專利名稱：用于漿體燃料氣化制合成氣的氣化燒嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制合成氣的氣化燒嘴，特別是涉及一種用于漿體燃料氣化制合成氣的氣化燒嘴。
背景技術(shù)：
煤等含碳燃料的清潔高效利用已逐漸成為當(dāng)今能源利用的重要課題。燃料氣化制合成氣可為現(xiàn)代化工生產(chǎn)、聯(lián)合循環(huán)發(fā)電(簡(jiǎn)稱IGCC發(fā)電)以及制氫等系統(tǒng)提供龍頭技術(shù)。目前，煤等含碳燃料的氣化制合成氣技術(shù)通常分為兩類，一類是漿體燃料氣化技術(shù)，另一種是干粉固體燃料氣化技術(shù)，現(xiàn)有國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣的是漿體燃料氣化技術(shù)。而且，作為氣化系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，氣化燒嘴技術(shù)的發(fā)展直接決定了漿體氣化技術(shù)的運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性，氣化燒嘴技術(shù)的落后嚴(yán)重制約了生產(chǎn)效率的提高。由于氣化爐內(nèi)反應(yīng)溫度高達(dá)1400°C，燒嘴射流火焰的溫度甚至超過(guò)2000°C。因此，氣化燒嘴的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)，將會(huì)燒蝕其頭部，燒蝕反應(yīng)器內(nèi)壁，產(chǎn)生嚴(yán)重后果。當(dāng)氣化燒嘴對(duì)漿體燃料的霧化不夠充分時(shí)將會(huì)影響燃料的碳轉(zhuǎn)化率，并降低合成氣有效氣體組分的含量。當(dāng)氣化燒嘴頭部的設(shè)計(jì)不合理時(shí)，可能引起氣化燒嘴頭部壁面材料的磨蝕，影響其使用壽命。在現(xiàn)有專利中，如美國(guó)專利US 4736693、US 4858538、US 4443228和中國(guó)專利CN 89104265等，均采用中心噴管為單一直管式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其共同的缺點(diǎn)是物料在噴入氣化爐之前缺少了加速過(guò)程，離開(kāi)燒嘴的速度低，直流霧化的效果差。美國(guó)專利US 3743606、US 3705108,US 4443230等采用了在中心管前端縮口的結(jié)構(gòu)來(lái)提高物流速度，可以提高中心噴管出口的物流速度，增強(qiáng)燒嘴的霧化效果。但當(dāng)速度提高后，將使氣化燒嘴頭部的磨蝕加重，影響了燒嘴的使用壽命。對(duì)于單燒嘴頂置式氣化爐，頂部氣化燒嘴的出口物料流速過(guò)大將直接影響物料在氣化爐內(nèi)的停留時(shí)間，從而影響整體碳轉(zhuǎn)化率。美國(guó)專利US 6228224中采用了四通道的氣化燒嘴結(jié)構(gòu)，以提高燒嘴的霧化效果，但如此會(huì)使燒嘴結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，增加了加工維護(hù)的難度。在中國(guó)專利CN 95111750中，在中心通道和外環(huán)氣化劑通道中分別加設(shè)了旋流器，強(qiáng)烈的雙旋流霧化將使射流區(qū)擴(kuò)大，射流長(zhǎng)度難以調(diào)節(jié)和控制，燃料發(fā)生瞬間氣化反應(yīng)，形成發(fā)散式擴(kuò)散火焰。