CN203559026U - 多喷嘴的水煤浆和天然气联合气化炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及多喷嘴的水煤浆和天然气联合气化炉，包括炉胆、激冷环、导流筒、折流筒、环形水封槽、气化原料进口、粗煤气出口和出渣口；水煤浆-氧气喷嘴和天然气喷嘴设于炉侧壁；水煤浆、天然气和氧气的混合料喷嘴与气化原料进口相配，由内至外同轴套设有点火棒、点火燃料气中心管、内氧环管、水煤浆环管、天然气环管、外氧环管和冷却环管，水煤浆环管向下延伸成水煤浆—天然气混合腔，与天然气环管下端相连，天然气环管经天然气喷口与混合腔内相通，水煤浆—天然气混合腔下部设有混合物喷口，天然气喷口的轴不在水煤浆—天然气混合腔侧壁圆周的径向上。该气化炉适于对水煤浆和天然气联合气化，提高冷煤气效率和产物中氢气与一氧化碳比例，减少合成气制备中二氧化碳排放。

Description

多喷嘴的水煤浆和天然气联合气化炉

技术领域

本实用新型涉及一种带有多个喷嘴的能够将水煤浆和天然气联合气化的气化炉，属于气化设备技术领域。

背景技术

水煤浆是由煤、水和添加剂以一定比例混合并通过物理加工得到的流体燃料，由于我国煤炭资源大多分布于北部和西部地区，长期北煤南运、西煤东调的格局增加了运输和营运成本，而水煤浆可实现全密闭长距离输送，能够降低煤炭的运输和营运成本，因此水煤浆技术的产业应用受到广泛关注。

煤气化是现有煤化工领域中一种煤加工的方式，其是以煤为原料，氧气、水蒸气等气体作为气化剂，在高温下通过化学反应将煤中的可燃部分转化为气体燃料或合成气的过程，煤气化的直接产物主要有一氧化碳、二氧化碳、氢气和少量的甲烷、硫化氢等。水煤浆气化技术是近年来研究较多的一种水煤浆加工利用方法，我国最早实现工业化应用的是Texaco水煤浆气化炉，其气化过程为：水煤浆通过喷嘴在高速氧气的作用下破碎、雾化喷入气化炉，氧气和雾状水煤浆在炉内受到高温作用，迅速经历预热、水分蒸发、煤干馏、挥发物裂解燃烧以及碳气化等一系列复杂的物理、化学反应，最后生成以一氧化碳、氢气、二氧化碳和水蒸气为主要成分的湿煤气、熔渣和未反应的碳；这些生成物一起向下流动离开反应区，进入气化炉底部的激冷室，熔渣和碳经淬冷、固化后被截留在水中，最后落入渣罐，经排渣系统定时排放，湿煤气则在进入煤气冷却净化系统处理后得到洁净的煤气。

现有的Texaco气化炉在开工之前需要先将预热喷嘴安装到气化炉上，点燃预热喷嘴完成烘炉后，再快速将预热喷嘴卸下并迅速安装上给料喷嘴进行后续水煤浆给料气化过程；但是，上述工艺在卸除预热喷嘴和安装给料喷嘴的过程中容易发生燃气、氧气的泄露问题，而且预热喷嘴和给料喷嘴的体积大、温度高，容易对操作人员造成人身伤害。为了解决上述问题，中国专利文献CN202509052U公开了一种用于水煤浆或煤粉气化炉的复合喷嘴，包括中间氧通道，通向气化炉内腔；投料通道，通向气化炉内腔并且在中间氧通道的外周延伸；环隙氧通道，通向气化炉内腔并且在投料通道的外周延伸，其中投料通道和环隙氧通道之间设有第一冷却水夹套，环隙氧通道外周设有第二冷却水夹套；以及点火电极和点火电极的保护套管，均设置在投料通道的外侧。该复合喷嘴能够避免高速水煤浆或煤粉对点火电极的冲刷，也改善了投料通道中水煤浆或煤粉喷出的均匀性，减少了喷嘴的偏喷现象。

