CN109504456A - 一种新型工艺烧嘴系统 - Google Patents

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CN109504456A CN201811523291.7A CN201811523291A CN109504456A CN 109504456 A CN109504456 A CN 109504456A CN 201811523291 A CN201811523291 A CN 201811523291A CN 109504456 A CN109504456 A CN 109504456A
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梁继建
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Jiangsu Zhongyou Xunhua Information Technology Co Ltd
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    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
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Abstract

一种新型工艺烧嘴系统，包括工艺烧嘴，所述的工艺烧嘴包括中间氧通道、外环氧通道以及位于中间氧通道和外环氧通道之间的水煤浆通道，在在外环氧和水煤浆通道之间设置有冷却水通道；工艺烧嘴前端还连接有混合雾化器，所述的混合雾化器包括混合室和预混室，所述的混合室由两侧的CO2通道和位于CO2通道之间的水煤浆通道组成，相邻通道之间的隔板均为Y型，预混室位于各通道后端，预混室的后端开设排放孔，所述的排放孔与工艺烧嘴的进料口连通。该烧嘴能使CO2与氧气接触比表面积更大，气化反应更加迅速，从而极大地解决了为燃烧区和局部氧气过剩的问题。

Description

一种新型工艺烧嘴系统
技术领域
本发明涉及一种新型工艺烧嘴系统。
背景技术
德士古水煤浆气化技术在国内实现工业化多年，该技术具有环境污染小、自动化程度高等优点。工艺烧嘴对德士古气化炉的长周期高效运行有着重要的影响，目前工业大生产主要应用的是外混式的三流道烧嘴，工艺氧高速喷出冲击水煤浆，从而使得水煤浆破碎雾化，成为适宜燃烧的煤浆小水滴。该结构工艺烧嘴的雾化效果相对于两流道烧嘴的有所改善，但是由于是单喷嘴的射流以及气化炉高径比本身的限制，炉内湍流混合比较弱，雾化角较小，煤浆小颗粒雾化不充分且其分布不均匀，使得局部地方发生氧气过剩，生成CO2，且已生成的有效气(H2+CO)容易发生二次反应，导致有效气产量下降，而氧气过少的地方，形成未燃烧区，就会有一些煤浆颗粒未能气化就落到激冷室中，且射流方式造成煤浆颗粒停留时间过短，甚至部分煤浆小颗粒喷射出燃烧室后还未来得及燃烧气化，从而使得德士古工艺的气化效率和碳转化率较低。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种新型工艺烧嘴系统，该烧嘴能使CO2 与氧气接触比表面积更大，气化反应更加迅速，从而极大地解决了为燃烧区和局部氧气过剩的问题。
为了实现上述目的，本发明提供一种新型工艺烧嘴系统，包括工艺烧嘴，所述的工艺烧嘴包括中间氧通道、外环氧通道以及位于中间氧通道和外环氧通道之间的水煤浆通道，在在外环氧和水煤浆通道之间设置有冷却水通道；
工艺烧嘴前端还连接有混合雾化器，所述的混合雾化器包括混合室和预混室，所述的混合室由两侧的CO2通道和位于CO2通道之间的水煤浆通道组成，相邻通道之间的隔板均为Y型，预混室位于各通道后端，预混室的后端开设排放孔，所述的排放孔与工艺烧嘴的进料口连通。
进一步地，所述烧嘴头部衬陶瓷层，烧嘴冷却水盘管选用具有耐磨性、耐热冲击性和抗腐蚀性的材料制作。
进一步地，所述水煤浆通道和氧气通道内设置带有切片槽的旋流器。
本工艺烧嘴系统通过在外环氧和水煤浆通道之间设置冷却水通道，使得烧嘴烧热更加均匀，温度始终保持在一个较低的水平，从而延长了烧嘴使用寿命；在水煤浆进入烧嘴之前，先进入预混室与由Y型孔进入的高压CO2进行预混合，Y型孔有助于CO2和水煤浆混合均匀，达到初次雾化的效果，通过水煤浆初次雾化器后，在水煤浆内部分散入CO2，当水煤浆从烧嘴出口喷出时，由于内外压差增大，CO2气泡急剧膨胀瞬间轻微闪爆将液体炸成更为细小的液滴，这样与氧气接触比表面积更大，气化反应更加迅速，雾化颗粒细度即液雾平均粒径要小，扩散阻力越小，使得雾化颗粒分布更趋于均刀，从而极大地解决了为燃烧区和局部氧气过剩的问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是混合雾化器的结构示意图。
图中：1、工艺烧嘴，2、中间氧通道，3、外环氧通道，4、水煤浆通道，5、冷却水通道，6、混合雾化器，7、混合室，8、预混室，9、CO2通道，10、隔板，11、排放孔。
具体实施方式
下面将对发明作进一步说明。
如图1和图2所示，一种新型工艺烧嘴系统，包括工艺烧嘴1，所述的工艺烧嘴1包括中间氧通道2、外环氧通道3以及位于中间氧通道2和外环氧通道3之间的水煤浆通道4，在外环氧通道3和水煤浆通道4之间设置有冷却水通道5；
工艺烧嘴1前端还连接有混合雾化器6，所述的混合雾化器6包括混合室7和预混室8，所述的混合室7由两侧的CO2通道9和位于CO2通道9之间的水煤浆通道4组成，相邻通道之间的隔板10均为Y型，预混室8位于各通道后端，预混室8的后端开设排放孔11，所述的排放孔11与工艺烧嘴1的进料口连通。
为提高烧嘴和烧嘴冷却水盘管的使用寿命，所述烧嘴头部衬陶瓷层，烧嘴冷却水盘管选用具有耐磨性、耐热冲击性和抗腐蚀性的材料制作。
为提高混合和雾化效果，所述水煤浆通道4和氧气通道内设置带有切片槽的旋流器。
本工艺烧嘴系统通过在外环氧和水煤浆通道之间设置冷却水通道，使得烧嘴烧热更加均匀，温度始终保持在一个较低的水平，从而延长了烧嘴使用寿命；在水煤浆进入烧嘴之前，先进入预混室与由Y型孔进入的高压CO2进行预混合，Y型孔有助于CO2和水煤浆混合均匀，达到初次雾化的效果，通过水煤浆初次雾化器后，在水煤浆内部分散入CO2，当水煤浆从烧嘴出口喷出时，由于内外压差增大，CO2气泡急剧膨胀瞬间轻微闪爆将液体炸成更为细小的液滴，这样与氧气接触比表面积更大，气化反应更加迅速，雾化颗粒细度即液雾平均粒径要小，扩散阻力越小，使得雾化颗粒分布更趋于均刀，从而极大地解决了为燃烧区和局部氧气过剩的问题。

