專利名稱：燒嘴和二段轉(zhuǎn)化爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及催化反應(yīng)器技術(shù)，尤其是涉及一種燒嘴。另外，本實用新型還涉及一種安裝有上述燒嘴的二段轉(zhuǎn)化爐。
背景技術(shù)：
二段轉(zhuǎn)化爐是以天然氣、焦爐氣、煤氣及煤層氣等為原料，制取合成氣裝置中的重要設(shè)備?，F(xiàn)有的二段轉(zhuǎn)化爐包括爐體、爐體上部的燃燒室和爐體下部的催化劑床層，一段轉(zhuǎn)化氣(煤氣、天然氣或焦爐氣等)預(yù)熱后進入燃燒室，助燃氣(空氣、富氧空氣或氧氣)經(jīng)預(yù)熱后進入燃燒室，一段轉(zhuǎn)化氣與助燃氣在燃燒室內(nèi)進行燃燒反應(yīng)，燃燒產(chǎn)生的氣體充分混合后，進入爐體內(nèi)部的催化劑床層中進行轉(zhuǎn)化反應(yīng)，進行甲烷的深度轉(zhuǎn)化，經(jīng)過轉(zhuǎn)化反應(yīng)的二段轉(zhuǎn)化氣經(jīng)二段轉(zhuǎn)化氣出口排出，用于合成氨或甲醇等產(chǎn)品。在進行本實用新型的研究過程中，實用新型人發(fā)現(xiàn)采用上述現(xiàn)有的二段轉(zhuǎn)化爐， 存在如下技術(shù)缺陷現(xiàn)有的燃燒室上部的燒嘴的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致一段轉(zhuǎn)化氣與助燃氣的混合不均勻，導(dǎo)致燃燒室內(nèi)會產(chǎn)生局部的高溫，容易損壞燃燒室和燒嘴，另外，燒嘴安裝在靠近燃燒室的部位，導(dǎo)致燒嘴容易被燒壞。并且，燃燒室的縮口部的錐角以及燃燒室的高度不合理，也容易產(chǎn)生局部高溫，容易燒壞燃燒室和燒嘴。催化劑床層上部鋪設(shè)的六角磚的通孔布置不合理，使得催化劑床層的溫度不均勻，甲烷轉(zhuǎn)化率降低，催化劑床層局部溫度過高而燒壞催化劑，降低催化劑使用壽命。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供一種燒嘴和二段轉(zhuǎn)化爐，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中燃燒室和燒嘴容易燒壞的缺陷，能夠提高燒嘴和燃燒室的使用壽命，提高甲烷的轉(zhuǎn)化率和催化劑的使用壽命。本實用新型提供了一種燒嘴，包括燒嘴主體和燒嘴孔；所述燒嘴孔均勻布設(shè)在所述燒嘴主體上且每個燒嘴孔的大小相同。優(yōu)選地，所述燒嘴主體為圓盤狀，所述燒嘴孔為多個中心垂直于所述燒嘴主體的圓孔。優(yōu)選地，相鄰的燒嘴孔的中心距離相等。本實用新型還提供一種二段轉(zhuǎn)化爐，包括爐體、位于爐體上部的燃燒室和位于爐體下部的催化劑床層，所述燃燒室內(nèi)安裝有上述實用新型內(nèi)容中所述的燒嘴。優(yōu)選地，所述燒嘴安裝在靠近所述燃燒室頂部的位置。優(yōu)選地，所述燃燒室靠近中部的位置為錐形的縮口部，所述縮口部的錐角為60-68度。優(yōu)選地，所述縮口部的錐角為65度。優(yōu)選地，所述催化劑床層上的上部布設(shè)有六角磚層；[0016]位置中心位置的六角磚為不開孔的六角磚，沿中心的六角磚圍設(shè)的第一圈六角磚的每個六角磚上開設(shè)有五個通孔，沿第一圈六角磚圍設(shè)的第二圈六角磚的每個六角磚上開設(shè)有七個通孔，第二圈六角磚外圍的每個六角磚上開設(shè)有十九個通孔。優(yōu)選地，所述六角磚上的通孔均勻布設(shè)且孔徑相同，所述孔徑為12mm。