料與氧化劑在氣化爐入口處進行充分混合。冷卻劑通過冷卻劑入口 9進入冷卻劑管道，外環(huán)冷卻劑雙層通道(內(nèi))6用于冷卻劑的流入，外環(huán)冷卻劑雙層通道(外)7用于冷卻劑的流出，最終從冷卻劑出口 10流出冷卻劑管道。
[0033]作為優(yōu)化，在外環(huán)設(shè)置了內(nèi)外雙層冷卻劑通道，冷卻效果加強，金屬壁溫度降低，延長燒嘴的使用壽命。冷卻劑一般采用高壓水，也可以采用其他液體介質(zhì)。
[0034]作為優(yōu)化，本發(fā)明所采用的交叉射流氣化方法，具體是通過中環(huán)氧化劑通道2前端設(shè)置可拆卸噴頭3，純氧或空氣作為的氧化劑通過可拆卸噴頭3上的氧化劑入射孔4交叉射入氣化爐內(nèi)，保證中心燃料通道I的燃料與氧化劑充分接觸的方法實現(xiàn)的。可拆卸噴頭3上設(shè)置的中心對稱且與中心軸線成Θ角度的氧化劑入射孔4，根據(jù)不同煤種，采用不同Θ角度的氧化劑入射孔，采用其他煤種進行氣化時，只需更換可拆卸噴頭3即可。前端端蓋5采用耐磨耐高溫材料制成，與燒嘴采用焊接固定，由于高溫或磨損造成損壞后，可直接更換新前端端蓋5，減少整體燒嘴更換成本。
[0035]作為優(yōu)化，氧化劑入射孔4與中心軸線的夾角Θ在14°?30°之間。夾角Θ越大，氧化劑在氣化爐內(nèi)的射程越短，越適合活性較好的煤種；夾角Θ越小，氧化劑在氣化爐內(nèi)的射程越長，越適合活性較差的煤種。例如:針對褐煤這類活性較好的煤種，可采用夾角Θ大的氧化劑入射孔4 ;針對無煙煤活性較差的煤種，可采用夾角Θ小的氧化劑入射孔4;以確?；钚圆畹拿悍N能夠在氣化爐內(nèi)能夠有較長的接觸時間來滿足氣化要求。
[0036]本發(fā)明主要采用三通道結(jié)構(gòu)設(shè)計，中心燃料通道I進行優(yōu)化設(shè)計可適用于木制等生物質(zhì)粉體、塑料粉體和干煤粉等燃料；中環(huán)氧化劑通道2前端設(shè)置可拆卸噴頭3，可拆卸噴頭3采用耐磨耐高溫材料制成，并均勻分布氧化劑入射孔4，氧化劑交叉射入氣化爐內(nèi)，使之與燃料充分接觸，采用可拆卸式噴頭3解決由于高溫磨損、采用同一燒嘴氣化不同煤種時效果不佳等原因造成的燒嘴前端損壞而整體換新的問題；外環(huán)冷卻劑雙層通道采用冷卻劑內(nèi)入外出，達到充分冷卻的效果。
[0037]實施例1:
[0038]燒嘴為生產(chǎn)工藝三通道交叉射流式燒嘴。以無煙煤干煤粉為燃料，以空氣或純氧作為氣化劑，燒嘴中環(huán)氧化劑通道頂端的可拆卸噴頭上均勻?qū)ΨQ排列8個直徑為0.02m的氧化劑入射孔，入射孔與燒嘴中心線夾角為30°?？刹鹦秶婎^和前端端蓋均采用耐磨耐高溫材料SUS310S或0Cr25Ni20材料制成。冷卻劑采用高壓水(也可以采用其他液體介質(zhì))內(nèi)入外出，冷卻燒嘴。
[0039]操作溫度:1400°C;
[0040]操作壓力:0.05MPa ；
[0041]燃料供給量:20kg/h ;
[0042]煤粉輸送載氣介質(zhì):氮氣；
[0043]氧碳元素比:1.8mol/mol ；
[0044]煤氣化效率:95%;
[0045]冷煤氣效率:78%;
[0046]氣化反應(yīng)裝置出口煤氣中有效成分含量(CO+H2+CH4):75% (干基)。
