CN115784154B - 天然气转化炉烧嘴 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及天然气转化炉技术领域，具体公开了一种天然气转化炉烧嘴，包括穿设在转化炉炉壁上正对转化炉转化管的喉管、与伸出炉壁外的喉管进料端相连通的入料管道、与伸入炉壁内的喉管出料端相固定的引流装置，所述入料管道上分别设置有空气入口和天然气入口，所述引流装置内插设点火器，所述炉壁内设置有热电偶，所述炉壁上正对引流装置出口的位置设有由绝热混凝土制备的炉壁凸起部分。该转化炉烧嘴能有效避免火焰舔管现象，提高转化炉转化管的使用寿命，同时使得转化炉炉膛内温度场分布均匀，保证转化反应顺利进行。
Description
技术领域
本发明涉及天然气转化炉技术领域，具体涉及一种天然气转化炉烧嘴。
背景技术
天然气一段转化炉是合成氨工艺最关键的设备之一，为保证设备长周期运行，转化炉烧嘴的稳定高效安全运行至关重要。如中国实用新型专利CN202529837U中就设计了一种金属烧嘴和非金属烧嘴转化炉炉体结合的转化炉，利用金属烧嘴与非金属烧嘴转化炉炉体结合，解决了现有非金属烧嘴转化炉内局部温度过高的技术问题。
传统转化炉烧嘴在使用过程中，火焰从烧嘴中喷出，由于具有较高压力，存在直接接触转化管的现象，即“火焰舔管”，导致一段炉转化管使用寿命缩短，还会使转化炉的炉膛温度分布不均，影响反应的正常进行。中国成达化学工程公司在专利CN2583075Y中就设计了一种带开车烧嘴的二段炉，从而解决一段炉中设置开车烧嘴所带来的管件被火焰接触，影响寿命的问题，但该专利只是绕道而行，并未针对一段炉烧嘴作出改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天然气转化炉喷嘴，以解决上述背景技术中提到的问题之一。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种天然气转化炉烧嘴，包括穿设在转化炉炉壁上正对转化炉转化管的喉管、与伸出炉壁外的喉管进料端相连通的入料管道、与伸入炉壁内的喉管出料端相固定的引流装置，所述入料管道上分别设置有空气入口和天然气入口，所述引流装置内插设点火器，所述炉壁内设置有热电偶，所述炉壁上正对引流装置出口的位置设有由绝热混凝土制备的炉壁凸起部分。
通过上述技术方案，天然气和空气从入料管道进入，从喉管的收缩作用下带压喷出，经点火器点火燃烧转化，所述引流装置可以将喉管喷出的火焰往两侧出口引流，避免火焰直接冲向转化管，避免火焰舔管，热电偶实时监测炉内的温度，引流装置出口正对位置因为容易受到高温火焰的冲击，所以加上由绝热混凝土制备的炉壁凸起部分，可以减少受热对转化炉寿命的减少，上述烧嘴的设置方式提高转化炉转化管的使用寿命。
进一步的，所述入料管道内设置静态混合器，所述静态混合器的端部入口连通入料管道的空气入口，所述静态混合器的侧壁入口连通入料管道的天然气入口。
通过上述技术方案，静态混合器能增加天然气与空气的混合均匀程度，使得从喉管喷出的混合气比例均匀，后面点火后转化也更加均匀，火焰温度分布均匀，从而使得炉膛温度更加均匀。
进一步的，所述静态混合器的出料口与伸出炉壁外的喉管进料端相连通且连通处设置有气体分流器A，所述气体分流器A上设置有气体分流孔A。
通过上述技术方案，气体分流器A上均匀分布气体分流孔A，这样能进一步将从静态混合器出来的混合气经分流器均匀分散开来，再从喉管喷出，气体分流器A与静态混合器构成双重保证作用，保证从喉管喷出的混合气混合均匀、分散均匀，便于后续的转化均匀。
进一步的，所述气体分流器A上设有与气体分流孔A相配合的闭合装置，所述闭合装置用于闭合或开启所述气体分流孔A。
通过上述技术方案，闭合装置可以闭合或开启气体分流孔A，即调控气体分流孔A的开启大小，这样容易控制气流的输出大小，进一步控制天然气转化的火焰大小和均匀程度，从而调控转化效率和转化炉的炉膛温度分布，让转化反应顺利进行，也提高转化炉转化管使用寿命。