當(dāng)火焰高溫區(qū)向氣化燒嘴頭部靠近時(shí)，氣化燒嘴受高溫?zé)g的問(wèn)題比較突出，且其采用單一的盤(pán)管式冷卻系統(tǒng)，冷卻效果欠佳，冷卻系統(tǒng)頭部易被燒蝕，從而發(fā)生冷卻液泄漏導(dǎo)致燒嘴使用壽命受到嚴(yán)重制約。從燒嘴的冷卻系統(tǒng)角度分析，現(xiàn)有漿體燃料氣化系統(tǒng)應(yīng)用的燒嘴冷卻系統(tǒng)基本上都采用單一的盤(pán)管式冷卻方式。其主要缺點(diǎn)是燒嘴頭部冷卻系統(tǒng)采用單通道冷卻液繞流， 容易產(chǎn)生冷卻不均，傳熱效果較差，從而導(dǎo)致燒嘴頭部材料被燒蝕損壞，甚至出現(xiàn)冷卻液泄漏等問(wèn)題。綜上所述，解決漿體燃料的高效霧化和燒嘴頭部冷卻等問(wèn)題，是提高目前漿體燃料氣化燒嘴的整體性能的關(guān)鍵所在。因此，開(kāi)發(fā)出霧化效果優(yōu)良、長(zhǎng)壽命的氣化燒嘴是提高我國(guó)漿體燃料氣化技術(shù)可靠性的關(guān)鍵技術(shù)途徑之

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中用漿體燃料制合成氣的氣化燒嘴霧化效果差，且燒嘴頭部冷卻效果欠佳的缺陷，提供一種用于漿體燃料氣化制合成氣的氣化燒嘴。本發(fā)明是通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題的一種用于漿體燃料氣化制合成氣的氣化燒嘴，其包括一三通道主體和一冷卻系統(tǒng)，其中，所述三通道主體由內(nèi)向外依次包括一由一中心噴管形成的中心通道、一由一中環(huán)噴管形成的中環(huán)通道，以及一由外環(huán)噴管形成的外環(huán)通道，其特點(diǎn)在于所述中心通道內(nèi)設(shè)有一使得氣化劑形成旋轉(zhuǎn)射流的旋流器，漿體燃料從所述中環(huán)通道進(jìn)入所述氣化燒嘴，氣化劑分成兩路，一路從所述中心通道經(jīng)過(guò)所述旋流器進(jìn)入所述氣化燒嘴，另一路從所述外環(huán)通道進(jìn)入所述氣化燒嘴。此處，當(dāng)中心噴管內(nèi)加設(shè)旋流器時(shí)，在霧化劑(氣相)相同入口流速條件下，通過(guò)內(nèi)置旋流器的旋流作用，提高了氣化劑的旋流流速，增大了氣化燒嘴的霧化角度。這樣可以有效地促進(jìn)氣液兩相的快速混合，霧化效果將明顯提高。較佳地，所述冷卻系統(tǒng)包括一包覆于所述氣化燒嘴外側(cè)的冷卻夾套，及一螺旋式環(huán)繞在所述冷卻夾套外側(cè)的冷卻盤(pán)管；所述冷卻夾套包括一設(shè)于所述外環(huán)噴管的外側(cè)的夾套式冷卻室和一設(shè)置在所述氣化燒嘴的頭部的旋流式冷卻空腔；所述旋流式冷卻空腔通過(guò)一開(kāi)口與所述夾套式冷卻室連通形成回路。較佳地，所述旋流式冷卻空腔中設(shè)有一螺旋狀金屬隔板，將所述旋流式冷卻空腔分隔成內(nèi)環(huán)冷卻流道和外環(huán)冷卻流道，所述外環(huán)冷卻流道通過(guò)一切口與所述冷卻盤(pán)管連通。本發(fā)明采用了冷卻夾套和冷卻盤(pán)管兩種冷卻方法相結(jié)合的設(shè)計(jì)對(duì)氣化燒嘴進(jìn)行冷卻，尤其是在氣化燒嘴的頭部采用帶有環(huán)形通道的旋流式冷卻空腔，冷卻空腔分別與夾套式冷卻室和冷卻盤(pán)管連通。同時(shí)，在所述冷卻空腔內(nèi)設(shè)置的一道螺旋狀金屬隔板將使冷卻液在空腔內(nèi)形成環(huán)形流動(dòng)，并與冷卻盤(pán)管和夾套式冷卻室形成回路。其中，冷卻空腔外側(cè)與冷卻盤(pán)管切向連接，通過(guò)空腔內(nèi)冷卻液的高速旋流，促進(jìn)了氣化燒嘴的頭部端面金屬壁與冷卻液之間的傳熱，避免了氣化燒嘴的頭部的冷卻空腔內(nèi)出現(xiàn)冷卻死角。