CN106190329A - 煤粉烧嘴 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种煤粉烧嘴，属于燃烧设备技术领域。该煤粉烧嘴包括：从内至外依次设置：气化剂套管、煤粉线管和煤粉套管；其中，所述气化剂套管的出口端设置有旋流装置，所述旋流装置用于改变所述气化剂套管内的气化剂的流动方向。本发明提供的煤粉烧嘴，提高了煤粉在气化过程中的碳转化率。

Description

煤粉烧嘴

技术领域

本发明涉及燃烧设备技术领域，尤其涉及一种煤粉烧嘴。

背景技术

在煤气化技术领域，气流床气化技术以其煤处理量大、热效率高及煤种适应性广等优点，逐渐成为煤气化技术领域的主导技术。

气化炉是实现煤气化技术的重要设备之一，而煤粉烧嘴又是气化炉的一个重要部件，因此，煤粉烧嘴如何设计直接影响着煤粉在气化炉中的混合情况，进而影响碳转化率。现有技术中，煤粉烧嘴包括气化剂套管和煤粉套管，气化剂进入到气化剂套管内的气化剂通道之后，气化剂会直接由气化剂通道的出口端喷出，因此，煤粉在进入到煤粉套管内的煤粉通道之后，与气化剂通道出口端的气化剂不能充分混合，从而导致在煤粉气化过程中，碳转化率较低。

然而，现有技术中煤粉在气化过程中，碳转化率不高。

发明内容

本发明提供一种煤粉烧嘴，以提高煤粉在气化过程中的碳转化率。

本发明实施例提供一种煤粉烧嘴，包括：

从内至外依次设置：气化剂套管、煤粉线管和煤粉套管；

其中，所述气化剂套管的出口端设置有旋流装置，所述旋流装置用于改变所述气化剂套管内的气化剂的流动方向。

在本发明一实施例中，所述旋流装置包括：中心支撑部和至少两个旋流片，所述旋流片围绕所述中心支撑部均匀设置。

在本发明一实施例中，所述旋流片与所述中心支撑部的轴线夹角为θ且10°<θ<70°。

在本发明一实施例中，所述煤粉线管为至少两个，所述至少两个煤粉线管的出口沿所述煤粉套管的圆周方向均匀设置。

在本发明一实施例中，所述煤粉套管的出口为收缩结构。

在本发明一实施例中，所述煤粉套管上还设置有氮气进口管。

在本发明一实施例中，所述煤粉烧嘴还包括：

所述煤粉套管外还设置有冷却水夹套内套管和冷却水夹套外套管；

所述冷却水夹套内套管和所述煤粉套管限定出冷却水进水通道，所述冷却水夹套内套管和所述冷却水夹套外套管限定出冷却水出水通道，所述冷却水进水通道和所述冷却水出水通道通过冷却水槽道相互连通。

本发明实施例提供的煤粉烧嘴，包括从内至外依次设置：气化剂套管、煤粉线管和煤粉套管；其中，气化剂套管的出口端设置有旋流装置，旋流装置用于改变气化剂套管内的气化剂的流动方向。由此可见，本发明通过在气化剂套管的出口端设置旋流装置，气化剂在碰撞到旋流装置之后，其流动方向会受到旋流装置的影响，使得气化剂不会直接由气化剂套管的出口端喷出，而是在气化剂套管出口端内部做旋流运动，又因为气化剂套管出口端与煤粉套管的出口端连通，所以，在煤粉通过煤粉线管流向煤粉套管的出口端时，可以与气化剂套管出口端的气化剂充分混合，从而可以提高煤粉在气化过程中的碳转化率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明煤粉烧嘴实施例一的结构示意图；

