CN104869742A - 一种煤炭气化喷枪 - Google Patents

Abstract

一种煤炭气化喷枪，涉及到一种等离子体喷枪，由绝缘枪架、阴极和阳极组成，绝缘枪架中有后腔、中腔和前腔，在后腔与中腔之间有过孔，在中腔与前腔之间有承插孔；阴极头的轴向中心有通孔，在阴极头的壁体上有向周边凸出的凸沿；阳极的后部壁体上有榫头，阳极的前部壁体上有定位凸台；阳极安装在绝缘枪架的前腔中，阳极后端的喇叭口进入到中腔的前端，阳极的外壁与绝缘枪架的前腔内壁之间的空间构成冷却水套；阴极安装在绝缘枪架的后腔中，阴极头的头端进入到阳极后端的喇叭口空间中，阴极头后部的外壁与绝缘枪架的后腔内壁之间的空间构成环形冷却腔。本发明使煤炭在喷枪中进行快速气化，气化率接近100%，满足煤气化生产的应用要求。

Description

一种煤炭气化喷枪

技术领域

本发明涉及等离子体设备，特别是涉及到一种等离子体喷枪。

背景技术

当前，等离子技术已得到广泛的应用，工业上应用于等离子点火、等离子喷涂、金属冶炼、等离子加热制造纳米材料、切割、垃圾焚烧废物处理等。等离子体是由电离放电现象所形成的一种状态，伴随着放电将会生成了激发原子、激发分子、离解原子、游离原子团、原子或分子离子群的活性化学物以及它们与其它的化学物碰撞而引起的反应。在等离子体喷枪中，放电作用使得工作气分子失去外层电子而形成离子状态，经相互碰撞而产生高温，等离子体火炬的中心温度可高达摄氏数万度以上，火炬边缘温度也可达到数千度以上，被处理的物质受到高温等离子体冲击时，其分子将会分解、原子将会重新组合而生成新的物质，使有害物质变为无害物质。

在煤气化生产线上，当把水蒸汽通过高温分解后与煤炭进行造气反应，使煤炭更容易气化，提高煤炭的气化率，实现节省煤炭资源。但是，水分子是一种相当稳定的物质，在常压条件下，温度在2000K时水分子几乎不分解，2500K时有25%的水发生分解，3400～3500K时氢气和氧气的摩尔分数达到最大，分别为18%和6%，当温度达到4200K以上时，水分子将全部分解为氢气、氧气、活性氢原子、活性氧原子和活性氢氧原子团，然而，一般的加热方式难以达到这么高的温度，使用等离子体喷枪则能做到。

在等离子体喷枪中，阴极是发射电子的部件，由于承受电流的冲击和数万度的高温烧灼，因此，阴极的头部很容易被烧蚀而致损坏，不仅影响生产，而且增加生产成本。

中国专利公告号CN203851357U公开了“一种等离子体加热分解器”，由阳极套、阳极、阴极基座、阴极和绝缘架组成，其中，阴极基座的中轴为贯通的空心结构，阴极嵌入到阴极基座中轴的内空间中，阴极的头端侧壁紧密装配在阴极基座中轴的前端壁体中，阴极的尾端紧密装配在阴极基座后端的壁体中，阴极的杆体外壁与阴极基座中轴的内壁之间空间构成水套，阴极的杆体中有原料气通道，阴极的头端中心有原料气喷口。该专利把水蒸汽通过阴极头端中心的喷口喷入收缩腔中的放电区，使水蒸汽吸收到阴极头端的热量得到预热，同时对阴极的头端具有冷却作用，克服了常规等离子体喷枪电极易烧蚀的缺点。但是，由于该专利是采取把“阴极的头端侧壁紧密装配在阴极基座中轴的前端壁体中，阴极的尾端紧密装配在阴极基座后端的壁体中”的措施进行水套密封的，材料的热胀冷缩作用将会使阴极松动，造成阴极移位和密封不可靠，水套内的冷却水容易泄漏到收缩腔中的放电区，影响到喷枪正常工作。

