帶有直冷的直噴式水煤漿氣化噴嘴的製作方法

2023-07-27 07:00:21

專利名稱：帶有直冷的直噴式水煤漿氣化噴嘴的製作方法
技術領域：
本發明涉及帶有直冷的直噴式水煤漿氣化噴嘴，屬於煤化工領域，特別地，涉及水
煤漿氣化的噴嘴。
二背景技術：
煤氣化是現代煤化工的龍頭和關鍵技術。在眾多的氣化方法中，以水煤漿為原料， 以含氧氣體為氣化劑的射流攜帶床(或稱氣流床)技術由於碳轉化率、設備結構簡單、操作 方便、氣化壓力高、可滿足後續工藝的等壓合成等而為人們普遍看好。該技術的核心是水煤 漿的氣化噴嘴。 美國專利S. U. Pat. 3705108,3743606和中國專利CN1125163A分別公開了一種水 煤漿氣化噴嘴。這些噴嘴均為三通道(中心和外環通道為氣化劑通道，內環通道為水煤漿 通道)水煤漿氣化噴嘴，現已在水煤漿氣化過程應用。由於在噴嘴流道內的煤漿處於室溫， 但從噴嘴噴出的煤漿在燃燒時能產生1500 1600K的高溫，因此，噴嘴的端部不僅在高溫 強熱震條件下工作，而目還要承受煤漿的壓力、煤漿對流道的磨損和腐蝕。儘管在噴嘴端 部採用耐磨耐高溫材質和外加冷卻蛇管等措施，但由於結構原因，水煤漿的內環收縮噴口 位置不能得到冷卻，一直處於高溫輻射狀態，加之水煤漿的衝擊磨損，噴嘴的使用壽命一般 在45天左右，最長使用紀錄未超過半年，致使水煤漿氣化爐的生產成本極高。中國專利 ZL200720306001.4提出的一種帶有擴張段的直冷式水煤漿氣化噴嘴，很好的解決了噴嘴口 的冷卻和磨損問題，但霧化效果還有提高的餘地。
三
發明內容
本發明的目的就是提供帶有直冷的直噴式水煤漿氣化噴嘴。該噴嘴使用壽命長、
霧化效果好、碳的轉化率高等優點，可滿足產業部門對氣化噴嘴的要求。 本發明的技術方案 帶有直冷的直噴式水煤漿氣化噴嘴，包括帶有擴張段的中心管、輔助氣化劑噴管、 進氣孔、內套管、內環管、外套管、氣化劑進口、水煤漿進口、輔助氣化劑進口、冷卻劑進口、 冷卻劑出口 ；帶有擴張段的中心管的前半部分設置有兩排或多排的進氣孔，後端設置水煤 漿進口 ；中心管的後半部分中心設置有輔助氣化劑噴管；內套管的前端與中心管的擴張段 頭部相連，後端設置氣化劑進口 ；內環管前端與中心管的擴張段中部留有空隙，後端與冷卻 劑出口相連；外套管的前端與中心管的擴張段頭部相連，後端與冷卻劑進口相連；進氣孔 與中心管軸線夾角為30 90。，傾斜角0 7(T ;帶有擴張段的中心管的前半部分材質為 耐磨耐蝕耐高溫的金屬材料或內襯高溫陶瓷材料。
四

