專(zhuān)利名稱(chēng)：一種煤液化殘?jiān)c水煤漿聯(lián)合氣化噴嘴及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氣化噴嘴，更具體而言，涉及一種用于水煤漿氣化爐的氣化噴嘴。
背景技術(shù)：
氣流床水煤漿氣化爐是一種重要的煤炭氣化設(shè)備，其中氣化原料是水煤漿狀流體，氣化原料和氧氣經(jīng)由氣化噴嘴送入氣化爐，在氣化爐內(nèi)進(jìn)行充分的混合、燃燒和氣化反應(yīng)。水煤漿氣化技術(shù)在我國(guó)二十世紀(jì)八十年代實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，到目前有數(shù)十臺(tái)水煤漿氣化爐在運(yùn)行，用于生產(chǎn)合成氨、合成甲醇、合成二甲醚和煤間接液化制油及MTO生產(chǎn)的原料氣。在氣流床水煤漿氣化工藝過(guò)程中，氣化噴嘴是其中關(guān)鍵設(shè)備之一，其結(jié)構(gòu)和性能直接影響水煤漿氣化過(guò)程的連續(xù)性、經(jīng)濟(jì)性和安全性。目前，水煤漿氣化噴嘴通常采用三流道式結(jié)構(gòu)，氣化噴嘴的中間通道走氧氣，中環(huán)通道走水煤漿，外環(huán)通道走氧氣。中國(guó)專(zhuān)利ZL95111750. 5披露了一種帶有旋流器的三通道組合式水煤漿氣化噴嘴。美國(guó)專(zhuān)利US3705108披露了一種中心管走氧氣、內(nèi)環(huán)管走緩和劑以及外環(huán)管走油-緩和劑的三通道氣化噴嘴。在煤直接液化工藝過(guò)程中，伴隨著煤液化油品的生產(chǎn)，同時(shí)產(chǎn)生大量的煤液化殘?jiān)?。在使用減壓蒸餾的煤直接液化工藝中，所生產(chǎn)的煤液化殘?jiān)考s占液化原料煤質(zhì)量的 30 %左右，如此大量的煤液化殘?jiān)?，其綜合利用問(wèn)題一直是煤直接液化項(xiàng)目亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題，其利用程度直接影響煤直接液化過(guò)程的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境性能。煤液化殘?jiān)哂休^高的碳、氫含量，因此，以煤液化殘?jiān)鼮樵贤ㄟ^(guò)氣化爐燃燒可以生產(chǎn)合成氣(CCHH2)或其他有用的化工原料氣體。但是，通常從煤直接液化裝置中獲得的煤液化殘?jiān)鼮槿廴诘母邷?(180 320°C )粘稠液體，對(duì)于這種高溫粘稠狀的煤液化殘?jiān)绻捎脗鹘y(tǒng)的水煤漿氣化噴嘴將其送入氣化爐進(jìn)行氣化，會(huì)導(dǎo)致煤液化殘?jiān)c噴嘴金屬壁及冷流體間換熱，致使煤液化殘?jiān)禍?、增粘或凝固，從而影響煤液化殘?jiān)趪娮靸?nèi)的流動(dòng)特性，甚至造成噴嘴堵塞，影響氣化爐的正常生產(chǎn)；如果將上述煤液化殘?jiān)鋮s后再加以利用，勢(shì)必將增加油渣冷卻排放工序和研磨工序，并且煤液化殘?jiān)慕禍亍⑸郎剡^(guò)程也會(huì)造成大量能量損失。另外， 在石油工業(yè)中，原油經(jīng)加熱(360 370°C )后送入常壓蒸餾塔、減壓蒸餾塔可分別獲得重油、渣油，對(duì)于這種高溫粘稠的重油、渣油，如果采用傳統(tǒng)的水煤漿氣化噴嘴將其送入氣化爐中氣化燃燒，也存在類(lèi)似問(wèn)題。在國(guó)內(nèi)外關(guān)于水煤漿氣化噴嘴的文獻(xiàn)中，對(duì)不同噴嘴的結(jié)構(gòu)及使用性能有很多介紹，但尚沒(méi)有將熱法熔融的煤液化殘?jiān)c水煤漿一起送入氣流床水煤漿氣化爐內(nèi)的氣化噴嘴的報(bào)道。當(dāng)氣化原料為熱法熔融的煤液化殘?jiān)鼤r(shí)，采用現(xiàn)有的水煤漿氣化噴嘴無(wú)法獲得較好的氣化效果。因此，需要開(kāi)發(fā)一種適用于氣化熱法熔融的煤液化殘?jiān)⒛軌驅(qū)崿F(xiàn)熱法熔融的煤液化殘?jiān)c水煤漿聯(lián)合氣化的氣化噴嘴。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種新型的煤液化殘?jiān)c水煤漿聯(lián)合氣化噴嘴，采用該噴嘴可直接利用熱法熔融的煤液化殘?jiān)c水煤漿進(jìn)行聯(lián)合氣化，并能獲得良好的氣化效果。