CN212713378U - 一种用于煤气化的烧嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于煤气化的烧嘴，其包括喷煤管、出水管、喷气管和冷却装置；喷煤管的底部为锥形的出液口；在喷煤管的顶部插设固定有出水管；在喷煤管的侧壁上方开设有煤浆入口；煤浆入口下方的喷煤管外侧套设有喷气管，喷气管的一端固定在喷煤管上，喷气管的另一端为锥形的喷射口，且位于喷煤管的出液口的下方；在喷气管的侧壁上方开设有氧气入口。本实用新型的优点在于，本实用新型结构简单，易实现；实现了煤浆的提浓，进而提高了气化效率，并且保证了气化后的燃料用煤气或合成用煤气的品质；本实用新型不仅具有将煤浆和氧气的混合、雾化的功能，还实现了提浓煤浆的功能，功能多样化。

Description

一种用于煤气化的烧嘴

技术领域：

本实用新型涉及一种烧嘴，特别涉及一种用于煤气化的烧嘴。

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、经济开发和利用煤炭热点技术的重要发展方向。煤的气化是煤在气化剂的作用下，进行各种化学反应，把煤炭转变为燃料用煤气或合成用煤气。

水煤浆气化技术是通过烧嘴将煤浆和氧气喷入气化炉内，炉内的反应温度高达1500℃，压力约为1.0～10MPa。烧嘴作为气化炉的关键部件之一。通过它将煤浆和气化剂以一定速度导入气化炉内，在高速喷射的气化剂的气动力作用下，将煤浆雾化成小液滴，实现煤浆与气化剂的充分混合和雾化；但是现有的烧嘴功能单一，所喷出的煤浆浓度较低，降低了气化效率，并且影响了气化后的燃料用煤气或合成用煤气的品质。

实用新型内容：

本实用新型的目的在于提供一种结构简单，且实现了煤浆提浓的用于煤气化的烧嘴。

本实用新型由如下技术方案实施：本专利的目的提供了一种用于煤气化的烧嘴，其包括喷煤管、出水管、喷气管和冷却装置；所述喷煤管的底部为锥形的出液口；在所述喷煤管的顶部插设固定有所述出水管；在所述喷煤管的侧壁上方开设有煤浆入口；所述煤浆入口下方的所述喷煤管外侧套设有所述喷气管，所述喷气管的一端固定在所述喷煤管上，所述喷气管的另一端为锥形的喷射口，且位于所述喷煤管的出液口的下方；在所述喷气管的侧壁上方开设有氧气入口；在所述喷气管的外壁下方固定设有所述冷却装置，冷却装置为盘管冷却器或者为夹套式冷却器。

进一步的，所述煤浆入口下方的所述喷煤管内的煤浆通道从所述煤浆入口至所述出液口逐渐变窄。

进一步的，在所述煤浆入口内插设固定有异形的输送管；所述输送管位于所述喷煤管内的一端为斜向切口；所述斜向切口与所述喷煤管的内壁相对。

进一步的，所述输送管包括相互连接的圆柱管段和椭圆管段；所述斜向切口设置在所述椭圆管段。

进一步的，所述圆柱管段的直径是所述喷煤管的最大直径的0.1-0.3倍；所述椭圆管段的长径与所述圆柱管段的直径相等；所述椭圆管段的长径与短径的比为2：1～5：1；所述斜向切口所在的平面与所述圆柱管段的中心线的夹角δ≤35℃。

进一步的，所述出水管的进水端位于所述输送管的下方，所述出水管的进水端与所述输送管的下边缘之间的距离是所述喷煤管的最大直径的0.1-0.2倍；所述出水管底端的直径是所述喷煤管的最大直径的0.1-0.2倍。