這種結(jié)合夾套式冷卻室和冷卻盤(pán)管的結(jié)構(gòu)可以達(dá)到較好的冷卻效果，使氣化燒嘴的整體溫度得到有效控制，從而延長(zhǎng)了氣化燒嘴的使用壽命。較佳地，所述旋流器安裝于所述中心通道的直段，所述旋流器的外徑與所述中心通道的內(nèi)徑相同。較佳地，所述中心通道中旋流器的中心樞軸的內(nèi)徑與外徑之比為O. 2-0. 8。較佳地，所述旋流器包括若干旋流葉片，所述旋流葉片與所述中心樞軸之間的夾角為 15。-75。。本發(fā)明所述的氣化燒嘴在中心噴管內(nèi)設(shè)置了一旋流器，使流入中心通道的氣化劑在旋流器的作用下形成旋轉(zhuǎn)射流。在外環(huán)噴管切向射流的聯(lián)合作用下，使中環(huán)通道出口的
4漿體燃料霧化效果得到加強(qiáng)，從而提高了碳轉(zhuǎn)化率和有效氣產(chǎn)率。同時(shí)，還可以通過(guò)旋流器角度和外環(huán)射流角度的設(shè)計(jì)有效控制燒嘴的射流火焰長(zhǎng)度，達(dá)到氣化燒嘴射流流場(chǎng)與氣化爐內(nèi)流場(chǎng)相匹配的效果。此外，通過(guò)設(shè)計(jì)旋流器的旋流角度(即所述旋流葉片與所述中心樞軸之間的夾角)和外環(huán)切向射流的射流強(qiáng)度及角度還可有效地控制氣化火焰的長(zhǎng)度，以達(dá)到氣化燒嘴射流流場(chǎng)與氣化爐爐內(nèi)流場(chǎng)相匹配的效果，同時(shí)還保護(hù)燒嘴免受高溫?zé)g的威脅。較佳地，位于所述中心噴管的噴頭處的第一出口端面、位于所述中環(huán)噴管的噴頭處的第二出口端面及位于所述外環(huán)噴管的噴頭處的第三出口端面依次向內(nèi)側(cè)縮進(jìn)；所述第一出口端面和所述第二出口端面之間形成一第一間距，所述第二出口端面和所述第三出口端面之間形成一第二間距，且所述第一間距大于所述第二間距。較佳地，所述第一間距為所述中心通道的出口直徑的O. 5-3. 2倍，所述第二間距為所述中心通道的出口直徑的O. 1-1倍。較佳地，所述中環(huán)通道、所述外環(huán)通道及所述夾套式冷卻室內(nèi)均設(shè)有若干固定凸緣。所述固定凸緣的設(shè)置可以確保所述中心通道、所述中環(huán)通道、所述外環(huán)通道及所述夾套式冷卻室處于同軸狀態(tài)。本發(fā)明采用了夾套式和盤(pán)管式冷卻方法相結(jié)合的組合式冷卻系統(tǒng)，并在燒嘴端面設(shè)置中間帶一道螺旋狀金屬隔板的冷卻空腔，通過(guò)冷卻液在冷卻空腔內(nèi)的高速旋流，避免了冷卻腔內(nèi)冷卻死角的出現(xiàn)，增強(qiáng)了傳熱，保護(hù)了燒嘴端面金屬壁，冷卻系統(tǒng)高效可靠，且使用壽命長(zhǎng)，從而延長(zhǎng)了燒嘴整體使用壽命。較佳地，所述漿體燃料包括碳?xì)滟|(zhì)燃料，或可泵送的固態(tài)含碳物質(zhì)的漿料。在本發(fā)明所述的氣化燒嘴中，氣化劑主要分兩部分進(jìn)入燒嘴，一部分從中心通道進(jìn)入，另一部分通過(guò)外環(huán)通道進(jìn)入，而液體燃料從中環(huán)通道進(jìn)入燒嘴。氣化劑在中心噴管內(nèi)經(jīng)過(guò)旋流器時(shí)將形成強(qiáng)烈的旋流，從中心噴頭射出后與燃料充分接觸預(yù)混，然后在氣化燒嘴的頭部被外環(huán)氣化劑射流流股進(jìn)一步剪切破碎，通過(guò)旋流霧化和剪切霧化兩者相結(jié)合， 燒嘴的霧化性能大大提高。本發(fā)明中，上述優(yōu)選條件在符合本領(lǐng)域常識(shí)的基礎(chǔ)上可任意組合，即得本發(fā)明各較佳實(shí)施例。本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于本發(fā)明所述的氣化燒嘴采用內(nèi)旋式三通道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和組合式冷卻系統(tǒng)。氣化燒嘴的總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作維護(hù)方便，并且可用于漿體燃料的氣化制合成氣工藝，用途廣泛。


