CN108690662A - 浆粉耦合气化炉烧嘴及浆粉耦合气化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种浆粉耦合气化炉烧嘴及浆粉耦合气化方法，其中，该浆粉耦合气化炉烧嘴包括：喷嘴本体，其具有多条通道，各通道分别为从内至外依次套设的用于输送燃料气的第一通道、用于输送内环气化剂的第二通道和用于输送含碳有机物和外环气化剂的外侧多通道；喷嘴本体的出口具有点火燃料预混腔，以对燃料气和内环气化剂进行预混合。本发明中的点火燃料预混腔是现有技术中的预热烧嘴和工艺烧嘴的一体化结构，从而在气化炉运行过程中不需要增加和更换预热烧嘴，进而保证了气化炉炉温，也就保证了气化炉投料后的正常燃烧，同时也避免了发生爆炸的问题，且本发明的浆粉耦合气化炉烧嘴可在工艺运行之前进行试压试漏，可以避免烧嘴内物料泄露的问题。
Description
技术领域
本发明涉及气化技术领域，具体而言，涉及一种浆粉耦合气化炉烧嘴及浆粉耦合气化方法。
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，是保证我国能源稳定可靠供应以及可持续发展的重要科技基础。以煤气化为基础的能源及化工系统正在成为世界范围内高效、清洁、经济地开发和利用煤炭的热点技术和重要发展方向。煤的气化是使煤与气化剂作用，进行各种化学反应，将煤炭转变为燃料用煤气或合成用煤气。
浆粉耦合气化技术实质是在气化炉内同时喷入浆态含碳有机物和粉态含碳有机物，以减少水量带入，从而间接提高整体含碳有机物浓度，实现浆态含碳有机物和粉态含碳有机物的高效共气化。烧嘴为浆粉耦合气化炉的关键部件之一，现有技术中，气化炉的运行需要将预热烧嘴和工艺烧嘴相结合起来。具体地，开车时，先用燃料气对气化炉进行升温烘炉，待气化炉升至一定温度后，再将预热烧嘴更换为工艺烧嘴，然后进行水煤浆和粉煤的投料。利用此种烧嘴，浆粉耦合气化炉在运行的过程中主要存在以下问题：工艺烧嘴更换速度过慢或烘炉温度过低时，容易造成气化炉炉温低，会导致气化炉投料后无法燃烧，甚至会出现燃料气残存和粉煤浓度过高而达到爆炸极限，进而发生爆炸；另外，因高温高压环境下快速安装工艺烧嘴后无法进行试压试漏，可能会造成燃料气、煤浆、粉煤和氧气的泄露的问题。
发明内容
鉴于此，本发明提出了一种浆粉耦合气化炉烧嘴装置及浆粉耦合气化方法，旨在解决现有的浆粉耦合气化炉烧嘴在使用过程中会导致气化炉中的物料无法燃烧，甚至发生物料泄露、发生爆炸的问题。
一个方面，本发明提出了一种浆粉耦合气化炉烧嘴。该浆粉耦合气化炉烧嘴包括：喷嘴本体，其具有多条通道，各通道分别为从内至外依次套设的用于输送燃料气的第一通道、用于输送内环气化剂的第二通道和用于输送含碳有机物和外环气化剂的外侧多通道；喷嘴本体的出口具有点火燃料预混腔，以对燃料气和内环气化剂进行预混合。
进一步地，上述浆粉耦合气化炉烧嘴中，第二通道的出口的位置相较于第一通道的出口的位置更靠近喷嘴本体的出口。
进一步地，上述浆粉耦合气化炉烧嘴中，第二通道的出口与第一通道的出口之间的距离为D1，以在第二出口与第一通道的出口之间的区域形成点火燃料预混腔。
进一步地，上述浆粉耦合气化炉烧嘴中，第一通道内设置有点火装置，并且，点火装置的点火端位于点火燃料预混腔。
进一步地，上述浆粉耦合气化炉烧嘴中，点火端与第一通道的出口之间的距离为D5，D5与D1之间具有预设比例。
进一步地，上述浆粉耦合气化炉烧嘴中，各通道的出口均为收缩口，以使通道内的物料产生径向位移。
进一步地，上述浆粉耦合气化炉烧嘴，还包括：用于对喷嘴本体进行冷却的冷却装置，其设置于喷嘴本体的外侧。