带有上述复合喷嘴的气化炉可实现水煤浆的连续点火和气化，无需更换喷嘴，大大提高了气化炉生产运行的安全性和经济性。但是，上述水煤浆气化的冷煤气效率低，而且将上述水煤浆气化产物作为原料制备后续甲醇或合成油等产品时，由于水煤浆气化产物中氢气与一氧化碳的比例过低，需要增加变换工艺将部分一氧化碳变换为氢气以提高氢气与一氧化碳的比例，这样不仅提高了工艺的复杂度，而且变换过程产生大量的CO₂，经过煤气脱硫脱碳净化后排放的大量CO₂温室气体也污染了环境。

申请人试图通过调整水煤浆气化原料的种类来提高冷煤气效率和气化产物中氢气与一氧化碳的比例，但是采用上述结构的气化炉无法对气化原料的种类进行调整。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术的气化炉存在水煤浆气化冷煤气效率低，产物中氢气与一氧化碳的比例低，需经变换处理提高氢气与一氧化碳的比例后才能作为后续产品的合成原料气使用，而变换处理不仅提高了工艺复杂度，而且产生出大量CO₂温室气体，虽然申请人试图通过调整水煤浆气化原料的种类克服上述缺点，但是现有的气化炉结构并不能满足上述要求；进而提出一种可调整气化原料种类，从而提高水煤浆气化冷煤气效率和氢气与一氧化碳比例的多喷嘴的水煤浆和天然气联合气化炉。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种水煤浆和天然气联合气化炉，包括

炉壳；

炉胆、激冷环和导流筒，自上而下依次连接设置于所述炉壳内；

折流筒，部分套设在所述导流筒的外侧，位于所述激冷环的下方；

环形水封槽，设置于所述炉壳和导流筒之间；

气化原料进口，设置于所述炉壳的顶部，与所述炉胆内部相连通；

粗煤气出口，设置于所述水封槽下方的炉壳侧壁上；

出渣口，设置于所述炉壳的底部；

混合料喷嘴，与所述气化原料进口相适配，用于向气化炉内引入气化原料；

水煤浆-氧气喷嘴和天然气喷嘴，设置于所述炉壳侧壁上并与所述炉胆内部相连通；

所述混合料喷嘴包括由内至外依次同轴套设的点火棒、点火燃料气中心管、内氧环管、水煤浆环管、天然气环管、外氧环管和冷却环管；所述点火燃料气中心管上部设置有燃料气进口、底部设置有燃料气喷口；所述内氧环管上部设置有内氧进口、底部设置有内氧喷口；所述水煤浆环管上部设置有水煤浆进口，所述天然气环管上部设置有天然气进口；所述外氧环管上部设置有外氧进口、底部设置有外氧喷口；所述冷却环管上设置有冷却介质进口和冷却介质出口；

还包括水煤浆—天然气混合腔，位于所述外氧环管内，由所述水煤浆环管的下端向下延伸形成，所述水煤浆—天然气混合腔下部设置有混合物喷口；所述天然气环管的下端与所述水煤浆—天然气混合腔的外壁相连接，所述水煤浆—天然气混合腔上设置有天然气喷口，所述天然气环管通过所述天然气喷口与所述水煤浆—天然气混合腔内部相连通。

所述水煤浆—天然气混合腔位于所述天然气环管内，所述天然气环管的下端与所述水煤浆—天然气混合腔下部的外壁相连接；所述混合物喷口设置在所述水煤浆—天然气混合腔的底端。

所述水煤浆—天然气混合腔由两头的缩口和中部的管状结构组成，上部的所述缩口由上至下渐阔，下部的所述缩口由上至下渐缩；所述水煤浆—天然气混合腔的上部和中部分别设置有多个所述天然气喷口，多个所述天然气喷口沿所述水煤浆—天然气混合腔侧壁所成的圆周均匀设置，多个所述天然气喷口的轴不在所述水煤浆—天然气混合腔侧壁所成圆周的径向上。

