CN219885996U - 一种具有外部吹扫保护的组合式烧嘴 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，属于煤化工技术领域，包括：本体和保护气通道，所述本体内部设置有氧化剂流道和粉煤流道，所述本体的外侧设置有第一安装法兰；所述保护气通道设置在所述第一安装法兰上，所述保护气通道具有朝向所述本体前端方向的出口；通过第一安装法兰将烧嘴安装在反应器上，氧化剂和粉煤分别经氧化剂流道和粉煤流道向反应器内输送，保护气通道朝向本体前端方向输送保护气体，对伸入反应器内部的烧嘴表面进行吹扫，能够预防表面附着粉煤或其燃烧产物，且能够通过气流对烧嘴表面进行降温；本实用新型提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，解决了现有技术中伸入反应器内部的烧嘴表面温度过高的问题。

Description

一种具有外部吹扫保护的组合式烧嘴

技术领域

本实用新型涉及煤化工技术领域，具体涉及一种具有外部吹扫保护的组合式烧嘴。

背景技术

煤气化是指把经过适当处理的煤(例如粉煤、焦炭颗粒、可燃物粉末等)送入反应器如气化炉内,在一定的煤气化技术工艺流程的温度和压力下,通过氧化剂(空气或氧气和蒸汽)以一定的方式转化成气体，得到合成气(如CO、H2、H2O、CO2等)的过程，通过煤气化生成的合成气可广泛用于各种化工行业中。在煤气化过程中，烧嘴是一种不可或缺的重要组成部分。

烧嘴需要部分伸入温度较高的反应器内，随着煤气化反应的进行，伸入反应器内部的烧嘴表面温度过高。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中伸入反应器内部的烧嘴表面温度过高的问题，从而提供一种具有外部吹扫保护的组合式烧嘴。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，包括：

本体，内部设置有氧化剂流道和粉煤流道，所述本体的外侧设置有第一安装法兰；

保护气通道，设置在所述第一安装法兰上，所述保护气通道具有朝向所述本体前端方向的出口。

可选地，所述保护气通道的出口沿所述本体周向在所述第一安装法兰上均匀设置有多个。

可选地，所述本体的头部具有向外延伸的氧化剂出口管和粉煤出口管，所述氧化剂出口管与所述氧化剂流道连通，所述粉煤出口管与所述粉煤流道连通。

可选地，所述粉煤出口管围绕所述氧化剂出口管的周向设置。

可选地，所述本体的头部套设有保护壳，所述保护壳与所述第一安装法兰之间具有间隔，所述氧化剂出口管和所述粉煤出口管分别伸入所述保护壳，并具有至少部分从所述保护壳的头部伸出。

可选地，所述保护壳的内部设置有冷却通道，所述冷却通道包括：

进入流道，所述进入流道从所述保护壳的尾部延伸至所述保护壳的头部，所述进入流道与所述第一安装法兰上设置的冷却管道连通；

盘绕流道，与所述进入流道连通，所述盘绕流道从所述保护壳的头部朝向所述保护壳的尾部盘绕延伸，冷却介质从所述进入流道进入所述保护壳的头部，然后沿所述盘绕流道从所述保护壳的头部朝向尾部螺旋流动。

可选地，所述本体包括：内壳和外壳，所述外壳同心套设在所述内壳的外部，所述氧化剂流道设置在所述内壳中，所述粉煤流道设置在所述内壳和外壳之间。

可选地，所述内壳的末端设置有与所述氧化剂流道连通的氧化剂入口管。

可选地，所述氧化剂入口管上具有第二安装法兰，所述外壳的末端具有第三安装法兰，所述第二安装法兰与所述第三安装法兰通过紧固件连接，两者之间设置有密封件。

可选地，所述外壳的末端设置有与所述粉煤流道连通的粉煤入口管。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，通过第一安装法兰将烧嘴安装在反应器上，烧嘴前端伸入反应器内部，氧化剂经氧化剂流道向反应器内输送，粉煤经粉煤流道向反应器内输送，设置在第一安装法兰内部的保护气通道朝向本体前端方向输送保护气体，对伸入反应器内部的烧嘴表面进行吹扫，能够预防表面附着粉煤或其燃烧产物，且能够通过气流对烧嘴表面进行降温，从而形成对伸入反应器内部的烧嘴表面进行保护，延长烧嘴无故障运行周期。本实用新型提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，解决了现有技术中伸入反应器内部的烧嘴表面温度过高的问题。