进一步地，上述浆粉耦合气化炉烧嘴，外侧多通道包括：用于输送浆态含碳有机物的第三通道、用于输送粉态含碳有机物的第四通道和用于输送外环气化剂的第五通道；其中，第三通道、第四通道和第五通道从内至外依次套设；或第三通道、第五通道和第四通道从内至外依次套设。
进一步地，上述浆粉耦合气化炉烧嘴，第二通道、第三通道、第四通道和第五通道中的位于外侧的通道的出口的位置相较于位于内侧的通道的出口的位置更靠近喷嘴本体的出口。
进一步地，上述浆粉耦合气化炉烧嘴中，第二通道、第三通道和第五通道内均设置有对物料进行导流的导流装置，并且，各导流装置均靠近相对应的通道的出口。
进一步地，上述浆粉耦合气化炉烧嘴中，第四通道内设置有使粉态含碳有机物以预设角度均匀分散的均布器，并且，均布器设置于第四通道的出口。
本发明中，喷嘴本体的出口处具有点火燃料预混腔进口，可以对燃料气和内环气化剂进行预混合，也就是说，点火燃料预混腔进口相当于现有技术中的预热烧嘴，即本实施例相当于将现有技术中的预热烧嘴和工艺烧嘴一体化，从而在气化炉运行过程中不需要增加和更换预热烧嘴，进而保证了气化炉炉温，也就保证了气化炉投料后物料的正常燃烧，同时也避免了发生爆炸的问题，且由于本实施例提供浆粉耦合气化炉烧嘴可在工艺运行之前进行试压试漏，进而可以避免烧嘴内物料泄露的问题。
另外，当输送外环气化剂的第五通道进口为最外侧的通道时，输送浆态含碳有机物的第三通道进口和输送粉态含碳有机物为的第四通道进口位于输送外环气化剂的第五通道进口和输送内环气化剂的第二通道进口之间，且第四通道进口位于第三通道进口的外侧，中心高速的内环气化剂先和浆态含碳有机物接触，浆态含碳有机物被初步雾化，而后在粉态含碳有机物气流和外环气化剂的作用下被充分雾化，而粉态含碳有机物也在外环气化剂的作用下被均匀分散；当用于输送粉态含碳有机物的第四通道进口为最外侧的通道时，浆态含碳有机物在内环气化剂和外环气化剂的夹击下可实现均匀雾化。该结构实现了浆态含碳有机物的均匀雾化以及粉态含碳有机物的均匀分散，保证了气化炉投料后物料的充分燃烧。
另一方面，本发明还提出了一种浆粉耦合气化方法。该方法包括如下步骤：点燃步骤，将燃料气和内环气化剂输送至浆粉耦合气化炉烧嘴的点火燃料预混腔内并点燃；停止步骤，待气化温度为预设温度时，停止输送燃料气；第一输送步骤，向浆粉耦合气化炉烧嘴的外侧多通道输送含碳有机物和外环气化剂。
进一步地，上述浆粉耦合气化方法中，在停止步骤和第一输送步骤之间还包括：第二输送步骤，向输送燃料气的通道内输送保护气。
进一步地，上述浆粉耦合气化方法中，保护气为二氧化碳、水蒸气或惰性气体。
进一步地，上述浆粉耦合气化方法中，在点燃步骤和停止步骤之间还包括：增大流量步骤，增大燃料气和内环气化剂的流量；升温步骤，将气化温度提升至预设温度。
进一步地，上述浆粉耦合气化方法中，含碳有机物包括浆态含碳有机物和粉态含碳有机物，先输送浆态含碳有机物，待浆态含碳有机物运行稳定后，再向第四通道输送粉态含碳有机物；或输送浆态含碳有机物的同时，输送粉态含碳有机物。
本发明中，将燃料气和内环气化剂输送至喷嘴本体的出口处的点火燃料预混腔，以对燃料气和内环气化剂进行预混合，也就是说，点火燃料预混腔相当于现有技术中的预热烧嘴，即本实施例相当于将现有技术中的预热烧嘴和工艺烧嘴一体化，从而在气化炉运行过程中不需要增加和更换预热烧嘴，进而保证了气化炉炉温，也就保证了气化炉投料后的正常燃烧，同时也避免了发生爆炸的问题，且由于本实施例提供浆粉耦合气化炉烧嘴可在工艺运行之前进行试压试漏，可以避免烧嘴内物料泄露的问题。
