本發(fā)明主要涉及一種噴嘴結(jié)構(gòu)，尤其是適用于氣化爐的氣化噴嘴。

背景技術(shù)：

在氣化爐的煤粉氣化工藝過(guò)程中，氣化爐的噴嘴/燒嘴結(jié)構(gòu)至關(guān)重要，決定了煤粉的進(jìn)料均勻性、煤粉與氧氣的混合均勻性等，進(jìn)而對(duì)于氣化反應(yīng)速率、反應(yīng)時(shí)間以及碳轉(zhuǎn)化率等影響至深。

現(xiàn)有技術(shù)中的噴嘴常采用多級(jí)分配器以實(shí)現(xiàn)進(jìn)料的均勻分配，增加流體動(dòng)能。例如中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)CN 1903998 B中公開(kāi)了一種典型結(jié)構(gòu)的氣化器注射器，參見(jiàn)圖1，該氣化器注射器采用兩級(jí)分配器22將主流煤粉分配至多個(gè)支管26。兩級(jí)分配器22包括主腔室38和多個(gè)二級(jí)腔室46，主腔室內(nèi)置有錐體形狀的一級(jí)流體分離器42，二級(jí)腔室46內(nèi)置有二級(jí)流體分離器50。在應(yīng)用于氣化爐時(shí)，主流煤粉將撞擊錐形的一級(jí)流體分離器42并進(jìn)入錐底的六個(gè)支管，從而均勻分配至六個(gè)二級(jí)腔室46內(nèi)，再?gòu)牧鶄€(gè)二級(jí)腔室46的末端通過(guò)二級(jí)流體分離器50均勻分配至三十六個(gè)支管26中。

此類(lèi)多級(jí)分配器的結(jié)構(gòu)中，結(jié)構(gòu)體型大，支管的安裝和加工十分復(fù)雜，而且流體分配的均勻程度也不高，從三十六個(gè)支管26中流出的流體流速不均地直接進(jìn)入爐體內(nèi)腔的頂部，還容易產(chǎn)生返混流，嚴(yán)重影響反應(yīng)速率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷或不足，本發(fā)明提供了一種氣化噴嘴和氣化反應(yīng)器，該氣化噴嘴的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體型小、加工方便，能夠有效改善料流的分散性與均勻分配程度以提高氣化反應(yīng)器的反應(yīng)速率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種氣化噴嘴，該氣化噴嘴包括連接法蘭、料流輸送管接頭和料流分布器，所述連接法蘭的底部安裝于氣化反應(yīng)器上，所述連接法蘭的頂面開(kāi)設(shè)有多個(gè)用作噴嘴支管且彼此間隔分布的上下貫通孔，所述料流分布器安裝在所述連接法蘭的頂面上并包括具有內(nèi)筒腔的筒體，所述內(nèi)筒腔的頂面入口的面積小于底面出口的面積，使得從所述頂面入口進(jìn)入的料流能夠從所述底面出口分散流出，所述頂面入口連接所述料流輸送管接頭，所述底面出口對(duì)接于多個(gè)所述噴嘴支管，從所述底面出口分散流出的料流能夠通過(guò)多個(gè)所述噴嘴支管進(jìn)入所述氣化反應(yīng)器內(nèi)。

優(yōu)選地，該氣化噴嘴還包括預(yù)混氣化劑管，所述料流分布器的所述內(nèi)筒腔的底部形成有預(yù)混腔室，所述預(yù)混氣化劑管插入所述預(yù)混腔室中，使得由所述預(yù)混氣化劑管通入的氣化劑與從所述底面出口分散流出的所述料流在所述預(yù)混腔室內(nèi)混合并通過(guò)多個(gè)所述噴嘴支管進(jìn)入所述氣化反應(yīng)器內(nèi)。

