本發明專利技術提供了一種噴嘴，由外向內包括同軸設置的水夾套、干煤粉通道、環隙氧通道、水煤漿通道和中心氧通道；其中，所述干煤粉通道、所述環隙氧通道、所述水煤漿通道和所述中心氧通道的端口到噴嘴出口的距離依次增加。本發明專利技術還提供了包括該噴嘴的氣化爐，以及利用該氣化爐實施的氣化方法。施的氣化方法。施的氣化方法。
【技術實現步驟摘要】
干濕物料混合進料的噴嘴和包含其的氣化爐及氣化方法
[0001]本專利技術屬于煤氣化爐燃燒
，涉及一種干濕物料混合進料的噴嘴和包含其的氣化爐及氣化方法，尤其涉及一種大型化干濕物料混合多點進料的可燃物氣化和熱量回收裝置及其系統方法。
技術介紹
[0002]煤氣化是采用空氣、富氧空氣、水蒸氣和氧氣等作為氣化劑，煤基燃料在一定的壓力與溫度下與氣化劑發生不完全燃燒反應(氣化反應)，生成氫氣和一氧化碳為主的粗煤氣。
[0003]目前國內已經成功實現工業化的煤氣化工藝有數十種之多。就實際應用來看，應用最廣泛的應屬氣流床氣化工藝，該工藝將磨煤加工后的煤粒以煤漿或煤粉的型式與氣化劑一起噴入氣化爐，在燃料氣化過程中產生的煤氣夾帶熔渣并流在冷卻室內經分離后出氣化爐。根據進入氣化爐的煤粒形態，煤氣化工藝分為水煤漿氣化工藝和粉煤氣化工藝。其中，水煤漿氣化工藝相比于粉煤氣化工藝，具有氣化爐結構簡單、對原料適應性強、氣化生產氣純度高、碳轉化率高等優點。因此，水煤漿氣化工藝越來越受到生產商的青睞。
[0004]水煤漿氣化工藝的代表有Texaco煤氣化，華理四噴嘴煤氣化等。由于Texaco煤氣化的氣化燒嘴壽命較短，一般使用2個月后需停車進行檢查、維修或更換噴嘴，此外，Texaco煤氣化受氣化爐耐火襯里的限制，只能使用氣化低灰熔點的煤。華理四噴嘴煤氣化工藝受限于工藝燒嘴的結構限制，燒嘴經常出現損毀的現象，造成燒嘴偏噴，加速耐火磚磨蝕。
[0005]此外，煤氣化回收高溫煤氣顯熱工藝包括：激冷流程和廢鍋流程。其中激冷工藝最為常用，可以將氣化室出來的高溫煤氣從1300攝氏度左右激冷到300攝氏度以下，設備結構簡單，投資省，但是能量回收效率低。輻射廢鍋可以將高溫煤氣從1300攝氏度冷卻至700攝氏度左右，然而現有的輻射廢鍋裝置存在換熱面積和換熱效率低，出現堵渣等問題，因此需要進一步改進。
技術實現思路
[0006]本專利技術的目的是針對現有技術的缺陷，提供了一種干濕物料混合進料的噴嘴和包含其的氣化爐及氣化方法。
[0007]本專利技術通過如下技術方案實現了上述目的：
[0008]一種噴嘴，由外向內包括同軸設置的水夾套、干煤粉通道、環隙氧通道、水煤漿通道和中心氧通道；其中，所述干煤粉通道、所述環隙氧通道、所述水煤漿通道和所述中心氧通道的端口到噴嘴出口的距離依次增加。
[0009]可選地，所述噴嘴的出口設有導流旋流片。
[0010]一種氣化爐，包括多個噴嘴、氣化室、冷卻室和渣池，所述噴嘴為上述的噴嘴。
[0011]可選地，，所述噴嘴設置在所述氣化室的頂蓋且與頂蓋垂直。
[0012]可選地，，所述噴嘴的分布圓圓心在所述氣化室的軸線上，且所述噴嘴的分布圓直
徑和所述氣化室直徑的比為黃金比；其中，所述噴嘴與所述噴嘴分布圓的切線夾角為2
?5°
。
[0013]可選地，，所述冷卻室設有輻射廢鍋，所述輻射廢鍋包括分布環、換熱單元和收集環，其中，所述換熱單元由換熱板構成。
[0014]可選地，，所述輻射廢鍋為單筒體輻射廢鍋，所述換熱單元由長換熱板和短換熱板相間構成，突出的長換熱板形成水冷屏。
[0015]可選地，，所述輻射廢鍋為雙筒體輻射廢鍋，包括內輻射廢鍋和外輻射廢鍋；所述內輻射廢鍋的直徑小于所述外輻射廢鍋的直徑，二者之間形成折流通道；其中內輻射廢鍋的換熱單元由長換熱板和短換熱板相間構成，突出的長換熱板形成水冷屏。
[0016]一種氣化方法，采用上述的氣化爐，包括：
[0017](1)通過噴嘴將干煤粉、水煤漿、氧氣噴入氣化爐，在氣化室發生氣化反應；
[0018](2)所述氣化反應生成的高溫粗煤氣和熔渣進入冷卻室和渣池；
[0019](3)經冷卻后的粗煤氣離開冷卻室進入下一工序；
[0020]其中，所述氣化爐內的壓力為3.0～7.0MPa，所述氣化室內的燃燒溫度為1500℃～1750℃。