多个所述天然气喷口均沿顺时针方向或均沿逆时针方向倾斜，并且多个所述天然气喷口的轴与所述水煤浆—天然气混合腔侧壁所成圆周的径向成5-85°的夹角。

所述水煤浆进口设置在所述水煤浆环管的上端，所述天然气进口设置在所述天然气环管的上端；所述燃料气进口设置在所述点火燃料气中心管的上端，所述燃料气喷口设置在所述点火燃料气中心管的底端；所述内氧进口设置在所述内氧环管的上端，所述内氧喷口设置在所述内氧环管的底端；所述外氧进口设置在所述外氧环管的上端，所述外氧喷口设置在所述外氧环管的底端；所述冷却介质进口和冷却介质出口设置在所述冷却环管的上端，并且所述冷却介质进口和冷却介质出口分布在混合料喷嘴中心轴的两侧。

所述燃料气喷口和内氧喷口高于所述混合物喷口。

所述水煤浆-氧气喷嘴在所述天然气喷嘴的上方，所述水煤浆-氧气喷嘴均匀分布在所述炉壳侧壁所成的圆周上，所述天然气喷嘴均匀分布在所述炉壳侧壁所成的圆周上。

所述水煤浆-氧气喷嘴为两个，位于所述炉壳的上部并分布在所述炉壳中心轴的两侧；所述天然气喷嘴为两个，位于所述炉壳的中部、所述水煤浆-氧气喷嘴的正下方。

所述炉胆、激冷环、环形水封槽、导流筒和折流筒与所述炉壳同轴设置，所述炉胆、激冷环和导流筒一体化成型；所述炉胆的上、下封头为盘管式冷壁结构，所述炉胆的侧壁为盘管式冷壁结构或列管式冷壁结构，所述盘管或列管间通过焊接密封，所述炉胆的向火面敷设有隔热耐火层。

所述炉胆通过多个定位支架定位支撑在所述炉壳内，所述定位支架设于所述炉胆的上部和中部，并且沿所述炉胆的圆周均匀分布；所述炉壳与炉胆之间形成隔热室，所述炉壳上设置与所述隔热室相通的进气口。

本实用新型与现有技术方案相比具有以下有益效果：

（1）本实用新型所述多喷嘴的水煤浆和天然气联合气化炉，其混合料喷嘴包括由内至外依次同轴套设的点火棒、点火燃料气中心管、内氧环管、水煤浆环管、天然气环管、外氧环管和冷却环管；设置于所述外氧环管内，由所述水煤浆环管的下端向下延伸形成的水煤浆—天然气混合腔，下部设置有混合物喷口，所述天然气环管通过所述天然气喷口与水煤浆—天然气混合腔内部相连通。现有的水煤浆气化产物中氢气与一氧化碳的比例为1:1.5-2，而现代新型煤化工的甲醇、合成油等产品需要原料中氢气与一氧化碳的比例约为2:1，因此需要通过变换工艺调整原料中氢气与一氧化碳的比例。本申请申请人经研究后发现，通过本实用新型的气化炉将天然气与水煤浆在水煤浆—天然气混合腔中均匀混合后，在外氧环管中氧气作用下，对混合物进行气化。由于混合物中的水煤浆气化后仍剩余大量的水蒸气，在混合的作用下，天然气能够与水煤浆气化剩余的水蒸气反应生成足量的氢，因而提高了气化产物中的氢含量，从而提高了氢气与一氧化碳的比例，所产生的气化产物可无需变换直接作为甲醇、合成油等产品的原料，而且，天然气与水煤浆联合气化大大提高了气化的冷煤气效率，避免了现有技术中水煤浆气化冷煤气效率低，产物中一氧化碳和氢气的比例过高，需要通过变换工艺降低其比例，变换工艺既提高了工艺复杂度，也造成了大量CO₂气体的排放，虽然申请人试图通过调整气化原料种类来克服上述缺点，但是现有的气化炉结构无法满足其要求的问题。再有，通过设在点火燃料气中心管内的点火棒可以实现水煤浆点火和气化的连续进行，无需更换喷嘴，提高了生产效率和设备的安全性。