本發(fā)明的另一目的是提供所述氣化噴嘴在水煤漿氣化爐中的應(yīng)用。本發(fā)明所提供的煤液化殘?jiān)c水煤漿聯(lián)合氣化噴嘴包括煤液化殘?jiān)堋⒄羝h(huán)管、內(nèi)環(huán)氧氣管、水煤漿環(huán)管、外環(huán)氧氣管、水冷環(huán)管以及煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜?，其中所述煤液化殘?jiān)?、蒸汽環(huán)管、內(nèi)環(huán)氧氣管、水煤漿環(huán)管、外環(huán)氧氣管和水冷環(huán)管為由內(nèi)到外依次同軸設(shè)置；所述煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜业囊欢伺c煤液化殘?jiān)艿哪┒诉B通，所述混合室的另一端與煤液化殘?jiān)驼羝麌娍谶B通，混合室的室壁上設(shè)置有與蒸汽環(huán)管相連通的蒸汽噴口 ；蒸汽環(huán)管的末端是封閉的；水煤漿環(huán)管的末端與水煤漿噴口連通；內(nèi)環(huán)氧氣管的末端與內(nèi)環(huán)氧氣噴口連通；外環(huán)氧氣管的末端與外環(huán)氧氣噴口連通。根據(jù)本發(fā)明所提供的氣化噴嘴的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式，在煤液化殘?jiān)艿哪┒伺c煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜抑g設(shè)有漸擴(kuò)通道，并且在所述混合室與所述煤液化殘?jiān)驼羝麌娍谥g設(shè)有漸縮通道。本發(fā)明對(duì)于所述漸擴(kuò)通道和所述漸縮通道的形狀并無(wú)特殊要求，一般為圓臺(tái)狀，只要能有助于煤液化殘?jiān)捻樌魅?、為原料的氣化提供足夠的空間，并有利于氣化后的原料經(jīng)煤液化殘?jiān)驼羝麌娍谧⑷霘饣癄t即可。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述漸擴(kuò)通道的室壁上設(shè)置有與蒸汽環(huán)管連通的蒸汽噴口。在本發(fā)明所提供的氣化噴嘴中，對(duì)所述煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜业男螤顩](méi)有特別限制，所述混合室除了可包括上述漸擴(kuò)通道和漸縮通道外，其主體部分垂直于軸向的截面一般為圓形。根據(jù)本發(fā)明氣化噴嘴的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜业淖畲髲较虺叽缗c煤液化殘?jiān)艿闹睆街葹?.5 8 1，更優(yōu)選為2 5 1。根據(jù)本發(fā)明氣化噴嘴的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，所述煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜业妮S向高度與所述混合室的最大徑向尺寸之比為0.5 5 1，更優(yōu)選為1 2. 5 1。在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜业淖畲髲较虺叽纭笔侵杆龌旌鲜覂?nèi)部的最大徑向尺寸，術(shù)語(yǔ)“煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜业妮S向高度”是指所述混合室內(nèi)部的軸向高度；術(shù)語(yǔ)“煤液化殘?jiān)艿闹睆剑?，是指所述煤液化殘?jiān)艿膬?nèi)徑。通常，設(shè)置在所述煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜业氖冶诨蛩鰸u擴(kuò)通道的室壁上的蒸汽噴口的尺寸及數(shù)量根據(jù)蒸汽的用量確定，而蒸汽用量主要是根據(jù)煤液化殘?jiān)倪M(jìn)料量確定。因此，本發(fā)明對(duì)于所述蒸汽噴口的位置、尺寸及數(shù)量的具體設(shè)置并無(wú)特殊要求，只要有利于所述煤液化殘?jiān)撵F化即可。