優(yōu)選地，所述料流分布器為包括作為所述筒體的錐筒、多孔托板和多個(gè)球體的多孔分布器，所述多孔托板設(shè)置在所述錐筒的錐筒腔內(nèi)的底部且該多孔托板上布滿(mǎn)過(guò)孔，多個(gè)所述球體堆疊于所述多孔托板上方的所述錐筒腔中，使得從所述錐筒腔的頂錐面入口進(jìn)入的料流能夠穿過(guò)所述球體之間的球體間隙和所述過(guò)孔并從所述錐筒腔的底錐面出口下落。

優(yōu)選地，所述預(yù)混腔室形成在所述多孔托板與所述連接法蘭的頂面之間，所述預(yù)混氣化劑管沿所述錐筒腔的內(nèi)周壁的切線(xiàn)方向插入所述預(yù)混腔室中，使得通入的氣化劑與所述料流能夠在所述預(yù)混腔室內(nèi)混合成旋流。

優(yōu)選地，所述球體為瓷球，所述瓷球分層疊置且布滿(mǎn)于所述多孔托板上方的所述錐筒腔中。

優(yōu)選地，該氣化噴嘴還包括安裝于所述連接法蘭上的固定封頭，該固定封頭環(huán)繞所述筒體設(shè)置并將該筒體固定于所述連接法蘭的頂面上。

優(yōu)選地，所述固定封頭與所述筒體的外周壁之間形成有環(huán)繞該外周壁的 充壓腔室，該充壓腔室連接有充壓管。

優(yōu)選地，所述充壓管與所述氣化反應(yīng)器的尾氣排風(fēng)管相連。

優(yōu)選地，該氣化噴嘴還包括主氣化劑管接頭，所述連接法蘭內(nèi)形成有氣化劑通道，該氣化劑通道包括與所述主氣化劑管接頭相連的氣化劑入口和形成在所述連接法蘭的底面上的多個(gè)氣化劑出口，所述噴嘴支管在所述連接法蘭的底面上形成有料流出口，所述氣化劑出口與所述料流出口間隔設(shè)置并使得所述氣化劑出口流出的氣化劑流與所述料流出口流出的料流能夠在所述氣化反應(yīng)器內(nèi)形成對(duì)撞混合。

優(yōu)選地，在所述連接法蘭的底面上，每個(gè)所述料流出口對(duì)應(yīng)于至少一對(duì)所述氣化劑出口，每對(duì)所述氣化劑出口中的兩個(gè)所述氣化劑出口對(duì)稱(chēng)布置在所述料流出口的兩側(cè)，從每個(gè)所述氣化劑出口流出的所述氣化劑流均傾斜向下地朝向從所述料流出口流出的料流。

優(yōu)選地，所述氣化劑通道包括依次連通的周向氣道、徑向氣道和傾斜氣道，所述周向氣道形成在所述連接法蘭的外周緣部?jī)?nèi)并與所述主氣化劑管接頭相連，所述徑向氣道從所述周向氣道徑向向內(nèi)延伸，所述傾斜氣道從所述徑向氣道傾斜向下地延伸至所述氣化劑出口。

優(yōu)選地，沿所述連接法蘭的由外至內(nèi)的徑向上，所述徑向氣道的橫截面的面積逐漸減小。

優(yōu)選地，所述噴嘴支管在所述連接法蘭的頂面上形成有料流入口，所述料流入口在所述頂面上呈同心圓陣列排布，在該同心圓陣列中，各個(gè)同心圓上均設(shè)有沿周向彼此間隔且沿徑向?qū)R的多個(gè)所述料流入口，以形成沿徑向的多排料流入口隊(duì)列，每排所述料流入口隊(duì)列的兩側(cè)分別對(duì)稱(chēng)地設(shè)置有所述徑向氣道。

優(yōu)選地，所述周向氣道包括沿周向間隔排布且彼此獨(dú)立的多段圓弧氣道，每段所述圓弧氣道均連接有所述主氣化劑管接頭，每段所述圓弧氣道均 連接有多排所述徑向氣道。