另外，当输送外环气化剂的第五通道进口为最外侧的通道时，输送浆态含碳有机物的第三通道进口和输送粉态含碳有机物为的第四通道进口位于输送外环气化剂的第五通道进口和输送内环气化剂的第二通道进口之间，且第四通道进口位于第三通道进口的外侧，中心高速的内环气化剂先和浆态含碳有机物接触，浆态含碳有机物被初步雾化，而后在粉态含碳有机物气流和外环气化剂的作用下被充分雾化，而粉态含碳有机物也在外环气化剂的作用下被均匀分散；当用于输送粉态含碳有机物的第四通道进口为最外侧的通道时，浆态含碳有机物在内环气化剂和外环气化剂的夹击下可实现均匀雾化。该结构实现了浆态含碳有机物的均匀雾化以及粉态含碳有机物的均匀分散，保证了气化炉投料后物料的充分燃烧。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例提供的浆粉耦合气化炉烧嘴的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的浆粉耦合气化炉烧嘴的又一结构示意图；
图3为本发明实施例提供的浆粉耦合气化炉烧嘴的又一结构示意图；
图4为本发明实施例提供的浆粉耦合气化炉烧嘴中，第二进口的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的浆粉耦合气化方法的流程图；
图6为本发明实施例提供的浆粉耦合气化方法的又一流程图；
图7为本发明实施例提供的浆粉耦合气化方法的又一流程图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
烧嘴实施例：
参见图1，图中示出了本实施例提供的浆粉耦合气化炉烧嘴的优选结构。如图所示，该烧嘴包括：烧嘴本体，且烧嘴本体具有多条通道，这些通道分别为从内至外依次套设的用于输送燃料气的第一通道1、用于输送内环气化剂的第二通道2和用于输送含碳有机物和外环气化剂的外侧多通道。喷嘴本体内的第一通道1的出口和第二通道2的出口间形成点火燃料预混腔6，燃料和内环气化剂可以在该点火燃料预混腔6内进行预混合。具体实施时，内环气化剂和外环气化剂均可以为氧气。
本实施例中，喷嘴本体的第一通道1的出口和第二通道2的出口之间形成点火燃料预混腔6，可以对燃料气和内环气化剂进行预混合，也就是说，点火燃料预混腔6相当于现有技术中的预热烧嘴，即本实施例相当于将现有技术中的预热烧嘴和工艺烧嘴一体化，从而在气化炉运行过程中不需要增加和更换预热烧嘴，进而保证了气化炉炉温，也就保证了气化炉投料后物料的正常燃烧，同时也避免了发生爆炸的问题，且由于本实施例提供浆粉耦合气化炉烧嘴可在工艺运行之前进行试压试漏，进而可以避免烧嘴内物料泄露的问题。
上述实施例中，第二通道2的出口的位置与第一通道1的出口的位置相比较，第二通道2的出口的位置更靠近喷嘴本体的出口，即如图1所示，第二通道2的出口的位置低于第一通道1的出口的位置。第二通道2的出口与第一通道1的出口之间的距离为D1，从而在第一通道1的出口与第二通道2的出口之间的区域形成点火燃料预混腔6，具体实施时，15mm≤D1≤70mm。
第一通道1内设置有点火装置7，且点火装置7的点火端伸入至点火燃料预混腔6内，点火端与第一通道1的出口之间的距离为D5，D5与D1之间具有预设比例，例如，这样，可以实现燃料气和内环气化剂的充分混合，从而提高点火的安全性，且有助于提高点火成功率。具体实施时，点火装置7可以为点火棒，第一通道1的顶端设置有控制装置15，以控制点火棒点火。