2.本实用新型提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，保护气通道的出口沿本体周向在第一安装法兰上均匀设置有多个，能够对烧嘴表面周向进行吹扫。

3.本实用新型提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，氧化剂经氧化剂流道输送至氧化剂出口管，粉煤经粉煤流道输送至粉煤出口管，通过氧化剂出口管和粉煤出口管输送至反应器内部。

4.本实用新型提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，粉煤出口管围绕氧化剂出口管的周向设置，有利于输出的粉煤和氧化剂接触混合。

5.本实用新型提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，通过本体头部设置的保护壳，防护烧嘴免受反应器内部高温、氧化、磨蚀工况介质损害；保护壳与第一安装法兰间隔设置，能够预防受热后本体与保护壳之间出现膨胀差而造成设备损伤，能够延长烧嘴无故障运行周期；氧化剂出口管和粉煤出口管分别从保护壳的头部伸出，氧化剂和粉煤在保护壳的外部进行混合，可有效预防近烧嘴的回流氧化反应，延长烧嘴无故障运行周期。

6.本实用新型提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，保护壳的内部设置有冷却通道，经第一安装法兰上的冷却管道将冷却介质从外部输送至冷却通道内，冷却介质通过进入流道从保护壳的尾部优先输送至保护壳的头部，再经过盘绕流道从保护壳的头部朝向尾部螺旋流动，以使工况最恶劣部位的温升优先得到限制，延长烧嘴无故障运行周期。

7.本实用新型提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，外壳同心套设在内壳的外部，内壳内部的空腔形成氧化剂流道，外壳与内壳之间的空腔形成粉煤流道，方便拆卸维修。

8.本实用新型提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，通过内壳末端设置的氧化剂入口管连接氧化剂输入设备，将氧化剂输送至内壳内部的氧化剂流道。

9.本实用新型提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，氧化剂入口管通过第二安装法兰与外壳末端的第三安装法兰配合安装，使氧化剂入口管与内管连通，方便拆装、检修维护，通过密封件对第二安装法兰与第三安装法兰之间的缝隙进行密封，避免氧化剂泄露。

10.本实用新型提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，外壳的末端设置粉煤入口管与粉煤输送设备连接，通过粉煤入口管向粉煤流道输送粉煤。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例中提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴的一种实施方式的示意图；

图2为图1中A部分放大示意图；

图3为图1中B部分放大示意图；

图4为图1的侧视示意图。

附图标记说明：

1、本体；2、氧化剂流道；3、粉煤流道；4、第一安装法兰；5、保护气通道；6、氧化剂出口管；7、粉煤出口管；8、保护壳；9、冷却通道；10、进入流道；11、盘绕流道；12、冷却管道；13、连接器；14、盘绕弯管；15、内壳；16、外壳；17、氧化剂入口管；18、热补偿装置；19、第二安装法兰；20、第三安装法兰；21、密封件；22、粉煤入口管。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例提供一种能够对降低烧嘴表面温度的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，用于向反应器内部输送粉煤和氧化剂。

如图1、图2所示，为本实施例提供的一种具有外部吹扫保护的组合式烧嘴的具体实施方式，包括：本体1和保护气通道5，所述本体1内部设置有氧化剂流道2和粉煤流道3，所述本体1的外侧设置有第一安装法兰4；所述保护气通道5设置在所述第一安装法兰4上，所述保护气通道5具有朝向所述本体1前端方向的出口。

在使用时，通过所述第一安装法兰4将烧嘴安装在反应器上，烧嘴前端伸入反应器内部，氧化剂经所述氧化剂流道2向反应器内输送，粉煤经所述粉煤流道3向反应器内输送，设置在所述第一安装法兰4内部的所述保护气通道5朝向所述本体1前端方向输送保护气体，对伸入反应器内部的烧嘴表面进行吹扫，能够预防表面附着粉煤或其燃烧产物，且能够通过气流对烧嘴表面进行降温，从而形成对伸入反应器内部的烧嘴表面进行保护，延长烧嘴无故障运行周期。本实施例提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，解决了现有技术中伸入反应器内部的烧嘴表面温度过高的问题。

