一種用于多元料漿氣化反應(yīng)器的多通道噴嘴及其用圖
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤氣化技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種用于多元料漿氣化反應(yīng)器的多通道噴嘴，還涉及所述多通道噴嘴的用途。
【【背景技術(shù)】】
[0002]有機(jī)廢水因含有多種有機(jī)污染物(如醇、酚、醛類等)，通常都具有有毒有害、氣味難聞、色度高、難以生物降解等特點(diǎn)，目前有機(jī)廢水的處理主要采用物理法，化學(xué)法，物理+化學(xué)法或者生化法等，但這些方法或多或少存在著處理速度慢，周期長(zhǎng)，能耗大，處理成本高，可能存在二次污染等缺點(diǎn)，一直是國(guó)內(nèi)外水處理領(lǐng)域的一大難題。
[0003]如果把有機(jī)廢水與碳?xì)浠衔?、氧氣分別通入氣化噴嘴，在氣化爐內(nèi)高溫燃燒(溫度高于1300?140(TC )，可使有機(jī)物高溫融熔或裂解，生成水煤氣，不僅可避免有機(jī)廢水對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)還能節(jié)約水資源，此項(xiàng)技術(shù)能夠在合成氨、合成甲醇工業(yè)、發(fā)電(IGCC)、煤制油等領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)有機(jī)廢水的高效利用。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004][要解決的技術(shù)問題]
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種用于多元料漿氣化反應(yīng)器的多通道噴嘴。
[0006]本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供所述多通道噴嘴的用途。
[0007][技術(shù)方案]
[0008]本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0009]本發(fā)明涉及一種用于多元料漿氣化反應(yīng)器的多通道噴嘴。
[0010]該多元料漿氣化反應(yīng)器多通道噴嘴包括以縱軸重疊方式由內(nèi)而外依次配置的I級(jí)廢液管路12、II級(jí)廢液管路9、I級(jí)給氧管路6、料漿管路3、II級(jí)給氧管路I與冷卻系統(tǒng)；
[0011]所述的I級(jí)廢液管路12由位于多通道噴嘴頂部的I級(jí)廢液入口 13、位于多通道噴嘴底部的I級(jí)廢液噴頭16與將它們連接起來的直管組成；
[0012]所述的II級(jí)廢液管路9由位于多通道噴嘴頂部與I級(jí)給氧入口管道7之間的II級(jí)廢液入口 11和II級(jí)廢液入口管道10、位于多通道噴嘴下部的II級(jí)廢液噴頭17以及將所述管道與噴頭連接起來的直管組成；
[0013]所述的I級(jí)給氧管路6由位于II級(jí)廢液入口管道10與料漿入口管道4之間的I級(jí)給氧入口 8和I級(jí)給氧入口管道7、位于多通道噴嘴下部的I級(jí)給氧噴頭18以及將所述管道與噴頭連接起來的直管組成；
[0014]所述的料漿管路3由位于I級(jí)給氧入口管道7與II級(jí)給氧入口管道14之間的料漿入口 5和料漿入口管道4、位于多通道噴嘴下部的料漿噴頭19以及將所述管道與噴頭連接起來的直管組成；
[0015]所述的II級(jí)給氧管路I由位于料漿入口管道4與多通道噴嘴底部之間的II級(jí)給氧入口 15和II級(jí)給氧入口管道14、位于多通道噴嘴下部的II級(jí)給氧噴頭20以及將所述管道與噴頭連接起來的直管組成；
[0016]所述的冷卻系統(tǒng)處于在II級(jí)給氧入口管道14與多通道噴嘴底部之間的多通道噴嘴外表面上。
[0017]在所述的多通道噴嘴下部外側(cè)設(shè)置固定法蘭2，以便將其多通道噴嘴牢固地固定在氣化反應(yīng)器頂部。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的II級(jí)廢液管路9通過位于該管路直管頂端的法蘭以同軸方式固定在I級(jí)廢液管路12上；
