專利名稱：磚后的熱電偶的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一般地涉及用于氣化過程的熱電偶的保護，更具體點說，涉及使用耐火磚來延長用于氣化過程的熱電偶的使用壽命。
在高溫氣化過程中，從含烴燃料如煤、油、烴廢氣等中可產(chǎn)生部分氧化的熱燃氣。其時，含烴燃料與活性的含氧氣體在氣化反應器內(nèi)起化學反應。
術語“含烴的”在本文被用來說明各種合適的原燃料，包括氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的烴、含碳材料及其混合物?；旧?，任何可燃的含碳有機材料或其稀漿都可包括在這術語內(nèi)，并可包括任何比例的石臘、烯烴、乙炔、環(huán)烷和芳烴化合物，以及氧化的含烴有機材料包括碳水化合物、纖維素材料、醛類、有機酸、酒精、酮類、充氧燃料油、含有氧化烴有機材料的化學過程的廢液和副產(chǎn)品、及其混合物。
術語“液態(tài)烴”在本文被用來說明各種合適的液態(tài)原燃料，包括液化石油氣、石油餾分和殘余、汽油、石腦油、煤油、原油、瀝青、粗柴油、渣油、焦油砂油和頁巖油、煤煉油、芳烴(如苯、甲苯、二甲苯餾分)、煤焦油、來自液體催化裂化操作的循環(huán)粗柴油、焦爐粗柴油的糠醛抽提、及其混合物。
“氣態(tài)烴”在本文被用來說明各種合適的氣態(tài)原燃料，包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、天然氣、焦爐煤氣、煉油廠氣、乙炔尾氣、乙烯廢氣、及其混合物。
“固態(tài)烴燃料”在本文被用來說明各種合適的固態(tài)原燃料，包括形式為無煙煤、煙煤、次煙煤、褐煤、焦炭的各種煤、煤液化衍生的殘余、泥煤、油頁巖、焦油砂、石油焦炭、硬瀝青、微粒碳(煤煙或煤灰)、固態(tài)的含碳廢料如垃圾、及其混合物。某些型式的烴燃料特別是煤和石油焦炭能產(chǎn)生大量的灰和熔渣。
在氣化反應器的反應區(qū)內(nèi)，含烴燃料與含有自由氧的氣體接觸，是否須有溫度節(jié)制器可任選。在反應區(qū)內(nèi)，內(nèi)含物通常達到的溫度在約1700°F(930℃)到約3000°F(1650℃)的范圍內(nèi)，較典型地在約2000°F(1100℃)到約2800°F(1540℃)的范圍內(nèi)。壓力通常在約1大氣壓(100kPa)到約250大氣壓(25,000kPa)的范圍內(nèi)，較典型地在約15(1500kPa)到約150(15,000kPa)大氣壓的范圍內(nèi)。
在一典型的氣化過程中，部分氧化的熱燃氣基本上具有H2、CO和至少一種下列組群中的氣體H2O、CO2、H2S、COS、NH3、N2和Ar。在自由流動、向下流動的、垂直的、耐火襯里的鋼制壓力容器的反應區(qū)內(nèi)進行公知的部分氧化過程時通常還產(chǎn)生典型地含有SiO2、Al2O3和Fe、Ca等金屬的氧化物和氧硫化物的微粒碳、煤灰及/或熔渣。這種過程和壓力容器的實例曾在美國專利2,818,326號中示出并說明，該專利在這里被引用并說明。
熱電偶通常被用來測量在這類高溫過程中的溫度、包括在氣化反應器內(nèi)的溫度。熱電偶為一對不相同的在兩端連接的金屬線，這兩種金屬線的成分必須充分地不同使在它們之間能夠產(chǎn)生電位差。除了在熱電偶兩端的接頭外，兩根線在保護套內(nèi)互相電絕緣。電絕緣通常由保護套提供，保護套由耐熱的電絕緣材料構(gòu)成，具有兩個不相交地沿軸向延伸通過一部分保護套長度的孔，兩根熱電偶線就分別穿過這兩個孔，這兩個孔只在端頭上相交。典型的保護套材料為耐高溫的高純度陶瓷如氧化鋁。這些孔可用耐火材料澆注在熱電偶線和傳感器的周圍制成。