優(yōu)選地，該氣化噴嘴還包括冷卻介質(zhì)入口接頭和冷卻介質(zhì)出口接頭，所述氣化劑通道形成在所述連接法蘭的底部，所述連接法蘭的頂部?jī)?nèi)還形成有連通所述冷卻介質(zhì)出口接頭與所述冷卻介質(zhì)入口接頭的冷卻介質(zhì)通道，該冷卻介質(zhì)通道包括多排徑向通道以及呈同心圓陣列形狀排布的多道圓弧通道，所述徑向通道徑向連通各道所述圓弧通道；

其中，多道圓弧通道排布成的同心圓陣列與所述料流入口排布成的同心圓陣列在徑向上彼此錯(cuò)開(kāi)，多排所述徑向通道與多排所述料流入口隊(duì)列沿周向彼此錯(cuò)開(kāi)。

優(yōu)選地，所述圓弧通道包括最內(nèi)道圓弧通道和環(huán)繞該最內(nèi)道圓弧通道的外道圓弧通道，所述外道圓弧通道包括相互分隔且獨(dú)立的第一圓弧段通道和第二圓弧段通道，所述第一圓弧段通道靠近且連通所述冷卻介質(zhì)入口接頭，所述第二圓弧段通道靠近且連通所述冷卻介質(zhì)出口接頭，所述最內(nèi)道圓弧通道為完整圓弧通道以連通所述冷卻介質(zhì)入口接頭和冷卻介質(zhì)出口接頭。

此外，本發(fā)明還提供了一種氣化反應(yīng)器，該氣化反應(yīng)器包括上述的氣化噴嘴。

其中，根據(jù)本發(fā)明的多孔分布器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，僅包括錐筒，錐筒內(nèi)設(shè)置多孔托板，多孔托板上堆疊多個(gè)球體，使得從頂錐面入口進(jìn)入的料流能夠穿過(guò)的球體間隙和多孔托板的過(guò)孔并最終從底錐面出口下落，由此，料流通過(guò)球體間隙得到充分分散，并能夠通過(guò)多孔托板均勻下落。在應(yīng)用于氣化噴嘴時(shí)，結(jié)合內(nèi)設(shè)多個(gè)噴嘴支管的連接法蘭，可取代多級(jí)分配器，使得噴嘴的體型更小，噴嘴易于加工和裝配。進(jìn)一步地，還可在多孔托板與連接法蘭之間形成預(yù)混腔室，在通入氣化劑的情況下，使得料流與氣化劑預(yù)混合均勻，形成旋流，從而更均勻地從連接法蘭內(nèi)的多個(gè)噴嘴支管流入氣化爐內(nèi)。連接法蘭內(nèi)還可設(shè)置氣化劑通道以與主氣化劑管接頭相連，使得氣化劑通道中的氣化劑 從出口流出并與噴嘴支管流出的料流在氣化爐內(nèi)發(fā)生對(duì)撞混合，更徹底分散，可形成平推流，實(shí)現(xiàn)快速傳質(zhì)傳熱并完成氣化反應(yīng)，提高反應(yīng)速率。

本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

附圖是用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說(shuō)明書(shū)的一部分，與下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中：

圖1為根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中的一種多級(jí)分配器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的具有多孔分布器的氣化噴嘴及其安裝結(jié)構(gòu)的立體示意圖；

圖3為圖2所示的氣化噴嘴及其安裝結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖4為圖3中的C-C剖視圖；