優(yōu)選地，所述燃燒室的高度為3000_5000mm。本實用新型提供的燒嘴和二段轉(zhuǎn)化爐，由于燒嘴孔均勻布設(shè)在所述燒嘴主體上且每個燒嘴孔的大小相同。因而，該燒嘴在實際應(yīng)用中，能夠?qū)崿F(xiàn)從燒嘴孔內(nèi)噴出的助燃氣與從一段轉(zhuǎn)化氣入口噴出一段轉(zhuǎn)化氣均勻混合，燃燒產(chǎn)生溫度均勻的燃氣，與現(xiàn)有技術(shù)相比， 不會在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生局部的高溫而燒嘴或燒壞燃燒室，能夠提高燒嘴和燃燒室的使用壽命。


圖1為本實用新型第一實施例提供的燒嘴的主視圖； 圖2為圖1中燒嘴的俯視圖3為本實用新型第二實施例提供的二段轉(zhuǎn)化爐的結(jié)構(gòu)示意圖圖4為本實用新型第三實施例提供的六角磚的結(jié)構(gòu)示意圖。 附圖標記
1-爐體；
2-燃燒室； 22-縮口部；
11-殼體； 21-燒嘴； 23-混合室
31-六角磚層； 311-中心六角磚 313-第二圈六角磚；314-外圍六角磚。
12-耐火襯里； 211-燒嘴孔； 3-催化劑床層； 312-第一圈六角磚
具體實施方式
為使本實用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。參照圖1和圖2，圖1為本實用新型第一實施例提供的燒嘴的主視圖；圖2為圖1 中燒嘴的剖視圖。在本實用新型的第一實施例中，燒嘴21開設(shè)有燒嘴孔211 ；燒嘴孔211均勻布設(shè)在燒嘴板上，且每個燒嘴孔211的大小相同。燒嘴板為圓盤狀，燒嘴孔211為多個中心垂直于燒嘴板的圓孔，當(dāng)然燒嘴孔211也可以為其他形狀的通孔。此外，相鄰的燒嘴孔211的中心距離相等，使得燒嘴孔211的分布更加均勻。本實施例提供的燒嘴21，由于燒嘴孔211均勻布設(shè)在燒嘴板上且每個燒嘴孔211 的大小相同。因而，該燒嘴21在實際應(yīng)用中，能夠?qū)崿F(xiàn)從燒嘴孔211內(nèi)噴出的助燃氣與從一段轉(zhuǎn)化氣入口噴出一段轉(zhuǎn)化氣均勻混合，燃燒產(chǎn)生溫度均勻的燃氣，與現(xiàn)有技術(shù)相比，不
4會在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生局部的高溫而燒壞燒嘴21或燃燒室，能夠提高燒嘴21和燃燒室的使用
壽命ο參考圖3，圖3為本實用新型第二實施例提供的二段轉(zhuǎn)化爐的結(jié)構(gòu)示意圖。在第二實施例中，二段轉(zhuǎn)化爐包括爐體1、位于爐體1上部的燃燒室2和位于爐體 1下部的催化劑床層3，燃燒室2內(nèi)還安裝有上述實施例提供的燒嘴21。爐體1包括位置外層的殼體11和殼體11內(nèi)的耐火襯里12，殼體11采用金屬材料制成，耐火襯里12采用耐高溫、混凝土澆注成型。燃燒室2靠近爐體1上部的位置，燃燒室2的上部是混合室23和位于下部的燃燒室2，催化劑床層3與燃燒室2的下端連通并靠近爐體1下部的位置。下面具體說明本實施例提供的二段轉(zhuǎn)化爐的工作原理和過程從圖3中可以看出，助燃氣入口位于爐體頂部，一段轉(zhuǎn)化氣入口位于混合室23的側(cè)壁。從一段轉(zhuǎn)化氣入口噴出的一段轉(zhuǎn)化氣水平進入混合室23，助燃氣入口噴出助燃氣垂直進入混合室23，并通過燒嘴21上均勻分布的燒嘴孔211 (圖2中示出)垂直向下噴射， 與一段轉(zhuǎn)化氣在混合室23內(nèi)均勻混合，混合氣在燃燒室2內(nèi)燃燒(燒掉一部分氫和甲烷)， 燃燒后產(chǎn)生的高溫氣體進入催化劑床層3，在催化劑的作用下，進行甲烷深度轉(zhuǎn)化。