圖I為本發(fā)明所述的氣化燒嘴的軸截面結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明所述的氣化燒嘴的橫截面示意圖。圖3為本發(fā)明所述的氣化燒嘴中冷卻空腔的截面示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖給出本發(fā)明較佳實(shí)施例，以詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案。
如圖I、圖2及圖3所示，本發(fā)明用于漿體燃料氣化制合成氣的氣化燒嘴包括一三通道主體和一冷卻系統(tǒng)。其中，所述三通道主體由內(nèi)向外依次包括一由一中心噴管I形成的中心通道7、一由一中環(huán)噴管2形成的中環(huán)通道6及一由外環(huán)噴管3形成的外環(huán)通道5。 優(yōu)選地在中環(huán)通道6和外環(huán)通道5內(nèi)均設(shè)有若干固定凸緣19，以確保各通道處于同軸狀態(tài)。中心噴管I、中環(huán)噴管2、外環(huán)噴管3又分別包括中心噴頭8、中環(huán)噴頭9和外環(huán)噴頭10，其各自的結(jié)構(gòu)主要為一截頭的錐管。中環(huán)噴頭9套在中心噴頭8的外面，外環(huán)噴頭 10又套在中環(huán)噴頭9的外面，且外環(huán)噴頭10的大端與燒嘴外環(huán)噴管3相連，中環(huán)噴頭9的大端與燒嘴的中環(huán)噴管2相連接，中心噴頭8的大端與燒嘴的中心噴管I相連接。漿體燃料從中環(huán)通道2進(jìn)入所述氣化燒嘴，氣化劑分兩路分別從中心通道7和外環(huán)通道5進(jìn)入所述氣化燒嘴。特別地，在中心通道7內(nèi)設(shè)有一旋流器11，使得氣化劑形成旋轉(zhuǎn)射流。旋流器11 優(yōu)選地安裝于中心通道7的直段，并且旋流器11的外徑與中心通道7的內(nèi)徑相同。中心通道7內(nèi)的旋流器11具有一中心樞軸23，其內(nèi)徑與外徑之比為O. 2-0. 8。這種結(jié)構(gòu)可以使得所述氣化燒嘴達(dá)到較好的霧化效果。較佳地，所述旋流器包括若干旋流葉片，所述旋流葉片與所述中心樞軸之間的夾角為 15。-75。。優(yōu)選地，冷卻系統(tǒng)包括一包覆于所述氣化燒嘴外側(cè)的冷卻夾套，及一螺旋式環(huán)繞在所述冷卻夾套外側(cè)的冷卻盤(pán)管18。其中，所述冷卻夾套包括一設(shè)于外環(huán)噴管10的外側(cè)的夾套式冷卻室4和一設(shè)置在所述氣化燒嘴的頭部的旋流式冷卻空腔。在所述旋流式冷卻空腔的內(nèi)側(cè)擱板20上開(kāi)設(shè)一開(kāi)口 21，通過(guò)開(kāi)口 21使所述旋流式冷卻空腔與夾套式冷卻室4 連通形成回路。同樣地，在夾套式冷卻室4內(nèi)設(shè)置若干固定凸緣19，以確保夾套式冷卻室4 與各通道處于同軸狀態(tài)。另外，在所述旋流式冷卻空腔中設(shè)有一螺旋狀金屬隔板13，將所述旋流式冷卻空腔分隔成內(nèi)環(huán)冷卻流道12和外環(huán)冷卻流道14，并且在外環(huán)冷卻流道14上開(kāi)設(shè)一切口 15， 通過(guò)切口 15使得外環(huán)冷卻流道14與冷卻盤(pán)管18連通。