[发明专利]一种组合式气化烧嘴及其使用方法

说明书

本发明涉及一种组合式气化烧嘴及其使用方法，该烧嘴包括由外到内依次同轴套装的第一部件、第二部件、第三部件，所述的第一部件、第二部件和第三部件各部件相互独立，通过紧固件连接为整体；所述的第一部件和第三部件分别具有独立的燃料通道和氧化剂通道。在相同的总投料量、气化室反应空间及停留时间情况下，与仅有单路燃料、氧化剂的气化烧嘴相比，上述实施例中的组合式气化烧嘴增加了燃料通道和氧化剂通道的数量，增大了燃料及氧化剂的接触面积，保证了燃料、氧化剂快速地掺混充分、均匀，提高了燃料转化率及烧嘴性能。

技术领域

本发明涉及煤炭的高温高压气化反应设备技术领域，具体涉及一种气化烧嘴。

背景技术

在高温、高压煤气化领域，煤气化设备在工业应用的过程中，普遍存在气化反应速度慢和燃料转化率低这些问题。气化烧嘴是煤气化装置的核心设备之一，其使用性能直接决定了煤气化装置运行的安全性、稳定性及经济性。在气化室较小的反应空间及较短的停留时间内，使燃料和氧化剂尽可能充分、均匀地掺混，是加快气化反应速率，提高燃料转化率和气化烧嘴性能的关键因素。

在现有的煤气化技术中，保持总投料量、气化室反应空间及停留时间不变，增加气化烧嘴内燃料及氧化剂通道的数量，可有效增加燃料及氧化剂的接触面积，促进燃料和氧化剂充分、均匀掺混。但是在实际过程中，因为烧嘴的各路燃料或者氧化剂在通道口处的动量与速度各不相同，所以相邻通道处的燃料或者氧化剂之间必定会相互卷吸、掺混，影响烧嘴的运营性能。例如：由外向内依次为一次燃料-一次氧化剂-二次氧化剂-二次燃料的多通道气化烧嘴，其一次氧化剂的速度、动量如大于二次氧化剂，必定会有部分二次氧化剂被卷吸至一次氧化剂中，使一次燃料/氧化剂的氧煤比高于预定值，导致外侧向火面超温、烧蚀，缩短烧嘴使用寿命；而二次燃料/氧化剂的氧煤比低于预定值，导致内侧温度低，气化反应不充分，气化效率低。

例如在CN108728168A中涉及一种气化烧嘴，包括母烧嘴，母烧嘴的内侧设置有N级子烧嘴，N为大于或等于1的整数，母烧嘴和各级子烧嘴分别具有独立的燃料通道和氧化剂通道，母烧嘴和各级子烧嘴设置为由外至内依次同轴套装的结构；母烧嘴的内径大于第一级子烧嘴的外径，每一级子烧嘴的内径均大于其下一级子烧嘴的外径；其在有限的反应空间和停留时间内，能够保证燃料和氧化剂充分且均匀地混合，加快燃烧反应速率，从而提高燃料转化率和装置气化性能；但是存在问题在于，各级氧化剂相互卷吸、掺混，从而影响烧嘴燃烧性能。

此外在化工设备的运行过程中会生了大量的废液，为了利用其中的化学能以及避免直接排放而造成的环境破坏，一般在主烧嘴周围设置若干个独立烧嘴用于燃烧废液。但是，此种布置方式不仅增加了气化炉炉盖的加工难度及主烧嘴、辅助烧嘴的安装难度，而且从辅助烧嘴喷出的高速气流，会对主烧嘴流场产生干扰，影响主烧嘴性能。

为此，提供一种结构创新的、具备废液燃烧功能、具备保护气通路的组合式烧嘴，成为亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种组合式气化烧嘴，以克服上述现有技术的不足，该烧嘴具有多路燃料以及氧化剂通道，同时具备废液燃烧功能。

为了实现上述目的，本发明提供一种组合式气化烧嘴，包括由外到内依次同轴装套的第一部件、第二部件、第三部件，各个部件相互独立，通过紧固件连接。

所述第一部件，包括由外到内同轴设置的第一部件外管和第一部件内管；所述的第一部件外管长度小于所述的第一部件内管长度，所述的第一部件外管尾部和所述的第一部件内管身部通过第一部件环板连接，构成环形空间，所述环形空间构成一次燃料通道；所述第一部件环板上设置有一次燃料进口；所述第一部件内管侧壁设置有一次氧化剂进口。

进一步地，所述第一部件环板上设置有一次燃料进口；所述第一部件内管侧壁设置有一次氧化剂进口；所述第一部件外管身部设置有第一部件身部法兰；所述第一部件内管尾部设置有第一部件尾部法兰。