重整器和操作重整器的方法技术

本发明专利技术涉及重整器和操作重整器的方法。一种燃烧方法和重整器，所述方法包括在向上烧制或向下烧制的重整器的燃烧区域中燃烧燃料以及通过受壁约束的燃烧器形成非均匀喷射属性。在燃烧区域中通过燃烧器执行该燃烧，其中至少一个燃烧器是形成非均匀喷射属性的受壁约束燃烧器。非均匀喷射属性产生热量曲线，该热量曲线提供靠近壁的第一热量密度和远离所述壁的第二热量密度，第二热量密度大于第一热量密度。通过选自下述的喷射属性来形成非均匀喷射属性：一个或多个喷射器的角度、一个或多个喷射器的流率、氧化剂喷射器的量和/或位置、燃料喷射器的量和/或位置、及它们的组合。

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
在具有多排燃烧器的炉中，例如靠近炉的壁或角部定位的重整炉或重整器、燃烧器与远离炉的壁和/或角部定位的燃烧器不同地工作。通常，与远离炉的壁和/或角部定位的燃烧器相比，靠近炉的壁和/或角部定位的燃烧器更多地与炉的壁相互作用并且产生更多量的NOx。英国专利GB2071832公开了一种炉及其操作，该专利以引用的方式全文结合到本文。具体地说，GB2071832专利公开了在锅炉中的炉水平空气分级。通常，锅炉中的燃烧器供应有燃烧空气，其比化学计量比(stoichiometric)要少得多(化学计量比的60%至80%)， 其余燃烧空气由远离锅炉的炉中的端口提供。为了提高火焰稳定性，一些燃烧器供应有化学计量比的燃烧空气，以便稳定周围的火焰。例如，在排端定位的燃烧器可供应有高达100% 化学计量比的燃烧空气。向定位在排端的燃烧器供应有100%化学计量比的燃烧空气将增加在排端处燃烧器附近的火焰温度。这种温度的增加导致更多的热量与炉壁相互作用，从而产生更多的氮氧化物(NOx)。美国专利4，妨4，839公开了一种炉，所述专利以引用的方式全文结合到本文。具体地说，4，妨4，839专利公开了一种燃烧器布置和火焰定向，以控制在乙烯裂化器中的气流。4，454，839专利公开了使用与燃烧气体相关的空气动力学模式以实现稳定火焰模式、减少的火焰对于处理管道的冲击、以及增加的混合。通过与乙烯裂化器相关，所述乙烯裂化器包括均定位成靠近壁的所有燃烧器，但是4，454，839专利未能公开靠近壁的燃烧器与远离壁的燃烧器之间的任何不同。美国专利5，690，039公开了一种使用空间选择性冷却来减少(reduct)N0x生成的方法和装置，该专利以引用的方式全文结合到本文。在5，690，039专利中，冷却流体用于选择性地冷却高NOx生成的区域，从而减少NOx生成。使用冷却流体导致与提供冷却流体的设备相关以及与包括用于炉的合适配置相关的资本费用。同样，通过减少由过程中吸收的燃料燃烧所产生的总热量的百分比，使用冷却流体降低了效率。需要的是一种生成低NOx排放且具有低资本费用、高效率和/或低炉-燃烧器相互作用的方法和燃烧系统。
技术实现思路
本专利技术涉及一种操作重整器的方法以及重整器。更具体地，本专利技术涉及形成非均勻喷射属性以改进重整器的操作。本专利技术的一个方面包括一种燃烧方法和执行该方法的重整器。该方法包括在向上烧制或向下烧制重整器的燃烧区域中燃烧燃料以及通过受壁约束的燃烧器形成非均勻喷射属性。所述非均勻喷射属性是不均勻的喷射属性。所述燃烧区域由一个或多个壁至少部分地围绕。所述燃烧通过多个燃烧器来执行，其中所述多个燃烧器中的至少一个是受壁约束的燃烧器，所述多个燃烧器中的至少一个是未受壁约束的燃烧器。非均勻喷射属性由受壁约束的燃烧器形成。所述非均勻喷射属性生成热量曲线，所述热量曲线提供远离所述一个或多个壁的第二热量密度，第二热量密度大于靠近所述一个或多个壁的第一热量密度。 所述受壁约束的燃烧器的一个或多个喷射属性不同于未受壁约束的燃烧器的一个或多个喷射属性。受壁约束的燃烧器的非均勻喷射属性通过受壁约束的燃烧器的一个或多个喷射属性形成。所述受壁约束的燃烧器和未受壁约束的燃烧器的所述一个或多个喷射属性选自包括如下的组一个或多个喷射器的角度、通过一个或多个喷射器的流、氧化剂喷射器的量和/或位置、燃料喷射器的量和/或位置、或它们的组合。如在本文所使用的，短语“量和/ 或位置”是指量、位置、或者量和位置。本专利技术的一个或多个实施例包括非均勻喷射属性由通过一个或多个喷射器的流形成，所述通过一个或多个喷射器的流包括来自于受壁约束的燃烧器的第一组喷射器的第一流体流和来自于受壁约束的燃烧器的第二组喷射器的第二流体流。第一组喷射器靠近所述壁，第二组喷射器远离所述壁。