圖5為圖2所示的氣化噴嘴及其安裝結(jié)構(gòu)的主視圖；

圖6為圖5中的D-D平面視圖；

圖7為圖5中的E-E剖視圖；

圖8為圖7中的J-J剖視圖；

圖9為圖5中的F-F剖視圖；

圖10為圖9中的I-I局部剖視圖；

圖11為圖9中的K-K局部剖視圖。

本發(fā)明的附圖標(biāo)記說(shuō)明

1 連接法蘭 2 錐筒

3 料流輸送管接頭 4 固定封頭

5 預(yù)混氣化劑管 6 主氣化劑管接頭

7 冷卻介質(zhì)入口接頭 8 冷卻介質(zhì)出口接頭

11 噴嘴支管 12 周向氣道

13 徑向氣道 14 傾斜氣道

15 徑向通道 16 圓弧通道

21 多孔托板 22 球體

100 氣化反應(yīng)器 110 料流入口

111 料流出口 141 氣化劑出口

A 預(yù)混腔室 B 充壓腔室

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說(shuō)明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

在發(fā)明中，在未作相反說(shuō)明的情況下，使用的方位詞如“上、下、頂、底”通常是針對(duì)附圖所示的方向而言的或者是針對(duì)豎直、垂直或重力方向上而言的各部件相互位置關(guān)系描述用詞；“內(nèi)、外”以及“徑向、軸向”都是相對(duì)于連接法蘭1的中心而言的。

如圖2所示，本發(fā)明首先提供了一種用于氣化反應(yīng)器100上的氣化噴嘴，該噴嘴通過(guò)料流輸送管接頭3輸入料流，料流進(jìn)入氣化反應(yīng)器100(例如反應(yīng)爐)的爐腔內(nèi)并與氣化劑(例如氧氣)完成氣化反應(yīng)。本發(fā)明所稱(chēng)的料流指由碳質(zhì)材料制成的物料流，例如褐煤制成的干煤粉或水煤漿，碳質(zhì)材料可包括：煤、煤直接液化殘?jiān)?、重質(zhì)渣油、生物質(zhì)、市政固體垃圾等可被氣化的含碳物質(zhì)。

在本實(shí)施方式中，該氣化噴嘴內(nèi)包含了作為料流分布器的一種新型多孔分布器，如圖4所示，該多孔分布器包括頂端開(kāi)口的錐筒2、多孔托板21 和多個(gè)球體22，錐筒2內(nèi)形成有錐筒腔，該錐筒腔具有頂錐面入口和底錐面出口，多孔托板21設(shè)置在錐筒腔內(nèi)的底部且該多孔托板21上布滿(mǎn)過(guò)孔，多個(gè)球體22堆疊于多孔托板21上方的錐筒腔中，從頂錐面入口進(jìn)入的料流能夠穿過(guò)球體22之間的球體間隙和過(guò)孔并從底錐面出口下落。

此多孔分布器有別于現(xiàn)有技術(shù)的同樣作為料流分布器的前述多級(jí)分配器，結(jié)構(gòu)組成簡(jiǎn)單，易于加工制造?？稍阱F筒2內(nèi)安裝作為多孔托板21的金屬多孔板或多孔陶瓷板，并在其上堆放球體22，例如瓷球或金屬球等由耐磨材質(zhì)制成的各種球體，利用球體之間的間隙使得進(jìn)入的煤粉等料流能夠從中穿過(guò)，從而使得煤粉從多孔托板21下落時(shí)的分布更均勻，避免堆積在錐筒腔的底部中心，造成堵塞等。其中，煤粉可由氮?dú)饣蚨趸細(xì)怏w作為載氣攜帶煤粉加壓傳輸。多孔托板21也可以是金屬網(wǎng)罩等，此外，球體22分層疊置且布滿(mǎn)于多孔托板21上方的錐筒腔時(shí)，各層之間也可設(shè)置金屬網(wǎng)罩，以固定各球體22的位置。球體22的直徑大小通常為10～30mm，例如20mm，但并不限于此，可根據(jù)錐筒腔的大小、球體間隙大小等具體因素而確定。

本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，圖4所示的多孔分布器為料流分布器的優(yōu)選結(jié)構(gòu)形式，其中的筒體并不限于錐筒2，也可以是棱形筒體或棱形筒腔等。多孔分布器的筒腔內(nèi)也可設(shè)置多層的類(lèi)似多孔托板21以替代球體22對(duì)煤粉的分散作用。