將高溫氣體轉(zhuǎn)化成二段轉(zhuǎn)化氣，二段轉(zhuǎn)化氣從爐體1下部的二段轉(zhuǎn)化氣出口排出，作為后續(xù)合成物質(zhì)的原料。本實施例提供的二段轉(zhuǎn)化爐在實際應(yīng)用中，可以實用多種一段轉(zhuǎn)化氣，如天然氣、 焦爐氣、煤氣和煤層氣等。并且可以實用多種助燃氣，如空氣、富氧空氣或純氧氣，制取合成氣以合成氨或甲醇等物質(zhì)。本實施例提供的二段轉(zhuǎn)化爐，由于在燃燒室2的上部安裝有上述實施例提供的燒嘴21，因而在實際應(yīng)用中，能夠?qū)崿F(xiàn)從燒嘴21內(nèi)噴出的助燃氣與從一段轉(zhuǎn)化氣入口噴出一段轉(zhuǎn)化氣均勻混合，燃燒產(chǎn)生溫度均勻的燃氣，與現(xiàn)有技術(shù)相比，不會在燃燒室2內(nèi)產(chǎn)生局部的高溫而燒壞燒嘴21或燃燒室2，能夠提高燃燒室2和二段轉(zhuǎn)化爐的使用壽命。本實用新型還可以對第二實施例提供的二段轉(zhuǎn)化爐作進一步的改進，具體改進方案如下所述?？梢詫?1安裝在混合室23頂部的位置。因而，從助燃氣入口噴入的助燃氣與一段轉(zhuǎn)化氣入口噴入的一段轉(zhuǎn)化氣在混合室23內(nèi)充分混合后燃燒，產(chǎn)生高溫氣流，由于燒嘴21安裝在混合室23頂部的位置，具離燃燒高溫區(qū)域的位置較遠，可以防止燒嘴21被高溫氣體燒壞，進一步提高燒嘴21的使用壽命。進一步地，燃燒室2靠近中部的位置為錐形的縮口部22，縮口部22的錐角A為 60-68度，更有利于一段轉(zhuǎn)化氣與助燃氣的充分混合，使得兩種氣體混合更均勻。具體地，縮口部的錐角A為65度時，帶來的技術(shù)效果最好。參考圖4，圖4為本實用新型第三實施例提供的六角磚的結(jié)構(gòu)示意圖。在本實施例中，催化劑床層3上的上部布設(shè)有多個六角磚層31。六角磚層31的作用是保護催化劑床層3內(nèi)的催化劑不被高溫高速氣流吹起，并且是高溫氣流均勻流入催化劑床層3內(nèi)。本實施例對六角磚層31作的改進為在中心位置的中心六角磚311為不開孔的六角磚，沿中心六角磚311圍設(shè)的第一圈六角磚312的每個六角磚上開設(shè)有五個通孔，沿第一圈六角磚312圍設(shè)的第二圈六角磚313的每個六角磚上開設(shè)有七個孔，第二圈六角磚313 外圍的外圍六角磚314的每個六角磚上開設(shè)有十九個孔。更進一步地，每個六角磚上的通孔均勻布設(shè)且孔徑相同，孔徑為12mm。采用上述六角磚層31的布設(shè)方式，能夠使得催化劑床層3的溫度更均勻，提高甲烷轉(zhuǎn)化率，并且由于催化劑床層3的溫度均勻，能夠增大催化劑床層3內(nèi)的催化劑的使用壽命。另外，燃燒室2的高度H為3000-5000mm。當(dāng)燒嘴21的噴出的氣流速度較高時，適當(dāng)增大燃燒室2的高度H，可以設(shè)置為4000-5000mm。當(dāng)燒嘴21的噴出的氣流速度較低時， 適當(dāng)減小燃燒室2的高度H，可以設(shè)置為3000-4000mm。上述燃燒室2高度的設(shè)計，在不大幅度增加設(shè)備成本的同時，適當(dāng)增加高度，更有利于氣體混合均勻，提高燃燒室2的使用壽命。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制； 盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解: 其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.