发明内容

本发明的目的是要克服现有等离子体喷枪的缺点，提高等离子体喷枪的热解能力，使煤炭在喷枪中直接气化为合成气。并且对等离子体喷枪的阴极进行有效保护，避免阴极移位，冷却水不会泄漏，使等离子体气化喷枪能满足煤气化生产的应用要求。

本发明的一种煤炭气化喷枪，由绝缘枪架2、阴极1和阳极3组成，绝缘枪架2为中空回转体结构；阴极1上有空心连杆1-1，空心连杆1-1的前端有阴极头1-3，阴极头1-3的轴向中心有通孔，阳极3为文丘里喷管结构，阳极由后向前依次为喇叭口收窄段、喉口段和喇叭形扩张段，其特征是绝缘枪架2的中空回转体中有后腔2-12、中腔2-9和前腔2-6，后腔2-12、中腔2-9和前腔2-6由后向前依次排列，在后腔2-12与中腔2-9之间有过孔2-10，在中腔2-9与前腔2-6之间有承插孔2-8；阳极3的后部壁体上有榫头3-4，阳极3安装在绝缘枪架2的前腔2-6中，阳极3后部壁体上的榫头3-4嵌入到承插孔2-8中，阳极3后端的喇叭口进入到中腔2-9的前侧，阳极3的外壁与绝缘枪架2的前腔2-6内壁之间的空间构成冷却水套Ⅶ；阴极1安装在绝缘枪架2的后腔2-12中，阴极头1-3的头端由后腔2-12与中腔2-9之间的过孔2-10伸出进入到阳极3后端的喇叭口空间中，阴极头1-3的外壁、空心连杆1-1的外壁与绝缘枪架2的后腔2-12内壁之间的空间构成环形冷却腔Ⅰ；中腔2-9的余量空间构成气室Ⅱ，气室Ⅱ有工作气输入接口2-1接入。

本发明中，在阴极头1-3的壁体周边有凸沿1-2，在绝缘枪架2的后腔2-12与过孔2-10之间有密封槽2-11，阴极头1-3壁体上的凸沿1-2嵌入在密封槽2-11中，在密封槽2-11中有第一密封环8；在阳极3后部壁体的榫头3-4上有第二密封环6；在阳极3的前部壁体上有定位凸台3-2，阳极3前部壁体上的定位凸台3-2嵌入在绝缘枪架2的前腔2-6前端壁体中，在阳极3前部壁体上的定位凸台3-2与前腔2-6壁体之间有第三密封环5；阳极3后端的喇叭口空间构成放电区Ⅲ，阳极3的喉口段空间构成压缩孔道Ⅳ，阳极3的喇叭形扩张段空间构成喷射腔Ⅴ；在绝缘枪架2的过孔2-10前端壁体上有切向气槽Ⅸ，气室Ⅱ通过切向气槽Ⅸ连通到放电区Ⅲ；环形冷却腔Ⅰ的后部有冷却水输入接口1-4接入，冷却水套Ⅶ的前部有冷却水输出接口2-3接出，在环形冷却腔Ⅰ的前部与冷却水套Ⅶ的后部之间有连通孔Ⅹ进行连通；空心连杆1-1的内空间构成料道Ⅻ，料道Ⅻ有原料输入接口1-5接入，在料道Ⅻ的壁体内侧有隔热衬套10；阴极头1-3的轴向中心通孔构成出料孔Ⅺ，出料孔Ⅺ的直径小于料道Ⅻ的直径，在出料孔Ⅺ前端的阴极头体中有扩散腔Ⅷ，料道Ⅻ通过出料孔Ⅺ和扩散腔Ⅷ连通到放电区Ⅲ。具体实施时，在阳极3的外壁上有阳极的电气接口3-5，在阴极1的后端有阴极的电气接口1-6。

本发明是一种用于煤炭气化生产的等离子体喷枪，以煤炭为原料在喷枪中进行生产合成气，所述的煤炭包括原煤、定形炭和碳黑，其中原煤和定形炭需制成煤粉或炭粉，所述的合成气为以一氧化碳和氢气主要成分的气体，合成气通过后级设备进行制氢、生产甲醇和合成氨。