此多孔分布器應(yīng)用于圖示的氣化噴嘴時(shí)，可起到對(duì)煤粉的均勻分配的作用，利于后續(xù)的多支管設(shè)置，從而提高單爐氣化能力。具體地，參見(jiàn)圖2至圖4，多孔分布器的下方設(shè)置連接法蘭1，連接法蘭1的底部安裝于氣化反應(yīng)器100上，連接法蘭1的頂面開(kāi)設(shè)有多個(gè)用作噴嘴支管11且彼此間隔分布的上下貫通孔，多孔分布器安裝在連接法蘭1的頂面上，頂錐面入口連接料流輸送管接頭3，底錐面出口對(duì)接于多個(gè)噴嘴支管11，使得從底錐面出口向下流出的料流能夠更分散更均勻地分布到各個(gè)噴嘴支管11上并通過(guò)噴嘴 支管11的料流出口111進(jìn)入氣化反應(yīng)器100內(nèi)。

其中，噴嘴支管11的料流出口111可如圖4所示地直接開(kāi)口，也可安裝噴嘴。此處通過(guò)設(shè)置多個(gè)噴嘴支管11，可增加料流與氣化劑的分散，減少單個(gè)支管的負(fù)荷，減少?lài)娮炷p，延長(zhǎng)噴嘴壽命，擴(kuò)大生產(chǎn)負(fù)荷的調(diào)節(jié)靈活性。內(nèi)設(shè)諸多噴嘴支管11的連接法蘭1，有效解決了圖1中多級(jí)分配器的支管眾多、體型大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜且難以制造的問(wèn)題。總之，本發(fā)明的氣化噴嘴僅包括結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的多孔分布器、連接法蘭1和料流輸送管接頭3，相較于現(xiàn)有技術(shù)的噴嘴結(jié)構(gòu)，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜度降低，更減小了噴嘴的尺寸，經(jīng)濟(jì)實(shí)用。

優(yōu)選地，多孔托板21設(shè)置在錐筒腔的底錐面的上方，該多孔托板21的周緣部固定安裝在錐筒腔的內(nèi)周壁上。這樣，在多孔托板21與錐筒腔的底錐面之間形成有間隔空間(即預(yù)混腔室A)，便于后續(xù)通入氣化劑進(jìn)行預(yù)混合。相應(yīng)地，氣化噴嘴連接有預(yù)混氣化劑管5，多孔托板21與連接法蘭1的頂面之間形成有預(yù)混腔室A，預(yù)混氣化劑管5沿錐筒腔的內(nèi)周壁的切向方向插入預(yù)混腔室A中，在該預(yù)混腔室A內(nèi)，由預(yù)混氣化劑管5通入的氣化劑與從多孔托板21向下流出的料流混合成旋流，旋流的形成有助于氣化劑與料流的均勻混合與均勻分配，該旋流通過(guò)多個(gè)噴嘴支管11進(jìn)入氣化反應(yīng)器100內(nèi)。通過(guò)設(shè)置預(yù)混腔室A并通入預(yù)混氣化劑，能夠?qū)崿F(xiàn)煤粉和氧氣的預(yù)混合，有效預(yù)熱、縮短反應(yīng)時(shí)間，加快煤粉和氣流的流速，提高煤粉與氣流之間的分散度，以加快反應(yīng)速率。如圖3所示，對(duì)稱(chēng)設(shè)置了兩根預(yù)混氣化劑管5，以增強(qiáng)沿同一旋轉(zhuǎn)方向的旋流的形成。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)混氣化劑管5中通入的氣體不限于用作氣化劑的氣體，例如氮?dú)獾榷栊詺怏w也可以使用。本發(fā)明所稱(chēng)的氣化劑包括但不限于氧氣、水蒸氣、空氣、二氧化碳等含氧氣體和/或他們的混合氣體。