图2为本发明煤粉烧嘴实施例二的结构示意图；

图3为本发明煤粉烧嘴实施例二的旋流装置的俯视图。

附图标记说明：

10：煤粉烧嘴；

101：气化剂套管；

102：煤粉线管；

103：煤粉套管；

104：气化剂通道；

105：煤粉通道；

106：旋流装置；

1061：中心支撑部；

1062：旋流片；

107：氮气进口管；

108：冷却水夹套内套管；

1081：冷却水进水管；

109：冷却水夹套外套管；

1091：冷却水出水管；

110：冷却水进水通道；

111：冷却水出水通道；

112：煤粉预混区；

113：冷却水槽道。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

现有技术中，煤粉在进入到煤粉套管之后，会直接从煤粉套管的出口端喷出，从而不能与气化剂通道出口端的气化剂充分混合，导致在煤粉气化过程中，碳转化率较低。本发明提供的煤粉烧嘴，通过在气化剂套管的出口端设置有旋流装置，可以使得煤粉与气化剂套管出口端的气化剂充分混合，从而提高了煤粉在气化过程中的碳转化率。下面，通过具体实施例，对本申请的技术方案进行详细说明。

需要说明的是，下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。

图1为本发明煤粉烧嘴10实施例一的结构示意图，本发明实施例仅以图1为例进行说明，并不表示本发明仅限于此。请参见图1所示，该煤粉烧嘴10可以包括：

从内至外依次设置：气化剂套管101、煤粉线管102和煤粉套管103；

其中，气化剂套管101的出口端设置有旋流装置106，旋流装置106用于改变气化剂套管101内的气化剂的流动方向。

示例的，气化剂套管101的出口端与煤粉套管103的出口端均为开口设置，煤粉套管103设置在气化剂套管101的外部，煤粉线管102设置在气化剂套管101与煤粉套管103之间。气化剂可以通过气化剂套管101内的气化剂通道104流向气化剂套管101的出口端，煤粉可以通过煤粉线管102流向煤粉套管103的出口端。此外，气化剂套管101的出口端设置有旋流装置106，气化剂在碰撞到旋流装置106之后，其流动方向会受到旋流装置106的影响，使得气化剂不会直接由气化剂套管101的出口端喷出，而是在气化剂套管101出口端内部做旋流运动，又因为气化剂套管101出口端与煤粉套管103的出口端连通，所以，在煤粉通过煤粉线管102流向煤粉套管103的出口端时，可以与气化剂套管101出口端的气化剂充分混合，从而可以提高煤粉在气化过程中的碳转化率。

示例的，气化剂可以为氧气与水蒸气的混合物，也可以为空气与水蒸气的混合物，当然，也可以为其他，本发明实施例只是以气化剂可以为氧气与水蒸气的混合物或空气与水蒸气的混合物为例进行说明，但并不代表本发明仅局限于此。而煤粉通过煤粉线管102进入到煤粉套管103时，可以通过惰性气体，将其携带进入到煤粉套管103内，该惰性气体可以为氮气，也可以为二氧化碳气体，之所以通过惰性气体携带，其目的在于：因为惰性气体不容易与煤粉发生反应，从而保证煤粉不会发生变化。

本发明实施例提供的煤粉烧嘴10，包括从内至外依次设置：气化剂套管101、煤粉线管102和煤粉套管103；其中，气化剂套管101的出口端设置有旋流装置106，旋流装置106用于改变气化剂套管101内的气化剂的流动方向。由此可见，本发明通过在气化剂套管101的出口端设置旋流装置106，气化剂在碰撞到旋流装置106之后，其流动方向会受到旋流装置106的影响，使得气化剂不会直接由气化剂套管101的出口端喷出，而是在气化剂套管101出口端内部做旋流运动，又因为气化剂套管101出口端与煤粉套管103的出口端连通，所以，在煤粉通过煤粉线管102流向煤粉套管103的出口端时，可以与气化剂套管101出口端的气化剂充分混合，从而可以提高煤粉在气化过程中的碳转化率。

基于图1对应的实施例，在图1对应的实施例的基础上，进一步地，本发明实施例还提供了另一种煤粉烧嘴10，请参见图2所示，本发明实施例仅以图2为例进行说明，并不表示本发明仅限于此。图2为本发明煤粉烧嘴10实施例二的结构示意图，该煤粉烧嘴10还包括：