本发明应用时，把本发明的煤炭气化喷枪安装在余热锅炉上，喷枪的出口朝向余热锅炉的炉膛内，把冷却系统的供水管连接到冷却水输入接口1-4上，把冷却水输出接口2-3连接到冷却系统的回水管上，把煤粉或炭粉或碳黑的供粉系统连接到原料输入接口1-5，把水蒸汽或氢气或反馈尾气作为工作气的供气管连接到工作气输入接口2-1上，把等离子体工作电源的正极连接到阳极的电气接口3-5上，把等离子体工作电源的负极连接到阴极的电气接口1-6上。工作时，冷却水首先进入到环形冷却腔Ⅰ中，对阴极头1-3进行冷却，通过水流把阴极头1-3的热量快速带走，然后冷却水又进入到冷却水套Ⅶ中，对阳极3进行冷却，通过水流把阳极3的热量快速带走，冷却水再通过回水管返回到冷却系统中；把水蒸汽或氢气或反馈尾气作为工作气送入到气室Ⅱ中，然后通过切向气槽Ⅸ以旋转气流方式进入到放电区Ⅲ；把水蒸汽进行过热后，作为气化剂和载气携煤粉或炭粉或碳黑送入料道Ⅻ中，再由出料孔Ⅺ和扩散腔Ⅷ进入到放电区Ⅲ；同时在阳极3和阴极1之间施加电能，在阴极头1-3的头端便发射电子，形成高温的等离子体电弧，水蒸汽和煤粉或炭粉或碳黑与高温等离子体电弧混合，通过压缩孔道Ⅳ喷入到喷射腔Ⅴ中，形成等离子体火炬从喷射腔Ⅴ的喷口3-3喷出。在等离子体电弧通过压缩孔道Ⅳ时，电弧受到压缩，使高温等离子体电弧得到进一步升温。上述过程中，水蒸汽作为载气携煤粉或炭粉或碳黑进入到喷枪内的放电区Ⅲ，这时，水蒸汽已与煤粉或炭粉或碳黑充分混合，然后水蒸汽作为气化剂和煤粉或炭粉或碳黑进行热化学反应，在放电区Ⅲ的强电场作用和高温等离子体电弧的作用下，水蒸汽被电离和分解为氢、氧的活性化学物，同时，煤粉或炭粉或碳黑在喷枪内高温等离子体电弧的作用下快速升温，成为高温物质，因此，高温的煤粉或炭粉或碳黑与高活性的水蒸汽分解物极易进行快速气化反应，使煤粉或炭粉或碳黑完全气化，生成一氧化碳和氢气，气化率接近100%。

上述的发明中，水蒸汽携煤粉或炭粉或碳黑从阴极头1-3的前端中心的出料孔Ⅺ喷入放电区Ⅲ，然后进入到等离子体电弧的中心，使得等离子体电弧的能量集中作用在水蒸汽与煤粉或炭粉或碳黑的混合物上，使水蒸汽更容易活化分解以及使煤粉或炭粉或碳黑升温更高，因此，气化效率更高，同时，水蒸汽与煤粉或炭粉或碳黑的混合物在通过出料孔Ⅺ和扩散腔Ⅷ时，对阴极头1-3的中心进行气流冲刷，快速带走热量，对阴极头1-3进行保护，防止烧蚀。

上述发明的使用过程中，高温的合成气随等离子体火炬喷入余热锅炉的炉膛内，由余热锅炉进行热量回收，用于发电，合成气中的热能被余热锅炉吸收而降温，降温后的合成气再通过除尘净化后送入后级设备，作为生产氢气或甲醇或合成氨的原料气利用。