熱電偶的工作原理為在所連接的金屬之間的電位會隨著溫度而變。這個電位與一個實際的或人造標準的、代表相同金屬在標準溫度時的電位比較，便可用放置在熱電偶回路內(nèi)的電壓計測出溫度差，電壓計也可根據(jù)由放置在熱電偶回路內(nèi)的傳感器送來的信號來進行測量。選擇用于熱電偶的不同金屬主要取決于所希望測量的溫度范圍。例如在氣化反應器的條件下通常使用的熱電偶的一種型式，其中一根線含有鉑和約30％的銠，而第二根線含有鉑和約6％的銠。對氣化反應器可使用型式B、型式R和型式S的鉑銠熱電偶。
在氣化過程的環(huán)境下，特別是在氣化反應器內(nèi)的環(huán)境下，熱電偶的壽命很短，部分是因為氣化反應器在工作時的氣氛具有腐蝕性，在這種環(huán)境下未被保護的熱電偶會很快受到侵蝕而變?yōu)闊o用，特別是當與反應器內(nèi)的熔渣接觸時，熱電偶在幾分鐘內(nèi)便會報廢。
為了解決這個問題，通常將熱電偶插置在沿著氣化反應器外壁安裝的耐火熱電偶套管內(nèi)。耐火熱電偶套管可包括由氧化鉻-氧化鎂、氧化鉻或類似的抗熔渣材料構(gòu)成的屏障，并可引用其他耐火的和不耐火的材料如Al2O3、MgO、青玉、鉬和不銹鋼，但這種耐火熱電偶套管并不能對氣化器內(nèi)的氣氛構(gòu)成完全的屏障，它不能承受壓力和應力，只是一個可部分轉(zhuǎn)移物質(zhì)的半滲透屏障，起到對熔渣，直接火焰和某些熱燃氣的保護作用。
當用于氣體反應器內(nèi)時，熱電偶套管可通過反應器壓力容器外壁上的開口引入，然后通過通常用來襯墊反應器壓力容器的耐火材料或一系列耐火材料上的開口延伸到反應器的敞開的空間內(nèi)或者比較典型的做法是可以從反應器的內(nèi)部往回縮進一個小距離。
遣憾的是將熱電偶定位在熱電偶套管內(nèi)并未能完全解決問題。隨著時間的推移，熔渣會突破熱電偶套管，一方面是由于燒蝕和腐蝕的作用，同時也由于熱應力及/或機械應力的作用，這個突破初始時雖然較小，但已可使熔渣侵入與熱電偶接觸使熱電偶無用。
因此需要有一設施來提高在氣化過程內(nèi)使用的熱電偶的壽命。
本發(fā)明為用來測量在氣化反應器內(nèi)溫度的熱電偶的安裝。熱電偶是通過氣化反應器的壁安裝的使測量元件位在一個耐火的熱面磚的連續(xù)層之后。熱電偶組件被安裝在一個通過氣化器壁、絕熱磚的開口內(nèi)并可任選地部分通過熱面磚。


圖1為示出本發(fā)明的一個實施例的一部分氣化器壁的剖面，從圖可見有一熱電偶被安裝在金屬氣化器壁之外，延伸通過氣化器殼體、通過一層或多層絕熱磚并部分通過熱面磚。
本文所用術語“熱電偶”為一溫度感知裝置，包括熱電偶傳感器、導線和有關的支承、絕緣、保護或安裝設施。
本文所用術語“熱面磚”為一層或多層與氣化器內(nèi)部鄰近的耐火材料。
本文所用術語“熱電偶傳感器”指通常在熱電偶遠端的一個點，在那里不同金屬被連接在一起并產(chǎn)生電位。
本文所用術語“熱電偶套管”為一保護套能對燃氣流動提供基本屏障并能承受壓力，在該壓力下密封。
本文所用術語“套”和“保護套”可互換使用，用來說明對至少一根熱電偶線提供支承、保護和電絕緣的物體。
本文所用術語“熔渣”包括在反應器條件下能變成流體的渣滓、灰分、金屬、氧化硅和其他污染物。