进一步的，所述出液口的夹角β≤10°，所述出液口的直径是所述喷煤管的最大直径的0.25-0.6倍；所述喷射口的夹角20°≤α≤60°。

进一步的，所述出液口与所述喷射口之间的距离为20mm～80mm。

进一步的，所述出液口与所述喷射口之间的距离为6mm～15mm。

本实用新型的优点：本实用新型结构简单，易实现；煤浆从输送管进入到喷煤管，并沿着喷煤管的内壁旋流，在旋流的过程中实现了从煤浆中将水分离出来，水的重量较轻在底部气体的作用下，沿着喷煤管反向旋流从出水管排出，质量重的煤浆继续沿着喷煤管内壁向下旋流，水煤浆的浓度变化从煤浆入口的58％(wt)变为出液口的63％(wt)，从而实现了煤浆的提浓，进而提高了气化效率，并且保证了气化后的燃料用煤气或合成用煤气的品质；本实用新型不仅具有将煤浆和氧气的混合、雾化的功能，还实现了提浓煤浆的功能，功能多样化。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为图1中A-A部分的剖面示意图。

图3为图1中输送管的右视图。

喷煤管1，出液口1.1，煤浆入口1.2，煤浆通道1.3，出水管2，喷气管3，喷射口3.1，氧气入口3.2，冷却装置4，输送管5，斜向切口5.1，圆柱管段5.2，椭圆管段5.3。

具体实施方式：

如图1-3所示，一种用于煤气化的烧嘴，其包括喷煤管1、出水管2、喷气管3和冷却装置4；喷煤管1的底部为锥形的出液口1.1；在喷煤管1的顶部插设固定有出水管2；在喷煤管1的侧壁上方开设有煤浆入口1.2；煤浆入口1.2下方的喷煤管1内的煤浆通道1.3从煤浆入口1.2至出液口1.1逐渐变窄；煤浆入口1.2下方的喷煤管1外侧套设有喷气管3，喷气管3的一端固定在喷煤管1上，喷气管3的另一端为锥形的喷射口3.1，且位于喷煤管1的出液口1.1的下方；出液口1.1的夹角β≤10°，喷射口3.1的夹角20°≤α≤60°，当夹角太大时，径向流速将加快，混合、雾化效果将增强，但是对靠近出液口处、喷射口处和气化炉内炉砖的冲刷太大；当夹角太小时，轴线流速将加快，不利于混合、雾化；因此选择合适的夹角使煤浆与氧气混合、雾化效果好的同时，减轻对靠近出液口处、喷射口处和气化炉内炉砖的冲刷；出液口1.1的直径是喷煤管1的最大直径的0.25-0.6倍；出液口1.1与喷射口3.1之间的距离为20mm～80mm，此时的烧嘴为内混式结构，煤浆与氧气充分混合之后从喷射口3.1喷出到气化炉中；出液口1.1与喷射口3.1之间的距离为6mm～15mm，此时的烧嘴为外混式结构，煤浆与氧气从喷射口3.1喷出到气化炉中充分混合；在喷气管3的侧壁上方开设有氧气入口3.2；在喷气管3的外壁下方固定设有冷却装置4，用于通过冷却水冷却喷气管以及喷煤管，避免由于气化炉内温度过高，将其烧损，冷却装置4为盘管冷却器或者为夹套式冷却器。

在煤浆入口1.2内插设固定有异形的输送管5；输送管5位于喷煤管1内的一端为斜向切口5.1；斜向切口5.1与喷煤管1的内壁相对；输送管5包括相互连接的圆柱管段5.2和椭圆管段5.3；斜向切口5.1设置在椭圆管段5.3，圆柱管段5.2的直径是喷煤管1的最大直径的0.1-0.3倍；椭圆管段5.3的长径与圆柱管段5.2的直径相等；椭圆管段5.3的长径与短径的比为2：1～5：1；斜向切口5.1所在的平面与圆柱管段5.2的中心线的夹角δ≤35℃；保证煤浆能够厚度均匀的平铺在喷煤管1的内壁，并形成旋流。