此外，炉壳侧壁上设置的水煤浆-氧气喷嘴和天然气喷嘴能够向炉胆内补充水煤浆、氧气和天然气，以改善气化炉的气化性能，并且进一步提高气化产物中的氢含量，提高氢气与一氧化碳的比例。

（2）本实用新型所述多喷嘴的水煤浆和天然气联合气化炉，其气化喷嘴的水煤浆—天然气混合腔由两头的缩口和中部的管状结构组成，上部的所述缩口由上至下渐阔，下部的所述缩口由上至下渐缩。水煤浆和天然气由上部的缩口进入水煤浆—天然气混合腔内后流动速度降低，水煤浆和天然气进行充分地混合，然后混合物经混合腔底部缩口由混合物喷口高速喷出、雾化，并与高速氧气再一次进行撞击和雾化，与氧气进行高温气化，这一结构的水煤浆—天然气混合腔提高了水煤浆与天然气的混合、雾化效果，提高了气化的冷煤气效率，天然气能够更充分地气化以提供足量的氢，进一步提高了产物中氢气与一氧化碳的比例，所生成产物可直接用作后续化工合成的原料。

（3）本实用新型所述多喷嘴的水煤浆和天然气联合气化炉，其气化喷嘴的多个所述天然气喷口的轴不在所述水煤浆—天然气混合腔侧壁所成圆周的径向上。由于点火棒、点火燃料气中心管和内氧环管均沿水煤浆—天然气混合腔的轴设置，使天然气喷口的轴不在混合腔侧壁圆周的径向上，可以减少高速喷射的天然气对点火棒、点火燃料气中心管和内氧环管的冲刷。优选多个所述天然气喷口均沿顺时针方向或均沿逆时针方向倾斜，并且多个所述天然气喷口的轴与所述水煤浆—天然气混合腔侧壁所成圆周的径向成5-85°的夹角。可以几乎避免高速喷射的天然气对点火棒、点火燃料气中心管和内氧环管的冲刷，从而延长混合料喷嘴的使用寿命；而且，这样设置的混合料喷嘴中，天然气喷出后不会因冲刷内氧环管管壁而减速，因而能够在水煤浆—天然气混合腔内形成旋流，提高了天然气与水煤浆的混合效果。

（4）本实用新型所述多喷嘴的水煤浆和天然气联合气化炉，所述水煤浆-氧气喷嘴在所述天然气喷嘴的上方，所述水煤浆-氧气喷嘴均匀分布在所述炉壳侧壁所成的圆周上，所述天然气喷嘴均匀分布在所述炉壳侧壁所成的圆周上。该设置可以保证水煤浆在充足的氧气作用下气化后，水煤浆气化剩余的水蒸气能够与足量的天然气继续反应提供足量的氢，从而改善气化炉的气化性能，提高氢和一氧化碳的比例，以利于气化产物直接作为甲醇、合成油产品的原料使用。优选所述水煤浆-氧气喷嘴为两个，位于所述炉壳的上部并分布在所述炉壳中心轴的两侧；所述天然气喷嘴为两个，位于所述炉壳的中部、所述水煤浆-氧气喷嘴的正下方。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被理解，本实用新型结合附图和具体实施方式对本实用新型的内容进行进一步的说明；

图1为本实用新型所述水煤浆和天然气联合气化炉的结构示意图；

图2为本实用新型所述水煤浆和天然气联合气化炉中混合料喷嘴的结构示意图；

图3为本实用新型所述水煤浆和天然气联合气化炉中的混合料喷嘴沿A-A的剖视图；

其中附图标记为：1-点火棒，2-点火燃料气中心管，3-内氧环管，4-水煤浆环管，5-天然气环管，6-外氧环管，7-冷却环管，8-燃料气进口，9-燃料气喷口，10-内氧进口，11-内氧喷口，12-水煤浆进口，13-天然气进口，14-外氧进口，15-外氧喷口，16-冷却介质进口，17-冷却介质出口，18-水煤浆喷口，19-天然气喷口，20-混合物喷口，21-水煤浆—天然气混合腔，22-炉壳，23-炉胆，24-激冷环，25-导流筒，26-折流筒，27-环形水封槽，28-气化原料进口，29-粗煤气出口，30-出渣口，31-混合料喷嘴，32-定位支架，33-进气口，34-水煤浆-氧气喷嘴，35-天然气喷嘴。