例如，所有蒸汽噴口可以是單層或多層設(shè)置，每層蒸汽噴口最好呈軸向?qū)ΨQ(chēng)地均勻分布，同一層的蒸汽噴口數(shù)量> 3;所有蒸汽噴口的開(kāi)孔尺寸為 1 15mm，優(yōu)選為3 IOmm0在本發(fā)明提供的氣化噴嘴中，所述蒸汽噴口的中心線(xiàn)可垂直于所述煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜业氖冶诨驖u擴(kuò)通道的室壁設(shè)置，亦可與所述混合室的室壁或漸擴(kuò)通道的室壁的垂直線(xiàn)形成一定的夾角。在本發(fā)明氣化噴嘴的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，同一層的蒸汽噴口的數(shù)量為3，所述蒸汽噴口的中心線(xiàn)與所述煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜业氖冶诘拇怪本€(xiàn)之間的夾角為0 25° ；在本發(fā)明氣化噴嘴的另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，同一層的蒸汽噴口的數(shù)量>4，所述蒸汽噴口的中心線(xiàn)與所述煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜业氖冶诘拇怪本€(xiàn)之間的夾角為0 35°。
在本發(fā)明提供的氣化噴嘴中，所述水冷環(huán)管可以采用套管式結(jié)構(gòu)，也可以采用盤(pán)管式結(jié)構(gòu)。此外，本發(fā)明還提供了所述氣化噴嘴在水煤漿氣化爐中的應(yīng)用。根據(jù)本發(fā)明的氣化噴嘴在水煤漿氣化爐中的應(yīng)用，其中，蒸汽的用量不超過(guò)煤液化殘?jiān)倪M(jìn)料量的40wt% ；單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入所述噴嘴的煤液化殘?jiān)c單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入所述噴嘴的水煤漿中所含的干煤的質(zhì)量比為1 3-3 1。根據(jù)本發(fā)明的氣化噴嘴在水煤漿氣化爐中的應(yīng)用，其中，所述內(nèi)環(huán)氧氣管內(nèi)的氧氣體積流量占內(nèi)環(huán)氧氣管和外環(huán)氧氣管內(nèi)的氧氣體積流量之和的10-50 %。根據(jù)本發(fā)明的氣化噴嘴在水煤漿氣化爐中的應(yīng)用，其中，所述煤液化殘?jiān)驼羝麌娍凇⒀鯕鈬娍?、水煤漿噴口的末端截面大小主要是根據(jù)出口物料的平均流速確定。在水煤漿氣化爐中采用本發(fā)明的氣化噴嘴進(jìn)行氣化時(shí)，煤液化殘?jiān)驼羝麌娍谔幍奈锪掀骄魉贋?0 80m/s ；內(nèi)環(huán)氧氣噴口和外環(huán)氧氣噴口處的物料平均流速為60 250m/s ；水煤漿噴口處的物料平均流速為10 120m/s ；所述煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜业氖冶诨蛩鰸u擴(kuò)通道的室壁上的蒸汽噴口處的物料平均流速為10 150m/s。 根據(jù)本發(fā)明的氣化噴嘴在水煤漿氣化爐中的應(yīng)用，其中，所述氣化噴嘴適用于熱法熔融的煤液化殘?jiān)c水煤漿的聯(lián)合氣化以及高溫液態(tài)的重油、渣油等粘稠狀重質(zhì)燃料與水煤漿的聯(lián)合氣化。采用本發(fā)明提供的氣化噴嘴進(jìn)行氣化時(shí)，一方面，由于蒸汽環(huán)管與煤液化殘?jiān)芟噜?，蒸汽可以為高溫粘稠的煤液化殘?jiān)峁┘訜岜氐淖饔?；另一方面，由于蒸汽環(huán)管的出口端是封閉的，使得蒸汽通過(guò)蒸汽噴口全部進(jìn)入煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜?，在該混合室?nèi)煤液化殘?jiān)驼羝浞只旌?，大大提高了進(jìn)入氣化爐的煤液化殘?jiān)撵F化性能。此外，采用本發(fā)明的氣化噴嘴進(jìn)行氣化時(shí)，高溫粘稠狀的煤液化殘?jiān)梢圆唤?jīng)過(guò)降溫，經(jīng)過(guò)加料泵加壓，再經(jīng)過(guò)本發(fā)明氣化噴嘴與水煤漿一起引入水煤漿氣化爐內(nèi)，突破了傳統(tǒng)的水煤漿氣化爐的單一進(jìn)料方式，為粘稠狀的重質(zhì)燃料例如熱法熔融的煤液化殘?jiān)?