[发明专利]喷嘴及具有该喷嘴的注气装置

说明书

本发明提供了一种喷嘴及具有该喷嘴的注气装置。喷嘴包括：相互套接的外管和内管、以及分流装置；外管和内管之间形成冷却水通道，内管内为气化剂通道；分流装置连接于外管的内壁且置于内管的第一侧，分流装置开设有第一通道和第二通道；第一通道的第一端与冷却水通道的进水端相连接，第二端用于与所述注气管内的进水通道的出水端相连接；所述第二通道的第一端与气化剂通道的进气端相连通，第二端用于与注气管内的进气通道的出气端相连接。本发明通过分流装置的转向作用，不需要注气管内的冷却水通道直接与喷嘴内的冷却水通道相对接，可以增大注气管内的冷却水通道的输送空间，进而减小输送冷却水所需要的压力，可以大大地节约能源。

技术领域

本发明涉及地下气化技术领域，具体而言，涉及一种喷嘴及具有该喷嘴的气化装置。

背景技术

目前，煤炭地下气化就是将处于地下的煤直接进行有控制的燃烧，通过煤的热作用及化学作用而产生可燃气体的过程。该过程集建井、采煤、地面气化三大工艺为一体，变传统采煤为化学采煤，省去了庞大的煤炭开采、运输、洗选、气化等工艺的设备，因而具有安全性好、投资少、效益高、污染少等优点，深受世界各国的重视，被誉为第二代采煤方法。

在煤炭地下气化技术的实际应用中，作为地下气化炉气化剂（如氧气、空气等）注入设备的喷嘴具有广泛的使用范围和重要的作用。如在地下气化富氧工艺技术中，需使用喷嘴输配氧气等气化剂至目标煤层气化工作面处，以增强地下气化反应强度，提高煤层燃烧效果和改善煤气品质，使用过程中，喷嘴是和注气管相连接，注气管向喷嘴内注入气化剂气体。工作过程中，由于喷嘴位置离煤层燃烧区较近，容易受高温影响使喷嘴被烧毁，为了解决该问题，目前常用的方法是在喷嘴内设置冷却水通道，通过冷却水通道对喷嘴进行喷射冷却水，进而冷却降温。一般而言，喷嘴冷却水通道的结构是在喷嘴外管内设置一内管，外管和内管形成的环形空间为冷却水通道，内管内为气化剂通道。使用时，将喷嘴的气化剂通道与注气管内的注气通道相连通，将喷嘴的冷却水通道与注气管内的冷却水通道相连通。由于喷嘴的主要作用是要向煤层输入气化剂，所以进行喷嘴设计时，要尽可能减小冷却水通道的空间，基于该考虑，一般喷嘴的冷却水通道的外管和内管之间的距离为毫米数量级，比较常用的是在5mm到8mm之间，相应地，注气管通道内也要设置该尺寸的冷却水通道以与喷嘴内的冷却水通道相匹配对接，又由于煤层距离地面的距离一般为几百米，甚至上千米，如果注气管内的冷却水通道空间过小，其内的冷却水就会受到较大的阻力，这就需要对冷却水施加较大的输送压力，而这势必会增加成本，造成能源的浪费。此外，对冷却水输送的上述限制，也会影响到对喷嘴喷射的冷却水量，进而影响了对喷嘴的降温效果，增加了喷嘴烧毁的机率，减少了喷嘴的使用寿命，同时也缩短了生产的稳定时间。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种喷嘴，旨在解决现有喷嘴由于冷却水输送压力大而造成的浪费能源，进而使喷嘴降温效果不理想的问题。本发明还提出了一种具有该喷嘴的注气装置。

一个方面，本发明提出了一种喷嘴，用于注气管，该喷嘴包括：相互套接的外管和内管、以及分流装置；其中，所述外管（1）的长度大于所述内管（2）的长度；所述外管和所述内管之间形成冷却水通道，所述内管内为气化剂通道；所述分流装置连接于所述外管的内壁且置于所述内管的第一侧，所述分流装置开设有第一通道和第二通道；所述第一通道的第一端与所述冷却水通道的进水端相连接，第二端用于与所述注气管内的进水通道的出水端相连接；所述第二通道的第一端与所述气化剂通道的进气端相连通，第二端用于与所述注气管内的进气通道的出气端相连接。

进一步地，上述喷嘴中，所述分流装置包括：本体和连接管；其中，所述本体与所述外管的内壁相连接，所述第一通道和所述第二通道开设于所述本体；所述第二通道的第一端与所述连接管的第一端相连接，所述连接管的第二端与所述内管的第一端相连接。

进一步地，上述喷嘴中，所述连接管为扩散管，并且，所述第二通道的第一端与所述扩散管的小口径端相连接，所述扩散管的大口径端与所述内管的第一端相连接。

进一步地，上述喷嘴中，所述本体和扩散管为一体成型。