具体实施方式

实施例1

本实用新型所述水煤浆和天然气联合使用的气化炉，包括炉壳22，在本实施例中，所述炉壳22为圆柱形；炉胆23、激冷环24和导流筒25，自上而下依次连接设置于所述炉壳22内，在本实施例中，所述炉胆23、激冷环24、环形水封槽27、导流筒25和折流筒26与所述炉壳22同轴设置，所述炉胆23为圆柱形，所述炉胆23、激冷环24和导流筒25为一体化成型结构，所述炉胆23的上、下封头为盘管式冷壁结构，所述炉胆23的侧壁为盘管式冷壁结构或列管式冷壁结构，所述盘管或列管间通过焊接密封；折流筒26，部分套设在所述导流筒25的外侧，位于所述激冷环24的下方；环形水封槽27，设置于所述炉壳22和导流筒25之间，在本实施例中，所述水封槽部分位于所述炉壳22和导流筒25之间，剩余部分位于所述炉壳22和折流筒26之间；气化原料进口28，设置于所述炉壳22的顶部，与所述炉胆23内部相连通；粗煤气出口29，设置于所述水封槽下方的炉壳22侧壁上；出渣口30，设置于所述炉壳22的下部；混合料喷嘴31，与所述气化原料进口28相适配，用于向气化炉内引入气化原料；

水煤浆-氧气喷嘴34和天然气喷嘴35，设置于所述炉壳22侧壁上并与所述炉胆23内部相连通，在本实施例中，所述水煤浆-氧气喷嘴34在所述天然气喷嘴35的上方，所述水煤浆-氧气喷嘴34均匀分布在所述炉壳22侧壁所成的圆周上，所述天然气喷嘴35均匀分布在所述炉壳22侧壁所成的圆周上，本实施例优选所述水煤浆-氧气喷嘴34为两个，位于所述炉壳22的上部并分布在所述炉壳22中心轴的两侧，所述天然气喷嘴35为两个，位于所述炉壳22的中部、所述水煤浆-氧气喷嘴34的正下方；

所述混合料喷嘴31包括包括由内至外依次同轴套设的点火棒1、点火燃料气中心管2、内氧环管3、水煤浆环管4、天然气环管5、外氧环管6和冷却环管7；所述点火燃料气中心管2上部设置有燃料气进口8、底部设置有燃料气喷口9，在本实施例中，所述燃料气进口8设置在所述点火燃料气中心管2的上端，所述燃料气喷口9设置在所述点火燃料气中心管2的底端；所述内氧环管3上部设置有内氧进口10、底部设置有内氧喷口11，在本实施例中，所述内氧进口10设置在所述内氧环管3的上端，所述内氧喷口11设置在所述内氧环管3的底端；所述水煤浆环管4上部设置有水煤浆进口12，所述天然气环管5上部设置有天然气进口13，在本实施例中，所述水煤浆进口12设置在所述水煤浆环管4的上端，所述天然气进口13设置在所述天然气环管5的上端；所述外氧环管6上部设置有外氧进口14、底部设置有外氧喷口15，在本实施例中，所述外氧进口14设置在所述外氧环管6的上端，所述外氧喷口15设置在所述外氧环管6的底端；所述冷却环管7上设置有冷却介质进口16和冷却介质出口17，在本实施例中，所述冷却介质进口16和冷却介质出口17设置在所述冷却环管7的上端，并且所述冷却介质进口16和冷却介质出口17分布在混合料喷嘴31中心轴的两侧；