高溫液態(tài)的重油及渣油等的熱法回收利用開(kāi)辟了一條新的途徑；將本發(fā)明提供的氣化噴嘴用于傳統(tǒng)的水煤漿氣化爐上，可以實(shí)現(xiàn)熱法熔融的煤液化殘?jiān)退簼{同時(shí)進(jìn)料，省去了高溫粘稠物料的冷卻排放和研磨工序，相比于采用現(xiàn)有的氣化噴嘴需要對(duì)煤液化殘?jiān)冉禍乩鋮s、后升溫汽化的過(guò)程，減少了能量損失，提高了能量回收利用率。采用本發(fā)明的氣化噴嘴可以當(dāng)煤液化殘?jiān)纳a(chǎn)出現(xiàn)波動(dòng)進(jìn)而影響水煤漿氣化爐的正常生產(chǎn)時(shí)，可以通過(guò)調(diào)節(jié)水煤漿進(jìn)料量的方式控制氣化噴嘴的總進(jìn)料量，使氣化裝置能夠滿(mǎn)足系統(tǒng)開(kāi)車(chē)時(shí)低負(fù)荷、正常生產(chǎn)時(shí)滿(mǎn)負(fù)荷以及單爐運(yùn)行時(shí)超負(fù)荷等不同工況下的要求。另外，本發(fā)明氣化噴嘴還具有結(jié)構(gòu)緊湊、制造工藝簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，適合于大規(guī)模生產(chǎn)，并且具有良好的氣化性能，不易堵塞，安裝、拆卸方便。


圖1是本發(fā)明的煤液化殘?jiān)c水煤漿聯(lián)合氣化噴嘴的一個(gè)優(yōu)選方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是如圖1所示的聯(lián)合氣化噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖的A-A向視圖；其中1-煤液化殘?jiān)ǖ?br> 2-蒸汽通道
3-內(nèi)環(huán)氧氣通道
4-水煤漿通道
5-外環(huán)氧氣通道
6-冷卻水通道
7-煤液化殘?jiān)?br> 8-蒸汽環(huán)管
9-內(nèi)環(huán)氧氣管
10--水煤漿環(huán)管
11--外環(huán)氧氣管
12--水冷環(huán)管
13--煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜?br> 14--內(nèi)環(huán)氧氣噴口
15--水煤漿噴口
16--外環(huán)氧氣噴口
17--蒸汽噴口
18--蒸汽噴口
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明所提供的氣化噴嘴，但本發(fā)明并不因此而受到任何限制。只要不偏離本發(fā)明的基本構(gòu)思和限定的范圍，本發(fā)明可以有其它的變形，例如，所述“煤液化殘?jiān)堋笨梢允瞧渌邷卣吵淼闹刭|(zhì)燃料管，所述“煤液化殘?jiān)ǖ馈笨梢允瞧渌邷卣吵淼闹刭|(zhì)燃料通道，所述“煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜摇笨梢允瞧渌邷卣吵淼闹刭|(zhì)燃料和蒸汽的混合室，所述“煤液化殘?jiān)驼羝麌娍冢?，可以是其他高溫粘稠的重質(zhì)燃料和蒸汽的噴口。圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的氣化噴嘴。如圖1所示，氣化噴嘴包括由內(nèi)到外依次同軸設(shè)置的煤液化殘?jiān)?、蒸汽環(huán)管8、內(nèi)環(huán)氧氣管9、水煤漿環(huán)管10和外環(huán)氧氣管11，各個(gè)物流管之間為插入式結(jié)構(gòu)，其中煤液化殘?jiān)?內(nèi)為煤液化殘?jiān)ǖ?，煤液化殘?jiān)?與蒸汽環(huán)管8之間的環(huán)隙為蒸汽通道2，蒸汽環(huán)管8和內(nèi)環(huán)氧氣管9之間的環(huán)隙為內(nèi)環(huán)氧氣通道3，內(nèi)環(huán)氧氣管9和水煤漿環(huán)管10之間的環(huán)隙為水煤漿通道4，水煤漿環(huán)管 10和外環(huán)氧氣管之間的環(huán)隙為外環(huán)氧氣通道5 ；煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜?9的一端與煤液化殘?jiān)?