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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113512447A(43)申请公布日2021.10.19(21)申请号202110373223.2(22)申请日2021.04.07(71)申请人北京航化节能环保技术有限公司地址100176北京市大兴区运成街11号4号楼301(72)发明人唐强马利锦李钰阳杨海军辛争秋赵顶郭莹刘悦(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人陈鹏(51)Int.Cl.C10J3/50(2006.01)C10J3/48(2006.01)C10J3/76(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种全预混喷嘴装置、气化炉、气化方法及喷嘴加工方法(57)摘要本发明提供了一种全预混喷嘴装置、气化炉、气化方法及喷嘴加工方法,包括第一气体管、燃料管、第二气体管、冷却水管、第一气体喷头、燃料喷头、第二气体喷头、外喷头、预混腔以及耐火材料;预混腔设置在第一气体喷头、燃料喷头及第二气体喷头出口下端、外喷头内部,实施燃料管引入的燃料介质与第一气体管和/或第二气体管引入的预混气体介质的混合。本发明将水煤浆等燃料介质和氧气等预混气体介质的混合过程提前至烧嘴内部,避免燃料介质还未充分参与燃烧气化反应就被带出炉膛导致的碳转化率及气化效率低、以及目前预混型烧嘴存在的结构复杂、燃料介质易堵塞、易热损伤等问题。CN113512447ACN113512447A权利要求书1/2页1.一种全预混喷嘴装置,其特征在于,包括第一气体管(2)、燃料管(5)、第二气体管(8)、冷却水管(11)、第一气体喷头(16)、燃料喷头(17)、第二气体喷头(18)、外喷头(21)、预混腔(19)以及耐火材料(22);所述第一气体管(2)的下端与第一气体喷头(16)相连,侧壁设有第一气体入口(3),顶端设有第一气体端部法兰(1),将第一气体管(2)顶端封闭;所述燃料管(5)下端与燃料喷头(17)相连,侧壁设有燃料入口(6),顶端设有燃料端部法兰(4),将燃料管(5)顶端封闭;燃料管(5)装设在第一气体管(2)外,互相通过燃料端部法兰(4)连接;所述第二气体管(8)下端与第二气体喷头(18)相连,侧壁设有第二气体入口(9),顶端设有第二气体端部法兰(7),将第二气体管(8)顶端封闭;第二气体管(8)装设在燃料管(5)外,互相通过第二气体端部法兰(7)连接;冷却水管(11)下端通过外喷头(21)与第二气体喷头(18)相连,侧壁设有冷却水入口(12)及冷却水出口(13),顶端设有冷却水端部法兰(10),将冷却水管(11)顶端封闭;外喷头(21)将冷却水管(11)下端封闭;冷却水管(11)装设在第二气体管(8)外,互相通过冷却水端部法兰(10)连接;预混腔(19)设置在第一气体喷头(16)、燃料喷头(17)及第二气体喷头(18)出口下端、外喷头(21)内部,实施燃料管(5)引入的燃料介质与第一气体管(2)和/或第二气体管(8)引入的预混气体介质的混合;耐火材料(22)设置在预混腔(19)下端、外喷头(21)内部,沿流动方向呈中空扩张结构。2.根据权利要求1所述的全预混喷嘴装置,其特征在于,所述第一气体喷头(16)、燃料喷头(17)、第二气体喷头(18)均为收缩圆锥结构;其中,第一气体喷头(16)收缩角度α=0~60°,使喷头出口端预混气体介质流速不低于10m/s;燃料喷头(17)收缩角度β=0~60°,使喷头出口端燃料介质流速不低于3m/s;第二气体喷头(18)收缩角度γ=30~120°,使喷头出口端预混气体介质流速不低于40m/s;且收缩角度满足α≤β≤γ。3.根据权利要求1所述的全预混喷嘴装置,其特征在于,所述预混腔(19)沿流动方向包含初混段、收缩段及直线段,各段长度分别为h0、h1和h2,初混段及直线段内径分别为D、d,其中,初混段长度h0=(0.5~3)D;直线段长度h2=(0.5~5)d,且直线段内径d满足使混合流体速度不低于100m/s。4.根据权利要求3所述的全预混喷嘴装置,其特征在于,所述收缩段的收缩角度为θ=20~100°。5.根据权利要求1所述的全预混喷嘴装置,其特征在于,所述耐火材料(22)沿流动方向的长度h3≥10mm,扩张角度ψ=5~90°。6.根据权利要求1所述的全预混喷嘴装置,其特征在于,所述冷却水管(11)与第二气体管(8)之间安装有冷却水环形隔板(14),将冷却水通道隔为内外两层,冷却水入口(12)与冷却水通道内层连通,冷却水出口(13)与冷却水通道外层连通,或者冷却水入口(12)与冷却水通道外层连通,冷却水出口(13)与冷却水通道内层连通。7.根据权利要求6所述的全预混喷嘴装置,其特征在于,所述第一气体管(2)、燃料管(5)、第二气体管(8)、冷却水管(11)、