[其他]用烃燃料生产合成气的方法

说明书

本发明是关于通过液态或浆状态烃燃料与由氧或含氧气体组成的氧化剂进行部分燃烧来生产合成气的方法。

可以把烃燃料与低于化学计量的氧或如象空气的含氧气体进行受控反应转变成合成气，这合成气主要是由氢和一氧化碳的混合物所组成。这样产生的气体可以例如用作制取化学产品的原料，用作还原剂和洁净燃料。

生产合成气的方法，也称气化反应，其基本要求在于，在气化过程中将烃原料与氧化剂进行密切而均匀地混合。如果混合得不均匀，那么所产生的合成气量就会大大减少，其中部分原料发生不充分气化，而另一部分则完全被转变为较低价值的产物，即二氧化碳和水蒸汽。为了满足上述要求，有必要将所提供的烃燃料流破碎成足够小的碎片，以便在将氧化剂引入该燃料流时使烃燃料与氧化剂达到相当均匀的混合。

由烃燃料和氧化剂所形成的反应剂之间的不充分接触，有可能会进一步损坏该过程中所用的设备。如果这些反应剂互相之间没有达到密切接触，那么燃料在反应器内将至少部分沿着独立的轨道前进，该过程就在这反应器中发生。因为反应器充满着主要是已形成的热的一氧化碳和氢，所以氧化剂将迅速与这些气体起反应，而不与燃料起反应。如果氧化剂由氧或含有游离氧的气体所构成，那么反应将是放热的，由二氧化碳和水蒸汽组成的燃烧产物将是很热的。这些燃烧产物也将沿着独立轨道前进，使得与反应器中相当冷的燃料流接触不良。上述现象将会使反应器中形成局部热点，因此可能损坏反应器的耐火材料衬里和所用的燃烧器。如果要加工处理相当重质的燃料，那么上述损坏过程设备的危险甚至会变得更严重，这是因为当这些燃料与游离氧一起气化时，会释放出相当大量的反应热。

反应剂的充分混合可以在燃烧器本身当中达到。然而，这个方案的缺点在于，尤其在通常的高压气化情况下，燃烧器的设计和运转是很苛刻的，其原因在于，混合时刻与燃料/氧混合物进入反应区的时刻之间所经历的时间应该总是比混合物的燃烧诱导时间短。此外，燃烧器中混合物的速度应该比火焰扩散速度大，以免回火。然而，在气化压力升高时，燃烧诱导时间缩短，而火焰扩展速度则会增大。如果燃烧器是在相当低的燃烧负荷下运转，或者，换言之，如果燃料/氧混合物在燃烧器中的速度是相当低，那么燃烧诱导时间和（或）回火情况可能容易在燃烧器本身当中达到，结果造成过热，因而可能会严重损坏燃烧器。

如果燃料和氧化剂在反应区的燃烧器外面混合，那么上述过早燃烧和回火的危险就会被消除。在这种情况下需要采取特别措施，以确保如上述所论述的那样对燃料有效气化所需的反应剂的适当混合。在燃烧器外面的反应区中进行混合燃料和氧化剂的另一复杂情况在于，由于氧与存在于反应区的已形成的合成气过早接触所产生的热火焰，就会有面向反应区的燃烧器前部产生过热的危险。为了促进燃料与氧化剂密切混合已经提出将氧化剂以高速射流注入燃料的中央核心流中。虽然这种高速射流对于分散燃料流是有利的，但是它们可能对燃烧器的前部有不良影响，即它们可能容易引起反应器的热气体沿着燃烧器前部产生抽吸作用。

本发明的目的是要提供一种用液态或浆状的烃燃料生产合成气的方法，它可以在高燃料负荷下操作，并且可以从实质上消除减少产品或损坏所用设备的危险。

按照本发明的方法，包括使用至少一个燃烧器，它是由一个把低速氧化剂的中央出口通道密封的外壳组成，该通道被一个高速氧化剂的第一个环形出口通道所包围，而这第一个环形出口通道被输送烃燃料的第二个环形出口通道所包围，所说的第二个环形出口通道的出口部分是倾斜的且朝向第一个环形出口通道。

按照本发明，提供了一种采用液态或浆状烃燃料与由氧或含氧气体组成的氧化剂发生部分燃烧来生产合成气的方法，它包括引入低速烃燃料流，高速氧化剂流和低速氧化剂流，分别通过一个或多个燃烧器的第二个环形出口通道，第一个环形出口通道和中央出口通道进入反应区，并且让烃燃料与氧化剂进行反应。

按照本发明，从要用的第二个环形出口通道出来的低速烃燃料被从第一个环形出口通道出来的高速氧化剂流所分散，因而事实上在氧化剂周围形成一个屏蔽，由此防止氧化剂与已形成的合成气的过早接触。