水煤浆—天然气混合腔21，位于所述外氧环管6内，由所述水煤浆环管4的下端向下延伸形成，所述水煤浆—天然气混合腔21下部设置有混合物喷口20；所述天然气环管5的下端与所述水煤浆—天然气混合腔21的外壁相连接，所述水煤浆—天然气混合腔21上设置有天然气喷口19，所述天然气环管5通过所述天然气喷口19与所述水煤浆—天然气混合腔21内部相连通，所述水煤浆环管4通过水煤浆喷口18与所述水煤浆—天然气混合腔21内部相连通；在本实施例中，所述水煤浆环管4的下端向下延伸形成位于所述天然气环管5内的所述水煤浆—天然气混合腔21，并且所述天然气环管5的下端与所述水煤浆—天然气混合腔21下部的外壁相连接，所述混合物喷口20设置在所述水煤浆—天然气混合腔21的底端，所述水煤浆—天然气混合腔21由两头的缩口和中部的管状结构组成，上部的所述缩口由上至下渐阔，下部的所述缩口由上至下渐缩，所述水煤浆环管4与水煤浆—天然气混合腔21的连接相通处为水煤浆喷口18，所述水煤浆—天然气混合腔21的上部和中部分别设置有多个所述天然气喷口19，多个所述天然气喷口19沿所述水煤浆—天然气混合腔21侧壁所成的圆周均匀设置，多个所述天然气喷口19的轴不在所述水煤浆—天然气混合腔21侧壁所成圆周的径向上。

上述气化炉的使用过程：首先将气化喷嘴安装于所述气化炉上，向气化喷嘴的点火燃料气中心管2通入燃料气，内氧环管3按比例通入氧气与燃料气在内氧喷口11处混合，由点火棒1点燃，同时其它通道通入少量的氮气作为保护气；燃烧稳定后，切断充氮保护气，给水煤浆环管4和天然气环管5分别通入水煤浆和天然气，外氧环管6内通入氧气，天然气与水煤浆在水煤浆—天然气混合腔21中混合后，经混合物喷口20将混合物高速喷出，高速喷出的水煤浆-天然气混合物在外氧环管6的氧气气幕作用下被点燃，进入气化炉的炉胆23内进行气化，气化过程中通过水煤浆-氧气喷嘴34和天然气喷嘴35分别向炉胆23内补充水煤浆、氧气和天然气，以促进气化的充分进行，水煤浆与氧气充分气化后剩余部分水蒸气，足量的天然气与水蒸气反应能够提供氢，因此提高了气化产物中氢气与一氧化碳的比例，同时煤气化的冷煤气效率提高，气化剂氧气的消耗大大降低；气化后的产物依次进入激冷环24、导流筒25和折流筒26中进行冷却，产生的粗煤气经粗煤气出口29收集，冷凝后的残渣经出渣口30排出。

实施例2

在上述实施例的基础上，为了减少气化喷嘴内高速天然气对气化喷嘴内氧环管3的冲刷，如图1-3所示，优选多个所述天然气喷口19均沿顺时针方向或均沿逆时针方向倾斜，在本实施例中，多个所述天然气喷口19均沿逆时针方向倾斜；多个所述天然气喷口19的轴与所述水煤浆—天然气混合腔21侧壁所成圆周的径向成5-85°的夹角，从而在水煤浆—天然气混合腔21形成旋流，提高水煤浆和天然气的混合效果，进而提高了水煤浆的处理效率。为了能够及时点燃水煤浆与天然气所形成的混合物，所述燃料气喷口9和内氧喷口11高于所述混合物喷口20；

所述炉胆23的向火面敷设有隔热耐火层。所述炉胆23通过多个定位支架32定位支撑在所述炉壳22内，所述定位支架32设于所述炉胆23的上部和中部，并且沿所述炉胆23的圆周均匀分布，上部的定位支架32用于支撑所述炉胆23，中部的定位支架32用于定位炉胆23的位置；所述炉壳22与炉胆23之间形成隔热室，所述炉壳22上设置与所述隔热室相通的进气口33。