进一步的，所述闭合装置为与气体分流孔A相切的可遮盖气体分流孔A的挡片，所述挡片在与气体分流孔A的相切侧与气体分流器A通过与气体分流器A相垂直的旋转轴连接，所述挡片还与控制器相连。
通过上述技术方案，旋转轴连接气体分流器A和挡片，使得挡片可绕旋转轴旋转从而开启和闭合气体分流孔A，这个旋转操作都受控制器控制，为自动控制，操作方便，自动化程度高。这里的控制器可以为PLC控制器。
进一步的，所述引流装置为固定在喉管出料端外壁上的框架结构，喉管出料端的孔板伸入框架内，所述框架靠近转化管的一侧为挡板结构，框架垂直挡板的两侧均设置有气体分流器B，所述气体分流器B上设有气体分流孔B，所述孔板的圆心处安装有固定轴，固定轴的输出端伸入框架内且刚性连接叶轮。
通过上述技术方案，框架结构比起密封罩体来说重量轻，更方便固定，这里优选的框架结构为四方体框架，框架的一个面固定在喉管的出料端上，喉管的出料端设置孔板，孔板伸入框架内，这样从喉管出来的混合气首先是在框架内发生燃烧转化，孔板是喉管的输出结构，这里不做限定，只要保证气流流畅输出即可。与框架固定在喉管出料端的那个面正对着的面就是框架靠近转化管的一侧，这个面为挡板结构，这样能挡住燃烧的火焰直接喷向转化管而发生舔管现象，孔板的圆心处安装有固定轴，固定轴的输出端刚性连接叶轮，那么从孔板出来的混合气以及燃烧气都会随着叶轮的转动而向前流动，继而遇到挡板的阻挡，折返从框架两侧流出，在框架垂直挡板的两侧均设置气体分流器B，气体分流器B上设置气体分流孔B，那么折返到侧面的气流会经过气体分流器B后均匀流入转化炉腔体内，使得转化炉内热量及气流均匀，温度场也得到很好的控制，保证反应的顺畅进行。
进一步的，所述挡板为两侧朝喉管端弯曲的弧形的挡板。
通过上述技术方案，弧形挡板结构避免了挡板与侧面之间形成内部角落，避免了气流在此处逗留的情况，保证气流折返能顺畅的流向气体分流器B上，从气体分流器B输出均匀顺畅。
进一步的，本发明中的所述绝热混凝土由如下方法制备得到：
1）称取硅酸盐水泥400~600重量份、陶粒550~600重量份、陶砂300~350重量份、硅灰50~65重量份、玻璃微珠28~32重量份、漂珠1~10重量份、外加剂8~12重量份、碱水20~30重量份、水135~145重量份；
2）将碱水与水混合均匀备用；
3）将硅酸盐水泥、陶粒、陶砂、外加剂混合均匀，制成干粉砂浆；
4）将硅灰、玻璃微珠、漂珠混合均匀后加入一半步骤2）所得的混合溶液，搅拌均匀，陈化20~30min；
5）将干粉砂浆与步骤4）所得的陈化产物以及另一半步骤2）所得的混合溶液混合均匀，得到所述绝热混凝土。
通过上述技术方案，硅酸盐水泥作为高铝水泥胶结料，能满足高耐火度和高强度的要求，陶粒、陶砂适配作为骨料密度轻、强度高，适合本发明转化炉炉膛壁的使用需求。硅灰活性极高，二次水化反应较快，能快速与水泥水化产生的氢氧化钙反应，形成C-S-H凝胶，并与高钙硅比的C-S-H凝胶反应形成强度更高的低钙硅比C-S-H凝胶，且由于硅灰还具有较大的比表面积和极小的颗粒细度，使得其具有极好的活性效应、形态效应和微集料效应，是配制高强混凝土极佳的掺合料之一。除了使用陶砂之外，由于玻璃微珠密度低且不易吸水，作为细集料可以有效降低水泥砂浆的密度。玻璃微珠为中空微小圆球，具有高分散、流动性好的特点，可以进一步提高混凝土的流动性能。同时由于空心玻璃微珠的各向同性和高填充性，能够减小收缩，可以有效提高混凝土的抗裂性能。漂珠是漂于水上的粉煤灰，具有中空体轻的特点，是绝热理想材料，作为填充骨料可同时满足强度高、导热系数低的要求，外加剂是配置混凝土必须的添加剂。本发明的绝热混凝土都采用质轻高强的原材料，另外，在制备过程中，我们没有直接用普通的水，而是加入了少量的碱水，提高了反应体系的pH值，这样制得的混凝土中碱性状态稳定，特别适合本发明的转化炉烧嘴中炉膛壁上凸起部分的应用场景，因为本发明的转化炉是天然气转化炉，内部的反应是天然气与空气转化伴随有二氧化碳生成，而众所周知，碳化作用可使混凝土碱性状态中性化、pH 值降低，进而发生锈蚀，本发明的绝热混凝土碱性状态稳定，相比现有绝热混凝土材料而言，耐锈蚀强度大大提高。将细小的硅灰、玻璃微珠、漂珠混合均匀后先用部分碱水陈化处理的步骤使得混合物中预先形成了细小的KHCO3\NaHCO3碱性颗粒，这些碱性颗粒作为碱性活性中心在后续的进一步混合凝化过程中仍然存在，与胶凝材料一起形成存在于骨料之间的胶黏剂和稳定剂，提高混凝土的强度和耐火性能。