Claims (3)

1.一种新型工艺烧嘴系统，包括工艺烧嘴(1)，所述的工艺烧嘴(1)包括中间氧通道(2)、外环氧通道(3)以及位于中间氧通道(2)和外环氧通道(3)之间的水煤浆通道(4)，其特征在于，在外环氧通道(3)和水煤浆通道(4)之间设置有冷却水通道(5)；
工艺烧嘴(1)前端还连接有混合雾化器(6)，所述的混合雾化器(6)包括混合室(7)和预混室(8)，所述的混合室(7)由两侧的CO2通道(9)和位于CO2通道(9)之间的水煤浆通道(4)组成，相邻通道之间的隔板(10)均为Y型，预混室(8)位于各通道后端，预混室(8)的后端开设排放孔(11)，所述的排放孔(11)与工艺烧嘴(1)的进料口连通。
2.根权利要求1所述的一种新型工艺烧嘴系统，其特征在于，所述烧嘴头部衬陶瓷层，烧嘴冷却水盘管选用具有耐磨性、耐热冲击性和抗腐蚀性的材料制作。
3.根据权利要求1或2所述的一种新型工艺烧嘴系统，其特征在于，所述水煤浆通道(4)和氧气通道内设置带有切片槽的旋流器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110964573A (zh) * 2019-12-11 2020-04-07 兖矿水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心有限公司 水煤浆工艺烧嘴装置
CN111676064A (zh) * 2020-06-03 2020-09-18 清华大学 煤气化烧嘴及其气化炉

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