出水管2的进水端位于输送管5的下方，出水管2的进水端与输送管5的下边缘之间的距离是喷煤管1的最大直径的0.1-0.2倍；出水管2底端的直径是喷煤管1的最大直径的0.1-0.2倍。

工作过程：煤浆依次经过输送管5的圆柱管段5.2、椭圆管段5.3后从斜向切口5.1排出到喷煤管1内，进入到喷煤管1内的煤浆沿着管壁形成旋流；同时从氧气入口3.2向喷气管3中输送氧气，在出液口1.1与喷射口3.1之间氧气与提浓后的煤浆充分混合、雾化，最后进入到气化炉中；在喷煤管1内煤浆旋流的过程中，部分水从煤浆中分离而出；水的重量较轻在底部氧气气体的作用下，沿着喷煤管1反向旋流从出水管2排出，质量重的煤浆继续沿着喷煤管1内壁向下旋流，水煤浆的浓度变化从煤浆入口1.2的58％(wt)变为出液口1.1的63％(wt)，从而实现了煤浆的提浓，进而提高了气化效率，并且保证了气化后的燃料用煤气或合成用煤气的品质；本实用新型不仅具有将煤浆和氧气的混合、雾化的功能，还实现了提浓煤浆的功能，功能多样化；本实用新型结构简单，易实现。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于煤气化的烧嘴，其特征在于，其包括喷煤管、出水管、喷气管和冷却装置；

所述喷煤管的底部为锥形的出液口；在所述喷煤管的顶部插设固定有所述出水管；

在所述喷煤管的侧壁上方开设有煤浆入口；

所述煤浆入口下方的所述喷煤管外侧套设有所述喷气管，所述喷气管的一端固定在所述喷煤管上，所述喷气管的另一端为锥形的喷射口，且位于所述喷煤管的出液口的下方；

在所述喷气管的侧壁上方开设有氧气入口；

在所述喷气管的外壁下方固定设有所述冷却装置。

2.根据权利要求1所述的一种用于煤气化的烧嘴，其特征在于，所述煤浆入口下方的所述喷煤管内的煤浆通道从所述煤浆入口至所述出液口逐渐变窄。

3.根据权利要求2所述的一种用于煤气化的烧嘴，其特征在于，在所述煤浆入口内插设固定有异形的输送管；所述输送管位于所述喷煤管内的一端为斜向切口；所述斜向切口与所述喷煤管的内壁相对。

4.根据权利要求3所述的一种用于煤气化的烧嘴，其特征在于，所述输送管包括相互连接的圆柱管段和椭圆管段；所述斜向切口设置在所述椭圆管段。

5.根据权利要求4所述的一种用于煤气化的烧嘴，其特征在于，所述圆柱管段的直径是所述喷煤管的最大直径的0.1-0.3倍；所述椭圆管段的长径与所述圆柱管段的直径相等；所述椭圆管段的长径与短径的比为2：1～5：1；所述斜向切口所在的平面与所述圆柱管段的中心线的夹角δ≤35℃。

6.根据权利要求3－5任一所述的一种用于煤气化的烧嘴，其特征在于，所述出水管的进水端位于所述输送管的下方，所述出水管的进水端与所述输送管的下边缘之间的距离是所述喷煤管的最大直径的0.1-0.2倍；所述出水管底端的直径是所述喷煤管的最大直径的0.1-0.2倍。

7.根据权利要求1所述的一种用于煤气化的烧嘴，其特征在于，所述出液口的夹角β≤10°，所述出液口的直径是所述喷煤管的最大直径的0.25-0.6倍；所述喷射口的夹角20°≤α≤60°。

8.根据权利要求1或7所述的一种用于煤气化的烧嘴，其特征在于，所述出液口与所述喷射口之间的距离为20mm～80mm。

9.根据权利要求1或7所述的一种用于煤气化的烧嘴，其特征在于，所述出液口与所述喷射口之间的距离为6mm～15mm。

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