在高溫氣化過程中，從含烴材料如煤、油、含烴廢料等可產(chǎn)生部分氧化的熱燃氣。其時含烴燃料與活性的含氧氣體如空氣和氧在氣化反應器內(nèi)起化學反應，產(chǎn)生部分氧化的熱燃氣，因此反應器是專門設計的部分燃燒器。在氣化反應器的反應區(qū)內(nèi)，含烴燃料與含有自由氧的氣體接觸，是否須有溫度節(jié)制器可任選。在反應區(qū)內(nèi)，內(nèi)含物通常達到的溫度在約1700°F(930℃)到約3000°F(1650℃)的范圍內(nèi)，較典型地在約2000°F(1100℃)到約2800°F(1540℃)的范圍內(nèi)。壓力通常在約1大氣壓(100kPa)到約250大氣壓(25,000kPa)的范圍內(nèi)，較典型地在約15大氣壓(1500kPa)到約150大氣壓(15,000kPa)的范圍內(nèi)。
在許多用途中燃料含有相當多的灰分。在氣化溫度下灰分可部分或完全熔化。一般最好在灰分離開氣體反應器之前將它保持在熔化狀態(tài)。否則微粒物能積聚并堵塞反應器。但這個熔化的灰分或渣滓對它所接觸的表面而言非常粗糙。熔化的灰分會侵蝕耐火磚使它不得不定期更換。
氣化器必須設計得能承受其內(nèi)的壓力，這一點一般需要有一金屬殼體10(圖1)。殼體可由鋼、鉬或任何合適的材料制成，它必須能承受在它工作時達到的最高溫度下在氣化器內(nèi)產(chǎn)生的壓力。在氣化器內(nèi)部的溫度典型地約為2000°F(1100℃)的情況下，鋼的強度會嚴重受損。
因此，在氣化區(qū)與殼體之間設有一層或多層絕熱磚22，該絕熱磚可從約6英寸(15cm)厚到超過10英寸(25cm)厚，通常布置成多個重疊層，由任何一種合適的耐火材料制成，常為氧化鋁、氧化鉻、氧化鎂或其混合物。絕熱磚常用密度比熱面磚低的材料鑄成。
熱電偶固定件必須延伸通過氣化器殼體內(nèi)的開口32并通過絕熱。磚。金屬殼體與絕熱磚的熱膨脹系數(shù)不同。因此當反應器加熱和冷卻時殼體和絕熱磚常會相互相對運動。熱電偶延伸通過殼體和絕熱磚的開口必須具有足夠大的直徑，使殼體、絕熱磚和可選用的熱面磚能夠相互相對運動而不會撕裂熱電偶。在本發(fā)明的一個實施例中，開口的直徑從約0.5英寸(1.3cm)到約6英寸，適宜從約1英寸(2.5cm)到約4英寸(10cm)，最好從約1.5英寸(3.8cm)到約2.5英寸(6.4cm)。
在絕熱磚的內(nèi)表面上有一層或多層熱面磚24，其成分通常與絕熱磚相似，但一般具有比絕熱磚高的密度并比絕熱磚容易導熱，它們由任何一種合適的耐火材料如氧化鋁、氧化鉻、氧化鎂、或其混合物制成。對于具有相當數(shù)量渣滓的原燃料，即渣滓重量大于燃料總重量約0.1％時，熱面磚最好由更能抗渣滓的耐火材料如高氧化鉻、高氧化鎂、或其混合物制成。
熱面磚單層或多層24的厚度可從約4英寸(10cm)到約14英寸(36cm)，適宜從約6英寸(15cm)到約12英寸(31cm)，最好從約8英寸(20cm)到約10英寸(25cm)。
在氣化過程的環(huán)境下，特別是在氣化反應器內(nèi)的環(huán)境下，熱電偶的壽命很短，部分是因為氣化反應器在工作時的氣氛具有腐蝕性，在這種情況下未被保護的熱電偶會很快受到侵蝕而變?yōu)闊o用，特別是當與反應器內(nèi)的溶渣接觸時，熱電偶在幾分鐘內(nèi)便會報廢。
本發(fā)明中的熱電偶傳感器30被安裝在一層熱面磚24之后。帶有或不帶熱電偶套管的熱電偶26延伸筆直通過氣化器鋼殼10內(nèi)的開口，然后通過耐火絕熱磚22內(nèi)對準的開口32，并可任選地部分通過熱面磚24。
