專利名稱：用于將物質(zhì)引入反應(yīng)空間的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將氣體和/或液體混合和/或引入熱反應(yīng)空間的裝置，所述裝置包括至少一個(gè)金屬管，金屬管在反應(yīng)空間的一端張開(kāi)，并且金屬管連接到這樣的設(shè)備，該設(shè)備提供用于將供給物質(zhì)供送到所述裝置中的機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
一種這樣的裝置例如是用于點(diǎn)燃燃燒室的燃燒器，所述燃燒器包括燃燒頭，燃燒頭包括同心設(shè)置到燃燒頭的至少一個(gè)外部金屬管和一個(gè)內(nèi)部管。內(nèi)部管例如起著當(dāng)可燃?xì)怏w通過(guò)形成在兩個(gè)管之間的環(huán)形通道時(shí)供送氧化劑的作用。如果空氣用作氧化劑，那么這通常為燃燒頭提供充分的冷卻。然而，當(dāng)工業(yè)純氧或者富含氧氣的空氣被用于燃燒或者如果氣體以預(yù)熱的形式被供送到燃燒頭中，那么外部金屬管的端部通常設(shè)置有冷卻通道，冷卻水通過(guò)冷卻水盤(pán)管被供應(yīng)到冷卻通道，所述冷卻水盤(pán)管在外部焊接到冷卻通道。
水冷式燃燒器的缺點(diǎn)在于由于水冷區(qū)域的內(nèi)側(cè)和外側(cè)之間的高的溫度梯度，在材料中會(huì)產(chǎn)生很高的熱應(yīng)力，這會(huì)導(dǎo)致形成裂縫或泄漏。另外，形成這樣的溫度帶，其中公知為“金屬灰化”形式的腐蝕發(fā)生在通常溫度高的鋼上，同時(shí)降低反應(yīng)空間的氣壓，因此導(dǎo)致燒蝕，并且因此破壞燃燒器的材料。另外，碳黑形成在冷卻的燃燒頭部件上，并且在某些情況中，同樣形成在冷卻水盤(pán)管上。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種上述類型的裝置，該裝置可用于高的反應(yīng)空間溫度，即使當(dāng)它未裝配水冷裝置時(shí)。
根據(jù)本發(fā)明，該目的通過(guò)下面的方式實(shí)現(xiàn)利用隔熱耐火材料層圍繞金屬管的外表面，并且為在反應(yīng)空間側(cè)上的金屬管端部提供在0.1和3毫米之間的壁厚，其中所述隔熱耐火材料層沿著管的軸線延伸，所述軸線從在反應(yīng)空間側(cè)上的金屬管端部開(kāi)始延伸。
所述隔熱耐火材料優(yōu)選以這樣的方式裝配，它沿著金屬管的全部長(zhǎng)度圍繞金屬管。隔熱層的厚度的尺寸被設(shè)計(jì)成使得在預(yù)期的反應(yīng)空間溫度的作用下能夠可靠地防止對(duì)金屬管的破壞。
根據(jù)本發(fā)明，隔熱耐火材料為澆注漿或搗打混合物或耐熱纖維的復(fù)合材料。除了良好的隔熱作用，耐火材料還具有足夠高的機(jī)械和化學(xué)穩(wěn)定性以承受在操作過(guò)程中存在的條件(反應(yīng)空間中的氣體振蕩、極高的溫度)。
根據(jù)本發(fā)明的思想，耐火隔熱層沒(méi)有伸出到金屬管的上方。這保證了確定的流動(dòng)狀況存在于金屬管在反應(yīng)空間側(cè)上的端部處，即使部分耐火隔熱層松開(kāi)并且產(chǎn)生表面缺陷。為了保持直接暴露于熱輻射的金屬管表面較少，在反應(yīng)空間側(cè)上的所述金屬管端部被制成具有減小的壁厚，所述壁厚為因子大于10小于金屬管的實(shí)際壁厚。有利的是，管的壁厚沿著上游方向連續(xù)增加，由此實(shí)現(xiàn)快速地去除管的端部處吸收的熱量，并且防止其過(guò)熱。
具體實(shí)施例方式
在根據(jù)本發(fā)明的裝置的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，至少金屬管是由這樣的材料制成，這種材料提供充分的保護(hù)以防止公知為“金屬灰化”的腐蝕形式。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特別優(yōu)選的實(shí)施例，至少金屬管是由所謂的ODS材料即氧化物彌散強(qiáng)化合金制成。