进一步的，所述外加剂为聚羧酸高性能减水剂，选自甲基丙烯酸/烯酸甲酯共聚物、丙烯基醚共聚物、酰胺/亚酰胺型聚羧酸聚合物中的至少一种。
通过上述技术方案，聚羧酸高性能减水剂减水率在25%以上，能很好的满足本发明绝热混凝土制备需求。另外，本发明绝热混凝土的制备中水胶比控制在0.26~0.32之间。本发明的甲基丙烯酸/烯酸甲酯共聚物是由甲基丙烯酸(MAA)和甲基丙烯酸甲氧基聚乙二醇酯化物（MAA-MPEG）通过聚合作用产生的，MAA与 MAA-MPEG的典型物质的量比在(1.5~6)：1范围内变化，MAA-MPEG中的聚氧乙烯单元数量在5~130之间，反应过程中添加链转移剂硫醇或甲基烯丙基磺酸盐来调节聚合物的相对分子质量。
进一步的，所述碱水为食用碱加水调和配置而成，pH值为9~10。
通过上述技术方案，pH过高，制备的腐蚀性太强，pH过低，起不到增强碱性稳定状态的作用，所以本发明通过多次试验最终确定碱水的pH在9~10之间为宜。
本发明的有益效果为：
1、通过喉管作用控制混合气往转化炉内流通，然后通过引流装置的设置将火焰偏离直接喷向转化管的方向后再进入炉膛内，避免了火焰舔管的发生，提高转化炉转化管的使用寿命，本发明的天然气转化炉喷嘴结构简单，功能齐全。
2、静态混合器的设置使得入料管道内进气能够事先混合均匀了再通向喉管，为后续的均匀转化做准备，且静态混合器结构简单，使用方便。
3、气体分流器A的设置与静态混合器构成双重保证作用，保证从喉管喷出的混合气混合均匀、分散均匀，便于后续的转化均匀。
4、气体分流孔A上闭合装置的设置可以控制天然气转化的火焰大小和均匀程度，从而调控转化效率和转化炉的炉膛温度分布，让反应顺利进行，也提高转化炉转化管使用寿命。
5、挡片与旋转轴构成的闭合装置受控制器控制，结构简单，自动化程度高，控制精准。转化炉炉膛内设置热电偶，及时将信息反馈至控制器，一起控制闭合装置的开合或者控制原料的输入，起到智能控制的效果。
6、引流装置的框架结构设置结构简单、质轻高强，内部的固定轴配合叶轮首先起到引导气流的作用，前端挡板和气体分流器B进一步起到引导气流的作用，整个装置避免火焰舔转化管，同时还使得输入转化炉炉膛内的火焰气流均匀，使得炉膛内温度场均匀。优选的弧形挡板的设计使得气流流通顺畅。
7、本发明的天然气转化炉炉壁上正对引流装置出口的位置设有由绝热混凝土制备的炉壁凸起部分，该部分绝热性能好，耐腐蚀性好，延长了整个设备的使用寿命。
附图说明
图1为本发明的天然气转化炉烧嘴的侧视图；
图2为本发明气体分流器A上气体分流孔A开启状态示意图；
图3为本发明气体分流器A上气体分流孔A开启状态局部放大俯视图；
图4为本发明气体分流器A上气体分流孔A闭合状态示意图；
图5为本发明气体分流器A上气体分流孔A闭合状态局部放大俯视图。
图中，1、转化管；2、炉壁；3、空气入口；4、天然气入口；5、入料管道；501、静态混合器；6、气体分流器A；601、气体分流孔A；602、挡片；603、旋转轴；7、喉管；8、孔板；9、框架；901、挡板；10、气体分流器B；11、叶轮；12、固定轴；13、点火器；14、热电偶；15、炉壁凸起部分。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