含碳有机物包括浆态含碳有机物和粉态粉态含碳有机物，二者需要分开输送，因此，外侧通道包括：用于输送浆态含碳有机物的第三通道3、用于输送粉态含碳有机物的第四通道4和用于输送外环气化剂的第五通道5，第三通道3、第四通道4和第五通道5从内至外依次套设，或者，第三通道3、第五通道5和第四通道4从内至外依次套设，也就是说，第四通道4和第五通道5的位置可以互换，位于最外侧的通道的出口即为喷嘴本体的出口。具体实施时，浆态含碳有机物可以为煤浆，粉态含碳有机物可以为粉煤。
本实施例中，当输送外环气化剂的第五通道5为最外侧的通道时，输送浆态含碳有机物的第三通道3和输送粉态含碳有机物为的第四通道4位于输送外环气化剂的第五通道5和输送内环气化剂的第二通道2之间，且第四通道4位于第三通道3的外侧，中心高速的内环气化剂先和浆态含碳有机物接触，浆态含碳有机物被初步雾化，而后在粉态含碳有机物气流和外环气化剂的作用下被充分雾化，而粉态含碳有机物也在外环气化剂的作用下被均匀分散；当用于输送粉态含碳有机物的第四通道4为最外侧的通道时，浆态含碳有机物在内环气化剂和外环气化剂的夹击下可实现均匀雾化。该结构实现了浆态含碳有机物的均匀雾化以及粉态含碳有机物的均匀分散，保证了气化炉投料后物料的充分燃烧。
第三通道3的出口为内环气化剂和被初步雾化的浆态含碳有机物的混合物料出口。当第五通道5为最外侧的通道时，第四通道4为内环气化剂、粉态含碳有机物和被进一步雾化的浆态含碳有机物的混合物料出口；当第四通道4为最外侧的通道时，第四通道4为内环气化剂、粉态含碳有机物和被均匀雾化的浆态含碳有机物的混合物料出口。第五通道5为内环气化剂、粉态含碳有机物、外环气化剂和被均匀雾化的浆态含碳有机物的混合物料出口。第二通道2、第三通道3、第四通道4和第五通道5中，位于外侧的通道的出口的位置相较于位于内侧的通道的出口的位置更靠近喷嘴本体的出口，即如图1所示，位于外侧的通道的出口的位置低于位于内侧的通道的出口的位置，相邻的两个通道的出口之间的距离从内至外依次为D2、D3和D4，其中，D2、D3和D4之间具有一定的大小关系，例如2mm≤D4≤D3≤D2≤10mm。各个通道的出口均为收缩口，其中，第二通道2、第三通道3、第四通道4和第五通道5均为向喷嘴本体内侧收缩的收缩口，从而使各个通道的出口处形成切向角，以使通道内的物料产生径向位移，一方面，收缩口有助于提高粉态含碳有机物和浆态含碳有机物的分散、雾化效果，从而保证气化炉投料后物料的充分燃烧，提高气化炉的气化效率和碳转化率；另一方面，由于物料在通道出口10的摩擦最为严重，该结构可提高气化烧嘴的使用寿命。
上述实施例中，喷嘴本体的外侧设置有对喷嘴本体进行冷却的冷却装置8。参见图1，冷却装置8可以包括冷却盘管81，且盘设于位于最外侧的通道的外侧，具体实施时，位于最外侧的通道的底部的外壁开设有冷却腔85，冷却水进水管86通过冷却腔85与冷却盘管81相连通，以向冷却盘管81内输送冷却剂。参见图2，冷却装置8还可以包括至少一个夹套82，位于最外侧的通道或者至少一对相邻的两个通道之间设置有一个夹套82。夹套82可以包括底部相连通的进水通道83和回水通道84，每个夹套82的进水通道83和回水通道84从内至外依次设置，进水通道83的底端与该进水通道83冷却的喷嘴本体的通道的外壁形成封闭结构87。优选地，除第一通道1与第二通道2之间，其余的相邻的两个通道之间均设置有一个夹套82。具体实施时，可以单独采用冷却盘管81或单独采用夹套82进行冷却，也可以如图3所示采用冷却盘管81和夹套82的组合式进行冷却，当冷却盘管81和夹套82组合使用时，位于最外侧的通道外不设置夹套82，而盘设有冷却盘管81。
