CN101440309B - 带有扩张段的直冷式水煤浆气化喷嘴 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及带有扩张段的直冷式水煤浆气化喷嘴，包括带有扩张段的中心管、进气孔、内环管、外部冷却套管、气化剂进口、水煤浆进口和冷却水进出口；带有扩张段的中心管的前半部分设置有两排或多排的进气孔，后端设置水煤浆进口；内环管前端与中心管的扩张段中部相连，后端设置气化剂进口；外部冷却套管的外管前端与中心管的扩张段头部相连，后端设置冷却水进口；外部冷却套管的内管前端与中心管的扩张段头部留有空隙，后端设置冷却水出口；中心管、内环管和外部冷却套管的后端均用法兰固定；进气孔与中心管夹角为30～90°，倾斜角10～90°；带有扩张段的中心管的前半部分材质为耐磨耐蚀耐高温的金属材料或内衬高温陶瓷材料。

Description

带有扩张段的直冷式水煤浆气化喷嘴
一、技术领域
本发明涉及煤化工领域，特别地，涉及水煤浆气化的喷嘴。
二、背景技术
煤气化是现代煤化工的龙头和关键技术。在众多的气化方法中，以水煤浆为原料，以含氧气体为气化剂的射流携带床(或称气流床)技术由于碳转化率、设备结构简单、操作方便、气化压力高、可满足后续工艺的等压合成等而为人们普遍看好。该技术的核心是水煤浆的气化喷嘴。
美国专利S.U.Pat.3705108，3743606和中国专利CN1125163A分别公开了一种水煤浆气化喷嘴。这些喷嘴均为三通道(中心和外环通道为气化剂通道，内环通道为水煤浆通道)水煤浆气化喷嘴，现已在水煤浆气化过程应用。由于在喷嘴流道内的煤浆处于室温，但从喷嘴喷出的煤浆在燃烧时能产生1500～1600K的高温，因此，喷嘴的端部不仅在高温强热震条件下工作，而目还要承受煤浆的压力、煤浆对流道的磨损和腐蚀。尽管在喷嘴端部采用耐磨耐高温材质和外加冷却蛇管等措施，但由于结构原因，水煤浆的内环收缩喷口位置不能得到冷却，一直处于高温辐射状态，加之水煤浆的冲击磨损，喷嘴的使用寿命一般在45天左右，最长使用纪录未超过半年，致使水煤浆气化炉的生产成本极高。
三、发明内容
本发明的目的就是为了克服现有技术存在的不足而提供一种带有扩张段的直冷式水煤浆气化喷嘴，该喷嘴使用寿命长、雾化效果好、碳的转化率高等优点，可满足产业部门对气化喷嘴的要求。
本发明的技术方案：
本发明所述的带有扩张段的直冷式水煤浆气化喷嘴是由带有扩张段的中心管、进气孔、内环管、外部冷却套管、气化剂进口、水煤浆进口和冷却水进出口等组成；带有扩张段的中心管的前半部分设置有两排或多排的进气孔，进气孔与中心管夹角为30～90°，倾斜角0～90°，后端设置水煤浆进口；内环管前端与中心管的扩张段中部相连，后端设置气化剂进口；外部冷却套管的外管前端与中心管的扩张段头部相连，后端设置冷却水进口；外部冷却套管的内管前端与中心管的扩张段头部留有空隙，后端设置冷却水出口；中心管、内环管和外部冷却套管的后端均用法兰固定；带有扩张段的中心管的前半部分材质为耐磨耐蚀耐高温的金属材料或内衬高温陶瓷材料。
带有扩张段的直冷式水煤浆气化喷嘴工作时，气化剂走内环管，通过中心管的前半部分的两排或多排进气孔射流进入中心管；与中心管的水煤浆强烈冲击混合，形成良好的气液雾状流，通过中心管单孔直管喷射出中心管的扩张段，形成水煤浆雾化锥。冷却水从外部冷却套管的外管后端进入，经过内管前端与中心管的扩张段头部的空隙，从外部冷却套管的内管前端流出，直接冷却中心管的扩张段，降低了扩张段头部的温度，提高了中心管和扩张段的耐磨耐蚀性，从而大大延长了气化喷嘴的寿命。
四、附图说明
图1是本发明的带有扩张段的直冷式水煤浆气化喷嘴结构示意图。
五、具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的介绍：图1所示，本发明所述的带有扩张段的直冷式水煤浆气化喷嘴，包括带有扩张段的中心管(1)、进气孔(2)、内环管(3)、外部冷却套管(4)、气化剂进口(5)、水煤浆进口(6)、冷却水进口(7)和冷却水出口(8)。带有扩张段的中心管(1)的前半部分设置有两排或多排的进气孔(2)，进气孔(2)与中心管(1)夹角为30～90°，倾斜角0～90°，后端设置水煤浆进口(6)；内环管(3)前端与中心管(1)的扩张段中部相连，后端设置气化剂进口(5)；外部冷却套管(4)的外管前端与中心管(1)的扩张段头部相连，后端设置冷却水进口(7)；外部冷却套管(4)的内管前端与中心管(1)的扩张段头部留有空隙，后端设置冷却水出口(8)；中心管(1)、内环管(3)和外部冷却套管(4)的后端均用法兰固定；带有扩张段的中心管(1)的前半部分材质为耐磨耐蚀耐高温的金属材料或内衬高温陶瓷材料。
本发明所提供的带有扩张段的直冷式水煤浆气化喷嘴，利用单孔直通和扩张段，减少了水煤浆对喷嘴喷口表面的冲蚀；加之冷却水直接冷却雾化喷孔及其扩张段，大大降低了扩张段材料的表面温度，提高了喷嘴材料的强度和寿命，从而保证了带有扩张段的直冷式水煤浆气化喷嘴具有使用寿命长、雾化效果好、碳的转化率高等优点，可满足产业部门对其化喷嘴的要求。

Claims (1)

1.带有扩张段的直冷式水煤浆气化喷嘴，其特征在于：包括带有扩张段的中心管、进气孔、内环管、外部冷却套管、气化剂进口、水煤浆进口和冷却水进出口；带有扩张段的中心管的前半部分设置有两排或多排的进气孔，进气孔与中心管夹角为30～90°，倾斜角0～90°，后端设置水煤浆进口；内环管前端与中心管的扩张段中部相连，后端设置气化剂进口；外部冷却套管的外管前端与中心管的扩张段头部相连，后端设置冷却水进口；外部冷却套管的内管前端与中心管的扩张段头部留有空隙，后端设置冷却水出口；中心管、内环管和外部冷却套管的后端均用法兰固定；带有扩张段的中心管的前半部分材质为耐磨耐蚀耐高温的金属材料或内衬高温陶瓷材料。
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