[0019]所述的I級(jí)給氧管路6通過位于該管路直管頂端的法蘭以同軸方式固定在II級(jí)廢液管路9上；
[0020]所述的料漿管路3通過位于該管路直管頂端的法蘭以同軸方式固定在I級(jí)給氧管路6上；
[0021]所述的II級(jí)給氧管路I通過位于該管路直管頂端的法蘭以同軸方式固定在料漿管路3上。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，在II級(jí)廢液入口管道10與I級(jí)給氧入口管道7之間，按照與所述II級(jí)廢液管路9相同的結(jié)構(gòu)與安裝方式在II級(jí)廢液管路9外側(cè)順序地同軸安裝N級(jí)廢液管路，其中N是大于I的正整數(shù)。
[0023]在本發(fā)明中，設(shè)置N級(jí)廢液管路的目的在于保證各種不同的有機(jī)廢水相互獨(dú)立地通過不同的廢液通道，便于利用和處理。
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的N級(jí)廢液管路是3-10級(jí)廢液管路。根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要確定廢液管路級(jí)數(shù)對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是不存在任何困難的，是易于實(shí)現(xiàn)的。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，I級(jí)廢液噴頭16、II級(jí)廢液噴頭17、I級(jí)給氧噴頭18、料漿噴頭19與II級(jí)給氧噴頭20是一種錐形結(jié)構(gòu)噴頭，其錐角為30。彡 α 彡 90° ο
[0026]如果I級(jí)廢液噴頭16、II級(jí)廢液噴頭17、I級(jí)給氧噴頭18、料漿噴頭19與II級(jí)給氧噴頭20的錐角小于30°，則會(huì)導(dǎo)致各個(gè)噴頭噴出的射流混合不充分，影響其霧化效果，同時(shí)還可能會(huì)導(dǎo)致部分反應(yīng)物料由于流速太高未參與氣化反應(yīng)，影響合成氣氣化指標(biāo)；如果它們的錐角大于90°，則會(huì)導(dǎo)致各個(gè)噴頭噴出射流的燃燒火焰太短，從而導(dǎo)致噴頭部易被燒毀；因此，所述各個(gè)噴頭的錐角為30° ^ α ^90°是合理的；優(yōu)選地是45。彡 α 彡 75° ο
[0027]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，由I級(jí)廢液噴頭16、II級(jí)廢液噴頭17、I級(jí)給氧噴頭18、料漿噴頭19與II級(jí)給氧噴頭20構(gòu)成預(yù)混區(qū)22，與預(yù)混區(qū)22相鄰的是噴嘴出口 23，這些噴頭相鄰之間都安裝定位塊21。
[0028]在本發(fā)明中，安裝定位塊21的目的在于保證各個(gè)噴頭具有良好的穩(wěn)定的同心度。
[0029]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述的冷卻系統(tǒng)是一種具有常規(guī)水夾套結(jié)構(gòu)或盤管結(jié)構(gòu)的冷卻系統(tǒng)。
[0030]在本發(fā)明中，安裝冷卻系統(tǒng)的目的在于保證噴頭在使用過程中結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，從而保證氣化反應(yīng)器運(yùn)行穩(wěn)定，還能夠保證這些噴頭不易損壞。
[0031]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，由II級(jí)給氧管路I與料漿管路3形成的空間構(gòu)成II級(jí)給氧通道；由料漿管路3與I級(jí)給氧管路6形成的空間構(gòu)成料漿通道；由I級(jí)給氧管路6與II級(jí)廢液管路9形成的空間構(gòu)成I級(jí)給氧通道；由II級(jí)廢液管路9與I級(jí)廢液管道12形成的空間構(gòu)成廢液通道。
[0032]在本發(fā)明中，所述的給氧通道是用于輸送氧化劑的通道。所述的氧化劑例如是以氧氣為主氣化介質(zhì)，水、二氧化碳或者它們的混合物為輔助氣化介質(zhì)。
[0033]所述的廢液通道是用于輸送廢液的通道，所述的廢液例如是含有碳水化合物、月旨肪、蛋白質(zhì)、纖維素的廢液。