上述发明中，在料道Ⅻ的壁体内侧有隔热衬套10，以避免水蒸汽载气在料道Ⅻ中冷却凝结为水，避免粉料结块；出料孔Ⅺ的直径小于料道Ⅻ的直径，在出料孔Ⅺ前端的阴极头体中设置扩散腔Ⅷ，使出料孔Ⅺ的壁体具有隔离电弧的作用，可以防止电弧进入料道Ⅻ内，避免烧毁隔热衬套10及防止料道Ⅻ内结焦。具体实施时，阴极头1-3的头端加工成圆弧端面，工作气以旋转气流方式冲刷阴极头1-3的圆弧型头端，使得放电的面积增大，等离子体电弧的弧根分散在圆弧端面上，避免局部温度过高而烧蚀阴极头。

上述的发明中，利用绝缘枪架的壁体作为阳极冷却水套的外壁，使得喷枪的结构紧凑，可以实现减小喷枪的体积及节省金属材料用量，并且便于使用密封材料避免冷却水泄漏，克服现有等离子体喷枪冷却水易泄漏的缺点。采取把阳极3前部壁体上的定位凸台3-2嵌入在前腔2-6前端的壁体中、把阳极3后部壁体上的榫头3-4嵌入到承插孔2-8中以及把阴极头1-3壁体上的凸沿1-2嵌入在密封槽2-11中的措施，并分别在密封槽2-11中、在榫头3-4上以及在阳极3前部壁体上的定位凸台3-2与绝缘枪架2的前腔2-6壁体之间设置密封环，使得环形冷却腔Ⅰ和冷却水套Ⅶ密封严密，不会泄漏冷却水。具体实施时，在绝缘枪架2的壁体分布有螺孔2-5，在阳极3前部的壁体上有连接法兰3-1，使用穿心螺杆4把阳极3紧密固定在绝缘枪架2的前腔2-6中，使阳极3不会位移；在绝缘枪架2的后腔2-12壁体上有螺口2-13，在阴极1的后端有螺头，阴极1以旋合方式安装在绝缘枪架2的后腔2-12中，通过空心连杆1-1使阴极头1-3壁体上的凸沿1-2紧密嵌入在密封槽2-11中，避免阴极头1-3位移。

上述的发明中，在环形冷却腔Ⅰ与冷却水套Ⅶ之间设置连通孔Ⅹ、冷却水输入接口1-4从环形冷却腔Ⅰ的后部接入，冷却水输出接口2-3从冷却水套Ⅶ的前部接出，使得冷却水以串联方式流经环形冷却腔Ⅰ与冷却水套Ⅶ，不仅使喷枪的结构紧凑，而且，冷却水重复使用，使进入冷却水套Ⅶ的冷却水温度升高，从而减少阳极3喷管内的水冷度，对煤炭气化有利。

本发明的有益效果是：提供的一种煤炭气化喷枪，克服现有等离子体喷枪的缺点，提高等离子体喷枪的热解能力，使煤炭在喷枪中进行快速气化，气化率接近100%。并且对等离子体喷枪的阴极进行有效保护，冷却水不会泄漏，满足煤气化生产的应用要求。

附图说明

图1是本发明的煤炭气化喷枪结构图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是本发明的煤炭气化喷枪中绝缘枪架的结构图。

图中：1.阴极，1-1.空心连杆，1-2.凸沿，1-3.阴极头，1-4.冷却水输入接口，1-5.原料输入接口，1-6.阴极的电气接口，2.绝缘枪架，2-1.工作气输入接口，2-2.穿孔，2-3.冷却水输出接口，2-4.抱箍槽，2-5.螺孔，2-6.前腔，2-8.承插孔，2-9.中腔，2-10.过孔，2-11.密封槽，2-12.后腔，2-13.螺口，3.阳极，3-1.连接法兰，3-2.定位凸台，3-3.喷口，3-4.榫头，3-5.阳极的电气接口，4.穿心螺杆，5.第三密封环，6.第二密封环，7.密封垫圈，8.第一密封环，9.密封胶，10.隔热衬套，Ⅰ.环形冷却腔，Ⅱ.气室，Ⅲ.放电区，Ⅳ.压缩孔道，Ⅴ.喷射腔，Ⅵ.环形水槽，Ⅶ.冷却水套，Ⅷ.扩散腔，Ⅸ.切向气槽，Ⅹ.连通孔，Ⅺ.出料孔，Ⅻ.料道。

