[实用新型]一种气化喷嘴

说明书

技术领域

本实用新型涉及气化喷嘴，更具体地说，涉及一种用于水煤浆气化炉的气化喷嘴。

背景技术

随着全球石油价格升高，由煤制备化工原料越来越受到各国的关注。其中煤气化作为洁净煤技术的重要组成部分，具有龙头地位。它将廉价的煤炭转化成为清洁煤气，即可用于生产化工产品。煤气化技术是煤化工的关键技术之一，目前国内煤化工企业运行的气化炉大部分以水煤浆为原料制备合成气。水煤浆由一定粒度的煤(65％左右)、水(34％)及少量化学添加剂制成，是一种浆体燃料，可以像油一样泵送、雾化、贮存和稳定燃烧，其热值相当于燃料油的一半，可代替燃料油用于锅炉、电站、工业炉和窑炉。

褐煤的活性比较好，有利于气化炉气化，可以减少渣的残炭含量，但是褐煤属于低变质程度煤，其煤化程度低，水分含量大，挥发成分含量高(＞40％)，因此，当采用水煤浆气化炉对褐煤进行气化时，由于褐煤的成浆性差，制得的水煤浆浓度通常都低于60wt％，并且水煤浆的粘度较大，致使采用现有的气化喷嘴对低变质程度的褐煤进行气化制合成气时存在以下问题：(1)气化工艺喷嘴的雾化效果不好，合成气中有效成分含量低，碳转化率低；(2)气化炉的负荷低；(3)使用寿命短。中国专利第95111750.5号披露了一种带有旋流器的三通道式水煤浆气化喷嘴，但是根据该发明所披露的气化喷嘴仅限用于浓度为58-80wt％的水煤浆燃料才能获得良好的气化效果。由于煤质和气化炉的气流场的不同，不同煤质需要使用不同的气化喷嘴。特别是在相同浓度的条件下，由低变质程度煤制得的水煤浆的粘度较大，因此采用现有的气化喷嘴无法获得较好的气化效果。因此，需要开发一种适用于气化低变质程度煤的气化喷嘴，以克服现有气化喷嘴不适用于低变质程度煤的缺陷。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种新型的气化喷嘴，该喷嘴适用于低变质程度煤为原料进行气化，并能得到良好的气化效果。

本实用新型所提供的气化喷嘴包括由内到外同心设置的中心氧喷头3、水煤浆喷头2、环氧喷头1，所述中心氧喷头、水煤浆喷头和环氧喷头分别与中心氧喷头导管6、水煤浆喷头导管5和环氧喷头导管4相连通，其中环氧喷头与水煤浆喷头之间的环隙为环氧通道，水煤浆喷头与中心氧喷头之间的环隙为水煤浆通道；所述中心氧喷头3的末端截面相对于所述水煤浆喷头2的末端截面的内缩量为20mm-100mm；所述环氧喷头1的内侧倾角α为20°-50°；所述水煤浆喷头2的外侧倾角β为30°-70°，内侧倾角δ为30°-80°；所述中心氧喷头3的外侧倾角ε为30°-70°；所述环氧通道内设有至少两个第一定位器7，所述水煤浆通道内设有至少两个第二定位器8，所述第一定位器7的顶部为旋流片形状，所述顶部与氧气的进料方向之间的夹角为20°-60°。

根据本实用新型的一个优选实施方式，中心氧喷头3的末端截面相对于水煤浆喷头2的末端截面的内缩量为50mm-80mm；环氧喷头1的内侧倾角α为30°-50°；所述水煤浆喷头2的外侧倾角β为30°-50°，内侧倾角δ为30°-60°；所述中心氧喷头3的外侧倾角ε为40°-70°；所述第一定位器7的顶部与氧气的进料方向之间的夹角为30°-50°。

在本实用新型提供的气化喷嘴中，在所述环氧通道和水煤浆通道中分别设有兼具定位和旋流片功能的第一定位器7和第二定位器8，对于所述第一定位器和第二定位器的形状和材质没有特别限定，只要能保持环氧喷头、水煤浆喷头和中心氧喷头之间的同心度即可。优选地，所述第一定位器和第二定位器的形状可以为正方体、长方体或圆柱体，并且均由耐高温、耐腐蚀、耐冲刷的材料制成，其中，所述第一和第二定位器的数量、形状和材质可以相同，也可以不同。

根据本实用新型的一个优选实施方式，所述环氧通道内设有4-8个轴对称均匀分布的、厚度为3-9mm的第一定位器7。

根据本实用新型的另一个优选实施方式，所述水煤浆通道内设有4-8个轴对称均匀分布的、厚度为3-9mm的第二定位器8。

为了保护气化喷嘴在高温气化炉中不被烧毁，在所述环氧喷头的外侧设有冷却室，所述冷却室连接冷却盘管。

在本实用新型提供的气化喷嘴中，所述环氧喷头、水煤浆喷头、中心氧喷头、环氧喷头导管、水煤浆喷头导管、中心氧喷头导管由耐高温、耐腐蚀、耐冲刷的材料制成。

在本实用新型中，术语“耐高温、耐腐蚀、耐冲刷的材料”是指在1300-1400℃的温度条件下，具有符合使用要求的强度等基本物理性能和化学稳定性，并且耐流体冲刷腐蚀的材料。