[发明专利]粉浆耦合式气化烧嘴

说明书

本发明涉及气化炉烧嘴，特别涉及一种粉浆耦合式气化烧嘴。包括位于中心的水煤浆输送部，水煤浆输送部的下方形成水煤浆雾化反应区，水煤浆输送部的外部还设有用于输送粉煤的粉煤通道和用于输送气化剂的外环氧通道，外环氧通道喷出的气化剂与由粉煤通道喷出的粉煤混合并形成粉煤分散反应区，粉煤分散反应区位于水煤浆雾化反应区的外圈。本申请中，水煤浆雾化反应区位于气化炉的中部，而粉煤分散反应区则位于水煤浆雾化反应区的外周，从而有效的实现了水煤浆雾化反应区和粉煤分散反应区的同时存在，通过该种布置方式实现了对气化炉内部空间最大程度上的利用。

技术领域

本发明涉及气化炉烧嘴，特别涉及一种粉浆耦合式气化烧嘴。

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，尤其以煤气化为基础的煤制甲醇、煤制乙二醇、煤制油等化工技术，是保证我国大宗基础化工产品和能源稳定可靠供应和可持续发展的重要科技基础。以煤气化为基础的转化利用不仅降低了因直接燃烧产生的污染，而且延伸的煤炭深加工产业更是提升煤炭附加值，保障我国能源发展战略，成为重要的发展方向。煤的气化是使煤与气化剂作用，在特定条件下进行各种化学反应，生成合成气的过程。

粉浆气化烧嘴主要是通过多通道组合，将粉煤、水煤浆和气化剂同时喷入到气化炉内并发生化学反应。但是现有粉浆气化烧嘴在喷口设置上均采用粉煤和雾化后水煤浆混合的方式，该方式主要存在三个问题：

1、由于粉煤输送的特殊要求，喷入气化炉的粉煤混合物中含有约80％二氧化碳气体，处于中心的水煤浆雾化后向四周散开，形成锥形雾化区，如果粉煤混合物以一定夹角喷向雾化区，由于二氧化碳气流会压制雾化的水煤浆颗粒进一步散开，进而影响水煤浆雾化。因此现有粉浆气化烧嘴，不仅会降低水煤浆雾化效果，而且使雾化颗粒进一步发生聚合，使得燃烧和气化反应仅发生在局部位置，没有有效利用炉膛空间，碳转化率较低。

2、水煤浆雾化后呈微小颗粒，且均匀弥散于炉膛上侧，如喷入的粉煤以一定切角与雾化后水煤浆颗粒混合，则粉煤颗粒与雾化后水煤浆颗粒发生碰撞，由于雾化颗粒大部分体积为水分，对固体颗粒具有吸附作用，因此粉煤颗粒与雾化水煤浆颗粒碰撞后发生聚合，成为更大的水煤浆颗粒，进一步降低反应速度。

3、现有耦合式烧嘴多路气化剂进入气化炉后快速混合，没有起到独立配比和分离的作用，各路气化剂量的独立调节意义不大。

发明内容

为了克服上述现有的不足，本发明的目的在于提供一种气化炉内分区反应、粉煤、水煤浆独立控制的粉浆耦合式气化烧嘴，旨在至少解决现有粉浆气化烧嘴雾化效果差，粉浆混合致使反应物料过于集中，不能有效利用炉膛空间，降低反应速度，以及碳转化率偏低的技术问题。

为了实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种粉浆耦合式气化烧嘴，包括位于中心的水煤浆输送部，水煤浆输送部的下方形成水煤浆雾化反应区，水煤浆输送部的外圈还设有用于输送粉煤的粉煤通道和用于输送气化剂的外环氧通道，外环氧通道喷出的气化剂与粉煤通道喷出的粉煤混合并形成粉煤分散反应区，粉煤分散反应区位于水煤浆雾化反应区的外圈。

可选的，外环氧通道的出口处设有导流部，导流部用于调整气化剂的出口方向以使气化剂带动粉煤向远离水煤浆雾化反应区的方向运动。

可选的，导流部包括沿周向分布在外环氧通道出口处的多个导流片，导流片向外环氧通道的周向倾斜。

可选的，水煤浆输送部的外圈由内向外依次设有外环氧通道和粉煤通道，粉煤通道的出口向内侧倾斜设置，外环氧通道的出口竖直设置。

可选的，粉煤通道出口的半锥角为a1，导流片相对于竖直方向的倾斜角度为a2，a1和a2之间满足a2-a1＞0°。

可选的，粉煤通道的外圈设有冷却水通道。