具体实施方式

实施例1   图1和图3所示的实施方式中，一种煤炭气化喷枪由绝缘枪架2、阴极1和阳极3组成，绝缘枪架2为中空回转体结构，绝缘枪架2的中空回转体中有后腔2-12、中腔2-9和前腔2-6，后腔2-12、中腔2-9和前腔2-6由后向前依次排列，在后腔2-12与中腔2-9之间有密封槽2-11和过孔2-10，在过孔2-10前端壁体上有切向气槽Ⅸ，在中腔2-9与前腔2-6之间有承插孔2-8；阴极1上有空心连杆1-1，空心连杆1-1的内空间构成料道Ⅻ，料道Ⅻ有原料输入接口1-5接入，在料道Ⅻ的壁体内侧有隔热衬套10，空心连杆1-1的前端有阴极头1-3，阴极头1-3的轴向中心有通孔，阴极头1-3的轴向中心通孔构成出料孔Ⅺ，出料孔Ⅺ的直径小于料道Ⅻ的直径，在出料孔Ⅺ前端的阴极头体中有扩散腔Ⅷ，在阴极头1-3的壁体上有向周边凸出的凸沿1-2；阳极3为文丘里喷管结构，阳极由后向前依次为喇叭口收窄段、喉口段和喇叭形扩张段，阳极3后端喇叭口的内空间构成放电区Ⅲ，阳极3的喉口段内空间构成压缩孔道Ⅳ，阳极3的喇叭形扩张段的内空间构成喷射腔Ⅴ，阳极3的后部壁体上有榫头3-4，阳极3的前部壁体上有定位凸台3-2。阳极3安装在绝缘枪架2的前腔2-6中，阳极3前部壁体上的定位凸台3-2嵌入在前腔2-6前端的壁体中，阳极3后部壁体上的榫头3-4嵌入到承插孔2-8中，阳极3后端的喇叭口进入到中腔2-9的前侧，阳极3的外壁与绝缘枪架2的前腔2-6内壁之间的空间构成冷却水套Ⅶ，冷却水套Ⅶ的前部有冷却水输出接口2-3接出；阴极1安装在绝缘枪架2的后腔2-12中，阴极头1-3的头端由后腔2-12与中腔2-9之间的过孔2-10伸出进入到阳极3后端喇叭口的空间中，阴极头1-3壁体上的凸沿1-2嵌入在密封槽2-11中，阴极头1-3后部的外壁、空心连杆1-1的外壁与绝缘枪架2的后腔2-12内壁之间的空间构成环形冷却腔Ⅰ，环形冷却腔Ⅰ的后部有冷却水输入接口1-4接入，在环形冷却腔Ⅰ的前部与冷却水套Ⅶ的后部之间有连通孔Ⅹ进行连通；中腔2-9的余量空间构成气室Ⅱ，气室Ⅱ有工作气输入接口2-1接入，气室Ⅱ通过切向气槽Ⅸ连通到放电区Ⅲ；料道Ⅻ通过出料孔Ⅺ和扩散腔Ⅷ连通到放电区Ⅲ。本实施例中，在密封槽2-11中有第一密封环8，在阳极3后部壁体上的榫头3-4上有第二密封环6，在阳极3前部壁体上的定位凸台3-2与绝缘枪架2的前腔2-6壁体之间有第三密封环5；在阳极3的外壁上有阳极的电气接口3-5，在阴极1的后端有阴极的电气接口1-6；阴极头1-3的头端加工成圆弧端面，工作气以旋转气流方式冲刷阴极头1-3的圆弧型头端，使得放电的面积增大，等离子体电弧的弧根分散在圆弧端面上，避免局部温度过高而烧蚀阴极头；在绝缘枪架2的后腔2-12壁体上有螺口2-13，在阴极1的后端有螺头，阴极1以旋合方式安装在绝缘枪架2的后腔2-12中，通过空心连杆1-1使阴极头1-3壁体上的凸沿1-2紧密嵌入在密封槽2-11中。

