[发明专利]气化喷嘴和气化器

说明书

技术领域

本发明涉及煤化工领域，具体地，涉及一种气化喷嘴和气化器。

背景技术

煤气化技术是发展煤基化学品、液体燃料、IGCC发电、制氢等过程的基础，是煤化工产业的龙头技术。由于合成氨、甲醇、二甲醚、煤制油、煤制烯烃等产业的快速发展，中国的煤炭气化工艺正由老式的UGI炉块煤间歇气化迅速向先进的粉煤气化工艺过渡，呈现出对各类粉煤气化技术装备的强劲需求。

气化反应在高温、加压条件下进行。其中，利用气化喷嘴使诸如煤粉的物料和气化剂在加压条件下并流进入气化炉内，在极为短暂的时间内完成升温、挥发分脱除、裂解、燃烧及转化等一系列物理和化学过程，最终形成以CO和H₂为主要成分的煤气。气化喷嘴通常包括输送物料的部件和将物料和气化剂并流喷射的部件。在输送物料的部件中，物料从内径较大的总管中被均匀地分流至多条内径较小的支管中，以使物料满足喷射条件。为了使煤粉能够按照预设的等分均匀地分流，通常在总管和各个支管之间设置分流器。另外，为了改善分流器分流物料的效果，现有技术中有时还设置多级分流结构。也就是说，在第一级分流结构中，物料从输送总管通过分流器分流至多个第一级输送支管；在第二级分流结构中，物料从每个第一级输送支管通过分流器分流至多个第二级输送支管；以此类推。

然而，由于现有技术中的分流器的结构不尽合理，使得物料并不能通过分流器实现足够均匀地分流，并且在分流器的结构死角中常常出现积粉、堵塞的现象。由此导致气化喷嘴无法将物料和气化剂进行快速并流和喷出，气化喷嘴火焰不稳定不均匀；进而导致气化炉的碳转化率低，气化残渣量大。另外，气化喷嘴处于气化炉的高温加压的运行环境中，本身维护工作量就比较大，分流器经常堵塞更加重了气化喷嘴的维护负担，造成气化炉的生产效率降低。因此，现有技术中的气化喷嘴有待改进。

发明内容

本发明的目的是提供一种气化喷嘴和气化器，用以使物料能够在气化喷嘴中均匀地分流，并且防止物料的积粉、堵塞，从而提高气化炉的生产效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种气化喷嘴，包括用于输送物料的输送部，和连接在输送部的末端用于喷射物料的喷射部，其中，输送部包括输送总管和至少两级输送支管，输送总管与第一级输送支管之间、以及相邻的两级输送支管之间通过能够将物料进行分流的分流器相连通，至少一个所述分流器包括基体，基体上开设有将输送总管与第一级输送支管、或者将相邻的两级输送支管相连通的多个贯通孔；每个分流器还包括锥底连接至基体的顶面、锥顶位于输送总管中或者位于相邻的两级输送支管的上一级输送支管中的多棱锥体，多棱锥体的每个侧面与输送总管的一部分管壁或者与相邻的两级输送支管的上一级输送支管的一部分管壁分别围合成每个贯通孔的引导面，并且多棱锥体的侧面覆盖基体的顶面。

优选地，贯通孔的纵向中心线与多棱锥体的纵向中心线成角度地设置。

优选地，多棱锥体包括中心锥体以及围绕中心锥体的锥底设置的多个边缘锥体，其中，各个边缘锥体为三棱锥体，每个三棱锥体以输送总管的管壁或者相邻的两级输送支管的上一级输送支管的管壁为一个侧面，并且三棱锥体的另外两个侧面相交所形成的棱与中心锥体的棱共同形成多棱锥体的棱。

优选地，多棱锥体为正多棱锥体，该正多棱锥体的纵向中心线与输送总管的纵向中心线重合。

优选地，多棱锥体的各个侧面均为凹形面。

优选地，在多棱锥体的上方的输送总管上设置有气流入口，气流入口允许气流流入输送总管中以使物料发生紊流。

优选地，喷射部包括喷射腔体，最后一级输送支管的末端依次贯穿喷射腔体的顶面和底面后与底面基本齐平形成物料喷口；其中，喷射腔体的顶面为可拆卸件。

优选地，沿着喷射腔体的顶面和底面的延伸方向，喷射腔体分隔为靠近喷射腔体的顶面的气化剂腔体和靠近喷射腔体的底面的冷却腔体，气化剂腔体具有气化剂入口，冷却腔体具有冷却剂入口和冷却剂出口；其中，冷却腔体中设置有分别环绕各个最后一级输送支管的多个气化剂管，各个气化剂管的一端开口于气化剂腔体，另一端贯穿喷射腔体的底面后与底面基本齐平形成气化剂喷口。

优选地，在气化剂喷口处的最后一级输送支管的外壁面上设置有旋流叶片，以使气化剂发生紊流。

本发明还提供一种气化器，该气化器的顶部安装有上述的气化喷嘴