一種燒嘴，其特征在于，包括燒嘴主體和燒嘴孔；所述燒嘴孔均勻布設(shè)在所述燒嘴主體上且每個燒嘴孔的大小相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的燒嘴，其特征在于，所述燒嘴主體為圓盤狀，所述燒嘴孔為多個中心垂直于所述燒嘴主體的圓孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的燒嘴，其特征在于，相鄰的燒嘴孔的中心距離相等。
4.一種二段轉(zhuǎn)化爐，包括爐體、位于爐體上部的燃燒室和位于爐體下部的催化劑床層， 其特征在于，所述燃燒室上部安裝有權(quán)利要求1-3任一項所述的燒嘴。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二段轉(zhuǎn)化爐，其特征在于，所述燒嘴安裝在靠近所述燃燒室頂部的位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二段轉(zhuǎn)化爐，其特征在于，所述燃燒室靠近中部的位置為錐形的縮口部，所述縮口部的錐角為60-68度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二段轉(zhuǎn)化爐，其特征在于，所述縮口部的錐角為65度。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二段轉(zhuǎn)化爐，其特征在于，所述催化劑床層上的上部布設(shè)有六角磚層；中心位置的六角磚為不開孔的六角磚，沿中心的六角磚圍設(shè)的第一圈六角磚的每個六角磚上開設(shè)有五個通孔，沿第一圈六角磚圍設(shè)的第二圈六角磚的每個六角磚上開設(shè)有七個通孔，第二圈六角磚外圍的每個六角磚上開設(shè)有十九個通孔。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的二段轉(zhuǎn)化爐，其特征在于，所述六角磚上的通孔均勻布設(shè)且孔徑相同，所述孔徑為12mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二段轉(zhuǎn)化爐，其特征在于，所述燃燒室的高度為 3000-5000mm。
專利摘要本實用新型公開了一種燒嘴和二段轉(zhuǎn)化爐，燒嘴包括燒嘴主體和燒嘴孔；所述燒嘴孔均勻布設(shè)在所述燒嘴主體上且每個燒嘴孔的大小相同。二段轉(zhuǎn)化爐包括爐體、位于爐體上部的燃燒室和位于爐體下部的催化劑床層，所述燃燒室的上部安裝有上述燒嘴。本實用新型提供的燒嘴和二段轉(zhuǎn)化爐，由于燒嘴孔均勻布設(shè)在所述燒嘴主體上且每個燒嘴孔的大小相同。因而，該燒嘴在實際應(yīng)用中，能夠?qū)崿F(xiàn)從燒嘴孔內(nèi)噴出的助燃氣與從一段轉(zhuǎn)化氣入口噴出一段轉(zhuǎn)化氣均勻混合，燃燒產(chǎn)生溫度均勻的燃氣，與現(xiàn)有技術(shù)相比，不會在燃燒室內(nèi)產(chǎn)生局部的高溫而燒嘴或燒壞燃燒室，能夠提高燒嘴和燃燒室的使用壽命。
文檔編號C01B3/38GK202297108SQ20112042390
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者萬蓉, 劉武烈, 龐彪, 龐玉學(xué), 楊泳濤, 王志堅 申請人:龐玉學(xué)