对比例

以将实施例2中的混合料喷嘴31替换为中国专利文献CN202509052U中的水煤浆气化的复合烧嘴。

测试例

分别用实施例1、实施例2和对比例中的气化炉对水煤浆进行气化，气化结果见下表。

1-实施例1、2和对比例所使用的长焰煤相同；

2-CO₂排放仅指煤气化产生的煤气经变换工艺生产合成气（合成甲醇和合成油的原料）过程中的排放量。

通过上表的测试数据可知，采用本实用新型所述气化喷嘴将天然气与水煤浆联合气化后，可大大提高氢气与一氧化碳的比例，降低比氧耗，减少后续合成油和合成甲醇工艺的CO₂排放量；如对比例与实施例1中，H₂/CO比由对比例的0.76提高到1.66，比氧耗由对比例的377Nm³/1000Nm³(CO+H₂)降低到287Nm³/1000Nm³(CO+H₂)，实施例1的产品气用于合成油时相比对比例每吨产品可减少CO₂排放2.89吨，实施例1的产品气用于合成甲醇时相比对比例每吨产品可减少CO₂排放1.26吨。

实施例2可知，随着天然气与煤的重量比增加，产品中H₂/CO的比增加，当入气化炉天然气和干煤重量比在3.0左右时，产品煤气中H₂/CO可达2.0左右，产品煤气用于合成甲醇或合成油，工艺过程中无需进行变换；同时随着天然气与煤的重量比增加，气化比氧耗降低、冷煤气效率提高、产品煤气用于合成油或合成甲醇时CO₂排放量减少。

虽然本实用新型已经通过上述具体实施例对其进行了详细的阐述，但是，本专业普通技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本实用新型所要保护的范围。

Claims (10)

1.一种水煤浆和天然气联合气化炉，包括

炉壳（22）；

炉胆（23）、激冷环（24）和导流筒（25），自上而下依次连接设置于所述炉壳（22）内；

折流筒（26），部分套设在所述导流筒（25）的外侧，位于所述激冷环（24）的下方；

环形水封槽（27），设置于所述炉壳（22）和导流筒（25）之间；

气化原料进口（28），设置于所述炉壳（22）的顶部，与所述炉胆（23）内部相连通；

粗煤气出口（29），设置于所述水封槽下方的炉壳（22）侧壁上；

出渣口（30），设置于所述炉壳（22）的底部；

混合料喷嘴（31），与所述气化原料进口（28）相适配，用于向气化炉内引入气化原料；

其特征在于，

水煤浆-氧气喷嘴（34）和天然气喷嘴（35），设置于所述炉壳（22）侧壁上并与所述炉胆（23）内部相连通；

所述混合料喷嘴（31）包括由内至外依次同轴套设的点火棒（1）、点火燃料气中心管（2）、内氧环管（3）、水煤浆环管（4）、天然气环管（5）、外氧环管（6）和冷却环管（7）；所述点火燃料气中心管（2）上部设置有燃料气进口（8）、底部设置有燃料气喷口（9）；所述内氧环管（3）上部设置有内氧进口（10）、底部设置有内氧喷口（11）；所述水煤浆环管（4）上部设置有水煤浆进口（12），所述天然气环管（5）上部设置有天然气进口（13）；所述外氧环管（6）上部设置有外氧进口（14）、底部设置有外氧喷口（15）；所述冷却环管（7）上设置有冷却介质进口（16）和冷却介质出口（17）；

还包括水煤浆—天然气混合腔（21），位于所述外氧环管（6）内，由所述水煤浆环管（4）的下端向下延伸形成，所述水煤浆—天然气混合腔（21）下部设置有混合物喷口（20）；所述天然气环管（5）的下端与所述水煤浆—天然气混合腔（21）的外壁相连接，所述水煤浆—天然气混合腔（21）上设置有天然气喷口（19），所述天然气环管（5）通过所述天然气喷口（19）与所述水煤浆—天然气混合腔（21）内部相连通。