冷卻液可由與所述旋流式冷卻空腔的外環(huán)冷卻流道15相連通的冷卻盤(pán)管18的端口 17進(jìn)入，經(jīng)過(guò)整個(gè)冷卻盤(pán)管18后在切口 15處切向進(jìn)入外環(huán)冷卻流道14和內(nèi)環(huán)冷卻流道12。然后再由開(kāi)口 21進(jìn)入夾套式冷卻室4，形成回流。反之，若將夾套式冷卻室4設(shè)為冷卻液入口端，同樣可以形成回流冷卻系統(tǒng)。進(jìn)一步地，在位于中心噴頭8處的第一出口端面、位于中環(huán)噴頭9處的第二出口端面及位于外環(huán)噴頭10處的第三出口端面依次向內(nèi)側(cè)縮進(jìn)。同時(shí)所述第一出口端面和所述第二出口端面之間形成一第一間距hl，所述第二出口端面和所述第三出口端面之間形成一第二間距h2，并且第一間距hi大于第二間距h2。優(yōu)選地，第一間距hi為中心通道7的出口直徑的O. 5-3. 2倍，第二間距h2為中心通道7的出口直徑的O. 1-1倍。此時(shí)，較佳地將氣化劑在燒嘴出口處的速度設(shè)置為50 250m/s，漿體燃料在燒嘴出口處的速度設(shè)置為O. 5 20m/s。O 40%的氣化劑從中心通道7進(jìn)入氣化爐，60 100%的氣化劑從外環(huán)通道5進(jìn)入氣化爐。其中，所述氣化劑是氧氣體積含量大于98%的純氧，氧氣體積含量大于21%的富氧空氣、水蒸汽、二氧化碳或其混合物。所述漿體燃料包括碳?xì)滟|(zhì)燃料，或可泵送的固態(tài)含碳物質(zhì)的漿料，固態(tài)含碳物質(zhì)選自粉煤、石油焦、生物質(zhì)或廢棄物。此外，所述氣化燒嘴適用于壓力為O. I 12MPa，冷卻系統(tǒng)壓力略低于氣化爐內(nèi)壓力的情況下。綜上，所述氣化燒嘴的原理為利用中心通道7和外環(huán)通道5中高速噴出的氣態(tài)氣化劑對(duì)中環(huán)通道6中噴出的漿體燃料進(jìn)行霧化。其中，中心通道7中的旋流器11可使中心通道7中的氣流產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，從而提升霧化效果。所述氣化燒嘴在使用過(guò)程中經(jīng)受 1300°C以上的高溫，故采用夾套式冷卻室和冷卻盤(pán)管相結(jié)合的冷卻方式。冷卻劑通常為水， 從冷卻盤(pán)管18的端口 17進(jìn)入，經(jīng)過(guò)整個(gè)冷卻盤(pán)管18后，再通過(guò)所述旋流式冷卻空腔的切口 15進(jìn)入夾套式冷卻室4，最后由夾套式冷卻室4的端口流出。當(dāng)然，水的流向也可以倒置，即從夾套式冷卻室4的端口流入，進(jìn)入所述旋流式冷卻空腔，并由且15進(jìn)入冷卻盤(pán)管 18，經(jīng)過(guò)整個(gè)冷卻盤(pán)管18后由其端口 17流出。根據(jù)上述對(duì)所述氣化燒嘴結(jié)構(gòu)的描述，以下通過(guò)所述氣化燒嘴的一具體使用實(shí)例進(jìn)一步說(shuō)明例如，以某2000t/d單燒嘴頂置式水煤漿氣化爐為例，本發(fā)明所述氣化燒嘴的中心通道7內(nèi)旋流器11的中心樞軸23的內(nèi)徑與外徑之比為O. 5，旋流葉片22與樞軸23間夾角為45°。所述氣化燒嘴的中心噴頭8與中環(huán)噴頭9之間的第一間距hi為50mm。中環(huán)噴頭9與外環(huán)噴頭10之間的第二間距h2為15mm。以固含量為63% (wt% )的水煤漿為燃料，以99. 6%的氧氣為氣化劑。