上述实施例中，第一通道1、第二通道2、第三通道3、第五通道5和进水通道83的各自的侧壁上设置有第一进口9，回水通道84的侧壁上设置出口10，各第一进口9和出口10均与各自相对应的侧壁垂直，从而便于各第一进口9和出口10的安装和检修。第四通道4的顶端设置有1个或3个第二进口13，由于第四通道4输送的粉态含碳有机物颗粒对管壁的磨蚀和冲刷较大，因此，第二通道2进口与第四通道4平行，可以减轻进口处的磨蚀和冲刷，从而延长管道的使用寿命，同时也可达到较好的分散效果。具体实施时，第二进口13为一大曲率弯管，从而进一步减轻粉态含碳有机物颗粒对管壁的磨蚀和冲刷，延长管道的使用寿命，同时达到较好的分散效果。具体实施时，参见图4，该弯管的第一折弯部131与第四通道4间的夹角为α，90°＜α＜135°，弯管的第二折弯部132与第四通道4相连通，第二折弯部132与第四通道4之间的夹角为β，90°＜β＜180°，且α＜β。第一通道1的侧壁还开设有保护气进气口14，以在停止燃料气输送后，通过保护气进气口14向第一通道1内输送如二氧化碳、水蒸气或例如氮气的惰性气体，以避免其它物料进入第一通道1内，从而避免第一通道1受到污染。
上述各实施例中，第二通道2、第三通道3和第五通道5内均设置有对物料进行导流的导流装置11，并且，各导流装置11均靠近相对应的道的出口，导流装置11一方面可以对烧嘴起到支撑作用，以保证烧嘴结构的稳固，另一方面还可使物料均匀分布、改善物料流向。需要说明的是，导流装置11的结构为本领域技术人员所公知，此处不再赘述。
第四通道4内设置有均布器12，以使粉态含碳有机物以预设角度均匀分散，并且，均布器12设置于第四通道4的出口。具体实施时，均布器12为网栅结构或孔状结构。
综上，本实施例中，喷嘴本体的第一通道的出口和第二通道的出口之间形成点火燃料预混腔，可以对燃料气和内环气化剂进行预混合，也就是说，点火燃料预混腔进口相当于现有技术中的预热烧嘴，即本实施例相当于将现有技术中的预热烧嘴和工艺烧嘴一体化，从而在气化炉运行过程中不需要增加和更换预热烧嘴，进而保证了气化炉炉温，也就保证了气化炉投料后物料的正常燃烧，同时也避免了发生爆炸的问题，且由于本实施例提供浆粉耦合气化炉烧嘴可在工艺运行之前进行试压试漏，进而可以避免烧嘴内物料泄露的问题。
另外，当输送外环气化剂的第五通道进口为最外侧的通道时，输送浆态含碳有机物的第三通道进口和输送粉态含碳有机物为的第四通道进口位于输送外环气化剂的第五通道进口和输送内环气化剂的第二通道进口之间，且第四通道进口位于第三通道进口的外侧，中心高速的内环气化剂先和浆态含碳有机物接触，浆态含碳有机物被初步雾化，而后在粉态含碳有机物气流和外环气化剂的作用下被充分雾化，而粉态含碳有机物也在外环气化剂的作用下被均匀分散；当用于输送粉态含碳有机物的第四通道进口为最外侧的通道时，浆态含碳有机物在内环气化剂和外环气化剂的夹击下可实现均匀雾化。该结构实现了浆态含碳有机物的均匀雾化以及粉态含碳有机物的均匀分散，保证了气化炉投料后物料的充分燃烧。
气化方法实施例：
参见图5，图5为本实施例提供的浆粉耦合气化方法流程图。如图所示，该方法包括如下步骤：
点燃步骤S510，将燃料气和内环气化剂输送至浆粉耦合气化炉烧嘴的点火燃料预混腔内并点燃。