具体的，所述本体1优选耐磨、耐蚀、耐温合金材质，以保证固定床工况介质条件下的强度、耐磨性和综合耐受性。所述保护气通道5内输送的保护气体优选氮气、二氧化碳等惰性保护气体，利用高流速惰性保护气体保护烧嘴前端免受高温、氧化物的损害。

如图2所示，本实施例提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴中，所述保护气通道5的出口沿所述本体1周向在所述第一安装法兰4上均匀设置有多个。所述保护气通道5的出口沿所述本体1周向在所述第一安装法兰4上均匀设置有多个，能够对烧嘴表面周向进行吹扫。

如图1、图3所示，本实施例提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴中，所述本体1的头部具有向外延伸的氧化剂出口管6和粉煤出口管7，所述氧化剂出口管6与所述氧化剂流道2连通，所述粉煤出口管7与所述粉煤流道3连通。氧化剂经所述氧化剂流道2输送至所述氧化剂出口管6，粉煤经所述粉煤流道3输送至所述粉煤出口管7，通过所述氧化剂出口管6和所述粉煤出口管7输送至反应器内部。具体的，所述氧化剂出口管6和所述粉煤出口管7优选镍铬铁合金材质并进行硬化处理；所述氧化剂流道2和所述粉煤流道3内具有的渐缩段，实现氧化剂和粉煤气流加速，所述氧化剂出口管6和所述粉煤出口管7的出口的扩口结构，实现气流组织分散射出，有利于氧化剂和粉煤的混合；所述渐缩段与所述扩口结构配合，使氧化剂和粉煤的出射速度控制在所需范围内，在使烧嘴出口端的气流回旋区远离烧嘴前端的同时，又不会太远而导致烧壁。在所述粉煤出口管7的内侧壁上设置防磨层，所述防磨层优选金属陶瓷材质，以有效承受粉煤高速流动造成的磨损并具有较好的自润性减少摩擦阻力。

如图4所示，本实施例提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴中，所述粉煤出口管7围绕所述氧化剂出口管6的周向设置。所述粉煤出口管7围绕所述氧化剂出口管6的周向设置，有利于输出的粉煤和氧化剂接触混合。具体的，所述氧化剂出口管6位于所述本体1的中心处，所述粉煤出口管7具有至少三个，多个所述粉煤出口管7围绕所述氧化剂出口管6均匀设置。使粉煤与氧化剂按同轴平行喷射，有效控制煤粉与氧化剂的混合燃烧区域，保证充分混合进行氧化反应的同时防止与炉墙近距离氧化反应而“沿壁”、“烧壁”；当高流速的粉煤对所述粉煤出口管7造成严重磨损时，可以只对所述粉煤出口管7进行更换，降低成本。另外，作为一种可替换实施方式，所述粉煤出口管7也可以是和所述氧化剂出口管6同心圆设置的环形结构。

如图1所示，本实施例提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴中，所述本体1的头部套设有保护壳8，所述保护壳8与所述第一安装法兰4之间具有间隔，所述氧化剂出口管6和所述粉煤出口管7分别伸入所述保护壳8，并具有至少部分从所述保护壳8的头部伸出。通过所述本体1头部设置的所述保护壳8，防护烧嘴免受反应器内部高温、氧化、磨蚀工况介质损害；所述保护壳8与所述第一安装法兰4间隔设置，能够预防受热后所述本体1与所述保护壳8之间出现膨胀差而造成设备损伤，能够延长烧嘴无故障运行周期；所述氧化剂出口管6和所述粉煤出口管7分别从所述保护壳8的头部伸出，氧化剂和粉煤在所述保护壳8的外部进行混合，可有效预防近烧嘴的回流氧化反应，延长烧嘴无故障运行周期。具体的，所述保护壳8采用热导率高的铜或铜合金铸造制成，能够防护所述本体1的头部免受反应器内部高温、氧化、磨蚀工况介质损害。所述保护壳8前端与反应器内部高温介质接触部位，优选熔焊复合耐温耐蚀镍合金保护层，对所述保护壳8进行高温、磨蚀、氧化等危害的表面防护，相互配合保证工况下所述保护壳8的耐受能力。所述保护壳8和所述粉煤出口管7之间铸造密合，以保证所述保护壳8和所述粉煤出口管7之间的热传导，改善所述粉煤出口管7的工况条件。