[0047]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種三通道交叉射流氣化燒嘴裝置，其特征在于:所述裝置包括中心燃料通道、中環(huán)氧化劑通道和外環(huán)冷卻劑雙層通道，中心燃料通道的外側(cè)同軸設(shè)置中環(huán)氧化劑通道，中環(huán)氧化劑通道外側(cè)同軸設(shè)置外環(huán)冷卻劑雙層通道；所述中環(huán)氧化劑通道前端設(shè)置可拆卸噴頭，可拆卸噴頭上設(shè)置多個氧化劑入射孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三通道交叉射流氣化燒嘴裝置，其特征在于:所述外環(huán)冷卻劑雙層通道包括相互連通的內(nèi)通道和外通道，其中，內(nèi)通道冷卻劑流入，外通道冷卻劑流出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三通道交叉射流氣化燒嘴裝置，其特征在于:所述氧化劑入射孔中心對稱，與中心軸線成夾角。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種三通道交叉射流氣化燒嘴裝置，其特征在于:所述夾角為 14。?30。。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三通道交叉射流氣化燒嘴裝置，其特征在于:所述外環(huán)冷卻劑雙層通道前端設(shè)置前端端蓋，外環(huán)冷卻雙通道的外側(cè)安裝有固定法蘭。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種三通道交叉射流氣化燒嘴裝置，其特征在于:所述前端端蓋為環(huán)狀卡扣式，內(nèi)外側(cè)均有焊點，焊接固定在外環(huán)冷卻劑雙層通道前端。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種三通道交叉射流氣化燒嘴裝置，其特征在于:所述可拆卸噴頭與前端端蓋螺紋連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的一種三通道交叉射流氣化燒嘴裝置，其特征在于:所述可拆卸噴頭和所述前端端蓋為耐磨耐高溫材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種三通道交叉射流氣化燒嘴裝置，其特征在于:所述可拆卸噴頭與中心燃料通道螺紋連接。
10.利用如權(quán)利要求1所述的一種三通道交叉射流氣化燒嘴裝置的氣化方法，其特征在于:燃料通過中心燃料通道進入氣化爐內(nèi)；氧化劑通過氧化劑入口進入中環(huán)氧化劑通道，再通過前端的可拆卸噴頭上的氧化劑入射孔交叉射流進入氣化爐內(nèi)，使燃料與氧化劑在氣化爐入口處進行充分混合；冷卻劑通過冷卻劑入口進入冷卻劑管道，冷卻劑從外環(huán)冷卻劑雙層通道的內(nèi)通道流入，然后從外環(huán)冷卻劑雙層通道的外通道流出，最終從冷卻劑出口流出冷卻劑管道。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種三通道交叉射流氣化燒嘴裝置及氣化方法，屬于煤化工領(lǐng)域。該裝置包括中心燃料通道、中環(huán)氧化劑通道和外環(huán)冷卻劑雙層通道三層通道，中心燃料通道外側(cè)同軸設(shè)置中環(huán)氧化劑通道，中環(huán)氧化劑通道外側(cè)同軸設(shè)置外環(huán)冷卻劑雙層通道，中環(huán)氧化劑通道前端設(shè)置可拆卸噴頭，可拆卸噴頭上設(shè)置多個氧化劑入射孔，氧化劑采用交叉射流的方法通過入射孔進入氣化爐內(nèi)，使燃料和氧化劑接觸充分；選擇不同氧化劑入射孔角度的可拆卸噴頭，滿足不同煤種的射程需求；外環(huán)冷卻劑雙層通道采用內(nèi)通道冷卻劑流入外通道冷卻劑流出的結(jié)構(gòu)，冷卻效果顯著；前端端蓋和可拆卸噴頭均采用耐磨耐高溫材料制成，損壞后可直接更換。
【IPC分類】C10J3-50, C10J3-48
【公開號】CN104593087
【申請?zhí)枴緾N201510015452
【發(fā)明人】樸桂林, 張百強, 張居兵, 謝浩
【申請人】南京師范大學(xué)
【公開日】2015年5月6日
【申請日】2015年1月12日