天然气转化炉烧嘴，参见图1，包括设置在转化炉炉壁2上的喉管7，喉管7垂直插设在炉壁2上，一侧小开口伸入炉内，另一侧大开口露出炉外。喉管7露出炉外的大开口连接设置入料管道5，入料管道5上开设有空气入口3和天然气入口4，用于通过管道向喉管7内通入天然气和空气以供进一步通过喉管7通入炉内进行转化。所述喉管7伸入炉内的小开口连接能避免气流火焰直喷转化管1的引流装置，引流装置设置在转化炉内，一侧固定在喉管7小开口上。且引流装置位于天然气转化炉的转化管与喉管之间。点火器13插入引流装置内对从喉管7出来的混合气进行点火。本发明的天然气转化炉炉壁2内还设置有热电偶14，用于实时监测炉内的温度。
参见图1，本发明的天然气转化炉烧嘴的入料管道5内设置有管道混合器501，管道混合器501的端部入口连通空气入口3，所述静态混合器501的侧壁入口连通天然气入口4。由此，可实现在混合气通入喉管7之前实现混合均匀。静态混合器501的出料口与伸出炉壁2外的喉管7进料端相连通处设置有气体分流器A6，所述气体分流器A6上设置有气体分流孔A601，如图2所示。所述气体分流器A6上设有与气体分流孔A601相配合的闭合装置，所述闭合装置用于闭合或开启所述气体分流孔A601。具体的，参见图2-图5，闭合装置为与气体分流孔A601相切的可遮盖气体分流孔A601的挡片602，优选的，为圆形挡片602，挡片602的大小设置为可完全遮盖气体分流孔A601。所述挡片602在与气体分流孔A601的相切侧与气体分流器A6通过与气体分流器A6相垂直的旋转轴603连接，所述挡片602还与控制器相连。通过控制器控制挡片602旋转的角度，从而实现气体分流孔A6不同程度的开启和闭合。当挡片602旋转角度为180°时，可实现气体分流孔的完全闭合，当挡片602的旋转角度小于180°或大于180°时，可实现气体分流孔的部分或全部开启，可以达到调节气体流量的目的。气体分流孔A601完全或部分开启时气体分流器A6起到气体分布器的作用，气体分流孔A601完全关闭时气体分流器A6可作为隔板，将喉管7与入料管道5独立隔开，避免回火引起入料管道5内气体燃烧产生危险，保证整个烧嘴的安全性。
参见图1，所述引流装置为固定在喉管7出料端外壁上的框架9结构，喉管7出料端即小开口端设置孔板8，孔板8伸入框架9内，孔板8避免混合气大量冲出。引流装置的框架9为四方体框架9结构，不是封闭式的四方体罩体，框架9靠近喉管7一侧固定在孔板8外壁上，框架9中靠近转化管1的一侧为挡板901结构，挡板901的大小与正对着的转化管1的截面相当，优选的，所述挡板901为两侧朝喉管7端弯曲的弧形的挡板901。框架9中垂直挡板901的两侧均设置有气体分流器B10，所述气体分流器B10上设有气体分流孔B（图中未示出），所述孔板8的圆心处安装有固定轴12，固定轴12的输出端刚性连接叶轮11，叶轮11设置在框架9内。两侧弯曲的弧形的挡板901优选为圆弧形的挡板，这样的挡板901使得从叶轮11喷出直接打向挡板901的气流不会原路折返，而是成一定角度向两侧折返，从而能顺利的进入气体分流器B上从气体分流孔B分流而出。
炉壁2上正对引流装置气体出口的位置设有由绝热混凝土筑造的炉壁凸起部分15，如图1中所示。所述绝热混凝土由如下方法制备得到：
1）称取425普通硅酸盐水泥400重量份、陶粒550重量份、陶砂300重量份、硅灰50重量份、玻璃微珠28重量份、漂珠1重量份、甲基丙烯酸/烯酸甲酯共聚物8重量份、碱水20重量份、水135重量份；其中碱水由食用碱另外加水配置而成，pH值在9~10。
2）将碱水与水混合均匀备用；
3）将425普通硅酸盐水泥、陶粒、陶砂、外加剂混合均匀，制成干粉砂浆；
4）将硅灰、玻璃微珠、漂珠混合均匀后加入一半步骤2）所得的混合溶液，搅拌均匀，陈化20min；
5）将干粉砂浆与步骤4）所得的陈化产物以及另一半步骤2）所得的混合溶液混合均匀，得到所述绝热混凝土。
实验数据：