如图1所示，本实施例提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴中，所述保护壳8的内部设置有冷却通道9，所述冷却通道9包括：进入流道10和盘绕流道11；所述进入流道10从所述保护壳8的尾部延伸至所述保护壳8的头部，所述进入流道10与所述第一安装法兰4上设置的冷却管道12连通；所述盘绕流道11与所述进入流道10连通，所述盘绕流道11从所述保护壳8的头部朝向所述保护壳8的尾部盘绕延伸，冷却介质从所述进入流道10进入所述保护壳8的头部，然后沿所述盘绕流道11从所述保护壳8的头部朝向尾部螺旋流动。经所述第一安装法兰4上的所述冷却管道12将冷却介质从外部输送至所述冷却通道9内，冷却介质通过所述进入流道10从所述保护壳8的尾部优先输送至所述保护壳8的头部，再经过所述盘绕流道11从所述保护壳8的头部朝向尾部螺旋流动，以使工况最恶劣部位的温升优先得到限制，延长烧嘴无故障运行周期。具体的，所述冷却管道12与所述冷却通道9通过连接器13连接。另外，作为一种可替换实施方式，所述盘绕流道11可省略，在所述保护壳8内部设置与所述本体1同心的环形空腔，通过所述进入流道10将冷却介质输送至所述保护壳8的头部，从所述保护壳8的头部输送进所述环形空腔，再从所述保护壳8的尾部输出。

如图1所示，本实施例提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴中，所述冷却管道12在所述第一安装法兰4与所述保护壳8之间的间隔处设置有膨胀补偿结构。所述膨胀补偿结构能够对所述外壳16与所述冷却通道9的膨胀差进行补偿，能够延长烧嘴无故障运行周期。具体的，所述膨胀补偿结构包括：盘绕弯管14，通过所述盘绕弯管14的可拉伸压缩性进行膨胀补偿。另外，作为一种可替换实施方式，所述盘绕弯管14可以省略，可以通过在所述冷却管道12上设置波纹管等其他方式进行膨胀补偿。

如图1所示，本实施例提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴中，所述本体1包括：内壳15和外壳16，所述外壳16同心套设在所述内壳15的外部，所述氧化剂流道2设置在所述内壳15中，所述粉煤流道3设置在所述内壳15和外壳16之间。外壳16同心套设在内壳15的外部，内壳15内部的空腔形成氧化剂流道2，外壳16与内壳15之间的空腔形成粉煤流道3，方便拆卸维修。

如图1所示，本实施例提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴中，所述内壳15的末端设置有与所述氧化剂流道2连通的氧化剂入口管17。通过所述内壳15末端设置的所述氧化剂入口管17连接氧化剂输入设备，将氧化剂输送至所述内壳15内部的所述氧化剂流道2。具体的，所述内壳15的末端设置有与所述氧化剂入口管17相配合的热补偿装置18，能够对所述内壳15与所述外壳16之间的膨胀差进行补偿，避免因补偿差而造成所述内壳15与所述外壳16的损伤，能够延长烧嘴无故障运行周期。通过所述热补偿装置18对所述内壳15的预压力，使所述氧化剂出口管6与所述保护壳8进行金属硬密封。

如图1所示，本实施例提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴中，所述氧化剂入口管17上具有第二安装法兰19，所述外壳16的末端具有第三安装法兰20，所述第二安装法兰19与所述第三安装法兰20通过紧固件连接，两者之间设置有密封件21。所述氧化剂入口管17通过所述第二安装法兰19与所述外壳16末端的所述第三安装法兰20配合安装，使所述氧化剂入口管17与所述内管连通，方便拆装、检修维护，通过所述密封件21对所述第二安装法兰19与所述第三安装法兰20之间的缝隙进行密封，避免氧化剂泄露。

如图1所示，本实施例提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴中，所述外壳16的末端设置有与所述粉煤流道3连通的粉煤入口管22。所述外壳16的末端设置所述粉煤入口管22与粉煤输送设备连接，通过所述粉煤入口管22向粉煤流道3输送粉煤。具体的，所述粉煤优选氮气、二氧化碳等惰性保护气体进行输送。