此外，氣化噴嘴還包括安裝于連接法蘭1上的固定封頭4，該固定封頭4環(huán)繞錐筒2設(shè)置并將該錐筒2固定于連接法蘭1的頂面上。其中，固定封 頭4起到對(duì)錐筒2的固定作用。在本實(shí)施方式中，圖示的固定封頭4為圓形形狀，內(nèi)置錐筒2，頂部外接料流輸送管接頭3，底部固定到連接法蘭1的頂面上。優(yōu)選地，固定封頭4與錐筒2的外周壁之間形成有環(huán)繞該外周壁的充壓腔室B，該充壓腔室B連接有充壓管。充壓管可與氣化反應(yīng)器100的尾氣排風(fēng)管相連，以充入熱煤氣，或者充壓腔室B內(nèi)也可充入惰性氣體等，充壓腔室B內(nèi)的氣壓優(yōu)選為與氣化反應(yīng)器100的爐內(nèi)氣壓大致相當(dāng)，即形成均壓，以減少多孔分布器的材料應(yīng)力損壞，而且在充壓腔室B內(nèi)充入熱煤氣時(shí)，其熱量還可對(duì)料流(即煤粉流)進(jìn)行間接預(yù)熱，料流流進(jìn)一步地在穿過(guò)連接法蘭1時(shí)也能夠得到預(yù)熱。作為一種可選的實(shí)施方式，也可不設(shè)置錐筒2，將多孔托板21直接與固定封頭4的內(nèi)壁固定連接，多孔托板21至料流輸送管接頭3之間的空腔內(nèi)壘疊球體22以形成供料流通過(guò)的通道，實(shí)現(xiàn)均勻分散料流的目的。

連接法蘭1內(nèi)不僅形成有上下貫通的多個(gè)噴嘴支管11，其內(nèi)也形成有氣化劑通道并且外接主氣化劑管接頭6，氣化劑通道包括與主氣化劑管接頭6相連的氣化劑入口和形成在連接法蘭1的底面上的多個(gè)氣化劑出口141，參見(jiàn)圖10，噴嘴支管11在連接法蘭1的底面上形成有料流出口111，氣化劑出口141與料流出口111間隔設(shè)置并使得氣化劑出口141流出的氣化劑流與料流出口111流出的料流能夠在氣化反應(yīng)器100內(nèi)形成對(duì)撞混合。這種流體對(duì)撞有助于介質(zhì)的快速混合、振動(dòng)擴(kuò)散，能夠加速傳熱傳質(zhì)，提升反應(yīng)效率，縮短氣化反應(yīng)時(shí)間，提高碳轉(zhuǎn)化率和氣化強(qiáng)度。

如圖9和圖10所示，在連接法蘭1的底面上，每個(gè)料流出口111對(duì)應(yīng)于至少一對(duì)氣化劑出口141，每對(duì)氣化劑出口中的兩個(gè)氣化劑出口141對(duì)稱(chēng)布置在料流出口111的兩側(cè)，從每個(gè)氣化劑出口141流出的氧氣流均傾斜向下地朝向料流。這樣，在距離連接法蘭1的底面的匯集點(diǎn)上，氧氣流與料流對(duì)撞分散。在進(jìn)一步設(shè)定并調(diào)整好氧氣流與料流之間的夾角及各自流速后， 氧氣流與一對(duì)或多對(duì)料流的對(duì)撞混合還能夠在氣化反應(yīng)器100的爐腔頂部形成平推流，消除前述的返混流對(duì)氣化反應(yīng)的影響。

作為一種優(yōu)選實(shí)施方式，連接法蘭1內(nèi)的氣化劑通道的設(shè)置參見(jiàn)圖9至圖11。其中，該氣化劑通道包括依次連通的周向氣道12、徑向氣道13和傾斜氣道14，周向氣道12形成在連接法蘭1的外周緣部?jī)?nèi)并與主氣化劑管接頭6相連，徑向氣道13從周向氣道12徑向向內(nèi)延伸，傾斜氣道14從徑向氣道13傾斜向下地延伸至氣化劑出口141。