2.根据权利要求1所述的气化炉，其特征在于，所述水煤浆—天然气混合腔（21）位于所述天然气环管（5）内，所述天然气环管（5）的下端与所述水煤浆—天然气混合腔（21）下部的外壁相连接；所述混合物喷口（20）设置在所述水煤浆—天然气混合腔（21）的底端。

3.根据权利要求1或2所述的气化炉，其特征在于，所述水煤浆—天然气混合腔（21）由两头的缩口和中部的管状结构组成，上部的所述缩口由上至下渐阔，下部的所述缩口由上至下渐缩；所述水煤浆—天然气混合腔（21）的上部和中部分别设置有多个所述天然气喷口（19），多个所述天然气喷口（19）沿所述水煤浆—天然气混合腔（21）侧壁所成的圆周均匀设置，多个所述天然气喷口（19）的轴不在所述水煤浆—天然气混合腔（21）侧壁所成圆周的径向上。

4.根据权利要求3所述的气化炉，其特征在于，多个所述天然气喷口（19）均沿顺时针方向或均沿逆时针方向倾斜，并且多个所述天然气喷口（19）的轴与所述水煤浆—天然气混合腔（21）侧壁所成圆周的径向成5-85°的夹角。

5.根据权利要求1或2或4所述的气化炉，其特征在于，所述水煤浆进口（12）设置在所述水煤浆环管（4）的上端，所述天然气进口（13）设置在所述天然气环管（5）的上端；所述燃料气进口（8）设置在所述点火燃料气中心管（2）的上端，所述燃料气喷口（9）设置在所述点火燃料气中心管（2）的底端；所述内氧进口（10）设置在所述内氧环管（3）的上端，所述内氧喷口（11）设置在所述内氧环管（3）的底端；所述外氧进口（14）设置在所述外氧环管（6）的上端，所述外氧喷口（15）设置在所述外氧环管（6）的底端；所述冷却介质进口（16）和冷却介质出口（17）设置在所述冷却环管（7）的上端，并且所述冷却介质进口（16）和冷却介质出口（17）分布在混合料喷嘴（31）中心轴的两侧。

6.根据权利要求5所述的气化炉，其特征在于，所述燃料气喷口（9）和内氧喷口（11）高于所述混合物喷口（20）。

7.根据权利要求1或2或4或6所述的气化炉，其特征在于，所述水煤浆-氧气喷嘴（34）在所述天然气喷嘴（35）的上方，所述水煤浆-氧气喷嘴（34）均匀分布在所述炉壳（22）侧壁所成的圆周上，所述天然气喷嘴（35）均匀分布在所述炉壳（22）侧壁所成的圆周上。

8.根据权利要求7所述的气化炉，其特征在于，所述水煤浆-氧气喷嘴（34）为两个，位于所述炉壳（22）的上部并分布在所述炉壳（22）中心轴的两侧；所述天然气喷嘴（35）为两个，位于所述炉壳（22）的中部、所述水煤浆-氧气喷嘴（34）的正下方。

9.根据权利要求1或2或4或6或8所述的气化炉，其特征在于，所述炉胆（23）、激冷环（24）、环形水封槽（27）、导流筒（25）和折流筒（26）与所述炉壳（22）同轴设置，所述炉胆（23）、激冷环（24）和导流筒（25）一体化成型；所述炉胆（23）的上、下封头为盘管式冷壁结构，所述炉胆（23）的侧壁为盘管式冷壁结构或列管式冷壁结构，所述盘管或列管间通过焊接密封，所述炉胆（23）的向火面敷设有隔热耐火层。

10.根据权利要求9所述的气化炉，其特征在于，所述炉胆（23）通过多个定位支架（32）定位支撑在所述炉壳（22）内，所述定位支架（32）设于所述炉胆（23）的上部和中部，并且沿所述炉胆（23）的圆周均匀分布；所述炉壳（22）与炉胆（23）之间形成隔热室，所述炉壳（22）上设置与所述隔热室相通的进气口（33）。

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