[实用新型]石油焦高温气化喷嘴

说明书

本实用新型提供一种石油焦高温气化喷嘴，具有由内至外同轴设置的氧气喷管、内层冷却夹套与石油焦粉喷管，其中：氧气喷管的上部为氧气进口，下部竖直延伸并形成氧气出口；内层冷却夹套上部形成有内层冷却剂进口与内层冷却剂出口，下部竖直延伸至氧气喷管底部位置并密封；在内层冷却夹套的外部同轴地设有石油焦导向旋转叶片；在石油焦粉喷管上部设有数个石油焦进料斜管，石油焦粉喷管的下部竖直延伸至内层冷却夹套底部位置处而形成环隙，石油焦粉喷管的内壁与石油焦导向旋转叶片形成径向密封接触。内层冷却夹套能够控制喷嘴内部温度，防止超温变形，避免磨损，防止石油焦粉流动不畅，延长喷嘴使用寿命。

技术领域

本实用新型涉及石油焦高温高压气流床反应器气化技术领域，具体涉及一种气化喷嘴。

背景技术

石油焦作为炼油过程中的副产物，随着全球原油加工量的不断上升，石油焦产量也在不断地增长。近几年随着国际原油劣质化和重质化，高硫石油焦的产量占石油焦总产量的比例迅速上升，且近年石油焦增加的产量绝大部分是高硫石油焦。当今炼油厂正在研究各种更可行、更具经济价值的石油焦处理方案，目前比较有效的利用方式是将其作为原料燃烧或者气化。

目前，燃烧石油焦这种利用方式存在若干问题，比如高硫石油焦用作水泥窑炉、循环流化床锅炉等燃料时，燃烧效率较低、飞灰中的含碳量高，硫化物、氮氧化物等污染物排放量大，造成环保处理投资费用高等问题。而石油焦气化是一种更高效且环保的利用方式。石油焦气化工艺是把石油焦中的碳、氢元素通过高温非催化部分氧化工艺转化为合成气(主要组分是氢气和一氧化碳)。气化反应的还原气氛下氮氧化物不易生成，99％的原料硫可转化为硫化氢气体，可将其进行脱除并回收，避免了环境的污染，污染物资源化利用，提高经济效益。

石油焦气化的难点在于其反应活性非常低，由于其经过～500℃左右的焦化处理，具有石墨化程度高、孔隙率低、挥发分低的特点，气化反应活性远低于常规的含碳气化反应原料。为了提高石油焦的气化反应转化率目前的途径是提高反应温度(>1400℃)，以及使物料快速与气化剂混合并同时减少返混。

气化喷嘴是气流床气化反应器的核心设备之一，喷嘴的结构和操作条件对反应器内的浓度、流场及物料的停留时间均有影响。而且，喷嘴的性能在很大程度上决定了气化反应器能否安全，稳定和经济的运行。除此之外适用于石油焦气化的喷嘴需要耐高温，强化物料混合传质，减少返混，提高石油焦气化反应转化率等功能。

实用新型内容

为了解决石油焦反应活性低的气化难题，本实用新型提供了一种石油焦高温气化喷嘴，其结构简单，耐高温且能使物料快速与气化剂混合并同时减少返混，并提高石油焦气化反应转化率，能安全，稳定的运行。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种石油焦高温气化喷嘴，其特征在于：具有由内至外同轴设置的氧气喷管、内层冷却夹套与石油焦粉喷管，其中：

氧气喷管的上部为氧气进口，下部竖直延伸并形成氧气出口；

内层冷却夹套上部形成有内层冷却剂进口与内层冷却剂出口，下部竖直延伸至氧气喷管底部位置并密封；在内层冷却夹套的外部同轴地设有石油焦导向旋转叶片；

在石油焦粉喷管上部设有数个石油焦进料斜管，石油焦粉喷管的下部竖直延伸至内层冷却夹套底部位置处而形成环隙，石油焦粉喷管的内壁与石油焦导向旋转叶片形成径向密封接触。

所述的石油焦高温气化喷嘴，其特征在于：在环隙的内侧与外侧分别设有石油焦喷嘴内锥与石油焦喷嘴外锥。

所述的石油焦高温气化喷嘴，其特征在于：石油焦喷嘴内锥的锥角范围为30°至50°，石油焦喷嘴外锥的锥角范围为60°至70°。

所述的石油焦高温气化喷嘴，其特征在于：石油焦导向旋转叶片的下部竖直延伸至氧气喷管底部位置，石油焦导向旋转叶片的匝数为3-5匝，螺旋角的角度范围为60°至75°。