其中，周向氣道12可連通多個(gè)徑向氣道13，每個(gè)徑向氣道13可連接多對(duì)傾斜氣道14。周向氣道12可分隔成彼此獨(dú)立的多個(gè)弧段，如圖所示，分隔為四個(gè)弧段形狀的周向氣道12，分別與對(duì)稱(chēng)布置的四個(gè)主氣化劑管接頭6相連，從而形成獨(dú)立的進(jìn)氣單元，以增強(qiáng)進(jìn)氣效率并平衡各個(gè)氣化劑出口141的氣化劑流流速。優(yōu)選地，如圖11所示，沿連接法蘭1的由外至內(nèi)的徑向上，徑向氣道13的橫截面的面積逐漸減小，使得氣化劑流在徑向向內(nèi)流動(dòng)時(shí)的速率增大，提高射流動(dòng)能，有利于撞擊擴(kuò)散。而且，連接法蘭1內(nèi)的氣化劑通道可對(duì)氣化劑流進(jìn)行預(yù)熱，使得氣化劑體積膨脹，進(jìn)一步增大氣化劑流的流速和動(dòng)能。

對(duì)應(yīng)于氣化劑通道的上述布置特點(diǎn)，在本實(shí)施方式中，如圖6所示，噴嘴支管11在連接法蘭1的頂面上形成有料流入口110，料流入口110在頂面上優(yōu)選為呈圖示的同心圓陣列排布，在該同心圓陣列中，各個(gè)同心圓上均設(shè)有沿周向彼此間隔且沿徑向?qū)R的多個(gè)料流入口，以形成沿徑向的多排料流入口隊(duì)列，每排料流入口隊(duì)列的兩側(cè)分別對(duì)稱(chēng)地設(shè)置有徑向氣道13。參見(jiàn)圖6，其中每個(gè)同心圓上等間距地設(shè)置有六個(gè)料流入口110，三個(gè)同心圓上的料流入口110均相應(yīng)地徑向?qū)R，共形成有六排料流入口隊(duì)列。六排料流入口隊(duì)列(即六排噴嘴支管11)與圖9所示的六對(duì)徑向氣道13沿周向交叉布置，使得徑向?qū)R的每排噴嘴支管11均形成在相應(yīng)的一對(duì)徑向氣道13之間，以 便于從徑向氣道13中延伸出對(duì)稱(chēng)的傾斜氣道14。噴嘴支管11的這種整齊排列，不僅使得進(jìn)料均勻，還便于以下的冷卻介質(zhì)通道的布置。

由于連接法蘭1直接安裝在爐體上，受熱大，為避免高溫受損或影響工藝反應(yīng)，需要對(duì)連接法蘭1進(jìn)行溫度控制，即降溫處理。其中，可通過(guò)預(yù)混氣化劑管5和主氣化劑管接頭6通入常溫或低溫的氧氣，對(duì)連接法蘭1進(jìn)行氣態(tài)降溫。還可在連接法蘭1的除氣化劑出口141和料流出口111以外的底面區(qū)域上均布耐火材料。在本實(shí)施方式中，還采用了液態(tài)降溫措施。如圖7和圖8所示，氣化噴嘴還包括冷卻介質(zhì)入口接頭7和冷卻介質(zhì)出口接頭8，氣化劑通道形成在連接法蘭1的底部，連接法蘭1的頂部?jī)?nèi)還形成有連通冷卻介質(zhì)出口接頭8與冷卻介質(zhì)入口接頭7的冷卻介質(zhì)通道。參見(jiàn)圖2和圖8所示，即圓形連接法蘭1包括頂部和底部，頂部?jī)?nèi)形成有冷卻介質(zhì)通道，底部?jī)?nèi)形成有氣化劑通道。