[0034]所述的料漿通道是用于輸送料漿的通道，所述的料漿例如是含有煤粉、石油焦、焦粉、半焦、煤液化殘?jiān)捌浠旌衔锏臐{體。
[0035]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，由相鄰N級(jí)廢液管路之間形成的空間都構(gòu)成廢液通道。
[0036]本發(fā)明還涉及所述多元料漿氣化反應(yīng)器多通道噴嘴在生產(chǎn)合成氣中的用途。在生產(chǎn)合成氣時(shí)使用的料漿是由煤粉、石油焦、焦粉、半焦、煤液化殘?jiān)蚱浠旌衔镏瞥傻臐{體，使用的廢液是含有一種或多種選自碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)、纖維素的有機(jī)物溶液。
[0037]本發(fā)明的多通道噴嘴實(shí)施過程如下:首先將一種或多種選自漿體、含碳?xì)浠衔锏牡臐{體通過料漿入口送到料漿管路，將有機(jī)廢水通過廢液入口送到廢液管路，將所述氧化劑同時(shí)通過I級(jí)給氧入口和II級(jí)給氧入口分別送到I級(jí)給氧管路和II級(jí)給氧管路，料漿、有機(jī)廢液與來自I級(jí)給氧管路的氧化劑在預(yù)混區(qū)22充分混合并且霧化，霧化物再與來自II級(jí)給氧管路的氧化劑進(jìn)行二次霧化，接著從多通道噴嘴噴出，然后進(jìn)入氣化爐內(nèi)，在溫度1100°C -1650°C與壓力為0.l-20MPa的條件下進(jìn)行部分氧化反應(yīng)，生成以COXOjP H2為主要成分的合成氣。
[0038]本發(fā)明多通道噴嘴的特點(diǎn)如下:
[0039]本發(fā)明多通道噴嘴可以同時(shí)處理多種含碳?xì)浠衔锏臐{體和多種廢液，特別是危險(xiǎn)性有機(jī)廢液。在現(xiàn)有合成氣反應(yīng)器中安裝使用本發(fā)明多通道噴嘴，不僅能夠高效地處理各種有機(jī)廢液，還能夠獲得高品質(zhì)的合成氣，從而有效避免有機(jī)廢液對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)還能夠節(jié)省大量水資源，因此，具有非常明顯的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。
[0040][有益效果]
[0041]本發(fā)明可用于多種料漿和廢液氣化的多通道噴嘴，不但可用于水煤漿氣化制水煤氣OHH2，還可將難以處理的工業(yè)有機(jī)廢液、廢水通過氣化反應(yīng)實(shí)現(xiàn)高效利用。在現(xiàn)有合成氣反應(yīng)器中安裝使用本發(fā)明多通道噴嘴，不僅能夠高效地處理各種有機(jī)廢液，還能夠獲得高品質(zhì)的合成氣，從而有效避免有機(jī)廢液對(duì)環(huán)境的污染，同時(shí)還能夠節(jié)省大量水資源，因此，具有非常明顯的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。
【【附圖說明】】
[0042]圖1是本發(fā)明用于多元料漿氣化反應(yīng)器的多通道噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖2是本發(fā)明多通道嗔嘴頭部結(jié)構(gòu)不意圖；
[0044]圖3是本發(fā)明多通道噴嘴俯視圖；
[0045]圖4是本發(fā)明多通道噴嘴頭部沿A-A的剖視圖；
[0046]圖中:
[0047]1-1I級(jí)給氧管路；2_固定法蘭；3_料漿管路；4_料漿入□管道；5_料漿入口 ；6_1級(jí)給氧管路；7-1級(jí)給氧入口管道；8-1級(jí)給氧入口 ；9-11級(jí)廢液管路；10-11級(jí)廢液入口管道；Il-1I級(jí)廢液入口 ；12-1級(jí)廢液管路；13-1級(jí)廢液入口 ； 14-11級(jí)給氧入口管道；15-11級(jí)給氧入口 ；16-1級(jí)廢液噴頭；17-11級(jí)廢液噴頭；18-1級(jí)給氧噴頭；19_料漿噴頭；20_11級(jí)給氧噴頭；21_定位塊；22_預(yù)混區(qū)；23_噴嘴出口。
【【具體實(shí)施方式】】
[0048]通過下述實(shí)施例將能夠更好地理解本發(fā)明。
[0049]實(shí)施例1:本發(fā)明