上述实施例中，为了克服加工难度，把绝缘枪架2分解为前后二个部件进行加工，在前一个部件的壁体中分布有8个穿孔2-2，在后一个部件的壁体中分布有8个螺孔2-5，在阳极3前部的壁体上有8孔的连接法兰3-1，使用8个穿心螺杆4把阳极3紧密固定在绝缘枪架2的前腔2-6中，并且使绝缘枪架2的二个部件紧密串联在一起，绝缘枪架2的二个部件的连接面之间有密封垫圈7；为了节省贵金属材料，把阴极1分解为后座和阴极头1-3二个部件，其中，空心连杆1-1与后座连为一体，后座选用不锈钢材料，阴极头1-3选用钨银合金材料，空心连杆1-1与阴极头1-3以碰焊方式进行连接或以顶压方式进行连接，在连接处使用密封胶进行密封。

上述的实施例中，绝缘枪架2选用胶木材料或聚四氟乙烯材料制作，密封垫圈和密封环选用聚四氟乙烯材料制作；阳极3选用310S不锈钢材料制作。

上述的实施例应用时，把煤炭气化喷枪安装在余热锅炉上，喷枪的出口朝向余热锅炉的炉膛内，把冷却系统的供水管连接到冷却水输入接口1-4上，把冷却水输出接口2-3连接到冷却系统的回水管上，把煤粉或炭粉或碳黑的供粉系统连接到原料输入接口1-5，把水蒸汽或氢气或反馈尾气作为工作气的供气管连接到工作气输入接口2-1上，把等离子体工作电源的正极连接到阳极的电气接口3-5上，把等离子体工作电源的负极连接到阴极的电气接口1-6上。工作时，冷却水首先进入到环形冷却腔Ⅰ中，对阴极头1-3进行冷却，通过水流把阴极头1-3的热量快速带走，然后冷却水又进入到冷却水套Ⅶ中，对阳极3进行冷却，通过水流把阳极3的热量快速带走，冷却水再通过回水管返回到冷却系统中；把水蒸汽或氢气或反馈尾气作为工作气送入到气室Ⅱ中，然后通过切向气槽Ⅸ以旋转气流方式进入到放电区Ⅲ；把水蒸汽进行过热后，作为气化剂和载气携煤粉或炭粉或碳黑送入料道Ⅻ中，再由出料孔Ⅺ和扩散腔Ⅷ进入到放电区Ⅲ；同时在阳极3和阴极1之间施加电能，在阴极头1-3的头端便发射电子，形成高温的等离子体电弧，水蒸汽和煤粉或炭粉或碳黑与高温等离子体电弧混合，通过压缩孔道Ⅳ喷入到喷射腔Ⅴ中，形成等离子体火炬从喷射腔Ⅴ的喷口3-3喷出。在等离子体电弧通过压缩孔道Ⅳ时，电弧受到压缩，使高温等离子体电弧得到进一步升温。上述过程中，水蒸汽作为载气携煤粉或炭粉或碳黑进入到喷枪内的放电区Ⅲ，这时，水蒸汽已与煤粉或炭粉或碳黑充分混合，然后水蒸汽作为气化剂和煤粉或炭粉或碳黑进行热化学反应，在放电区Ⅲ的强电场作用和高温等离子体电弧的作用下，水蒸汽被电离和分解为氢、氧的活性化学物，同时，煤粉或炭粉或碳黑在喷枪内高温等离子体电弧的作用下快速升温，成为高温物质，因此，高温的煤粉或炭粉或碳黑与高活性的水蒸汽分解物极易进行快速气化反应，使煤粉或炭粉或碳黑完全气化，生成一氧化碳和氢气。高温的合成气随等离子体火炬喷入余热锅炉的炉膛内，由余热锅炉进行热量回收，用于发电，合成气中的热能被余热锅炉吸收而降温，降温后的合成气再通过除尘净化后送入后级设备，作为生产氢气或甲醇或合成氨的原料气利用。

Claims (6)