冷卻介質(zhì)通道包括多排徑向通道15以及呈同心圓陣列形狀排布的多道圓弧通道16，徑向通道15徑向連通各道圓弧通道16。同樣地，冷卻介質(zhì)通道應(yīng)圍繞各個(gè)噴嘴支管11設(shè)置以有效降溫。因此，參見(jiàn)圖7，多道圓弧通道16排布成的同心圓陣列與料流入口110排布成的同心圓陣列在徑向上彼此錯(cuò)開(kāi)，多排徑向通道15與多排料流入口隊(duì)列沿周向彼此錯(cuò)開(kāi)，從而使各個(gè)噴嘴支管11的周?chē)谏暇O(shè)有冷卻介質(zhì)通道。

優(yōu)選地，圖7所示的圓弧通道16包括最內(nèi)道圓弧通道和環(huán)繞該最內(nèi)道圓弧通道的外道圓弧通道，外道圓弧通道包括相互分隔且獨(dú)立的第一圓弧段通道和第二圓弧段通道，第一圓弧段通道(右側(cè)的外道圓弧通道)靠近且連通冷卻介質(zhì)入口接頭7，第二圓弧段通道(左側(cè)的外道圓弧通道)靠近且連通冷卻介質(zhì)出口接頭8，最內(nèi)道圓弧通道為完整圓弧通道以連通冷卻介質(zhì)入口接頭7和冷卻介質(zhì)出口接頭8。這樣，從冷卻介質(zhì)入口接頭7進(jìn)入的冷卻介質(zhì)可從圖中的右側(cè)逐步充滿(mǎn)至左側(cè)的各個(gè)冷卻介質(zhì)通道中，并實(shí)現(xiàn)冷卻介 質(zhì)在各處的有效流動(dòng)，最終從冷卻介質(zhì)出口接頭8流出，達(dá)到對(duì)連接法蘭1的有效降溫效果。

本發(fā)明的氣化噴嘴應(yīng)用于一臺(tái)日處理量為60噸的煤粉試驗(yàn)爐中，進(jìn)行了效果驗(yàn)證。其中采用的料流(即氣化原料)為煤粉(但不限于此，也可以是水煤漿等)，即由煤粉制備系統(tǒng)磨制的粒徑為10～90μm占比達(dá)90％以上的煤粉。氣化反應(yīng)器100的氣化壓力為4MPa，溫度為1400～1600℃。燃燒室采用高鉻耐火材料襯里，煤氣采用水激冷，灰渣由排渣系統(tǒng)排出，煤氣由激冷室上部排出，進(jìn)入煤氣凈化系統(tǒng)，煤氣處理后導(dǎo)入火炬燃燒后排放。試驗(yàn)結(jié)果反映，煤粉的煤氣化碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)99％，合成氣中有效成分(H2+CO)可達(dá)90％，冷煤氣效率高達(dá)80％。相較于現(xiàn)有技術(shù)，采用本發(fā)明的氣化噴嘴后，可有效提高反應(yīng)效率，從而在同樣生產(chǎn)能力的情況下，氣化反應(yīng)器100的體積也可大大縮小，從而減少設(shè)備成本。

以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，例如圖10所示的傾斜氣道14也可變形為豎直氣道，在豎直氣道的出口處形成或增設(shè)傾斜引導(dǎo)氣道，可達(dá)到同樣的傾斜氣流的效果；另外每個(gè)料流出口111周?chē)部蓪?duì)稱(chēng)布置不止一對(duì)的氣化劑出口141，例如可沿料流出口111的周向間隔布置四個(gè)或六個(gè)氣化劑出口141，這些簡(jiǎn)單變型均未超出本發(fā)明的構(gòu)思，因而均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

另外需要說(shuō)明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過(guò)任何合適的方式進(jìn)行組合，為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說(shuō)明。

此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開(kāi)的內(nèi)容。