溫度響應即在氣化器內(nèi)溫度的改變在熱電偶的響應上反映出來的時間部分取決于在熱電偶和氣化區(qū)之間的熱面磚層的厚度。另外，熱面磚的較小的絕熱效果會使安裝在熱面磚之后的熱電偶的讀數(shù)較低。對于熱電偶傳感器30和氣化器內(nèi)部之間的厚的熱面磚層，時間的延遲和溫度的差異較為明顯。因此在熱電偶傳感器和氣化器內(nèi)部之間的熱面磚層的厚度應小于約12英寸(31cm)，適宜小于9英寸(23cm)，較好小于約6英寸(15cm)，最好小于約4.5英寸(12cm)。同時，由于熱面磚受到熔渣和氣化器內(nèi)氣氛的侵蝕，熱面磚會失效。而失效會被熱電偶前減薄的熱面磚所造成的應力加速，因此熱面磚的厚度適宜大于約2英寸(5cm)，最好大于約3.5英寸(8.9cm)。對于產(chǎn)生較多熔渣的含烴燃料，即溶渣以重量計大于約0.1％時，熱面磚的厚度適宜大于約3.5英寸(8.9cm)，最好大于約4英寸(10cm)。
這些尺寸可隨各種燃料而變。在含有熱電偶的開口和氣化器內(nèi)部之間的熱面磚的厚度可為熱面磚厚度的約20％到約100％，適宜從約30％到約66％，最好從約40％到約60％。只要在開口和氣化器內(nèi)部之間的厚度小于熱面磚厚度的100％，這個開口就最好從絕熱磚內(nèi)的開口鄰接地延伸出來。從氣化器內(nèi)部看，熱面磚最好沒有顯著數(shù)量的材料被除去。
本發(fā)明的一個特別好的實施例具有一個平均的熱面的厚度從約8英寸(20cm)到約10英寸(25cm)，在熱電偶之前的熱面磚厚度從約3.5英寸(8.9cm)到約4.5英寸(11.4cm)，并有一段開口部分通過熱面磚，這段開口與延伸通過殼體和絕熱磚的開口是連續(xù)的。這個開口能在絕熱磚和熱面磚中鑄出或者在砌好的磚中用機加工制出。開口應定好尺寸使在反應器加熱或冷卻時不會由于熱膨脹和運動而使熱電偶被剪裂。
對于如圖1所示的設有絕熱磚、外殼體和凸緣組合件的熱電偶，在熱電偶前的熱面磚為4英寸厚度時，熱電偶對反應器內(nèi)的溫度變化的響應在時間上延遲20到30秒，并且熱電偶的讀數(shù)比傳統(tǒng)安裝的熱電偶低約100°F(55℃)到約300°F(170℃)。但一旦知道并考慮這兩個因素予以校正后就能操作并控制反應器。
熱電偶應這樣安裝使熱電偶傳感器30不會觸及耐火磚22和24，最好熱電偶傳感器從熱面磚后表面上離開一個距離，適宜的距離為約0.25英寸(0.6cm)到約3英寸(8cm)，最好為約0.5英寸(1.2cm)到約1英寸(2.5cm)。
熱電偶26具有兩根線18，這兩根線具有不同的金屬含量使當熱電偶暴露在熱源下時能在兩根線之間產(chǎn)生電位差。例如一根線可含有約30％的銠，而另一根線含有約6％的銠?；蛘咭桓€可以是純鉑，而另一根線含有10％或13％的銠。兩根線的其余部分主要為鉑。
一般最好將熱電偶傳感器裝在保護套28的端頭。兩根線在熱接頭30和冷接頭(未示出)被連接在一起。所謂熱接頭是因為在測量反應器的溫度時該接頭較接近熱源。量出兩根線的電位差。用什么方法來測量并不重要。例如可將伏特計設在熱電偶回路內(nèi)，或者可將冷接頭設在溫度傳感器(未示出)上，然后用信號傳送設施(未示出)將該傳感器產(chǎn)生的信號傳送到控制室。
除了熱、冷接頭外，熱電偶的兩根線在其他地方都互相電絕緣。如何絕緣并不重要，在本實施例中，電絕緣是由耐高溫、高純度的陶瓷嵌入件或在保護套28內(nèi)鑄出的分開的孔來完成的。
本發(fā)明有兩個實施例。第一實施例用熱電偶套管來對熱電偶提供增添的保護，熱電偶被封閉在從凸緣延伸出來的熱電偶套管內(nèi)。所說熱電偶套管造成一個壓力(燃氣)的屏障使在某些情況下熱電偶可在氣化器工作時被維修，燃氣屏障可以不是絕對的。例如在本文被參考引用的美國專利5,005,986所說明的鈀/銀熱電偶套管就是可透過氫氣的。不管怎樣，熱電偶套管在某些情況下能將熱電偶保持在基本上為大氣壓的壓力下。但缺點是熱電偶套管延伸到反應器內(nèi)，熱面磚上的突破將使腐蝕的熔渣直接侵蝕壓力屏障，因此這不是本發(fā)明的較優(yōu)實施例。