的末端之間設(shè)有圓臺(tái)狀的漸擴(kuò)通道，在混合室漸擴(kuò)通道的室壁上設(shè)有四個(gè)軸向?qū)ΨQ(chēng)分布的蒸汽噴口 17，該混合室的另一端與煤液化殘?jiān)驼羝麌娍?13之間設(shè)有圓臺(tái)狀的漸縮通道，在混合室的室壁上也設(shè)有四個(gè)軸向?qū)ΨQ(chēng)分布的蒸汽噴口 18，所述內(nèi)環(huán)氧氣管 9的末端與內(nèi)環(huán)氧氣噴口 14連通，所述水煤漿環(huán)管10的末端與水煤漿噴口 15連通，所述外環(huán)氧氣管11的末端與外環(huán)氧氣噴口 16連通；如圖2所示，混合室19主體部分的橫截面為圓形，混合室19主體部分的內(nèi)徑W與煤液化殘?jiān)?的內(nèi)徑D之比為W D = 3 1，混合室19的軸向高度H與其橫截面直徑W之比為H W= 2 1 ；并且蒸汽噴口 17和18的中心線(xiàn)分別垂直于混合室漸擴(kuò)通道的室壁和混合室主體部分的室壁；蒸汽環(huán)管8的末端為漸縮式結(jié)構(gòu)，蒸汽環(huán)管8的漸縮式末端的內(nèi)壁面與混合室漸縮通道的外壁面均為精加工的光滑表面，蒸汽環(huán)管8的漸縮式末端與混合室漸縮通道之間為插入式無(wú)間隙安裝或設(shè)置耐高溫密封圈，從而使所述蒸汽環(huán)管8的末端形成一封閉結(jié)構(gòu)，使蒸汽全部經(jīng)由蒸汽噴口 17和 18進(jìn)入煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜?9中與煤液化殘?jiān)旌希瑫r(shí)也便于蒸汽環(huán)管8的安裝和拆卸；將套管式水冷環(huán)管12同軸設(shè)置在外環(huán)氧氣管11的外側(cè)，套管式水冷環(huán)管12內(nèi)設(shè)有冷卻水通道6。以煤直接液化工藝裝置中排放的高溫熔融的煤液化殘?jiān)鼮闅饣?、以氧氣為氣化劑生產(chǎn)合成氣(CCHH2)或制H2原料氣為例，粘稠狀的煤液化殘?jiān)?jīng)過(guò)加料泵加壓后進(jìn)入本發(fā)明氣化噴嘴的煤液化殘?jiān)ǖ?中，進(jìn)而流入煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜?9中；同時(shí)， 蒸汽進(jìn)入蒸汽通道2，并分別經(jīng)由蒸汽噴口 17和蒸汽噴口 18進(jìn)入煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜?9中，在混合室內(nèi)所述蒸汽與煤液化殘?jiān)浞只旌虾蠼?jīng)由煤液化殘?jiān)驼羝麌娍?13噴出，因此，蒸汽還起到氣化劑的作用，大大提高了煤液化殘?jiān)M(jìn)入氣化爐的霧化性能，此外， 蒸汽給煤液化殘?jiān)?內(nèi)的煤液化殘?jiān)峁┘訜岜氐淖饔茫姑阂夯瘹堅(jiān)趪娮靸?nèi)始終保持良好的流動(dòng)特性；與此同時(shí)，氧氣分別進(jìn)入內(nèi)環(huán)氧氣通道3和外環(huán)氧氣通道5中，并經(jīng)由內(nèi)環(huán)氧氣噴口 14和外環(huán)氧氣噴口 16噴出；水煤漿進(jìn)入水煤漿通道4中，并經(jīng)由水煤漿噴口 15噴出；同時(shí)，冷卻水經(jīng)由冷卻水通道6進(jìn)入套管式水冷環(huán)管12中，對(duì)氣化噴嘴進(jìn)行冷卻，保護(hù)噴嘴在高溫氣化爐中不被燒毀。下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明所提供的氣化噴嘴，但本發(fā)明并不因此而受到任何限制。實(shí)施例將一個(gè)如圖1所示的氣化噴嘴設(shè)置在一臺(tái)德士古水煤漿氣化爐中，氣化原料和氣化劑從上往下噴入氣化爐中。以中國(guó)神華煤制油化工有限公司的煤直接液化裝置油渣排放處取得的高溫粘稠狀的煤液化殘?jiān)鳛闅饣现?，并將產(chǎn)自神府東勝煤田的神華煤制成濃度為60wt% (即水煤漿固含量)的水煤漿作為另一氣化原料，在所述氣化爐中采取直接進(jìn)料的方式對(duì)上述兩種氣化原料進(jìn)行聯(lián)合氣化，以生產(chǎn)合成氣(CCHH2)。