使用方法

如图1所示，本实施例提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，在使用时，通过所述第一安装法兰4将烧嘴安装在反应器上，烧嘴前端伸入反应器内部，氧化剂经所述氧化剂入口管17输送至所述氧化剂流道2，经所述氧化剂流道2连通的所述氧化剂出口管6向反应器内输送，粉煤经所述粉煤入口管22输送至所述粉煤流道3，经与所述粉煤流道3连通的所述粉煤出口管7向反应器内输送，氧化剂与粉煤在反应器内部混合进行煤气化反应，所述保护壳8与其内部的所述冷却通道9对烧嘴伸入反应器的前端提供保护，设置在第一安装法兰4内部的保护气通道5朝向本体1前端方向输送保护气体，对伸入反应器内部的烧嘴表面进行吹扫保护，防表面附着粉煤或其燃烧产物，且能够通过气流对烧嘴表面进行降温，从而形成对伸入反应器内部的烧嘴表面进行保护。本实施例提供的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，解决了现有技术中伸入反应器内部的烧嘴表面温度过高的问题，延长烧嘴的无故障运行周期。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，其特征在于，包括：

本体(1)，内部设置有氧化剂流道(2)和粉煤流道(3)，所述本体(1)的外侧设置有第一安装法兰(4)；

保护气通道(5)，设置在所述第一安装法兰(4)上，所述保护气通道(5)具有朝向所述本体(1)前端方向的出口。

2.根据权利要求1所述的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，其特征在于，所述保护气通道(5)的出口沿所述本体(1)周向在所述第一安装法兰(4)上均匀设置有多个。

3.根据权利要求1所述的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，其特征在于，所述本体(1)的头部具有向外延伸的氧化剂出口管(6)和粉煤出口管(7)，所述氧化剂出口管(6)与所述氧化剂流道(2)连通，所述粉煤出口管(7)与所述粉煤流道(3)连通。

4.根据权利要求3所述的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，其特征在于，所述粉煤出口管(7)围绕所述氧化剂出口管(6)的周向设置。

5.根据权利要求3所述的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，其特征在于，所述本体(1)的头部套设有保护壳(8)，所述保护壳(8)与所述第一安装法兰(4)之间具有间隔，所述氧化剂出口管(6)和所述粉煤出口管(7)分别伸入所述保护壳(8)，并具有至少部分从所述保护壳(8)的头部伸出。

6.根据权利要求5所述的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，其特征在于，所述保护壳(8)的内部设置有冷却通道(9)，所述冷却通道(9)包括：

进入流道(10)，所述进入流道(10)从所述保护壳(8)的尾部延伸至所述保护壳(8)的头部，所述进入流道(10)与所述第一安装法兰(4)上设置的冷却管道(12)连通；

盘绕流道(11)，与所述进入流道(10)连通，所述盘绕流道(11)从所述保护壳(8)的头部朝向所述保护壳(8)的尾部盘绕延伸，冷却介质从所述进入流道(10)进入所述保护壳(8)的头部，然后沿所述盘绕流道(11)从所述保护壳(8)的头部朝向尾部螺旋流动。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，其特征在于，所述本体(1)包括：内壳(15)和外壳(16)，所述外壳(16)同心套设在所述内壳(15)的外部，所述氧化剂流道(2)设置在所述内壳(15)中，所述粉煤流道(3)设置在所述内壳(15)和外壳(16)之间。

8.根据权利要求7所述的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，其特征在于，所述内壳(15)的末端设置有与所述氧化剂流道(2)连通的氧化剂入口管(17)。

9.根据权利要求8所述的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，其特征在于，所述氧化剂入口管(17)上具有第二安装法兰(19)，所述外壳(16)的末端具有第三安装法兰(20)，所述第二安装法兰(19)与所述第三安装法兰(20)通过紧固件连接，两者之间设置有密封件(21)。

10.根据权利要求7所述的具有外部吹扫保护的组合式烧嘴，其特征在于，所述外壳(16)的末端设置有与所述粉煤流道(3)连通的粉煤入口管(22)。