氣化劑分別通過(guò)中心通道7和外環(huán)通道5進(jìn)入所述氣化燒嘴，水煤漿通過(guò)中環(huán)通道6經(jīng)中環(huán)噴頭9增速的同時(shí)分別與中心噴頭8旋流氣化劑和外環(huán)噴頭10斜切射流氣化劑相遇，在所述氣化燒嘴的出口區(qū)域充分混合霧化后進(jìn)入氣化爐，并在噴口處進(jìn)行部分氧化燃燒反應(yīng)。氣化后的產(chǎn)物經(jīng)測(cè)定，其碳轉(zhuǎn)化率達(dá)99. 0%，合成氣中有效氣組分CCHH2(Vol% )含量約為85. 5%, 所述氣化燒嘴使用壽命超過(guò)4個(gè)月。其中，具體氣化工藝設(shè)計(jì)參數(shù)如下將25%的氣化劑從中心通道7送入氣化爐，75%的氣化劑從外環(huán)通道5送入氣化爐，液體漿料通過(guò)中環(huán)通道6送入氣化爐，氣化劑流速為125m/s，漿體燃料的流速為5m/s， 氣化燒嘴工作壓力4. OMPa ；對(duì)于所述氣化燒嘴的冷卻系統(tǒng)，采用由冷卻盤(pán)管18的端口 17進(jìn)水，在由夾套式冷卻室4出水的布置方式。冷卻水進(jìn)口溫度約210°C，以約12m/s的速度在所述氣化燒嘴的頭部的冷卻空腔內(nèi)形成均勻的旋轉(zhuǎn)繞流，層流消失，傳熱效果較好。回流至夾套式冷卻室4出口的水溫上升小于2V。這種方式下的外環(huán)通道10的前端金屬壁16溫度小于620°C，對(duì)所述氣化燒嘴最容易受高溫侵蝕的區(qū)域材料具有有效的保護(hù)。綜上所述，本發(fā)明所述氣化燒嘴對(duì)燒嘴通道的設(shè)計(jì)和冷卻系統(tǒng)的調(diào)整，提高了燒嘴霧化性能的同時(shí)，也使冷卻系統(tǒng)的冷卻效率有較明顯提高，從而延長(zhǎng)了燒嘴的使用壽命， 氣化反應(yīng)效率提高，碳轉(zhuǎn)化率上升，降低了燃料和氣化介質(zhì)的消耗，是一種先進(jìn)的新型、高效氣化燒嘴，有力地推動(dòng)了氣化工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式
，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些僅是舉例說(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍是由所附權(quán)利要求書(shū)限定的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不背離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的前提下，可以對(duì)這些實(shí)施方式做出多種變更或修改，但這些變更和修改均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于漿體燃料氣化制合成氣的氣化燒嘴，其包括一三通道主體和一冷卻系統(tǒng)， 其中，所述三通道主體由內(nèi)向外依次包括一由一中心噴管形成的中心通道、一由一中環(huán)噴管形成的中環(huán)通道，以及一由外環(huán)噴管形成的外環(huán)通道，其特征在于所述中心通道內(nèi)設(shè)有一使得氣化劑形成旋轉(zhuǎn)射流的旋流器，漿體燃料從所述中環(huán)通道進(jìn)入所述氣化燒嘴，氣化劑分成兩路，一路從所述中心通道經(jīng)過(guò)所述旋流器進(jìn)入所述氣化燒嘴，另一路從所述外環(huán)通道進(jìn)入所述氣化燒嘴。
2.如權(quán)利要求I所述的用于漿體燃料氣化制合成氣的氣化燒嘴，其特征在于，所述冷卻系統(tǒng)包括一包覆于所述氣化燒嘴外側(cè)的冷卻夾套，及一螺旋式環(huán)繞在所述冷卻夾套外側(cè)的冷卻盤(pán)管；所述冷卻夾套包括一設(shè)于所述外環(huán)噴管的外側(cè)的夾套式冷卻室和一設(shè)置在所述氣化燒嘴的頭部的旋流式冷卻空腔；所述旋流式冷卻空腔通過(guò)一開(kāi)口與所述夾套式冷卻室連通形成回路。
