[发明专利]浆粉耦合气化炉烧嘴及浆粉耦合气化方法

说明书

本发明提供了一种浆粉耦合气化炉烧嘴及浆粉耦合气化方法，其中，该浆粉耦合气化炉烧嘴包括：喷嘴本体，其具有多条通道，各通道分别为从内至外依次套设的用于输送燃料气的第一通道、用于输送内环气化剂的第二通道和用于输送含碳有机物和外环气化剂的外侧多通道；喷嘴本体的出口具有点火燃料预混腔，以对燃料气和内环气化剂进行预混合。本发明中的点火燃料预混腔是现有技术中的预热烧嘴和工艺烧嘴的一体化结构，从而在气化炉运行过程中不需要增加和更换预热烧嘴，进而保证了气化炉炉温，也就保证了气化炉投料后的正常燃烧，同时也避免了发生爆炸的问题，且本发明的浆粉耦合气化炉烧嘴可在工艺运行之前进行试压试漏，可以避免烧嘴内物料泄露的问题。

技术领域

本发明涉及气化技术领域，具体而言，涉及一种浆粉耦合气化炉烧嘴及浆粉耦合气化方法。

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，将煤炭转变为燃料用煤气或合成用煤气。

浆粉耦合气化技术实质是在气化炉内同时喷入浆态含碳有机物和粉态含碳有机物，以减少水量带入，从而间接提高整体含碳有机物浓度，实现浆态含碳有机物和粉态含碳有机物的高效共气化。烧嘴为浆粉耦合气化炉的关键部件之一，现有技术中，气化炉的运行需要将预热烧嘴和工艺烧嘴相结合起来。具体地，开车时，先用燃料气对气化炉进行升温烘炉，待气化炉升至一定温度后，再将预热烧嘴更换为工艺烧嘴，然后进行水煤浆和粉煤的投料。利用此种烧嘴，浆粉耦合气化炉在运行的过程中主要存在以下问题：工艺烧嘴更换速度过慢或烘炉温度过低时，容易造成气化炉炉温低，会导致气化炉投料后无法燃烧，甚至会出现燃料气残存和粉煤浓度过高而达到爆炸极限，进而发生爆炸；另外，因高温高压环境下快速安装工艺烧嘴后无法进行试压试漏，可能会造成燃料气、煤浆、粉煤和氧气的泄露的问题。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种浆粉耦合气化炉烧嘴装置及浆粉耦合气化方法，旨在解决现有的浆粉耦合气化炉烧嘴在使用过程中会导致气化炉中的物料无法燃烧，甚至发生物料泄露、发生爆炸的问题。

一个方面，本发明提出了一种浆粉耦合气化炉烧嘴。该浆粉耦合气化炉烧嘴包括：喷嘴本体，其具有多条通道，各通道分别为从内至外依次套设的用于输送燃料气的第一通道、用于输送内环气化剂的第二通道和用于输送含碳有机物和外环气化剂的外侧多通道；喷嘴本体的出口具有点火燃料预混腔，以对燃料气和内环气化剂进行预混合。

进一步地，上述浆粉耦合气化炉烧嘴中，第二通道的出口的位置相较于第一通道的出口的位置更靠近喷嘴本体的出口。

进一步地，上述浆粉耦合气化炉烧嘴中，第二通道的出口与第一通道的出口之间的距离为D₁，以在第二出口与第一通道的出口之间的区域形成点火燃料预混腔。

进一步地，上述浆粉耦合气化炉烧嘴中，第一通道内设置有点火装置，并且，点火装置的点火端位于点火燃料预混腔。

进一步地，上述浆粉耦合气化炉烧嘴中，点火端与第一通道的出口之间的距离为D₅，D₅与D₁之间具有预设比例。

进一步地，上述浆粉耦合气化炉烧嘴中，各通道的出口均为收缩口，以使通道内的物料产生径向位移。

进一步地，上述浆粉耦合气化炉烧嘴，还包括：用于对喷嘴本体进行冷却的冷却装置，其设置于喷嘴本体的外侧。

进一步地，上述浆粉耦合气化炉烧嘴，外侧多通道包括：用于输送浆态含碳有机物的第三通道、用于输送粉态含碳有机物的第四通道和用于输送外环气化剂的第五通道；其中，第三通道、第四通道和第五通道从内至外依次套设；或第三通道、第五通道和第四通道从内至外依次套设。