浆粉耦合气化烧嘴和气化炉制造技术

本发明专利技术公开了一种浆粉耦合气化烧嘴和气化炉，浆粉耦合气化烧嘴包括浆态进料通道(1)和粉态进料通道(2)，浆态进料通道贯穿设置在浆粉耦合气化烧嘴的烧嘴本体(100)上并用于浆态物料的进料或者作为气化剂用量调节通道或点火烧嘴；粉态进料通道与所述浆态进料通道独立地贯穿设置在烧嘴本体上并用于粉态物料的进料或者作为气化剂用量调节通道或点火烧嘴；从浆态进料通道的浆料烧嘴出口(11)喷出的流体能够与从粉态进料通道的粉料烧嘴出口(21)喷出的流体在烧嘴本体的外部产生对流撞击。烧嘴结构设计简单，既可用于浆态气化，也可用于粉态气化或同时气化，基于粉浆原料对撞，或是气化剂与浆态或粉态原料对撞，能有效分散原料，提高气化效率。提高气化效率。提高气化效率。

【技术实现步骤摘要】
浆粉耦合气化烧嘴和气化炉


[0001]本专利技术涉及气化炉
，具体地涉及一种浆粉耦合气化烧嘴和气化炉。

技术介绍

[0002]固体含碳燃料的部分燃烧(气化)生产可燃气体(例如一氧化碳或氢气)是煤等固体燃料的主要应用方式之一。气化工艺的核心设备包括气化烧嘴，气化烧嘴在气化过程中起到强化固体燃料与氧化剂的混合作用并促使物料在燃烧室内合理分散。
[0003]目前，气化烧嘴普遍功能单一，只能用于水煤浆或粉煤等单一物料类型的气化，不能用于浆粉同时气化的气化工艺。随着新型气化技术或工艺的进一步开发，固体物料的多样性和复杂性日增，固体物料的气化进料方式也将发生改变，例如采用同时气化粉煤和水煤浆的加压气化工艺，以解决现有水煤浆或粉煤气化工艺中存在的明显缺点等等。对于多种物料类型，现有的研究中一般将所有的气化原料和气化剂均在烧嘴内部预混，然后喷入气化炉中。由于烧嘴内部空间很小，而且存在含碳有机物颗粒间的相互作用力，烧嘴内部预混后的气固分散效果有限，尤其对于浆粉含碳气化原料，颗粒间的相互作用力更强。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供了一种浆粉耦合气化烧嘴和气化炉，气化烧嘴适于多物料类型的气化，而且结构简单、气固分散效果好。
[0005]为实现上述目的，本专利技术首先提供了一种浆粉耦合气化烧嘴，包括：
[0006]浆态进料通道，贯穿设置在所述浆粉耦合气化烧嘴的烧嘴本体上并用于浆态物料的进料或者作为气化剂用量调节通道或点火烧嘴；和
[0007]粉态进料通道，与所述浆态进料通道独立地贯穿设置在所述烧嘴本体上并用于粉态物料的进料或者作为气化剂用量调节通道或点火烧嘴；
[0008]其中，从所述浆态进料通道的浆料烧嘴出口喷出的流体能够与从所述粉态进料通道的粉料烧嘴出口喷出的流体在所述烧嘴本体的外部产生对流撞击。
[0009]在一些实施例中，所述浆料烧嘴出口喷出的流体的线性流动方向与所述粉料烧嘴出口喷出的流体的线性流动方向之间形成锐角夹角。
[0010]进一步地，所述浆料烧嘴出口喷出的流体的线性流动方向与所述粉料烧嘴出口喷出的流体的线性流动方向之间形成的所述锐角夹角α满足：0
°
<α<45
°
，优选15
°
<α<30
°
。
[0011]在一些实施例中，所述浆料烧嘴出口喷出的流体与所述粉料烧嘴出口喷出的流体之间形成的对流撞击点距离所述烧嘴本体不小于10mm。
[0012]在一些实施例中，在所述烧嘴本体中，所述浆态进料通道居中设置，所述粉态进料通道为多个并围绕布置在所述浆态进料通道的周侧。
[0013]在一些实施例中，所述粉态进料通道的通道直径小于或等于所述浆态进料通道的通道直径。
[0014]在一些实施例中，所述烧嘴本体设有沿周向彼此间隔布置且与所述浆态进料通道
径向间隔的多个所述粉态进料通道，优选地，所述粉态进料通道为3～6个。
[0015]在一些实施例中，所述烧嘴本体内设有分布在相邻的进料通道之间的热膨胀空隙。
[0016]在一些实施例中，所述烧嘴本体内设有盘绕所述浆态进料通道和所述粉态进料通道布置的烧嘴冷却盘管通道。
[0017]在一些实施例中，所述浆态进料通道和所述粉态进料通道均各自环绕设置有同轴的气化剂外环通道。
[0018]在一些实施例中，所述浆态进料通道的设定流体流速1～8m/s，所述粉态物料通道的设定流体流速为3～10m/s，所述气化剂外环通道的设定流体流速为50～150m/s。
[0019]在上述基础上，本专利技术还提供了一种气化炉，所述气化炉包括上述的浆粉耦合气化烧嘴。
[0020]在本专利技术的具有复合型功能的浆粉耦合气化烧嘴中，设有浆态进料通道和粉态进料通道，可用于水煤浆或粉煤气化，也可用于浆粉同时气化的气化工艺，而且各自喷出的流体在烧嘴外部产生对流撞击，即预混发生在烧嘴外部，预混空间大，气固分散效果更好、效率更高。