3.如權(quán)利要求2所述的用于漿體燃料氣化制合成氣的氣化燒嘴，其特征在于，所述旋流式冷卻空腔中設(shè)有一螺旋狀金屬隔板，將所述旋流式冷卻空腔分隔成內(nèi)環(huán)冷卻流道和外環(huán)冷卻流道，所述外環(huán)冷卻流道通過(guò)一切口與所述冷卻盤(pán)管連通。
4.如權(quán)利要求I所述的用于漿體燃料氣化制合成氣的氣化燒嘴，其特征在于，所述旋流器安裝于所述中心通道的直段，所述旋流器的外徑與所述中心通道的內(nèi)徑相同。
5.如權(quán)利要求4所述的用于漿體燃料氣化制合成氣的氣化燒嘴，其特征在于，所述中心通道中旋流器的中心樞軸的內(nèi)徑與外徑之比為O. 2-0. 8。
6.如權(quán)利要求5所述的用于漿體燃料氣化制合成氣的氣化燒嘴，其特征在于，所述旋流器包括若干旋流葉片，所述旋流葉片與所述中心樞軸之間的夾角為15° -75。。
7.如權(quán)利要求I所述的用于漿體燃料氣化制合成氣的氣化燒嘴，其特征在于，位于所述中心噴管的噴頭處的第一出口端面、位于所述中環(huán)噴管的噴頭處的第二出口端面及位于所述外環(huán)噴管的噴頭處的第三出口端面依次向內(nèi)側(cè)縮進(jìn)；所述第一出口端面和所述第二出口端面之間形成一第一間距，所述第二出口端面和所述第三出口端面之間形成一第二間距，且所述第一間距大于所述第二間距。
8.如權(quán)利要求7所述的用于漿體燃料氣化制合成氣的氣化燒嘴，其特征在于，所述第一間距為所述中心通道的出口直徑的O. 5-3. 2倍，所述第二間距為所述中心通道的出口直徑的O. 1-1倍。
9.如權(quán)利要求2所述的用于漿體燃料氣化制合成氣的氣化燒嘴，其特征在于，所述中環(huán)通道、所述外環(huán)通道及所述夾套式冷卻室內(nèi)均設(shè)有若干固定凸緣。
10.如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的用于漿體燃料氣化制合成氣的氣化燒嘴，其特征在于，所述漿體燃料包括碳?xì)滟|(zhì)燃料，或可泵送的固態(tài)含碳物質(zhì)的漿料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于漿體燃料氣化制合成氣的氣化燒嘴，其包括一三通道主體和一冷卻系統(tǒng)，其中，所述三通道主體由內(nèi)向外依次包括一由一中心噴管形成的中心通道、一由一中環(huán)噴管形成的中環(huán)通道，以及一由外環(huán)噴管形成的外環(huán)通道，所述中心通道內(nèi)設(shè)有一使得氣化劑形成旋轉(zhuǎn)射流的旋流器，漿體燃料從所述中環(huán)通道進(jìn)入所述氣化燒嘴，氣化劑分成兩路，一路從所述中心通道經(jīng)過(guò)所述旋流器進(jìn)入所述氣化燒嘴，另一路從所述外環(huán)通道進(jìn)入所述氣化燒嘴。本發(fā)明所述的氣化燒嘴采用內(nèi)旋式三通道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和組合式冷卻系統(tǒng)。氣化燒嘴的總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作維護(hù)方便，并且可用于漿體燃料的氣化制合成氣工藝，用途廣泛。
文檔編號(hào)C01B3/34GK102583243SQ20121005437
公開(kāi)日2012年7月18日 申請(qǐng)日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者烏曉江, 倪建軍, 張建文, 鄭路 申請(qǐng)人:上海鍋爐廠有限公司