[发明专利]一种用于制甲醇合成气的金属烧嘴

说明书

技术领域

本发明涉及以天然气转化工艺和焦炉气催化部分氧化工艺的纯氧金属烧嘴，其中天然气转化工艺包括：纯氧二段转化工艺、纯氧部分氧化工艺。

背景技术

甲醇是除合成氨外，唯一由煤经气化和天然气经重整大规模合成的化学品，是重要的一碳化工基础产品和有机化工原料。甲醇合成技术的原料有多种，如：天然气，焦炉煤气，煤炭、煤层气、原油、重油、焦油等，因而其原料的制气方法及工艺路线也千差万别。

以天然气和焦炉煤气为原料的制甲醇转化工艺，其合成气（H₂、CO和CO₂）的制备的核心设备都是烧嘴。国内早期转化炉大多采用耐热浇注料，烧嘴均采用刚玉砖堆砌而成，原料气（天然气或焦炉气等）与氧气混合不均匀，经常出现燃料介质在炉内局部过烧，烧损刚玉砖烧嘴和炉内耐火浇注料等情况，企业经常被动停车，检修转化炉，给企业的安全生产带来隐患，同时烧损的转化炉需要重新对浇注料或刚玉砖进行更换，维修周期长，造成企业经济效益受损。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于制甲醇合成气的金属烧嘴，有效地避免了转化工艺系统非计划停车，使金属烧嘴可以长周期安全可靠运行。

本发明的技术方案是：一种用于制甲醇合成气的金属烧嘴，其特征是在烧嘴体侧壁上设有通入烧嘴体内部的冷却水入口和冷却水出口，在烧嘴体入口端设有氧气/蒸汽入口，在烧嘴体伸入炉内部分设有保护套筒，在烧嘴体头部前端位置设有气体分布器，气体分布器和烧嘴体通过斜拉肋固定。

其中在保护套筒内填充隔热棉。

在烧嘴体上设有烧嘴与炉体连接法兰。

冷却水入口和冷却水出口与烧嘴体侧壁通过冷却水入口法兰和冷却水出口法兰连接。

保护蒸汽入口与烧嘴体侧壁通过保护蒸汽入口法兰连接。

氧气/蒸汽入口与烧嘴体通过氧气/蒸汽入口法兰连接。

本发明可以有效地将氧气通过纯氧金属烧嘴均匀的与原料气（天然气或焦炉气等）混合，燃料介质集中在纯氧金属烧嘴喷头前段中心部位燃烧，可以避免转化工艺系统非计划停车，纯氧金属烧嘴可以长周期安全可靠运行。

附图说明

图1是本发明金属烧嘴结构示意图。

图2是本发明金属烧嘴安装结构示意图。

图3是现有技术的金属烧嘴安装结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

如图1所示，本发明金属烧嘴包括：氧气/蒸汽入口法兰1，保护蒸汽入口法兰2，冷却水入口法兰3，冷却水出口法兰4，烧嘴与炉体连接法兰5，保护套筒6，隔热棉7，斜拉肋8，气体分布器9，烧嘴体10，焦炉气/天然气入口11。

在烧嘴体10侧壁上设有通入烧嘴体内部的冷却水入口和冷却水出口，在烧嘴体10侧壁上还设有通入烧嘴体内部的保护蒸汽入口，在烧嘴体10入口端设有氧气/蒸汽入口，在烧嘴体10伸入炉内部分设有保护套筒6，在烧嘴体10头部前端位置设有气体分布器9，气体分布器9和烧嘴体10通过斜拉肋8固定。通过法兰5将烧嘴体10与炉体连接。

如图2所示，氧气/蒸汽入口改为通过金属烧嘴入口端垂直中心轴线方向喷入炉内，而焦炉气/蒸汽保持水平沿炉内切线方向喷入不变。

经预热的氧气/蒸汽通过氧气/蒸汽入口由耐热浇注料及刚玉砖砌成的氧气烧嘴进入转化炉燃烧空间12，与被加热到660℃左右后的焦炉气/蒸汽由焦炉气/蒸汽入口喷入燃烧空间12后迅速燃烧，燃烧后的气体温度可达1400℃以上，气体通过镍催化层13进行转化反应，经过转化反应后的转化气通过转化气出口14去合成氨或甲醇。氧气/蒸汽通过氧气烧嘴进入炉内，瞬间与预热后的高温焦炉气（天然气）燃烧。

如图3所示，原来耐热浇注料及刚玉砖砌成的氧气烧嘴在实际生产中发现存在以下问题：原料气（天然气或焦炉气等）与氧气混合不均匀，经常出现大部分气体没有主要在燃烧空间12内燃烧，造成氧气/蒸汽入口周围温度超高，烧损刚玉砖烧嘴和炉内耐火浇注料等情况。由于氧气/蒸汽入口和焦炉气/蒸汽入口均为水平沿炉内切线方向喷入，高温燃料焦炉气（天然气）在遇到高温氧化剂氧气（富氧）后达到燃点立刻在氧气烧嘴周围燃烧，造成氧气烧嘴及其周围经常无规律的烧损，甚至将氧气/蒸汽入口烧坏。

本发明金属烧嘴改变了原耐热浇注料及刚玉砖砌成的氧气烧嘴燃烧火焰在炉内壁附近燃烧的缺点，将氧气燃烧火焰集中在炉膛内垂直中心线上，这样就避免了高温区将耐热浇注料及刚玉砖经常烧损而造成转化炉被动停车给企业带来经济损失。