旋流装置106包括：中心支撑部1061和至少两个旋流片1062，旋流片1062围绕中心支撑部1061均匀设置。可选的，旋流片1062与中心支撑部1061的轴线夹角为θ且10°<θ<70°。

示例的，在本发明实施例中，具体请参见图3所示，图3为本发明实施例旋流装置106的俯视图，旋流装置106的中心支撑部1061呈圆柱形，旋流片1062围绕中心支撑部1061均匀设置。当然，也可以旋流片1062围绕中心支撑部1061非均匀设置，本发明只是以旋流片1062围绕中心支撑部1061均匀设置为例进行说明，但并不代表本发明仅局限于此。其中，对于旋流装置106包括的旋流片1062的数量，具体可以根据实际需要进行设置，在此，本发明不做具体限制。在本实施例中，旋流片1062的数量为6个。此外，在本实施例中，旋流片1062与中心支撑部1061的轴线夹角设置为25°，当然，旋流片1062与中心支撑部1061的轴线夹角可以为大于10°，且小于70°的任一角度值，本发明实施例只是以旋流片1062与中心支撑部1061的轴线夹角设置为25°为例进行说明，但并不代表本发明仅局限于此。

在本发明实施例中，通过将旋流片1062围绕中心支撑部1061均匀设置，其目的在于：在气化剂进入到气化剂套管101之后，会流向气化剂套管101的出口端，且其出口端设置有旋流装置106，气化剂在碰撞到旋流装置106的旋流片1062之后，其气化剂的流动方向会受到旋流片1062影响，而使得气化剂不会直接由气化剂套管101的出口端喷出，而是在气化剂套管101内做旋流运动，又因为气化剂套管101的出口端与煤粉套管103的出口端设置有一个煤粉预混区112，所以，在煤粉通过煤粉线管102流向煤粉套管103的出口端时，可以在煤粉预混区112与气化剂充分混合，从而可以提高煤粉在气化过程中的碳转化率。

可选的，煤粉线管102为至少两个，至少两个煤粉线管102的出口沿煤粉套管103的圆周方向均匀设置。

示例的，在本发明实施例中，煤粉线管102的数量为三个，当然，也可以为四个，或者五个，具体可以根据实际需要进行设置，本发明只是以三个煤粉线管102为例进行说明。可选的，煤粉线管102可以为直段型煤粉线管102，也可以为螺旋型煤粉线管102，只要该至少两个煤粉线管102的出口沿煤粉套管103的圆周方向均匀设置即可。在本发明实施例中，通过将该至少两个煤粉线管102的出口沿煤粉套管103的圆周方向均匀设置，且煤粉线管102在进入煤粉套管103后，先为直段型，再为螺旋型环绕在气化剂套管101上，通过该种设置方式，其目的在于：由于煤粉是通过煤粉线管102的出口端流入到煤粉套管103的出口端，将该至少两个煤粉线管102的出口端沿煤粉套管103的圆周方向均匀设置，使得由至少两个煤粉线管102的出口端流出的煤粉可以均匀地落在煤粉套管103的出口端，从而可以更好地与气化剂进行混合，进而可以进一步提高煤粉在气化过程中的碳转化率。

可选的，煤粉套管103的出口为收缩结构，进一步地，煤粉套管103上还设置有氮气进口管107。

示例的，在本发明实施例中，将煤粉套管103的出口设置为收缩结构，可以使得煤粉经过煤粉套管103的收缩段之后，加速并向着煤粉套管103的中心线方向收敛。此外，通过在煤粉套管103上设置氮气进口管107，其目的在于：通过设置氮气进口管107，可以通过该氮气进口管107不断地向煤粉管道内部输入氮气，从而防止煤粉回流。当然，也可以通过该氮气进口管107不断地向煤粉通道105内部输入其他惰性气体，例如二氧化碳气体。

