[发明专利]一种气化炉用耐高温烧嘴

说明书

技术领域

本发明属于燃烧器领域，尤其涉及一种避免气化炉用燃烧喷嘴高温损坏的结构。

背景技术

煤气化炉是把化石燃料(粉煤、石油、天然气)制成煤气的装置，广泛用于化工、氮肥、燃气、联合发电等领域。鉴于我国贫油多媒的资源状况，我国的气化燃料主要是煤炭(粉煤或水煤浆)。燃烧喷嘴(简称烧嘴)是气化炉的关键部件，也是最容易高温损坏的部件。

目前比较先进的煤的气化方式是国外引进的大型粉煤加压气化工艺。利用氮气或二氧化碳气体将粉煤等粉状炭质材料通过烧嘴送入气化炉，同时富氧气体和水蒸汽也通过烧嘴送入气化炉。粉状炭质材料和氧气、水蒸汽反应燃烧，生成一氧化碳和氢气，燃烧温度达1400℃以上。由于燃烧火焰温度很高，烧嘴常因高热通量和潜在的富氧腐蚀性环境引起损坏。由于烧嘴损坏引起大型气化炉频繁的停炉检修，造成生产企业巨大的经济损失，引起了国外技术提供商和国内有关研究机构的高度重视，但到目前为止仍未有效地解决问题。如中国专利CN1015822B、CN1011617B、CN100470127C、CN200968601Y、CN1916493A、CN101250439A、CN101498441A等，这些技术尽管各有其特点，但其共同的思路就是通过改变冷却水流道、减薄烧嘴受热面板等，以便促进冷却水与烧嘴面板间的传热，尽可能降低烧嘴面板的温度以避免其高温损坏。事实上，由于气化炉温度很高，烧嘴承受的热通量很大，完全依靠冷却水显热携带热量的方式是难以彻底解决问题的。

发明内容

本发明的目的是针对现有气化炉烧嘴容易高温损坏，特别是针对国外引进的大型加压粉煤气化炉烧嘴易烧损、寿命过短的问题，提供一种避免气化炉用烧嘴高温损坏的结构，以便提高烧嘴的冷却效果，避免其受高温损坏，延长使用寿命。

本发明气化炉用耐高温烧嘴的技术方案是，在烧嘴的与冷却腔(7)相邻的环形受热面板(6)上，排布有多个微型通孔(5)；或烧嘴的与冷却腔(7)相邻的环形受热面板(6)由能够渗透液体的多孔材料制成。

冷却腔(7)中冷却水的压力高于气化炉内的压力。

在烧嘴的与冷却腔相邻的环形受热面板上，排布有一些微型通孔，或与冷却腔相邻的环形受热面板由能够渗透液体的多孔材料制成。如此，由于冷却腔中冷却水的压力高于气化炉的压力，冷却水便通过面板的微型通孔喷出，或通过其多孔材料的毛细通道渗出，这些喷出或渗出的冷却水受热汽化，便大量消耗了气化炉的高温对于喷嘴辐射的热量，可以有效地把烧嘴受热面板的温度维持在较低的水平。

另外，煤的气化原料之一是水蒸气，本技术让烧嘴的冷却水喷入(渗入)气化炉汽化，不会对气化炉的操作构成影响。

我们知道，水的汽化潜热远远大于其显热。因此，本发明的技术对于有效地降低烧嘴受热面板的温度，其效果是无可置疑的。

附图说明

图1为本发明实施例1的结构示意图。

图2为本发明实施例2的结构示意图。

图中：1中心通道，2环形通道，3、4-冷却水流道，5微型通孔，6-环形受热面板，7-冷却腔。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详述。

本发明提供的一种气化炉用耐高温烧嘴，由中心通道1、环形通道2、冷却水流道3和4组成，其特点是在与冷却腔7相邻的环形受热面板6，排布有多个微型通孔5；或与冷却腔7相邻的环形受热面板6由能够渗透液体的多孔材料制成。

本实施例，冷却水压力为4.8Mpa，气化炉压力为3.8Mpa，冷却水便在两者的压力差作用下通过面板的微型通孔喷出，或通过其多孔材料的毛细通道渗出，这些喷出(渗出)的冷却水受热汽化，便大量消耗了气化炉的高温对于喷嘴辐射的热量，使得烧嘴受热面板的温度维持在较低的水平。

实施例1，烧嘴为生产工艺烧嘴。烧嘴受热环形面板6上均匀排布直径为0.1mm的微孔，排布密度为每平方厘米1个，中心通道和环形通道各1个，分别为煤粉-氮气通道和氧气-蒸汽通道，冷却水流道为两个环形流道，外道进入，内道流出。

实施例2，烧嘴为点火、开工和生产工艺的复合烧嘴。烧嘴受热环形面板6为由粉末冶金方法制成的多孔金属板，中心通道1个，环形通道2个，即内环和外环。在气化炉点火阶段，内环为氧气通道，外环为燃气通道；在开工操作时，中心通道为粉煤-氮气通道，内环为氧气通道，外环为燃气通道；在正常生产时，中心通道为粉煤-氮气通道，内环为氧气通道，外环为蒸汽通道。冷却水流道为蛇形管2根，一根进水，另一根出水。

本发明可用于各种燃料的气化炉烧嘴，如粉煤气化，水煤浆气化、沥青气化、油品气化等。冷却水也可以只有一个流道，即冷却水只有进口，没用出口，此时烧嘴的冷却完全依靠从环形面板喷出(渗出)的冷却水气化完成。