分级供氧、可控火焰水煤浆气流床组合喷嘴.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102492477A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102492477A(43)申请公布日2012.06.13(21)申请号201110357912.0(22)申请日2011.11.11(71)申请人上海交通大学地址200240上海市闵行区东川路800号(72)发明人张忠孝张健胡世磊(74)专利代理机构上海新天专利代理有限公司31213代理人祖志翔(51)Int.Cl.C10J3/48(2006.01)C10J3/50(2006.01)B05B7/06(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书44页页附图附图22页(54)发明名称分级供氧、可控火焰水煤浆气流床组合喷嘴(57)摘要一种分级供氧、可控火焰水煤浆气流床组合喷嘴，安装于气化炉上，其由位于炉顶的主燃料喷嘴、位于炉拱两侧的两水蒸气喷嘴和水平对冲布置的两二段供氧喷嘴组合而成，所述各喷嘴分别连接水煤浆源、氧气源和水蒸气源且开口通向气化炉炉膛内。本发明通过采用由分级供氧控温技术与水蒸气控温技术相结合的先进控温技术，有效地降低了炉内的燃烧强度及火焰温度，达到了气化室出口的灰渣为非熔融固态渣的目的，同时提高了气化反应速率和碳转化率，从而实现了我国“双高”煤种大规模加压气流床气化的固态排渣，因而特别适合我国高灰(25～27％)、高灰熔点(FT＞1400℃)煤种大规模气化装置上的工业应用。CN102497ACN102492477A权利要求书1/1页1.一种分级供氧、可控火焰水煤浆气流床组合喷嘴，安装于气化炉上，其特征在于：所述组合喷嘴包括一主燃料喷嘴、两水蒸气喷嘴和两二段供氧喷嘴，所述主燃料喷嘴位于所述气化炉顶部，并开口通向该气化炉炉膛内，该主燃料喷嘴同时连接水煤浆源、氧气源和水蒸气源，所述两水蒸气喷嘴左右对称地设置在所述燃料喷嘴下方气化炉炉拱的两侧，并同时连接氧气源和水蒸气源且开口通向气化炉炉膛内，所述两二段供氧喷嘴前后各一地位于该水蒸气喷嘴下方，并且同轴水平地开口相对设置，该两二段供氧喷嘴同时连接氧气源和水蒸气源且开口通向气化炉炉膛内。2.根据权利要求1所述的分级供氧、可控火焰水煤浆气流床组合喷嘴，其特征在于：所述主燃料喷嘴的轴线与所述气化炉炉膛的轴线重合，所述两水蒸气喷嘴的轴线与所述气化炉炉膛的轴线所成夹角α为35°～65°，所述两二段供氧喷嘴的轴线与该两水蒸气喷嘴的轴线所成空间夹角为90°且垂直于所述气化炉炉膛的轴线。3.根据权利要求1或2所述的分级供氧、可控火焰水煤浆气流床组合喷嘴，其特征在于：所述主燃料喷嘴由中心喷管、外一环喷管、外二环喷管以及外三环喷管组成同轴四通道的层层相套结构，该中心喷管内的空间形成通入氧气的中心通道，该中心喷管外壁与外一环喷管内壁之间的环隙空间形成通入水煤浆的外一环通道，该外一环喷管外壁与外二环喷管内壁之间的环隙空间形成通入水蒸气的外二环通道，该外二环喷管外壁与外三环喷管内壁之间的环隙空间形成通入氧气的外三环通道，所述中心喷管、外一环喷管、外二环喷管和外三环喷管的头部的管壁呈渐缩状且分别形成开口的中心喷头、外一环喷头、外二环喷头和外三环喷头。4.根据权利要求3所述的分级供氧、可控火焰水煤浆气流床组合喷嘴，其特征在于：所述中心喷头内壁的内收缩角A为15°～60°，其外壁的外侧倾角B为30°～60°；所述外一环喷头内壁的内收缩角A1为30°～60°，其外壁的外侧倾角B1为20°～80°；所述外二环喷头内壁的内收缩角A2为30°～60°，其外壁的外侧倾角B2为20°～80°；所述外三环喷头内壁的内收缩角A3为30°～60°，其外壁的外侧倾角B3为20°～80°。5.根据权利要求1所述的分级供氧、可控火焰水煤浆气流床组合喷嘴，其特征在于：所述两水蒸气喷嘴和两二段供氧喷嘴头部的管壁呈渐缩状。6.根据权利要求1所述的分级供氧、可控火焰水煤浆气流床组合喷嘴，其特征在于：所述氧气与水蒸气在所述两水蒸气喷嘴及两二段供氧喷嘴内混合后喷入所述气化炉的炉膛。7.根据权利要求1所述的分级供氧、可控火焰水煤浆气流床组合喷嘴，其特征在于：所述两二段供氧喷嘴的供氧量占全部供氧量的15％～25％。2CN102492477A说明书1/4页分级供氧、可控火焰水煤浆气流床组合喷嘴技术领域[0001]本发明涉及一种喷嘴装置，尤其涉及一种能够实现高灰、高灰熔点煤种干排渣的分级供氧、可控火焰水煤浆气流床组合喷嘴，属于煤气煤炭技术领域。背景技术[0002]大规模加压气流床煤气化技术是未来洁净煤技术的核心，是发展煤基化工产品(合成氨、制甲醇、二甲醚等)、煤基多联产、IGCC发电、大规模制氢、燃料电池等工业的基础，是实现污染物近零排放的煤基高效能源系统的核心技术和龙头技术，代表了当今煤气化技术的发展方向。目前Texaco、E-gas