其它实施例包括在成分上不同于第二流体流的第一流体流，包括燃料的第一流体流，具有小于第二流体流的第二燃料-氧化剂比的第一燃料-氧化剂比的第一流体流，包括氧化剂的第一流体流，具有比第二流体流的第二流率更低的第一流率的第一流体流，为零的第一流率，和/或包括用于第一组喷射器的第一喷射器角度的一个或多个喷射器的角度，所述第一喷射器角度不同于用于第二组喷射器的第二喷射器角度。其它实施例可包括以多排布置的燃烧器，减少在重整器中的NOx生成并且减少燃烧区域中的火焰体积的非均勻喷射属性，不同于在未受壁约束的燃烧器中的氧化剂喷射器的第二量的在受壁约束的燃烧器中的氧化剂喷射器的量，不同于在未受壁约束的燃烧器中的燃料喷射器的第二量的在受壁约束的燃烧器中的燃料喷射器的量，和/或相对于未受壁约束的燃烧器处于旋转位置的受壁约束的燃烧器。另一实施例包括配置用于所公开方法的重整本专利技术的一个或多个实施例包括非均勻喷射属性由通过一个或多个喷射器的流形成，所述通过一个或多个喷射器的流包括来自于受壁约束的燃烧器的第一组喷射器的第一流体流和来自于受壁约束的燃烧器的第二组喷射器的第二流体流。第一组喷射器靠近所述壁，第二组喷射器远离所述壁。其它实施例包括在成分上不同于第二流体流的第一流体流，包括燃料的第一流体流，具有小于第二流体流的第二燃料-氧化剂比的第一燃料-氧化剂比的第一流体流，包括氧化剂的第一流体流，具有比第二流体流的第二流率更低的第一流率的第一流体流，为零的第一流率，和/或包括用于第一组喷射器的第一喷射器角度的一个或多个喷射器的角度，所述第一喷射器角度不同于用于第二组喷射器的第二喷射器角度。其它实施例可包括以多排布置的燃烧器，减少在重整器中的NOx生成并且减少燃烧区域中的火焰体积的非均勻喷射属性，不同于在未受壁约束的燃烧器中的氧化剂喷射器的第二量的在受壁约束的燃烧器中的氧化剂喷射器的量，不同于在未受壁约束的燃烧器中的燃料喷射器的第二量的在受壁约束的燃烧器中的燃料喷射器的量，和/或相对于未受壁约束的燃烧器处于旋转位置的受壁约束的燃烧器。另一实施例包括配置用于所公开方法的重整本专利技术的另一方面包括重整器，所述重整器包括燃烧区域，所述燃烧区域由一个或多个壁至少部分地围绕；和在向上烧制或向下烧制配置中的多个燃烧器，所述多个燃烧器中的每个燃烧器包括多个喷射器。所述多个燃烧器中的至少一个燃烧器是受壁约束的燃烧器，所述多个燃烧器中的至少一个燃烧器是未受壁约束的燃烧器。受壁约束的燃烧器包括用于生成热量曲线的非均勻喷射属性，所述热量曲线提供靠近所述一个或多个壁的第一热量密度和远离所述一个或多个壁的第二热量密度，所述第二热量密度大于第一热量密度。受壁约束的燃烧器的一个或多个喷射属性不同于未受壁约束的燃烧器的一个或多个喷射属性。受壁约束的燃烧器的非均勻喷射属性通过受壁约束的燃烧器的一个或多个喷射属性形成。所述受壁约束的燃烧器和未受壁约束的燃烧器的所述一个或多个喷射属性选自包括如下的组分别用于受壁约束的燃烧器和未受壁约束的燃烧器中的每个的一个或多个喷射器的角度、通过一个或多个喷射器的流、氧化剂喷射器的量、燃料喷射器的量、或它们的组合。通过受壁约束的燃烧器的一个或多个喷射器的角度形成非均勻喷射属性，所述一个或多个喷射器的角度包括用于第一组喷射器的第一喷射器角度，第一喷射器角度不同于用于第二组喷射器的第二喷射器角度，其中第一喷射器角度不同于第二喷射器角度。另一个实施例包括使用所公开的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种燃烧方法，所述方法包括：在向上烧制或向下烧制重整器的燃烧区域中燃烧燃料，所述燃烧区域由一个或多个壁至少部分地围绕，所述燃烧通过多个燃烧器来执行，其中所述多个燃烧器中的至少一个是受壁约束的燃烧器，所述多个燃烧器中的至少一个是未受壁约束的燃烧器；以及通过受壁约束的燃烧器形成非均匀喷射属性，所述非均匀喷射属性生成热量曲线，所述热量曲线提供靠近所述一个或多个壁的第一热量密度以及远离所述一个或多个壁的第二热量密度，第二热量密度大于第一热量密度；其中，所述受壁约束的燃烧器的一个或多个喷射属性不同于未受壁约束的燃烧器的一个或多个喷射属性，且其中，受壁约束的燃烧器的非均匀喷射属性通过受壁约束的燃烧器的一个或多个喷射属性形成，所述受壁约束的燃烧器和未受壁约束的燃烧器的所述一个或多个喷射属性选自包括如下的组：一个或多个喷射器的角度、通过一个或多个喷射器的流、氧化剂喷射器的量和／或位置、燃料喷射器的量和／或位置、或它们的组合。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：R·J·亨德肖特，李先明，A·G·斯拉夫科夫，
申请(专利权)人：气体产品与化学公司，
类型：发明
国别省市：US