具体而言，浆粉耦合气化炉烧嘴包括：烧嘴本体，且烧嘴本体具有多条通道，这些通道分别为用于输送燃料气的第一通道1、用于输送内环气化剂的第二通道2和用于输送含碳有机物和外环气化剂的外侧多通道，外侧多通道包括用于输送浆态含碳有机物的第三通道3、用于输送粉态含碳有机物的第四通道4和用于输送外环气化剂的第五通道5，第一通道1、第二通道2、第三通道3、第四通道4和第五通道5从内至外依次套设，或者，第一通道1、第二通道2、第三通道3、所述第五通道5和所述第四通道4从内至外依次套设。使用上述烧嘴实施例提供的浆粉耦合气化炉烧嘴进行浆粉耦合气化。燃料气通过第一通道1进行输送，内环气化剂通过第二通道2进行输送，燃料气和内环气化剂在烧嘴内的点火燃料预混腔6内进行预混合，以形成混合气，并使用点火装置7将混合气点燃。
停止步骤S520，待气化温度为预设温度时，停止输送燃料气。
具体而言，待气化温度为预设温度时，停止输送燃料气。具体实施时，预设温度为投料温度，投料温度一般大于等于800℃。为使气化炉温度快速提升至最佳反应工况，气化炉投料初期，氧煤比高于正常反应时氧煤比的5％～10％，一般水煤浆运行氧煤比控制在0.55Nm3/kg-0.70Nm3/kg，浆粉耦合运行氧煤比为0.45Nm3/kg-0.55Nm3/kg。
第一输送步骤S530，向浆粉耦合气化炉烧嘴的外侧通道输送含碳有机物和气化剂。
具体而言，保持内环气化剂的持续进气量，注入外环气化剂，期间调整内环气化剂的注入量为内环气化剂和外环气化剂总注入量的15％～20％；与此同时，通过第三通道3输送浆态含碳有机物，以及通过第四通道4输送粉态含碳有机物，最终内环气化剂、外环气化剂、粉态含碳有机物和浆态含碳有机物在气化炉内完成耦合气化反应。具体实施时，输送浆态含碳有机物和粉态含碳有机物时，可以先向第三通道3输送浆态含碳有机物，待浆态含碳有机物运行稳定后，再向第四通道4输送粉态含碳有机物；也可以在向第三通道3输送浆态含碳有机物的同时，向第四通道4输送粉态含碳有机物。上述过程中，注入粉态含碳有机物的标志为气化炉表面温度为200～250℃、气化炉或气化炉出口合成气压差小于等于60KPa，且有效气CO和H2的总含量大于等于75％。
本实施例中，将燃料气和内环气化剂输送至点火燃料预混腔，以对燃料气和内环气化剂进行预混合，也就是说，点火燃料预混腔相当于现有技术中的预热烧嘴，即本实施例相当于将现有技术中的预热烧嘴和工艺烧嘴一体化，从而在气化炉运行过程中不需要增加和更换预热烧嘴，进而保证了气化炉炉温，也就保证了气化炉投料后的正常燃烧，同时也避免了发生爆炸的问题，且由于本实施例提供浆粉耦合气化炉烧嘴可在工艺运行之前进行试压试漏，可以避免烧嘴内物料泄露的问题。
另外，当输送外环气化剂的第五通道进口为最外侧的通道时，输送浆态含碳有机物的第三通道进口和输送粉态含碳有机物为的第四通道进口位于输送外环气化剂的第五通道进口和输送内环气化剂的第二通道进口之间，且第四通道进口位于第三通道进口的外侧，中心高速的内环气化剂先和浆态含碳有机物接触，浆态含碳有机物被初步雾化，而后在粉态含碳有机物气流和外环气化剂的作用下被充分雾化，而粉态含碳有机物也在外环气化剂的作用下被均匀分散；当用于输送粉态含碳有机物的第四通道进口为最外侧的通道时，浆态含碳有机物在内环气化剂和外环气化剂的夹击下可实现均匀雾化。该结构实现了浆态含碳有机物的均匀雾化以及粉态含碳有机物的均匀分散，保证了气化炉投料后物料的充分燃烧。
参见图6，图6为本实施例提供的浆粉耦合气化方法的又一流程图。如图所示，该方法包括如下步骤：
点燃步骤S610，将燃料气和内环气化剂输送至浆粉耦合气化炉烧嘴的预混腔内并点燃。
停止步骤S620，待气化温度为预设温度时，停止输送燃料气。
第二输送步骤S630，向输送燃料气的通道内输送保护气。
具体而言，燃料气停止输送后，向第一通道1输送小流量保护气。具体实施时，保护气的流量控制在0.5Nm3/h-50Nm3/h；保护气可以为二氧化碳、水蒸气或例如氮气的惰性气体。