單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入氣化噴嘴的煤液化殘?jiān)c單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入氣化噴嘴的神華煤水煤漿中所含干煤的質(zhì)量比為1 1。所述煤液化殘?jiān)目傔M(jìn)料量為44400kg/h，水煤漿的進(jìn)料量為74000kg/h，內(nèi)環(huán)氧氣管中的氧氣體積流量占內(nèi)環(huán)氧氣管和外環(huán)氧氣管中的氧氣體積流量之和的14%，蒸汽用量為煤液化殘?jiān)M(jìn)料量的15wt%，即蒸汽環(huán)管內(nèi)的蒸汽流量為6660kg/h，氣化噴嘴中所有蒸汽噴口的開(kāi)孔尺寸為3. 5mm。表1中示出了實(shí)施例中所用的煤液化殘?jiān)蜕袢A煤的工業(yè)分析數(shù)據(jù)，表2中示出了采用設(shè)置了本發(fā)明氣化噴嘴的德士古水煤漿氣化爐對(duì)上述煤液化殘?jiān)蜕袢A煤水煤漿進(jìn)行聯(lián)合氣化時(shí)的氣化條件和氣化性能。表1煤液化殘?jiān)蜕袢A煤的工業(yè)分析數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種煤液化殘?jiān)c水煤漿聯(lián)合氣化噴嘴，其特征在于，所述氣化噴嘴包括煤液化殘?jiān)?7)、蒸汽環(huán)管(8)、內(nèi)環(huán)氧氣管(9)、水煤漿環(huán)管(10)、外環(huán)氧氣管(11)、水冷環(huán)管 (12)以及煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜?19)，其中所述煤液化殘?jiān)?7)、蒸汽環(huán)管(8)、內(nèi)環(huán)氧氣管(9)、水煤漿環(huán)管(10)、外環(huán)氧氣管(11)和水冷環(huán)管(1 為由內(nèi)到外依次同軸設(shè)置；所述煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜?19)的一端與煤液化殘?jiān)?7)的末端連通，混合室的另一端與煤液化殘?jiān)驼羝麌娍?1 連通，混合室的室壁上設(shè)置有與蒸汽環(huán)管相連通的蒸汽噴口(17、18)；蒸汽環(huán)管(8)的末端是封閉的；水煤漿環(huán)管(10)的末端與水煤漿噴口 (15)連通；內(nèi)環(huán)氧氣管(9)的末端與內(nèi)環(huán)氧氣噴口(14)連通；外環(huán)氧氣管(11)的末端與外環(huán)氧氣噴口 (16)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣化噴嘴，其特征在于，在所述煤液化殘?jiān)?7)的末端與煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜?19)之間設(shè)有漸擴(kuò)通道，并且在所述混合室(19)與煤液化殘?jiān)驼羝麌娍?1 之間設(shè)有漸縮通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣化噴嘴，其特征在于，在所述漸擴(kuò)通道的室壁上設(shè)有與所述蒸汽環(huán)管(8)連通的蒸汽噴口 (17)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣化噴嘴，其特征在于，所述煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜?19) 的最大徑向尺寸與煤液化殘?jiān)堍频闹睆街葹?.5 8 1，優(yōu)選為2 5 1。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣化噴嘴，其特征在于，所述煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜?19) 的軸向高度與所述混合室(19)的最大徑向尺寸之比為0.5 5 1，優(yōu)選為1 2.5 1。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣化噴嘴，其特征在于，所述蒸汽噴口采用單層或多層設(shè)置， 每層蒸汽噴口呈軸向?qū)ΨQ(chēng)均勻分布，并且位于同一層的蒸汽噴口數(shù)量>3。