用螺釘、螺栓或夾緊將熱電偶套管固定到熱電偶凸緣上使熱電偶和熱電偶套管組合件保持在位。采用兩個分開的連接部可提高效率，這樣更換熱電偶時就可不用移走熱電偶套管。
或者，可用保護套28來保護熱電偶而不構(gòu)成壓力密封。在某些點上熱電偶線必須從壓力容器內(nèi)出來。這時熱電偶線可延伸通過一個壓力密封配件，該配件與一配裝在可移走凸緣14內(nèi)的軸襯接觸，凸緣14與降溫凸緣12配合，而后者又與氣化反應器的壓力容器的外鋼壁10配合。
最好熱電偶周圍的壓力密封在溫度從氣化器溫度相當降低的位置上作出，即當溫度在1000°F(540℃)以下，適宜在600°F(320℃)，最好在約400°F(200℃)以下時作出。這樣在熱面磚被突破時，壓力密封就不會受到熔渣的侵蝕。溶渣將凝固，不會到達壓力密封。另外，彈性體或其他壓力密封連接件如果不是暴露在氣化器那樣的高溫下一般具有較長的壽命。壓力密封一般制在靠近熱電偶凸緣14的或制在其內(nèi)。
保護套一般由任何一種合適的耐火材料制成，如氧化鋁、氧化鉻、氧化鎂、或其混合物。但保護套將不會暴露在熔渣前，因此可用較便宜的氧化鋁制成。保護套在兩導電體之間一般設有絕緣件。在一較優(yōu)的實施例中，保護套沿著其長度設有兩個孔，熱電偶線就布置在這兩個孔內(nèi)，這兩個孔除了兩根線連接處的一點外互不相交。
最好在熱電偶傳感器和保護套的周圍再加上一個保護套。這種保護套可由耐火的及/或不耐火的材料如Al2O3、MgO、鉻-氧化鎂、高鉻、鉬、不銹鋼、或其混合物、或其復合物制成，所謂復合物系指將兩個或多個不同的材料放在同一個套內(nèi)。
在本發(fā)明的一個實施例中，保護套可由一個內(nèi)保護套和一個外保護套組成。內(nèi)保護套能由高密度少孔隙的耐火材料如氧化鋁或氧化鎂制成，然后將可澆鑄的耐火材料典型地為高密度少孔隙的耐火材料澆注在內(nèi)保護套的周圍使它硬化，這樣來形成外保護套。最好，這個可鑄的高密度少孔隙的耐火材料由氧化鉻或氧化鉻-氧化鎂。
熱面磚不能構(gòu)成壓力密封。因此必須有一兩個凸緣12和14或其他合適的組件將壓力密封起來。這個組件最好能被移走，這樣在需要時便能將熱電偶維修。至少有一個凸緣既能密封住氣化器殼體內(nèi)的開口使氣化器氣密，又能移走使熱電偶能被維修。除了配合的凸緣外，帶螺紋的帽和噴嘴或其他連接設施也能使用。
凸緣被有效地保護使它免受從熱面磚和絕熱磚輻射出來的熱，否則凸緣會被過熱。一種保護方法是將凸緣裝在氣化器殼體的外面，再加上一個與它相對的凸緣，使熱電偶延伸通過該凸緣，而在凸緣體內(nèi)有至少一個、最好多個外觀如環(huán)狀物的墊圈裝置20包圍著保護層。這些墊圈或環(huán)狀物最好由柔順的絕熱材料特別是考伍爾(kaowool，硅酸鋁合成纖維)制成。在這些環(huán)狀物之間設置柔順的擋壁32也是有效的方法。
這些環(huán)狀物和薄而柔順的擋壁將開口密封不讓作用如黑體的熱面磚沿著保護套延伸的路徑輻射的熱量出來。保護套一般是直的，在將這個輻射熱堵塞后，便可從壓力密封中出來并連接到比較傳統(tǒng)的線上，在該處的溫度可保持在約1000°F(540℃)以下，最好在約400°F(200℃)以下。這些環(huán)狀物和薄而柔順的擋壁也對對流的熱量構(gòu)成部分阻擋。