将制得的绝热混凝土涂抹在金属板上，涂层厚度10mm，72小时后测试。测其接触角为125°，导热系数（平均温度25℃）为0.061W/（m·K），耐腐蚀性良好；在通CO2气流下72小时后，测其接触角为114°，导热系数（平均温度25℃）为0.067 W/（m·K），耐腐蚀性良好。
对比例1
炉壁上正对引流装置气体出口的位置设有由绝热混凝土筑造的炉壁凸起部分15，如图1中所示。所述绝热混凝土由如下方法制备得到：
1）称取425普通硅酸盐水泥400重量份、陶粒550重量份、陶砂300重量份、硅灰50重量份、玻璃微珠28重量份、漂珠1重量份、甲基丙烯酸/烯酸甲酯共聚物8重量份、水135重量份；
2）将425普通硅酸盐水泥、陶粒、陶砂、硅灰、玻璃微珠、漂珠、甲基丙烯酸/烯酸甲酯共聚物混合均匀，制成干粉砂浆；
3）将干粉砂浆与水混合均匀，得到所述绝热混凝土。
实验数据：
将制得的绝热混凝土涂抹在金属板上，涂层厚度10mm，72小时后测试。测其接触角为120°，导热系数（平均温度25℃）为0.091W/（m·K），耐腐蚀性良好；在通CO2气流下72小时后，测其接触角为104°，导热系数（平均温度25℃）为0.207 W/（m·K），轻度腐蚀。
实施例2
天然气转化炉烧嘴构造同实施例1，炉壁上正对引流装置气体出口的位置设有由绝热混凝土筑造的炉壁凸起部分15，如图1中所示。所述绝热混凝土由如下方法制备得到：
1）称取525普通硅酸盐水泥600重量份、陶粒600重量份、陶砂350重量份、硅灰65重量份、玻璃微珠32重量份、漂珠10重量份、甲基丙烯酸/烯酸甲酯共聚物12重量份、碱水30重量份、水145重量份；其中碱水由食用碱另外加水配置而成，pH值在9~10。
2）将碱水与水混合均匀备用；
3）将525普通硅酸盐水泥、陶粒、陶砂、外加剂混合均匀，制成干粉砂浆；
4）将硅灰、玻璃微珠、漂珠混合均匀后加入一半步骤2）所得的混合溶液，搅拌均匀，陈化30min；
5）将干粉砂浆与步骤4）所得的陈化产物以及另一半步骤2）所得的混合溶液混合均匀，得到所述绝热混凝土。
实验数据：
将制得的绝热混凝土涂抹在金属板上，涂层厚度10mm，72小时后测试。测其接触角为135°，导热系数（平均温度25℃）为0.054W/（m·K），耐腐蚀性良好；在通CO2气流下72小时后，测其接触角为120°，导热系数（平均温度25℃）为0.062 W/（m·K），耐腐蚀性良好。
对比例2
炉壁上正对引流装置气体出口的位置设有由绝热混凝土筑造的炉壁凸起部分15，如图1中所示。所述绝热混凝土由如下方法制备得到：
1）称取525普通硅酸盐水泥600重量份、陶粒600重量份、陶砂350重量份、硅灰65重量份、玻璃微珠32重量份、漂珠10重量份、甲基丙烯酸/烯酸甲酯共聚物12重量份、水145重量份；
2）将525普通硅酸盐水泥、陶粒、陶砂、硅灰、玻璃微珠、漂珠、甲基丙烯酸/烯酸甲酯共聚物混合均匀，制成干粉砂浆；
3）将干粉砂浆与水混合均匀，得到所述绝热混凝土。
实验数据：
将制得的绝热混凝土涂抹在金属板上，涂层厚度10mm，72小时后测试。测其接触角为125°，导热系数（平均温度25℃）为0.094W/（m·K），耐腐蚀性良好；在通CO2气流下72小时后，测其接触角为100°，导热系数（平均温度25℃）为0.202 W/（m·K），轻度腐蚀。
实施例3
天然气转化炉烧嘴构造同实施例1，炉壁上正对引流装置气体出口的位置设有由绝热混凝土筑造的炉壁凸起部分15，如图1中所示。所述绝热混凝土由如下方法制备得到：
1）称取425普通硅酸盐水泥500重量份、陶粒570重量份、陶砂325重量份、硅灰57重量份、玻璃微珠30重量份、漂珠5重量份、甲基丙烯酸/烯酸甲酯共聚物10重量份、碱水25重量份、水140重量份；其中碱水由食用碱另外加水配置而成，pH值在9~10。
2）将碱水与水混合均匀备用；
3）将425普通硅酸盐水泥、陶粒、陶砂、外加剂混合均匀，制成干粉砂浆；
4）将硅灰、玻璃微珠、漂珠混合均匀后加入一半步骤2）所得的混合溶液，搅拌均匀，陈化25min；