通過(guò)根據(jù)本發(fā)明的裝置，供給物質(zhì)可以被引入反應(yīng)空間中，供給物質(zhì)具有在100℃和700℃之間并優(yōu)選在200℃和600℃之間的溫度并且具有在1和100bara之間并優(yōu)選在10和30bara之間的壓力，反應(yīng)空間中存在達(dá)到2000℃的溫度。供給物質(zhì)的實(shí)例為碳?xì)浠衔锖?或空氣和/或富含氧氣的空氣和/或工業(yè)純氧和/或蒸氣和/或氫氣和/或二氧化碳和/或一氧化碳。本發(fā)明特別適用于引入反應(yīng)空間中，并且適用于燃燒液態(tài)或氣態(tài)的碳?xì)浠衔铮⑶覂?yōu)選是包括超過(guò)80％體積百分比的甲烷的碳?xì)浠衔镞B同氧化劑。氧化劑為空氣或富含氧氣的空氣或工業(yè)純氧，在這種情況中氧化劑被引入的總量使得燃燒發(fā)生在燃空比在0.5和1.5之間的情況下。
權(quán)利要求
1.一種用于將氣體和/或液體混合和/或引入熱反應(yīng)空間中的裝置，所述裝置包括至少一個(gè)金屬管，在反應(yīng)空間處的金屬管端部打開(kāi)，并且金屬管連接到提供用于將供給物質(zhì)供送到所述裝置中的機(jī)構(gòu)的設(shè)備，其特征在于，金屬管的外表面被隔熱耐火材料層圍繞，所述隔熱耐火材料層沿著管的軸線延伸，管的軸線從在反應(yīng)空間側(cè)上的金屬管端部起延伸，并且在反應(yīng)空間側(cè)上的金屬管端部具有在0.1和3毫米之間的壁厚。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述隔熱耐火材料沿著金屬管的全部長(zhǎng)度圍繞金屬管。
3.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，隔熱耐火材料為澆注漿或搗打混合物或耐熱纖維的復(fù)合材料。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，金屬管由提供充分的保護(hù)以防止公知為“金屬灰化”的腐蝕形式的材料制成。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述金屬管利用氧化物彌散強(qiáng)化合金(ODS材料)制造。
6.如權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述具有在100℃和700℃之間并優(yōu)選在200℃和600℃之間的溫度的供給物質(zhì)可被引入反應(yīng)空間中。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，碳?xì)浠衔锖?或空氣和/或富含氧氣的空氣和/或工業(yè)純氧和/或蒸氣和/或氫氣和/或二氧化碳和/或一氧化碳可作為供給物質(zhì)被引入反應(yīng)空間中。
8.如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，包含超過(guò)80％體積百分比的甲烷的供給物質(zhì)可被引入反應(yīng)空間中。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，氧化劑可作為供給物質(zhì)被引入反應(yīng)空間中，所述氧化劑為空氣或富含氧氣的空氣或工業(yè)純氧。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于將氣體和/或液體混合和/或引入熱反應(yīng)空間中的裝置，所述裝置包括金屬管，并且沒(méi)有裝配水冷裝置。金屬管由耐火材料制成的隔熱層圍繞，以使得裝置即使在高的反應(yīng)空間溫度的情況下也能夠使用。
文檔編號(hào)F23L7/00GK1884914SQ200610094029
公開(kāi)日2006年12月27日 申請(qǐng)日期2006年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月22日
發(fā)明者漢諾·陶茨 申請(qǐng)人:林德股份公司