采用降溫凸緣使熱電偶得以取出維修而很少干擾這些環(huán)狀物和薄而柔順的擋壁。在本實施例中，熱電偶本身被裝在熱電偶凸緣14上。在這凸緣之外溫度已相當?shù)?，因此熱電偶導線可連接到傳統(tǒng)的高溫線上例如在管道內(nèi)用一個終端的接線塊。這個管道可設有燃氣密封以防燃氣不受阻礙地竄入控制室內(nèi)。在高壓的氣化反應器和大氣壓的管道之間的壓力密封最好制在熱電偶凸緣14內(nèi)或其附近。
按照本發(fā)明的各個實施例將熱電偶設置在熱面磚之后除了其他優(yōu)點外，與傳統(tǒng)的將熱電偶包在抗熔渣的保護套內(nèi)的方法相比可提高熱電偶的有效壽命。
在另一個實施例中，多于一個的熱電偶被插置在熱面磚后的空腔32內(nèi)，這些熱電偶具有數(shù)目至少相應的內(nèi)保護套。在這實施例中，一個或多個熱電偶的遠端30可分別定位在保護套長度上的各個不同的點，或者說各個保護套可按不同的深度延伸到空腔內(nèi)。最好熱電偶傳感器離開熱面磚表面的距離的差異為2英寸(5cm)或更多。例如，在一采用兩個熱電偶的實施例中，最終會穿透保護套的熔渣一般首先到達最靠近的熱電偶使這個熱電偶失效，而熔渣到達第二個熱電偶并使它失效還要一點時間。這樣，運行過程就可較長，氣化器的關停和重新開始可預先計劃，不需緊急關停。雖然第二熱電偶提供數(shù)據(jù)的準確度不及第一熱電偶，但這差異不會對過程控制造成問題，因為第二熱電偶的讀數(shù)可根據(jù)第一熱電偶在失效前收集到的數(shù)據(jù)來校正。
在本發(fā)明的另一個實施例中，可以有一種或多種測量氣化器溫度的方法，這些方法可包括但并不限于傳統(tǒng)的將熱電偶放在熱電偶套管內(nèi)的保護套內(nèi)而熱電偶套管位在一個通過熱面磚的孔內(nèi)。這樣，位在熱面磚后的熱電偶所記錄的溫度和較直接暴露在氣化器環(huán)境中的熱電偶所記錄的溫度便能用來評估熱面磚的狀態(tài)。例如，如果在正常情況下在熱面磚后的熱電偶的讀數(shù)比更完全暴露的熱電偶的讀數(shù)低200°F(110℃)，那么讀數(shù)低100°F(55℃)的情況下就可證明熱面磚層變薄了。如果兩種測量的讀數(shù)相同，那就證明熱面磚已被基本沖破。最好如果熱電偶由于熔渣侵蝕而中止工作，那么可以證明突破熱面磚的熔渣至少已達到熱面磚在熱電偶和氣化器內(nèi)部之間的深度。在問題變得尖銳之前預先獲知熱面磚失效的情況可較有序地關停并有時間來準備關停時的維修。
權(quán)利要求
1．一種反應器內(nèi)的熱電偶裝置，所說反應器氣化含烴材料并含有熔渣，具有一個殼體、絕熱磚和熱面磚；所說熱電偶裝置具有熱電偶傳感器和包裝在保護套內(nèi)的導線，保護套延伸通過氣化器殼體和絕熱磚內(nèi)的開口但該開口沒有完全通過熱面磚。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的保護套，其特征為，所說套含有氧化鋁、氧化鉻、氧化鎂或其混合物。
3．根據(jù)權(quán)利要求1的保護套，其特征為，所說套含有氧化鋁。
4．根據(jù)權(quán)利要求1的保護套，所說套設有兩個沿軸向延伸通過一部分套長的孔眼，其特征為，兩根熱電偶線分別在兩個孔眼內(nèi)布線，并且兩個孔眼只在一個點上互相交叉。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的熱電偶裝置，其特征為，熱電偶傳感器離開它與氣化器內(nèi)部之間的熱面磚后表面的距離從約為0.25到約3英寸。