附图说明
[0021]图1为根据本专利技术的具体实施方式的浆粉耦合气化烧嘴的剖视图；
[0022]图2为根据本专利技术的具体实施方式的浆粉耦合气化烧嘴的俯视图。
[0023]附图标记说明
[0024]100、烧嘴本体；1、浆态进料通道；2、粉态进料通道；3、烧嘴冷却盘管通道；4、热膨胀空隙；5、气化剂外环通道；6、法兰；11、浆料烧嘴出口；21、粉料烧嘴出口；31、冷却水入口；32、冷却水出口；51、浆态气化剂外环通道；52、粉态气化剂外环通道；O、对流撞击点；α、锐角夹角。
具体实施方式
[0025]以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。
[0026]需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0027]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0028]本专利技术提供了一种新型的气化烧嘴。如图1所示的具体实施例中，根据本专利技术的浆粉耦合气化烧嘴包括：
[0029]浆态进料通道1，贯穿设置在浆粉耦合气化烧嘴的烧嘴本体100上并用于浆态物料的进料或者作为气化剂用量调节通道或点火烧嘴；和
[0030]粉态进料通道2，与浆态进料通道1独立地贯穿设置在烧嘴本体100上并用于粉态物料的进料或者作为气化剂用量调节通道或点火烧嘴；
[0031]其中，从浆态进料通道1的浆料烧嘴出口11喷出的流体能够与从粉态进料通道2的粉料烧嘴出口21喷出的流体在烧嘴本体100的外部产生对流撞击。
[0032]上述气化烧嘴是一种复合型功能的浆粉耦合气化烧嘴，整体结构简单，但兼具浆态进料通道1和粉态进料通道2，而且在烧嘴外部实现粉态物料和浆态物料的撞击，分散空间更大，分散效果更佳。
[0033]具体地，相较而言，现有的气化烧嘴的进料都在烧嘴内进行预混，空间小，分散作用受限。例如，通常煤浆出口流速约为2～4m/s，煤粉出口流速约为8m/s，而气化剂通道流速约为70m/s，在同轴烧嘴内预混的分散作用基本取决于气化剂的流速，分散效果与常规浆态或粉态烧嘴相比无明显提高。而本专利技术的气化烧嘴中，浆态和粉态物料不在烧嘴内部进行预混，而是使其在烧嘴出口一定距离处形成撞击流，在气化炉内部进行撞击分散。
[0034]本专利技术的浆态进料通道1和粉态进料通道2均为独立通道，即非同轴，不干扰。当只用于浆态物料的气化时，粉态进料通道2可用作气化剂用量调节通道或点火烧嘴；当只用于粉态气化时，浆态进料通道1也可用作点火烧嘴或气化剂用量调节通道；当用于浆粉同时气化时，浆粉物料的撞击能有效分散气化原料，提高气化效率。
[0035]如图1所示，浆料烧嘴出口11喷出的流体的线性流动方向与粉料烧嘴出口21喷出的流体的线性流动方向之间形成锐角夹角，从而可在烧嘴出口一定距离后浆态物料和粉本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种浆粉耦合气化烧嘴，其特征在于，所述浆粉耦合气化烧嘴包括：浆态进料通道(1)，贯穿设置在所述浆粉耦合气化烧嘴的烧嘴本体(100)上并用于浆态物料的进料或者作为气化剂用量调节通道或点火烧嘴；和粉态进料通道(2)，与所述浆态进料通道(1)独立地贯穿设置在所述烧嘴本体(100)上并用于粉态物料的进料或者作为气化剂用量调节通道或点火烧嘴；其中，从所述浆态进料通道(1)的浆料烧嘴出口(11)喷出的流体能够与从所述粉态进料通道(2)的粉料烧嘴出口(21)喷出的流体在所述烧嘴本体(100)的外部产生对流撞击。2.根据权利要求1所述的浆粉耦合气化烧嘴，其特征在于，所述浆料烧嘴出口(11)喷出的流体的线性流动方向与所述粉料烧嘴出口(21)喷出的流体的线性流动方向之间形成锐角夹角。3.根据权利要求2所述的浆粉耦合气化烧嘴，其特征在于，所述浆料烧嘴出口(11)喷出的流体的线性流动方向与所述粉料烧嘴出口(21)喷出的流体的线性流动方向之间形成的所述锐角夹角α满足：0
°
<α<45
°
，优选15
°
<α<30
°
。4.根据权利要求1所述的浆粉耦合气化烧嘴，其特征在于，所述浆料烧嘴出口(11)喷出的流体与所述粉料烧嘴出口(21)喷出的流体之间形成的对流撞击点(O)距离所述烧嘴本体(100)不小于10mm。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭宝仔，刘臻，李烨，孙凯蒂，
申请(专利权)人：北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：