可选的，煤粉套管103外还设置有冷却水夹套内套管108和冷却水夹套外套管109；冷却水夹套内套管108和煤粉套管103限定出冷却水进水通道110，冷却水夹套内套管108和冷却水夹套外套管109限定出冷却水出水通道111，冷却水进水通道110和冷却水出水通道111通过冷却水槽道113相互连通。

示例的，煤粉烧嘴10还包括冷却水夹套内套管108和冷却水夹套外套管109，冷却水夹套内套管108设置在煤粉套管103的外部，冷却水夹套外套管109又设置在冷却水夹套内套管108的外部。此外，冷却水夹套内套管108的外部设置有一个冷却水进水管1081，冷却水夹套外套管109的外部设置有一个冷却水出水管1091。在本发明实施例中，通过设置冷却水夹套内套管108和冷却水夹套外套管109，其目的在于：煤粉气化之后，会使得煤粉烧嘴10的温度较高，通过冷却水进水管1081向冷却水进水通道110输入温度较低的液体，冷却水进水通道110内的温度较低的液体可以吸收煤粉烧嘴10的热量，起到对煤粉烧嘴10冷却的作用，从而防止煤粉烧嘴10因温度过高而损坏，在温度较低的液体吸收到热量之后，其温度升高，温度升高之后的液体会通过冷却水槽道113进入到冷却水出水通道111，并由冷却水出水管1091排出，以便循环通过温度较低的液体对煤粉烧嘴10进行冷却。

在实际应用过程中，煤粉在惰性气体的携带下，通过煤粉线管102进入到煤粉通道105内，并流向煤粉套管103的出口端，同时，气化剂通过气化剂通道104进入到气化剂套管101内，流向气化剂套管101的出口端，且气化剂套管101的出口端设置有旋流装置106，气化剂在碰撞到旋流装置106的旋流片1062之后，其气化剂的流动方向会受到旋流片1062影响，而使得气化剂不会直接由气化剂套管101的出口端喷出，而是在气化剂套管101内做旋流运动，又因为气化剂套管101的出口端与煤粉套管103的出口端设置有一个煤粉预混区112，所以，在煤粉通过煤粉线管102流向煤粉套管103的出口端时，可以在煤粉预混区112与气化剂充分混合，从而可以提高煤粉在气化过程中的碳转化率。此外，煤粉气化之后，会使得煤粉烧嘴10的温度较高，冷却水进水通道110内的温度较低的液体可以吸收煤粉烧嘴10的热量，起到对煤粉烧嘴10冷却的作用，从而防止煤粉烧嘴10因温度过高而损坏。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种煤粉烧嘴，其特征在于，包括：

从内至外依次设置：气化剂套管、煤粉线管和煤粉套管；

其中，所述气化剂套管的出口端设置有旋流装置，所述旋流装置用于改变所述气化剂套管内的气化剂的流动方向。

2.根据权利要求1所述的煤粉烧嘴，其特征在于，所述旋流装置包括：中心支撑部和至少两个旋流片，所述旋流片围绕所述中心支撑部均匀设置。

3.根据权利要求2所述的煤粉烧嘴，其特征在于，所述旋流片与所述中心支撑部的轴线夹角为θ且10°<θ<70°。

4.根据权利要求1所述的煤粉烧嘴，其特征在于，所述煤粉线管为至少两个，所述至少两个煤粉线管的出口沿所述煤粉套管的圆周方向均匀设置。

5.根据权利要求1-4任一项所述煤粉烧嘴，其特征在于，所述煤粉套管的出口为收缩结构。

6.根据权利要求5所述的煤粉烧嘴，其特征在于，所述煤粉套管上还设置有氮气进口管。

7.根据权利要求6所述的煤粉烧嘴，其特征在于，还包括：

所述煤粉套管外还设置有冷却水夹套内套管和冷却水夹套外套管；

所述冷却水夹套内套管和所述煤粉套管限定出冷却水进水通道，所述冷却水夹套内套管和所述冷却水夹套外套管限定出冷却水出水通道，所述冷却水进水通道和所述冷却水出水通道通过冷却水槽道相互连通。