第一输送步骤S640，向浆粉耦合气化炉烧嘴的外侧通道输送含碳有机物和气化剂。
需要说明的是，点燃步骤S610、停止步骤S620和第一输送步骤S640的具体实施过程参见上述实施例即可，此处不再赘述。
本实施例中，燃料气停止输送后，向第一通道输送小流量保护气，可以避免其它物料进入第一通道内，从而避免第一通道受到污染。
参见图7，图7为本实施例提供的浆粉耦合气化方法的又一流程图。如图所示，该方法包括如下步骤：
点燃步骤S710，将燃料气和内环气化剂输送至浆粉耦合气化炉烧嘴的预混腔内并点燃。
增大流量步骤S720，增大燃料气和内环气化剂的流量。
具体而言，点火成功后，关闭控制装置15，然后增大燃料气和内环气化剂的流量。
升温步骤S730，将气化温度提升至预设温度。
具体而言，通过增大燃料气和内环气化剂的流量，将气化室内的气化温度提升至预设温度。
停止步骤S740，待气化温度为预设温度时，停止输送燃料气。
第二输送步骤S750，向输送燃料气的通道内输送保护气。
第一输送步骤S760，向浆粉耦合气化炉烧嘴的外侧多通道输送含碳有机物和外环气化剂。
需要说明的是，点燃步骤S710、停止步骤S740、第二输送步骤S750和第一输送步骤S760的具体实施过程参见上述实施例即可，此处不再赘述。
本实施例中，点火初期，气化温度一般较低，通过增大燃料气和内环气化剂的流量，可以将气化室内的气化温度提升至预设温度，从而保证气化工艺的正常进行，缩短气化炉投产时间，提高经济效益。
综上，本实施例中，将燃料气和内环气化剂输送至点火燃料预混腔，以对燃料气和内环气化剂进行预混合，也就是说，点火燃料预混腔相当于现有技术中的预热烧嘴，即本实施例相当于将现有技术中的预热烧嘴和工艺烧嘴一体化，从而在气化炉运行过程中不需要增加和更换预热烧嘴，进而保证了气化炉炉温，也就保证了气化炉投料后的正常燃烧，同时也避免了发生爆炸的问题，且由于本实施例提供浆粉耦合气化炉烧嘴可在工艺运行之前进行试压试漏，可以避免烧嘴内物料泄露的问题。
另外，当输送外环气化剂的第五通道进口为最外侧的通道时，输送浆态含碳有机物的第三通道进口和输送粉态含碳有机物为的第四通道进口位于输送外环气化剂的第五通道进口和输送内环气化剂的第二通道进口之间，且第四通道进口位于第三通道进口的外侧，中心高速的内环气化剂先和浆态含碳有机物最先与粉态含碳有机物接触，浆粉态含碳有机物被初步雾化，而后在粉态含碳有机物气流和外环气化剂的作用下被充分雾化，从而粉态含碳有机物也在外环气化剂的作用下被均匀分散；当用于输送粉态含碳有机物的第四通道进口为最外侧的通道时，浆态含碳有机物在内环气化剂和外环气化剂的夹击下可实现均匀雾化。该结构实现了浆态含碳有机物的均匀雾化以及粉态含碳有机物的均匀分散，保证了气化炉投料后物料的充分燃烧。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (16)
1.一种浆粉耦合气化炉烧嘴，其特征在于，包括：
喷嘴本体，其具有多条通道，各所述通道分别为从内至外依次套设的用于输送燃料气的第一通道(1)、用于输送内环气化剂的第二通道(2)和用于输送含碳有机物和外环气化剂的外侧多通道；
所述喷嘴本体的出口具有点火燃料预混腔(6)，以对所述燃料气和所述内环气化剂进行预混合。
2.根据权利要求1所述的浆粉耦合气化炉烧嘴，其特征在于，
所述第二通道(2)的出口的位置相较于所述第一通道(1)的出口的位置更靠近所述喷嘴本体的出口。
3.根据权利要求2所述的浆粉耦合气化炉烧嘴，其特征在于，