6．根據(jù)權(quán)利要求1的熱電偶裝置，其特征為，熱電偶傳感器離開它與氣化器內(nèi)部之間的熱面磚后表面的距離從約0.5英寸到約1英寸。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的熱電偶裝置，其特征為，孔眼的直徑從約1到約4英寸。
8．根據(jù)權(quán)利要1的熱電偶裝置，其特征為，孔眼的直徑從約1.5到約2.5英寸。
9．根據(jù)權(quán)利要求1的熱電偶裝置，其特征為，在熱電偶傳感器與氣化器內(nèi)部之間的熱面磚層的厚度從約2英寸到約9英寸。
10．根據(jù)權(quán)利要求1的熱電偶裝置，其特征為，在熱電偶傳感器與氣化器內(nèi)部之間的熱面磚層的厚度從約3.5英寸到約6英寸。
11．根據(jù)權(quán)利要求1的熱電偶裝置，其特征為，產(chǎn)生的熔渣以重量計約為含烴材料的0.1％或更多，并且在開口與氣化器內(nèi)部之間的熱面磚層的厚度從約3.5英寸到約6英寸。
12．根據(jù)權(quán)利要求1的熱電偶裝置，其特征為，開口延伸部分通過熱面磚，致使在開口與氣化器內(nèi)內(nèi)部之間的熱面磚的厚度從約3.5英寸到約6英寸，否則熱面磚的厚度將為約8英寸到約10英寸。
13．根據(jù)權(quán)利要求1的熱電偶裝置，其特征為，還包括將熱電偶線和傳感器包裝在多個保護套內(nèi)。
14．根據(jù)權(quán)利要求1的熱電偶裝置，其特征為，最內(nèi)層的保護套含有氧化鋁、氧化鎂、鉻-氧化鎂、高鉻、或其混合物，而最外層的保護套含有氧化鋁、氧化鎂、鉻-氧化鎂、高鉻、鉬、不銹鋼、或其混合物、或其復合物。
15．根據(jù)權(quán)利要求14的熱電偶裝置，其特征為，內(nèi)保護套由氧化鋁、氧化鎂、或其混合物制成，而外保護套為將氧化鉻或氧化鉻-氧化鎂澆鑄在內(nèi)保護套的周圍而成。
16．根據(jù)權(quán)利要求1的熱電偶裝置，其特征為，還包括將熱電偶包裝在熱電偶套管內(nèi)。
17．根據(jù)權(quán)利要求1的熱電偶裝置，其特征為，還包括一個裝在氣化器殼體外面的凸緣和一個與它相對而在其內(nèi)有熱電偶延伸通過的凸緣，還包括至少一個包圍保護套的墊圈裝置。
18．根據(jù)權(quán)利要求18的熱電偶裝置，其特征為，墊圈裝置由硅酸鋁合成纖維制成。
19．根據(jù)權(quán)利要求1的熱電偶裝置，其特征為，裝置還包括包裝在一個或多個保護套內(nèi)的多個熱電偶傳感器和導線，其特征為，各個熱電偶傳感器按預定距離離開熱面磚的后表面，并且所說距離各不相同，相互間至少相差2英寸。
20．一種反應器內(nèi)的熱電偶裝置，所說反應器氣化含烴材料并含有熔渣，具有一個殼體、絕熱磚和熱面磚。所說熱電偶裝置具有包裝在保護套內(nèi)的熱電偶傳感器和導線，該保護套延伸通過氣化器殼體和絕熱磚內(nèi)的開口，而在含有熱電偶傳感器的孔眼與氣化器內(nèi)部之間的熱面磚的厚度為其鄰近的熱面磚的厚度的約20％到約100％。
全文摘要
本發(fā)明為一測量氣化反應器內(nèi)溫度的熱電偶裝置,熱電偶通過氣化反應器的壁而安裝在耐火熱面磚的連續(xù)層之后。熱電偶組件被安裝在一個開口內(nèi),該開口是通過氣化器的壁、絕熱磚,并可任選地部分通過熱面磚制出的。
文檔編號G01K1/14GK1321242SQ99811623
公開日2001年11月7日 申請日期1999年9月30日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月30日
發(fā)明者約翰·S·史蒂文森, 肯特·W·桑托斯, 格斯·扎哈里奧 申請人:德士古發(fā)展公司