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣化噴嘴，其特征在于，位于同一層的蒸汽噴口的數(shù)量為3， 并且所述蒸汽噴口的中心線(xiàn)與所述漸擴(kuò)通道的室壁或所述煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜业氖冶诘拇怪本€(xiàn)之間的夾角為0-25°。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的氣化噴嘴，其特征在于，位于同一層的蒸汽噴口的數(shù)量>4， 并且所述蒸汽噴口的中心線(xiàn)與所述漸擴(kuò)通道的室壁或所述煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜业氖冶诘拇怪本€(xiàn)之間的夾角為0-35°。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的氣化噴嘴，其特征在于，所述蒸汽噴口的開(kāi)孔尺寸為1 15mm，優(yōu)選為3 IOmm0
10.如權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的氣化噴嘴在水煤漿氣化爐中的應(yīng)用。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的應(yīng)用，其特征在于，蒸汽的用量不超過(guò)煤液化殘?jiān)M(jìn)料量的40wt %，單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入所述噴嘴的煤液化殘?jiān)c單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入所述噴嘴的水煤漿中所含的干煤的質(zhì)量比為1 3-3 1。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的應(yīng)用，其特征在于，所述內(nèi)環(huán)氧氣管(9)內(nèi)的氧氣體積流量占所述內(nèi)環(huán)氧氣管(9)和外環(huán)氧氣管(11)內(nèi)的氧氣體積流量之和的10-50%。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的應(yīng)用，其特征在于，所述煤液化殘?jiān)驼羝麌娍?13) 處的物料平均流速為10 80m/s ；所述內(nèi)環(huán)氧氣噴口(14)和外環(huán)氧氣噴口(16)處的物料平均流速為60 250m/s ；所述蒸汽噴口(17、18)處的物料平均流速為10 150m/s ；所述水煤漿噴口(15)處的物料平均流速為10 120m/s。
全文摘要
一種煤液化殘?jiān)c水煤漿聯(lián)合氣化噴嘴，包括煤液化殘?jiān)?、蒸汽環(huán)管、內(nèi)環(huán)氧氣管、水煤漿環(huán)管、外環(huán)氧氣管、水冷環(huán)管以及煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜?，其中煤液化殘?jiān)堋⒄羝h(huán)管、內(nèi)環(huán)氧氣管、水煤漿環(huán)管、外環(huán)氧氣管和水冷環(huán)管為由內(nèi)到外依次同軸設(shè)置；煤液化殘?jiān)驼羝旌鲜业囊欢伺c煤液化殘?jiān)艿哪┒诉B通，混合室的另一端與煤液化殘?jiān)驼羝麌娍谶B通，混合室的室壁上設(shè)置有與蒸汽環(huán)管相連通的蒸汽噴口；蒸汽環(huán)管的末端是封閉的；水煤漿環(huán)管的末端與水煤漿噴口連通；內(nèi)環(huán)氧氣管的末端與內(nèi)環(huán)氧氣噴口連通；外環(huán)氧氣管的末端與外環(huán)氧氣噴口連通。采用本發(fā)明氣化噴嘴，可實(shí)現(xiàn)熔融的煤液化殘?jiān)⒏邷匾簯B(tài)的重油及渣油等粘稠的重質(zhì)燃料與水煤漿的聯(lián)合氣化。
文檔編號(hào)B05B7/24GK102268300SQ20111018267
公開(kāi)日2011年12月7日 申請(qǐng)日期2011年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月30日
發(fā)明者高聚忠 申請(qǐng)人:中國(guó)神華煤制油化工有限公司, 神華集團(tuán)有限責(zé)任公司