5）将干粉砂浆与步骤4）所得的陈化产物以及另一半步骤2）所得的混合溶液混合均匀，得到所述绝热混凝土。
实验数据：
将制得的绝热混凝土涂抹在金属板上，涂层厚度10mm，72小时后测试。测其接触角为130°，导热系数（平均温度25℃）为0.058W/（m·K），耐腐蚀性良好；在通CO2气流下72小时后，测其接触角为117°，导热系数（平均温度25℃）为0.066 W/（m·K），耐腐蚀性良好。
对比例3
炉壁上正对引流装置气体出口的位置设有由绝热混凝土筑造的炉壁凸起部分15，如图1中所示。所述绝热混凝土由如下方法制备得到：
1）称取425普通硅酸盐水泥500重量份、陶粒570重量份、陶砂325重量份、硅灰57重量份、玻璃微珠30重量份、漂珠5重量份、甲基丙烯酸/烯酸甲酯共聚物10重量份、水140重量份；
2）将425普通硅酸盐水泥、陶粒、陶砂、硅灰、玻璃微珠、漂珠、甲基丙烯酸/烯酸甲酯共聚物混合均匀，制成干粉砂浆；
3）将干粉砂浆与水混合均匀，得到所述绝热混凝土。
实验数据：
将制得的绝热混凝土涂抹在金属板上，涂层厚度10mm，72小时后测试。测其接触角为120°，导热系数（平均温度25℃）为0.078W/（m·K），耐腐蚀性良好；在通CO2气流下72小时后，测其接触角为107°，导热系数（平均温度25℃）为0.186 W/（m·K），轻度腐蚀。
通过上述实施例1~3的实验数据可知，根据本发明实施例的绝热混凝土，由于添加了碱水，增加了陈化配制步骤，使得所得绝热混凝土中形成了包括KHCO3\NaHCO3碱性颗粒的碱性活性中心，在后期混凝土的固化过程中此碱性活性中心依然存在，在混凝土在转化炉高温应用过程中，该碱性颗粒及其他水化物遇到升温首先发生水化物脱水，随后颗粒形状转化，后面随着温度进一步升高与水泥等其他组分一起与基体发生陶瓷结合，在胶体材料与骨料基体之间形成富含Na2O、K2O的陶瓷相，从而使得凸起部分具有高耐火度和强度。耐腐蚀性提高，在本发明的天然气转化炉中的高二氧化碳气氛中仍然具有高强度和耐腐蚀性，适用性良好。
Claims (9)
1.一种天然气转化炉烧嘴，其特征在于，包括穿设在转化炉炉壁（2）上正对转化炉转化
管（1）的喉管（7）、与伸出炉壁（2）外的喉管（7）进料端相连通的入料管道（5）、与伸入炉壁（2）内的喉管（7）出料端相固定的引流装置，所述入料管道（5）上分别设置有空气入口（3）和天然气入口（4），所述引流装置内插设点火器（13），所述炉壁（2）内设置有热电偶（14），所述炉壁（2）上正对引流装置出口的位置设有由绝热混凝土制备的炉壁凸起部分（15）；
所述引流装置为固定在喉管
（7）出料端外壁上的框架（9）结构，喉管（7）出料端的孔板（8）伸入框架（9）内，所述框架（9）靠近转化管（1）的一侧为挡板（901）结构，框架（9）垂直于挡板（901）的两侧均设置有气体分流器B（10），所述气体分流器B（10）上设有气体分流孔B，所述孔板（8）的圆心处安装有固定轴（12），固定轴（12）的输出端伸入框架（9）内且刚性连接叶轮（11）。
2.根据权利要求1所述的天然气转化炉烧嘴 ，其特征在于，所述入料管道（5）内设置静
态混合器（501），所述静态混合器（501）的端部入口连通入料管道（5）的空气入口（3），所述静态混合器（501）的侧壁入口连通入料管道（5）的天然气入口（4）。
3.根据权利要求2所述的天然气转化炉烧嘴，其特征在于，所述静态混合器（501）的
出料口与伸出炉壁（2）外的喉管（7）进料端相连通且连通处设置有气体分流器A（6），所述气体分流器A（6）上设置有气体分流孔A（601）。
4.根据权利要求3所述的天然气转化炉烧嘴，其特征在于，所述气体分流器A（6）上设有
与气体分流孔A（601）相配合的闭合装置，所述闭合装置用于闭合或开启所述气体分流孔A。
5.根据权利要求4所述的天然气转化炉烧嘴 ，其特征在于，所述闭合装置为与气体分流