1.一种煤炭气化喷枪，由绝缘枪架（2）、阴极（1）和阳极（3）组成，绝缘枪架（2）为中空回转体结构；阴极（1）上有空心连杆（1-1），空心连杆（1-1）的前端有阴极头（1-3），阴极头（1-3）的轴向中心有通孔，阳极（3）为文丘里喷管结构，阳极由后向前依次为喇叭口收窄段、喉口段和喇叭形扩张段，其特征是绝缘枪架（2）的中空回转体中有后腔（2-12）、中腔（2-9）和前腔（2-6），后腔（2-12）、中腔（2-9）和前腔（2-6）由后向前依次排列，在后腔（2-12）与中腔（2-9）之间有过孔（2-10），在中腔（2-9）与前腔（2-6）之间有承插孔（2-8）；阳极（3）的后部壁体上有榫头（3-4），阳极（3）安装在绝缘枪架（2）的前腔（2-6）中，阳极（3）后部壁体上的榫头（3-4）嵌入到承插孔（2-8）中，阳极（3）后端的喇叭口进入到中腔（2-9）的前侧，阳极（3）的外壁与绝缘枪架（2）的前腔（2-6）内壁之间的空间构成冷却水套（Ⅶ）；阴极（1）安装在绝缘枪架（2）的后腔（2-12）中，阴极头（1-3）的头端由后腔（2-12）与中腔（2-9）之间的过孔（2-10）伸出进入到阳极（3）后端的喇叭口空间中，阴极头（1-3）的外壁、空心连杆（1-1）的外壁与绝缘枪架（2）的后腔（2-12）内壁之间的空间构成环形冷却腔（Ⅰ）；中腔（2-9）的余量空间构成气室（Ⅱ），气室（Ⅱ）有工作气输入接口（2-1）接入。

2.根据权利要求1所述的一种煤炭气化喷枪，其特征是在阴极头（1-3）的壁体周边有凸沿（1-2），在绝缘枪架（2）的后腔（2-12）与过孔（2-10）之间有密封槽（2-11），阴极头（1-3）壁体周边的凸沿（1-2）嵌入在密封槽（2-11）中，在密封槽（2-11）中有第一密封环（8）。

3.根据权利要求1所述的一种煤炭气化喷枪，其特征是在阳极（3）后部壁体的榫头（3-4）上有第二密封环（6）；在阳极（3）的前部壁体上有定位凸台（3-2），阳极（3）前部壁体上的定位凸台（3-2）嵌入在绝缘枪架（2）的前腔（2-6）前端壁体中，在阳极（3）前部壁体上的定位凸台（3-2）与前腔（2-6）壁体之间有第三密封环（5）。

4.根据权利要求1所述的一种煤炭气化喷枪，其特征是阳极（3）后端的喇叭口空间构成放电区（Ⅲ），阳极（3）的喉口段空间构成压缩孔道（Ⅳ），阳极（3）的喇叭形扩张段空间构成喷射腔（Ⅴ）；在绝缘枪架（2）的过孔（2-10）前端壁体上有切向气槽（Ⅸ），气室（Ⅱ）通过切向气槽（Ⅸ）连通到放电区（Ⅲ）。

5.根据权利要求1所述的一种煤炭气化喷枪，其特征是环形冷却腔（Ⅰ）的后部有冷却水输入接口（1-4）接入，冷却水套（Ⅶ）的前部有冷却水输出接口（2-3）接出，在环形冷却腔（Ⅰ）的前部与冷却水套（Ⅶ）的后部之间有连通孔（Ⅹ）进行连通。

6.根据权利要求1所述的一种煤炭气化喷枪，其特征是空心连杆（1-1）的内空间构成料道（Ⅻ），料道（Ⅻ）有原料输入接口（1-5）接入，在料道（Ⅻ）的壁体内侧有隔热衬套（10）；阴极头（1-3）的轴向中心通孔构成出料孔（Ⅺ），出料孔（Ⅺ）的直径小于料道（Ⅻ）的直径，在出料孔（Ⅺ）前端的阴极头体中有扩散腔（Ⅷ），料道（Ⅻ）通过出料孔（Ⅺ）和扩散腔（Ⅷ）连通到放电区（Ⅲ）。