[实用新型]一种煤液化残渣气化喷嘴

说明书

技术领域

本实用新型涉及气化喷嘴，更具体地说，涉及一种以高温粘稠状的重质燃料(例如煤液化残渣)为原料用于气流床气化炉的气化喷嘴。

背景技术

在气流床气化工艺中，将原料物流喷入气化炉进行燃烧的设备叫做气化喷嘴。目前，国内已经大规模工业化应用的气流床煤炭气化技术主要有Texaco水煤浆气化技术、Shell干煤粉气化技术、多元料浆气化技术和多喷嘴对置式煤气化技术。其中，水煤浆气化技术通常采用三流道式气化喷嘴结构，喷嘴的中心管走氧气，内环隙走水煤浆，外环隙走氧气；干煤粉气化技术通常采用二流道式气化喷嘴结构，喷嘴的中心管走煤粉，外环隙走氧气，或中心管走氧气、外环隙走煤粉。中国专利ZL95111750.5披露了一种带有旋流器的三通道组合式水煤浆气化喷嘴。美国专利US3705108披露了一种中心管走氧气、内环管走缓和剂以及外环管走油-缓和剂的三通道气化喷嘴。

在煤直接液化工艺过程中，伴随着煤液化油品的生产，同时产生大量的煤液化残渣。在使用减压蒸馏的煤直接液化工艺中，所生产的煤液化残渣量约占液化原料煤质量的30％左右，如此大量的煤液化残渣，其综合利用问题一直是煤直接液化项目亟待解决的关键问题，其利用程度直接影响煤直接液化过程的技术、经济和环境性能。煤液化残渣具有较高的碳、氢含量，因此，可以以煤液化残渣为原料通过气化炉燃烧生产合成气(CO+H₂)或其他有用的化工原料气体。但是，通常从煤直接液化装置直接获得的煤液化残渣为高温(180～320℃)粘稠液体，如果使用上述传统的气化喷嘴对其直接进行气化，会导致煤液化残渣与喷嘴金属壁及冷流体间换热，致使煤液化残渣降温、增粘或凝固，从而影响煤液化残渣在喷嘴内的流动特性，甚至造成喷嘴堵塞，影响气化炉的正常生产；如果将煤液化残渣冷却后再加以利用，势必将增加油渣冷却排放工序和研磨工序，并且煤液化残渣的降温、升温过程也会造成大量能量损失。另外，在石油工业中，原油经加热(360～370℃)后送入常压蒸馏塔、减压蒸馏塔可分别获得重油、渣油，对于这种高温粘稠的重油、渣油，如果使用传统的气化喷嘴进行气化燃烧，也存在类似问题。

综上所述，尽管国内外关于“气化喷嘴”的文献对不同气化喷嘴结构及使用性能都有介绍，但是对于高温粘稠状的重质燃料例如熔融的煤液化残渣而言，采用现有的气化喷嘴无法获得较好的气化效果。因此，需要开发一种适用于高温熔融的煤液化残渣直接进料的气化喷嘴，以克服现有气化喷嘴不适用于气化高温熔融的煤液化残渣的缺陷。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种新型的煤液化残渣气化喷嘴，采用该喷嘴可直接利用高温熔融的煤液化残渣进行气化，并能获得良好的气化效果。

本实用新型所提供的煤液化残渣气化喷嘴包括煤液化残渣管、蒸汽环管、氧气环管、水冷环管以及煤液化残渣和蒸汽混合室，其中所述煤液化残渣管、蒸汽环管、氧气环管和水冷环管为由内到外依次同轴设置，所述煤液化残渣管、蒸汽环管和氧气环管上分别设有煤液化残渣进口、蒸汽进口和氧气进口；煤液化残渣和蒸汽混合室的一端与煤液化残渣管的末端连通，所述混合室的另一端与煤液化残渣和蒸汽喷口连通；所述蒸汽环管的末端是封闭的；所述混合室的室壁上设置有与蒸汽环管相连通的蒸汽喷口；所述氧气环管的末端与氧气喷口连通。

根据本实用新型提供的煤液化残渣气化喷嘴的一个优选实施方式，在煤液化残渣管的末端与煤液化残渣和蒸汽混合室之间设有渐扩通道，并且在所述混合室与所述煤液化残渣和蒸汽喷口之间设有渐缩通道。本实用新型对于所述渐扩通道和渐缩通道的形状并无特殊要求，只要能有助于煤液化残渣的顺利流入、为原料的气化提供足够的空间，并有利于气化后的原料经煤液化残渣和蒸汽喷口注入气化炉即可，一般为圆台状。进一步优选地，所述渐扩通道的室壁上设置有与蒸汽环管连通的蒸汽喷口。

在本实用新型提供的煤液化残渣气化喷嘴中，对所述煤液化残渣和蒸汽混合室的形状没有特别限制。所述混合室除了可包括上述渐扩通道和渐缩通道外，其主体部分的垂直于轴向的截面一般为圆形。

根据本实用新型提供的煤液化残渣气化喷嘴的一个优选实施方式，所述煤液化残渣和蒸汽混合室的最大径向尺寸与所述煤液化残渣管的直径之比为1.5～8∶1，更优选为2～5∶1。

根据本实用新型提供的煤液化残渣气化喷嘴的一个优选实施方式，所述煤液化残渣和蒸汽混合室的轴向高度与所述混合室的最大径向尺寸之比为0.5～5∶1，更优选为1～2.5∶1。