附圖是發明的設備結構圖。 其中1-擴張段2-內環管3-進氣孔4-混合段5-中心管6-外套管7_氣化劑進口 8-水煤漿進口 、9-輔助氣化劑噴管、10-輔助氣化劑進口 、 11-冷卻劑進口 、 12-冷卻劑出 口、13_內套管
五.
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作詳細的介紹帶有直冷的直噴式水煤漿氣化噴嘴，包括 帶有擴張段(1)的中心管(5)、內套管(13)、內環管(2)、進氣孔(3)、混合段(4)、外套管 (6)、氣化劑進口 (7)、水煤漿進口 (8)、輔助氣化劑噴管(9)、輔助氣化劑進口 (10)、冷卻劑 進口 (11)、冷卻劑出口 (12);帶有擴張段(1)的中心管(5)的前半部分設置有兩排或多排 的進氣孔(3)，後端設置水煤漿進口 (8);中心管(5)的後半部分中心設置有輔助氣化劑噴 管(9);內套管(13)的前端與中心管(5)的擴張段(1)頭部相連，後端設置氣化劑進口 (7); 內環管(13)前端與中心管(5)的擴張段(1)中部留有空隙，後端與冷卻劑出口 (12)相連； 外套管(6)的前端與中心管(5)的擴張段(1)頭部相連，後端與冷卻劑進口 (11)相連；進 氣孔(3)與中心管(5)軸線夾角為30 90° ，傾斜角0 70° ;帶有擴張段(1)的中心管 (5)的前半部分材質為耐磨耐蝕耐高溫的金屬材料或內襯高溫陶瓷材料。
帶有直冷的直噴式水煤漿氣化噴嘴工作時，大部分氣化劑從氣化劑進口 (7)進入 內套管(13)內，通過中心管(5)的混合段(4)的兩排或多排進氣孔(3)射流進入中心管 (5);少部分氣化劑從輔助氣化劑進口 (10)進入輔助氣化劑噴管(9)內，高速射流到中心管 (5);射流進入的氣化劑與中心管(5)的水煤漿多方位強烈衝擊混合，形成良好的氣液霧狀 流，通過中心管(5)單孔直管噴射出擴張段(l)，形成水煤漿霧化錐；冷卻水從冷卻劑進口 (11)進入外套管(6)，高速流到擴張段(l)，經內環管(2)與擴張段(1)的空隙轉彎流向內 環管(2)，然後通過冷卻劑出口 (12)流出，噴嘴的擴張段(1)壁溫降低，提高了擴張段(1) 的耐磨耐蝕性，從而大大延長了氣化噴嘴的壽命。 本發明所提供的帶有直冷的直噴式水煤漿氣化噴嘴，利用單孔直通和擴張段，減 少了水煤漿對噴嘴噴口表面的衝蝕；加之冷卻水直接冷卻擴張段，大大降低了擴張段的壁 溫，提高了噴嘴材料的強度和壽命；另外氣化劑與水煤漿多方位射流混合從而保證了帶有 擴張段的預熱式水煤漿氣化噴嘴具有霧化效果好、使用壽命長、碳的轉化率高等優點，可滿 足產業部門對其霧化噴嘴的要求。
權利要求
帶有直冷的直噴式水煤漿氣化噴嘴，包括帶有擴張段的中心管、輔助氣化劑噴管、進氣孔、內套管、內環管、外套管、氣化劑進口、水煤漿進口、輔助氣化劑進口、冷卻劑進口、冷卻劑出口，其技術特徵是帶有擴張段的中心管的前半部分設置有兩排或多排的進氣孔，後端設置水煤漿進口；中心管的後半部分中心設置有輔助氣化劑噴管；內套管的前端與中心管的擴張段頭部相連，後端設置氣化劑進口；內環管前端與中心管的擴張段中部留有空隙，後端與冷卻劑出口相連；外套管的前端與中心管的擴張段頭部相連，後端與冷卻劑進口相連。
2. 根據權利要求1所提供的帶有直冷的直噴式水煤漿氣化噴嘴，其特徵在於進氣孔與中心管軸線夾角為30 90° ，傾斜角0 70。。
3. 根據權利要求1所提供的帶有直冷的直噴式水煤漿氣化噴嘴，其特徵在於帶有擴張段的中心管的前半部分材質為耐磨耐蝕耐高溫的金屬材料或內襯高溫陶瓷材料。
全文摘要
帶有直冷的直噴式水煤漿氣化噴嘴，包括帶有擴張段的中心管、輔助氣化劑噴管、進氣孔、內套管、內環管、外套管、氣化劑進口、水煤漿進口、輔助氣化劑進口、冷卻劑進口、冷卻劑出口；帶有擴張段的中心管的前半部分設置有兩排或多排的進氣孔，後端設置水煤漿進口；中心管的後半部分中心設置有輔助氣化劑噴管；內套管的前端與中心管的擴張段頭部相連，後端設置氣化劑進口；內環管前端與中心管的擴張段中部留有空隙，後端與冷卻劑出口相連；外套管的前端與中心管的擴張段頭部相連，後端與冷卻劑進口相連；進氣孔與中心管軸線夾角為30～90°，傾斜角0～70°；帶有擴張段的中心管的前半部分材質為耐磨耐蝕耐高溫的金屬材料或內襯高溫陶瓷材料。
文檔編號C10J3/00GK101760247SQ201010000849
公開日2010年6月30日 申請日期2010年1月19日 優先權日2010年1月19日
發明者喬英雲, 田原宇 申請人:田原宇