气化烧嘴及气化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种气化烧嘴，包括点火烧嘴和主烧嘴单元，主烧嘴单元嵌套设置于所述点火烧嘴的外部；所述主烧嘴单元包括依次嵌套设置的多级主烧嘴和嵌套设置于最外级主烧嘴上的主烧嘴冷却装置。本实用新型专利技术还提供一种具有上述气化烧嘴的气化装置。本实用新型专利技术的气化烧嘴和气化装置，通过主烧嘴单元中多级主烧嘴的设置，不仅提高了投料量，而且不同级的主烧嘴可投加不同的燃料，且各级主烧嘴所投加的原料不需要预混，结构简单易操作，能够降低生产成本、提高生产效率。

Gasification burner and gasification unit

【技术实现步骤摘要】
气化烧嘴及气化装置
本技术属于气化领域，特别是气化烧嘴及气化装置。
技术介绍
现有的气化烧嘴在单个使用过程中，由于结构的限制，投煤量仅能达到700-2000吨/天，难以进一步提升；且由于使用过程是单烧嘴顶置(即一个烧嘴设置于气化炉的顶部)，使得气化炉流场湍流混合效果差。为了提高投煤量，生产过程中一般采用多烧嘴对置(即多个烧嘴环绕气化炉的炉壁一周对置设置)的方式，这种方式虽然使得气化炉内燃料和氧化剂的混合效果相对提高，但是仅能将投煤量提高到1000-3000吨/天，且需要在反应器/气化炉/燃烧室预留更多的开孔以便安装多个烧嘴，不但对安装精度要求高，容易导致气化炉轴向方向温度场的突变，影响气化炉壁面的均匀挂渣，而且多个烧嘴放置在气化炉侧面、顶部的组合方式，增加了控制的难度，工艺管线输送、控制与调节均存在一定难度；同时，多烧嘴对置也增加了烧嘴的经济投入，增加了成本。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种气化烧嘴，该气化烧嘴能够较大程度地提高投料量，降低成本、提高生产效率。本技术的另一目的在于提供具有前述气化烧嘴的气化装置。为实现本技术的第一个目的，采用以下的技术方案：一种气化烧嘴，所述气化烧嘴的主体为圆筒状结构，所述气化烧嘴包括用于点火的点火烧嘴和用于提供燃料和氧化剂的主烧嘴单元，所述主烧嘴单元嵌套设置于所述点火烧嘴的外部；所述主烧嘴单元包括依次嵌套设置的用于分别提供燃料和氧化剂的多级主烧嘴和嵌套设置于最外级主烧嘴上的用于冷却的主烧嘴冷却装置。优选地，所述最外级主烧嘴的外壁与所述主烧嘴冷却装置的内壁形成环隙结构的氧化剂通道。优选地，所述主烧嘴单元至少包括一级主烧嘴和嵌套设置于所述一级主烧嘴外部的二级主烧嘴；所述一级主烧嘴由内向外依次设置有一级内筒和一级外筒，所述一级主烧嘴通过所述一级内筒嵌套设置于所述点火烧嘴的外部，且所述一级内筒与所述点火烧嘴之间形成环隙结构的一级氧化剂通道；所述一级内筒和一级外筒之间形成一级环隙通道；所述一级环隙通道的背火端沿环隙分散设置有多个与中心轴平行的一级燃料输送管，形成多个一级燃料入口通道，所述一级环隙通道的向火端形成环隙结构的一级燃料出口通道，所述一级燃料入口通道和所述一级燃料出口通道相连通；所述一级内筒、一级环隙通道、一级外筒和一级氧化剂通道同轴设置。优选地，所述二级主烧嘴由内向外依次设置有二级内筒和二级外筒,所述二级主烧嘴通过所述二级内筒嵌套设置于所述一级主烧嘴的外部，且所述二级内筒与所述一级外筒之间形成环隙结构的二级氧化剂通道；所述二级内筒和二级外筒之间形成二级环隙通道；所述二级环隙通道的背火端沿环隙分散设置有多个与中心轴平行的二级燃料输送管，形成多个二级燃料入口通道，所述二级环隙通道的向火端形成环隙结构的二级燃料出口通道，所述二级燃料入口通道和所述二级燃料出口通道相连通；所述二级内筒、二级环隙通道、二级外筒、二级氧化剂通道与所述一级内筒同轴设置。