孔A（601）相切的可遮盖气体分流孔A（601）的挡片（602），所述挡片（602）在与气体分流孔A（601）的相切侧与气体分流器A（6）通过与气体分流器A（6）相垂直的旋转轴（603）连接，所述挡片（602）还与控制器相连。
6.根据权利要求1所述的天然气转化炉烧嘴 ，其特征在于，所述挡板（901）为两侧朝喉
管（7）端弯曲的弧形的挡板（901）。
7.根据权利要求1所述的天然气转化炉烧嘴 ，其特征在于，所述绝热混凝土由如下方法
制备得到：
1）称取硅酸盐水泥400~600重量份、陶粒550~600重量份、陶砂300~350重量份、硅灰50~
65重量份、玻璃微珠28~32重量份、漂珠1~10重量份、外加剂8~12重量份、碱水20~30重量份、
水135~145重量份；
2）将碱水与水混合均匀备用；
3）将硅酸盐水泥、陶粒、陶砂、外加剂混合均匀，制成干粉砂浆；
4）将硅灰、玻璃微珠、漂珠混合均匀后加入一半步骤2）所得的混合溶液，搅拌均匀，陈
化20~30min；
5）将干粉砂浆与步骤4）所得的陈化产物以及另一半步骤2）所得的混合溶液混合均匀，
得到所述绝热混凝土。
8.根据权利要求7所述的天然气转化炉烧嘴 ，其特征在于 ，所述外加剂为聚羧酸减水
剂，选自甲基丙烯酸/烯酸甲酯共聚物、丙烯基醚共聚物、酰胺/亚酰胺型聚羧酸聚合物中的
至少一种。
9.根据权利要求7所述的天然气转化炉烧嘴 ，其特征在于，所述碱水为食用碱加水调和配制而成，pH值为9~10。
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Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010105704A (ko) * | 2000-05-17 | 2001-11-29 | 구자홍 | ２중 염공을 구비한 가스 버너 |
| CN2583075Y (zh) * | 2002-11-22 | 2003-10-29 | 中国成达化学工程公司 | 天然气换热式转化装置中带开车烧嘴的二段炉 |
| RU2232945C2 (ru) * | 2001-07-18 | 2004-07-20 | Тюкин Константин Константинович | Печь отопительная |
| CN202529837U (zh) * | 2011-12-20 | 2012-11-14 | 西安航天远征流体控制股份有限公司 | 金属烧嘴和非金属烧嘴转化炉炉体结合的转化炉 |
| CN104421942A (zh) * | 2013-08-28 | 2015-03-18 | 中冶东方工程技术有限公司秦皇岛研究设计院 | 多喷口式燃气烧嘴 |
| WO2017121248A1 (zh) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | 华东理工大学 | 一种部分氧化工艺烧嘴及其应用 |
| CN207951169U (zh) * | 2018-02-09 | 2018-10-12 | 天津市融海鑫金属制品有限公司 | 一种静态混合器 |
| CN210425125U (zh) * | 2019-05-20 | 2020-04-28 | 谢翔宇 | 一种便于降低烟气的煤气灶 |
| CN212228124U (zh) * | 2020-06-30 | 2020-12-25 | 杭州汽轮机股份有限公司 | 进气流量喷嘴组件和进气流量测量装置 |
| KR102233136B1 (ko) * | 2020-07-02 | 2021-03-29 | 주식회사 지스 | 재사용이 가능한 고온용 핸드 락 피팅 모듈 |
| CN113683349A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-23 | 深圳市永恒业混凝土有限公司 | 一种隔热轻质混凝土及其制备方法 |
