[实用新型]喷嘴、气化炉及含碳有机物气化系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种喷嘴、气化炉及含碳有机物气化系统。

背景技术

煤的高效、清洁利用，是我国经济和社会可持续发展的战略选择，是保证我国能源稳定可靠供应以及可持续发展的重要科技基础。以煤气化为基础的能源及化工系统正在成为世界范围内高效、清洁、经济地开发和利用煤炭的热点技术和重要发展方向。煤的气化是使煤与气化剂作用，进行各种化学反应，把煤炭转变为燃料用煤气或合成用煤气。

现有共气化技术的气化炉，炉体单个喷嘴仅注入浆态含碳有机物或者注入粉态含碳有机物。其一方面操作方法复杂，气化原料及装置工艺等受限制较多，另一方面单个喷嘴发生故障会影响这个炉内的流场变化。

另外，现有专利200810188170.1“三相态多原料立体加压对撞煤气化装置及其工艺”，专利200810188171.6“三相态多原料加压煤气化装置及其工艺”，均公开了一种三相态多原料煤气化装置及其工艺，提及的煤气化装置包括有：煤浆制备输送机构，其包括有磨煤机、煤浆槽、高压煤浆泵和高压煤浆管线；干煤粉制备输送机构，其包括有干粉制备机、干粉储备槽、螺杆输送机、粉煤管线和喷嘴给料仓；加压气化机构，其包括有燃烧室及激冷室；高压煤浆管线和喷嘴给料仓分别与混合喷嘴相连，混合喷嘴设置在燃烧室上并与燃烧室内部相连通。该现有技术中的干煤粉输送设备涉及到“螺杆输送机”等设备，制造困难，从而提高了气化成本。另外，顶部喷嘴喷入的煤粉或者煤浆造成原有多喷嘴气化炉内流场改变，流场向下偏移，导致碳转化效率降低。此外，高压气管线直接与顶部喷嘴相连接，喷嘴的结构复杂，安全和可操作性较差。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可同时注入粉态含碳有机物、浆态含碳有机物和气化剂的喷嘴、具有该喷嘴的气化炉、及具有上述气化炉的含碳有机物气化装置。

为实现上述目的，一方面提供一种用于含碳有机物气化的喷嘴，喷嘴具有围绕共同轴线从内到外依次布置的至少三个喷射通道，各喷射通道之间相互独立；其中至少三个喷射通道从内到外依次为：供粉态含碳有机物通过的第一喷射通道、供浆态含碳有机物通过的第二喷射通道和供用于气化浆态和粉态含碳有机物的气化剂通过的第三喷射通道。

优选地，喷嘴具有围绕共同轴线从内到外依次布置的四个喷射通道，各喷射通道之间相互独立；其中，四个喷射通道从内到外依次为：供用于气化浆态和粉态含碳有机物的气化剂通过的第四喷射通道、供粉态含碳有机物通过的第一喷射通道、供浆态含碳有机物通过的第二喷射通道和供气化剂通过的第三喷射通道。

一方面提供一种用于含碳有机物气化的气化炉，包括：在气化炉的炉顶布置一个轴线与气化炉的中轴线相重合的炉顶喷嘴，炉顶喷嘴为上述任一项的喷嘴。

一方面提供一种用于含碳有机物气化的气化炉，包括，在气化炉的周侧壁上的同一水平面上布置的两两对置的一共4个炉侧喷嘴，且该水平面垂直于气化炉的中轴线，炉侧喷嘴为上述任一项的喷嘴。

优选地，气化炉的炉身的耐火衬里，采用耐火砖或水冷壁。

一方面一种具有上述任一项气化炉的含碳有机物气化系统，包括：流体连通气化炉的喷嘴的粉态有机物给料仓；还包括：流体连通至粉态有机物给料仓的气压输送装置。

优选地，还包括：依次连通的磨料机、料浆斗、输浆泵；输浆泵与喷嘴连通。

优选地，还包括：依次连通的粉态有机物贮仓和粉态有机物锁斗；其中，粉态有机物锁斗连通至粉态有机物给料仓。

优选地，还包括：与气化炉的出口连通的渣斗。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

1.本实用新型中的喷嘴中各个不同的喷射通道分别喷射粉态含碳有机物、浆态含碳有机物和气化剂，使浆态和粉态的含碳有机物共同喷入气化炉中，以实现共气化。一方面减少了水的消耗，提高气化效率的同时也提高了气化炉反应温度，从而提高煤气的有效组分。另一方面，本实用新型的喷嘴可以同时进多种原料，易于维修控制且简化操作，从而降低了维修成本和人工成本。进一步，本实用新型的喷嘴有利于气化炉拱顶和盲头的温度控制，炉壁承受温度不高，从而延长炉壁耐火砖寿命进而增加稳定运行周期，且更利于气流的向下输送。

2.本实用新型中的气化炉因其具有本实用新型的喷嘴，气化剂、粉态含碳有机物和浆态含碳有机物可以被同时喷入气化炉中，一方面该气化炉可以产生具有更高质量的煤气，另一方面其具有更长的使用寿命。此外，本实用新型的气化炉可以直接利用现有的水煤浆气化炉进行改造，从而降低了设备投资，适用范围也较广泛。