所述第二通道(2)的出口与所述第一通道(1)的出口之间的距离为D1，以在所述第二通道(2)出口与所述第一通道(1)的出口之间的区域形成所述点火燃料预混腔(6)。
4.根据权利要求3所述的浆粉耦合气化炉烧嘴，其特征在于，
所述第一通道(1)内设置有点火装置(7)，并且，所述点火装置(7)的点火端位于所述点火燃料预混腔(6)。
5.根据权利要求4所述的浆粉耦合气化炉烧嘴，其特征在于，
所述点火端与所述第一通道(1)的出口之间的距离为D5，D5与D1之间具有预设比例。
6.根据权利要求1所述的浆粉耦合气化炉烧嘴，其特征在于，
各所述通道的出口均为收缩口，以使所述通道内的物料产生径向位移。
7.根据权利要求1所述的浆粉耦合气化炉烧嘴，其特征在于，还包括：
用于对所述喷嘴本体进行冷却的冷却装置(8)，其设置于所述喷嘴本体的外侧。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的浆粉耦合气化炉烧嘴，其特征在于，所述外侧多通道包括：用于输送浆态含碳有机物的第三通道(3)、用于输送粉态含碳有机物的第四通道(4)和用于输送外环气化剂的第五通道(5)；其中，
所述第三通道(3)、所述第四通道(4)和所述第五通道(5)从内至外依次套设；或所述第三通道(3)、所述第五通道(5)和所述第四通道(4)从内至外依次套设。
9.根据权利要求8所述的浆粉耦合气化炉烧嘴，其特征在于，
所述第二通道(2)、所述第三通道(3)、所述第四通道(4)和所述第五通道(5)中的位于外侧的通道的出口的位置相较于位于内侧的通道的出口的位置更靠近所述喷嘴本体的出口。
10.根据权利要求8所述的浆粉耦合气化炉烧嘴，其特征在于，
所述第二通道(2)、所述第三通道(3)和所述第五通道(5)内均设置有对物料进行导流的导流装置(11)，并且，各所述导流装置(11)均靠近相对应的所述通道的出口。
11.根据权利要求8所述的浆粉耦合气化炉烧嘴，其特征在于，
所述第四通道(4)内设置有使所述粉态含碳有机物以预设角度均匀分散的均布器(12)，并且，所述均布器(12)设置于所述第四通道(4)的出口。
12.一种浆粉耦合气化方法，其特征在于，包括如下步骤：
点燃步骤，将燃料气和内环气化剂输送至浆粉耦合气化炉烧嘴的点火燃料预混腔内并点燃；
停止步骤，待气化温度为预设温度时，停止输送所述燃料气；
第一输送步骤，向所述浆粉耦合气化炉烧嘴的外侧多通道输送含碳有机物和外环气化剂。
13.根据权利要求12所述的浆粉耦合气化方法，其特征在于，在所述停止步骤和所述第一输送步骤之间还包括：
第二输送步骤，向输送所述燃料气的通道内输送保护气。
14.根据权利要求13所述的浆粉耦合气化方法，其特征在于，
所述保护气为二氧化碳、水蒸气或惰性气体。
15.根据权利要求12所述的浆粉耦合气化方法，其特征在于，在所述点燃步骤和所述停止步骤之间还包括：
增大流量步骤，增大所述燃料气和所述内环气化剂的流量；
升温步骤，将所述气化温度提升至所述预设温度。
16.根据权利要求12所述的浆粉耦合气化方法，其特征在于，所述第一输送步骤中，
所述含碳有机物包括浆态含碳有机物和粉态含碳有机物，先输送所述浆态含碳有机物，待所述浆态含碳有机物运行稳定后，再输送所述粉态含碳有机物；或输送所述浆态含碳有机物的同时，输送所述粉态含碳有机物。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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