| CN114321920A (zh) * | 2020-09-29 | 2022-04-12 | 新疆天运化工有限公司 | 一种新型转化炉烧嘴 |
-
2022
- 2022-10-26 CN CN202211316036.1A patent/CN115784154B/zh active Active
Patent Citations (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20010105704A (ko) * | 2000-05-17 | 2001-11-29 | 구자홍 | ２중 염공을 구비한 가스 버너 |
| RU2232945C2 (ru) * | 2001-07-18 | 2004-07-20 | Тюкин Константин Константинович | Печь отопительная |
| CN2583075Y (zh) * | 2002-11-22 | 2003-10-29 | 中国成达化学工程公司 | 天然气换热式转化装置中带开车烧嘴的二段炉 |
| CN202529837U (zh) * | 2011-12-20 | 2012-11-14 | 西安航天远征流体控制股份有限公司 | 金属烧嘴和非金属烧嘴转化炉炉体结合的转化炉 |
| CN104421942A (zh) * | 2013-08-28 | 2015-03-18 | 中冶东方工程技术有限公司秦皇岛研究设计院 | 多喷口式燃气烧嘴 |
| WO2017121248A1 (zh) * | 2016-01-12 | 2017-07-20 | 华东理工大学 | 一种部分氧化工艺烧嘴及其应用 |
| CN207951169U (zh) * | 2018-02-09 | 2018-10-12 | 天津市融海鑫金属制品有限公司 | 一种静态混合器 |
| CN210425125U (zh) * | 2019-05-20 | 2020-04-28 | 谢翔宇 | 一种便于降低烟气的煤气灶 |
| CN212228124U (zh) * | 2020-06-30 | 2020-12-25 | 杭州汽轮机股份有限公司 | 进气流量喷嘴组件和进气流量测量装置 |
| KR102233136B1 (ko) * | 2020-07-02 | 2021-03-29 | 주식회사 지스 | 재사용이 가능한 고온용 핸드 락 피팅 모듈 |
| CN114321920A (zh) * | 2020-09-29 | 2022-04-12 | 新疆天运化工有限公司 | 一种新型转化炉烧嘴 |
| CN113683349A (zh) * | 2021-08-24 | 2021-11-23 | 深圳市永恒业混凝土有限公司 | 一种隔热轻质混凝土及其制备方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| "Design and performance of turbine in ocean thermal energy conversion";Ge yunzheng等;《Science & Technology Review》;20210101;第96-101页 * |
| "一段炉烧嘴改造小结及日常运行维护建议";王爱民等;《中氮肥》;20191231;第2019卷(第02期);第32-35页 * |
| 天然气蒸汽转化炉运行中存在的问题及解决措施;唐勇;;广州化工;20190408(第07期);全文 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115784154A (zh) | 2023-03-14 |
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