而沒有必然導(dǎo)致燒嘴壽命的延長。因?yàn)闊旃艿姆磻?yīng)室側(cè)端 部通常比它的相反側(cè)冷端部負(fù)荷更高，所以本發(fā)明燒嘴的一種優(yōu)選實(shí)施例規(guī)定，陶瓷覆層 設(shè)置在燒嘴管的反應(yīng)室側(cè)端部上并且在縱向上僅在燒嘴管長度的一部分上延伸。在此，該 陶瓷覆層可以與燒嘴管齊平地終止或者突出于燒嘴管。陶瓷覆層優(yōu)選由一個(gè)件組成并且實(shí)施為套筒，該套筒可設(shè)置在燒嘴管的內(nèi)部或外 側(cè)。該陶瓷覆層可由在燒嘴使用期間所遇到的條件下耐久的任意陶瓷構(gòu)成。然而它優(yōu)選由 氮化硅、碳化硅或者氧化鋁構(gòu)成。通過該陶瓷覆層，燒嘴管在燒嘴運(yùn)行期間在它的頂端所承受的熱負(fù)荷減小。此外 保護(hù)燒嘴管的金屬材料免受例如在將固體微粒經(jīng)過燒嘴管導(dǎo)入到反應(yīng)室中時(shí)所出現(xiàn)的機(jī) 械侵蝕。在煤炭部分氧化情況下使用的反應(yīng)燒嘴負(fù)荷特別高，其中，煤炭以煤漿或者煤粉的 形式經(jīng)過一個(gè)或者多個(gè)作為輸送通道的燒嘴管被導(dǎo)入到反應(yīng)室中。因此，本發(fā)明一優(yōu)選構(gòu) 型規(guī)定，該陶瓷覆層限界輸送通道，通過該輸送通道可將煤漿或者煤粉作為燃料導(dǎo)入到反 應(yīng)室中。在過去經(jīng)受了考驗(yàn)的是，使用對(duì)于被稱為金屬塵化的腐蝕形式較不敏感的燒嘴 管，這些燒嘴管因此尤其在部分氧化期間所出現(xiàn)的條件下具有高壽命。因此，本發(fā)明燒嘴的 另一優(yōu)選構(gòu)型規(guī)定，燒嘴的一個(gè)或者多個(gè)燒嘴管至少在其反應(yīng)室側(cè)端部上由相對(duì)于金屬塵 化耐久的金屬合金、尤其由高溫耐蝕的、例如含鋁的鐵合金構(gòu)成。本發(fā)明尤其適用于應(yīng)用在其燒嘴管具有圓形橫截面并且相互同心地布置的燒嘴 中。但本發(fā)明的應(yīng)用不局限于這樣的燒嘴。原則上，根據(jù)本發(fā)明的燒嘴可應(yīng)用在多種應(yīng)用情況下。但它特別有利地可作為反 應(yīng)燒嘴用在一種裝置中，在該裝置中，含碳的材料通過部分氧化轉(zhuǎn)化成合成氣，該合成氣包 含作為主成分的一氧化碳和氫。


下面根據(jù)在圖1中示意性示出的實(shí)施例詳細(xì)地解釋本發(fā)明。
具體實(shí)施例方式在實(shí)施例中描述反應(yīng)燒嘴的燒嘴頭的一部分，通過該燒嘴頭能夠?qū)⒚簼{作為燃料 和溫度緩和劑(Temperaturmoderator)以及將氧氣作為氧化劑輸送給反應(yīng)室，以便在那里 通過部分氧化來轉(zhuǎn)化。該燒嘴頭包括三個(gè)同心布置的燒嘴管A、I和Z，這些燒嘴管分別具有圓形的橫截 面。經(jīng)過該由外部燒嘴管A和內(nèi)部燒嘴管I形成的輸送通道以及經(jīng)過中心燒嘴管Z可以將 氧氣0導(dǎo)入到位于下游的反應(yīng)室(沒有示出)中，而為了輸送煤漿K設(shè)置了由內(nèi)部燒嘴管I 和中心燒嘴管Z形成的輸送通道。在燒嘴運(yùn)行時(shí)，內(nèi)部燒嘴管I的反應(yīng)室側(cè)端部承受強(qiáng)烈 的熱負(fù)荷，因?yàn)樗鼉H被氧氣流相對(duì)弱地冷卻。為了避免損害內(nèi)部燒嘴管I，該內(nèi)部燒嘴管具有端部塊E，該端部塊由金屬合金制成，該金屬合金例如相對(duì)于金屬塵化具有高耐久性。該 內(nèi)部燒嘴管I在它的內(nèi)側(cè)設(shè)有陶瓷覆層V，通過該陶瓷覆層首先保護(hù)端部塊E免受由煤漿產(chǎn) 生的機(jī)械負(fù)荷。由耐磨材料如碳化硅或者氮化硅制成的該陶瓷覆層V以套筒形式構(gòu)造，該 套筒與該內(nèi)部燒嘴管I形狀鎖合地連接。
權(quán)利要求
燒嘴，具有一燒嘴頭和一些設(shè)置在燒嘴頭中的由金屬制成的燒嘴管(A，I，Z)，用于將至少一種燃料(K)和氧化劑(O)輸送到反應(yīng)室中，其中，這些燒嘴管(I)中的至少一個(gè)設(shè)有由陶瓷材料制成的覆層(V)，該覆層完全地或者部分地覆蓋該燒嘴管的內(nèi)表面或者外表面，其特征在于，該陶瓷覆層(V)通過形狀鎖合與該金屬燒嘴管(I)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的燒嘴，其特征在于，所述陶瓷覆層(K)在該燒嘴管(I)的反應(yīng)室側(cè) 端部上突出于該燒嘴管(I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的燒嘴，其特征在于，所述陶瓷覆層(V)實(shí)施為套筒。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的燒嘴，其特征在于，所述陶瓷覆層(V)由氮化硅或者碳化 硅或者氧化鋁構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的燒嘴，其特征在于，所述陶瓷覆層(V)限界一輸送通道， 作為燃料的煤漿(K)可通過該輸送通道導(dǎo)入到反應(yīng)室中。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5之一的燒嘴，其特征在于，一個(gè)或者多個(gè)燒嘴管(I)至少在其反 應(yīng)室側(cè)端部上由高溫耐蝕的鐵合金構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一的燒嘴，其特征在于，這些燒嘴管(A，I，Z)相互同心地設(shè)置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種燒嘴，具有燒嘴頭和設(shè)置在燒嘴頭中的由金屬制成的燒嘴管(A，I，Z)，用于將至少一種燃料(K)和氧化劑(O)輸送到反應(yīng)室中，其中，燒嘴管(I)中的至少一個(gè)設(shè)有由陶瓷材料制成的覆層(V)，該覆層完全地或者部分地覆蓋該燒嘴管的內(nèi)表面或者外表面，由此避免熱氣體腐蝕和機(jī)械磨蝕。為了減小作業(yè)在其上的機(jī)械負(fù)荷，該陶瓷覆層(V)通過形狀鎖合與該金屬燒嘴管(I)連接。
文檔編號(hào)C10J3/50GK101928606SQ20101020859
公開日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2010年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月20日
發(fā)明者H·陶茨, J·費(fèi)斯特爾 申請(qǐng)人:林德股份公司