优选地，所述主烧嘴单元还包括三级主烧嘴，所述三级主烧嘴由内向外依次设置有三级内筒和三级外筒,所述三级主烧嘴通过所述三级内筒嵌套设置于所述二级主烧嘴的外部，且所述三级内筒与所述二级外筒之间形成环隙结构的三级氧化剂通道；所述三级内筒和三级外筒之间形成三级环隙通道；所述三级环隙通道的背火端沿环隙分散设置有多个与中心轴平行的三级燃料输送管，形成多个三级燃料入口通道，所述三级环隙通道的向火端形成环隙结构的三级燃料出口通道，所述三级燃料入口通道和所述三级燃料出口通道相连通；所述三级内筒、三级环隙通道、三级外筒、三级氧化剂通道与所述一级内筒同轴设置。优选地，所述一级燃料出口通道在向火端逐渐收缩，所述一级外筒的外壁在向火端与所述一级燃料出口通道的中心轴线呈角度α，α＝10-40°，优选α＝10-20°。优选地，所述二级燃料出口通道在向火端逐渐收缩，所述二级外筒的外壁在向火端与所述二级燃料出口通道的中心轴线呈角度β，β＞α，β＝20-60°；优选β＝25-40°。优选地，所述三级燃料出口通道在向火端逐渐收缩，所述三级外筒的外壁在向火端与所述三级燃料出口通道的中心轴线呈角度25-70°；优选30-50°。优选地，所述点火烧嘴由内向外依次同轴设置有中心氮气通道、燃料通道、氧化剂通道和点火烧嘴冷却装置；所述点火烧嘴冷却装置为第一冷却水夹套，包括由内向外依次设置的第一冷却水出水通道和第一冷却水入水通道；所述第一冷却水出水通道和第一冷却水入水通道在向火端连通设置，且与所述中心氮气通道同轴设置；所述中心氮气通道的向火端套设有点火器。优选地，所述主烧嘴冷却装置为第二冷却水夹套，包括由内向外依次设置的第二冷却水出水通道和第二冷却水入水通道，所述第二冷却水出水通道和第二冷却水入水通道在向火端连通设置，且与所述中心氮气通道同轴设置。为实现第二个目的，本技术还提供一种气化装置，所述气化装置包括前述的气化烧嘴。本技术的有益效果在于：(1)本技术的气化烧嘴和气化装置，通过主烧嘴单元中多级主烧嘴的设置，不仅提高了投料量，而且不同级的主烧嘴可投加不同的燃料而实现多种燃料的组合掺烧，燃料在烧嘴出口处的均匀性与对称性较高，氧化剂与燃料的混合效果较好，从而使得各级主烧嘴所投加的原料不需要预混，结构简单易操作，能够降低生产成本、提高碳转化率及有效气产率，从而提高生产效率；(2)本技术的气化烧嘴和气化装置，燃料能够简单、高效、稳定地输送；在气化炉负荷大的情况下，能够实现稳定点火、稳定升温升压，以及稳定地逐级提升负荷；燃料与氧化剂在气化炉内能够强制混合，且能够有效控制火焰以保护气化炉的内壁；(3)本技术的气化烧嘴为一体化设计，结构紧凑，日投料量高；本技术的气化装置，在投料量较高的情况下，保留了烧嘴顶置的优势，无需在炉壁上开设安装孔，进而使得管线较少，便于安装和控制。附图说明图1是本技术的气化烧嘴在一种实施方式中的结构示意图；图2是图1中气化烧嘴的点火烧嘴示意图；图3是图1中气化烧嘴的A-A横剖图；图4是具有图1所示气化烧嘴的气化装置的结构示意图。具体实施方式以下通过具体实施方式对本技术的技术方案及其效果做进一步说明。以下实施方式仅用于说明本技术的内容，并不用于限制本技术的保护范围。应用本技术的构思对本技术进行的简单改变都在本技术要求保护的范围内。如图1所示，本技术的气化烧嘴，所述气化烧嘴的主体为圆筒状结构，所述气化烧嘴包括用于点火的点火烧嘴4和用于提供燃料和氧化剂的主烧嘴单元，所述主烧嘴单元嵌套设置于所述点火烧嘴4的外部；所述主烧嘴单元包括依次嵌套设置的用于分别提供燃料和氧化剂的多级主烧嘴和嵌套设置于最外级主烧嘴上的用于冷却的主烧嘴冷却装置5。本技术的气化烧嘴，嵌套设置的多级主烧嘴的设置，有利于提高气化烧嘴的投料量，而且不同级的主烧嘴可投加不同的燃料，燃料在烧嘴出口处的均匀性与对称性较高，氧化剂与燃料的混合效果较好，从而使得各级主烧嘴所投加的原料不需要预混，从气化烧嘴喷出后即可混合均匀，能够满足均匀燃烧，结构简单易操作，能够降低生产成本，提高生产效率。燃料可以为本领域适用的燃料，比如煤粉、石油焦、干粉焦等。一把燃料是用惰性气体(二氧化碳或氮气)来输送的。