[0021]可選地，，所述水煤漿的濃度為60％wt～65％wt；所述干煤粉中90％顆粒粒徑≤150μm，優選為85％顆粒粒徑≤74μm。
[0022]本專利技術的技術方案具有如下的有益效果：
[0023](1)本專利技術的噴嘴是一種全新型多通道結構型式的噴嘴，可以同時以定量配比的方式噴入煤粉和水煤漿；水煤漿通過噴嘴霧化，同時惰性氣送入煤粉，兩者使煤粒均勻的分散在氣化劑上；
[0024](2)本專利技術的氣化爐結合水煤漿氣化和粉煤氣化工藝的優點，具有煤種適應性廣的優勢，無煙煤、煙煤、褐煤均可氣化；
[0025](3)本專利技術通過將所述干煤粉通道、所述環隙氧通道、所述水煤漿通道和所述中心氧通道的端口到噴嘴出口的距離設置為依次增加，既可以避免局部過氧導致的局部超溫工況，又可以避免局部欠氧導致的碳損失，保證了水煤漿與氧氣充分混合，氣化效果達到最優；
[0026](4)本專利技術的氣化爐中，在煤氣化負荷較小時，設置一個多通道噴嘴，位于氣化爐頂部中間，所述噴嘴方向與氣化室的軸線重合，噴入的氣化物料與點火噴嘴噴入的高溫氣流和脈沖火花充分混合，優化燃燒。
[0027]在煤氣化負荷較大時(投煤量超過1500噸/天)，設置多個多通道噴嘴通過將所述噴嘴的分布圓圓心與所述氣化室的軸線重合，且所述噴嘴的分布圓直徑和所述氣化室直徑的比為黃金比，不僅極大的提高了生產負荷和氣化強度，也可以避免噴嘴各自產生的高溫區的互相干擾，延長噴嘴的使用壽命，提高生產能力；
[0028](5)本專利技術在有多個噴嘴工況下，通過將所述噴嘴與所述噴嘴分布圓的切線夾角控制為2
?5°
，可以使粗煤氣產生切向速度矢量，從而在氣化室內產生旋轉氣流，促進熔渣掛渣；
[0029](6)本專利技術的氣化爐中，通過將廢熱鍋中的換熱管替換為換熱板(優選為鼓泡板)，可以節省材料降低成本，提高熱回收效率；
[0030](7)本專利技術的氣化爐中，通過采用由短換熱板和長換熱板相間設置輻射廢鍋，使凸
出的長換熱板形成水冷屏，可以在避免結渣的情況下充分利用輻射廢鍋的空間，強化傳熱。
附圖說明
[0031]通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本專利技術的限制。
[0032]圖1為本專利技術燒嘴的結構示意圖；
[0033]圖2為本專利技術一個實施例的氣化爐結構示意圖；
[0034]圖3為本專利技術又一個實施例的氣化爐結構示意圖；
[0035]圖4為本專利技術的多噴嘴在氣化爐頂部的分布示意圖；
[0036]圖5為本專利技術氣化爐中單筒體輻射廢鍋的縱剖面結構示意圖；
[0037]圖6為本專利技術氣化爐中單筒體輻射廢鍋的橫截面結構示意圖；
[0038]圖7為本專利技術氣化爐中雙筒體輻射廢鍋的縱剖面結構示意圖；
[0039]圖8為本專利技術氣化爐中雙筒體輻射廢鍋的橫截面結構示意圖；
[0040]圖9為本專利技術的單噴嘴在本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種噴嘴，其特征在于，由外向內包括同軸設置的水夾套、干煤粉通道、環隙氧通道、水煤漿通道和中心氧通道；其中，所述干煤粉通道、所述環隙氧通道、所述水煤漿通道和所述中心氧通道的端口到噴嘴出口的距離依次增加。2.根據權利要求1所述的噴嘴，其特征在于，所述噴嘴的出口設有導流旋流片。3.一種氣化爐，包括多個噴嘴、氣化室、冷卻室和渣池，其特征在于，所述噴嘴為權利要求1或2所述的噴嘴。4.根據權利要求3所述的氣化爐，其特征在于，所述噴嘴設置在所述氣化室的頂蓋且與頂蓋垂直。5.根據權利要求4所述的氣化爐，其特征在于，所述噴嘴的分布圓圓心在所述氣化室的軸線上，且所述噴嘴的分布圓直徑和所述氣化室直徑的比為黃金比；其中，所述噴嘴與所述噴嘴分布圓的切線夾角為2
?5°
。6.根據權利要求3所述的氣化爐，其特征在于，所述冷卻室設有輻射廢鍋，所述輻射廢鍋包括分布環、換熱單元和收集環，其中，所述換熱單元由換熱板構成。7.根據權利要求6所述的氣化爐，其特征在于，所述輻射廢鍋為...
【專利技術屬性】
技術研發人員：齊俊嶺，黃銳，王丹，
申請(專利權)人：楊建平，
類型：發明
國別省市：
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