在一种实施方式中，所述最外级主烧嘴的外壁与所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种气化烧嘴，其特征在于，所述气化烧嘴的主体为圆筒状结构，所述气化烧嘴包括用于点火的点火烧嘴(4)和用于提供燃料和氧化剂的主烧嘴单元，所述主烧嘴单元嵌套设置于所述点火烧嘴(4)的外部；所述主烧嘴单元包括依次嵌套设置的用于分别提供燃料和氧化剂的多级主烧嘴和嵌套设置于最外级主烧嘴上的用于冷却的主烧嘴冷却装置(5)；所述主烧嘴单元至少包括一级主烧嘴和嵌套设置于所述一级主烧嘴外部的二级主烧嘴；所述一级主烧嘴由内向外依次设置有一级内筒(1)和一级外筒(11)，所述一级主烧嘴通过所述一级内筒(1)嵌套设置于所述点火烧嘴的外部，且所述一级内筒(1)与所述点火烧嘴之间形成环隙结构的一级氧化剂通道(3)；所述一级内筒(1)和一级外筒(11)之间形成一级环隙通道(2)；所述一级环隙通道(2)的背火端沿环隙分散设置有多个与中心轴平行的一级燃料输送管，形成多个一级燃料入口通道(21)，所述一级环隙通道(2)的向火端形成环隙结构的一级燃料出口通道(22)，所述一级燃料入口通道(21)和所述一级燃料出口通道(22)相连通；所述一级内筒(1)、一级环隙通道(2)、一级外筒(11)和一级氧化剂通道(3)同轴设置。

【技术特征摘要】
1.一种气化烧嘴，其特征在于，所述气化烧嘴的主体为圆筒状结构，所述气化烧嘴包括用于点火的点火烧嘴(4)和用于提供燃料和氧化剂的主烧嘴单元，所述主烧嘴单元嵌套设置于所述点火烧嘴(4)的外部；所述主烧嘴单元包括依次嵌套设置的用于分别提供燃料和氧化剂的多级主烧嘴和嵌套设置于最外级主烧嘴上的用于冷却的主烧嘴冷却装置(5)；所述主烧嘴单元至少包括一级主烧嘴和嵌套设置于所述一级主烧嘴外部的二级主烧嘴；所述一级主烧嘴由内向外依次设置有一级内筒(1)和一级外筒(11)，所述一级主烧嘴通过所述一级内筒(1)嵌套设置于所述点火烧嘴的外部，且所述一级内筒(1)与所述点火烧嘴之间形成环隙结构的一级氧化剂通道(3)；所述一级内筒(1)和一级外筒(11)之间形成一级环隙通道(2)；所述一级环隙通道(2)的背火端沿环隙分散设置有多个与中心轴平行的一级燃料输送管，形成多个一级燃料入口通道(21)，所述一级环隙通道(2)的向火端形成环隙结构的一级燃料出口通道(22)，所述一级燃料入口通道(21)和所述一级燃料出口通道(22)相连通；所述一级内筒(1)、一级环隙通道(2)、一级外筒(11)和一级氧化剂通道(3)同轴设置。2.根据权利要求1所述的气化烧嘴，其特征在于，所述最外级主烧嘴的外壁与所述主烧嘴冷却装置(5)的内壁形成环隙结构的氧化剂通道(6)。3.根据权利要求1所述的气化烧嘴，其特征在于，所述二级主烧嘴由内向外依次设置有二级内筒(1’)和二级外筒(11’)，所述二级主烧嘴通过所述二级内筒(1’)嵌套设置于所述一级主烧嘴的外部，且所述二级内筒(1’)与所述一级外筒(11)之间形成环隙结构的二级氧化剂通道(3’)；所述二级内筒(1’)和二级外筒(11’)之间形成二级环隙通道(2’)；所述二级环隙通道(2’)的背火端沿环隙分散设置有多个与中心轴平行的二级燃料输送管，形成多个二级燃料入口通道(21’)，所述二级环隙通道(2’)的向火端形成环隙结构的二级燃料出口通道(22’)，所述二级燃料入口通道(21’)和所述二级燃料出口通道(22’)相连通；所述二级内筒(1’)、二级环隙通道(2’)、二级外筒(11’)、二级氧化剂通道(3’)与所述一级内筒(1)同轴设置。4.根据权利要求3所述的气化烧嘴，其特征在于，所述主烧嘴单元还包括三级主烧嘴，所述三级主烧嘴...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚敏，匡建平，黄斌，郭伟，罗春桃，焦洪桥，井云环，
申请(专利权)人：神华集团有限责任公司，神华宁夏煤业集团有限责任公司，
类型：新型
国别省市：北京,11