[发明专利]一种带粉煤预混的高效煤气化烧嘴及其使用方法

说明书

本发明提供的一种带粉煤预混的高效煤气化烧嘴及其使用方法，包括主烧嘴、点火开工一体化烧嘴、冷却水换热通道、氧气通道、煤粉通道、开工烧嘴、点火烧嘴和煤粉分布器，其中，点火烧嘴设置在主烧嘴的内腔中心处，点火烧嘴和主烧嘴之间依次设置有开工烧嘴、煤粉通道和氧气通道，主烧嘴的外侧设置有冷却水换热通道；煤粉通道的顶端伸出至主烧嘴的外侧，开工烧嘴的顶端伸出至煤粉通道的外侧，点火烧嘴的顶部与开工烧嘴的顶部等齐布置；同时，开工烧嘴和点火烧嘴的顶部设置在点火开工一体化烧嘴的内部；煤粉分布器设置在煤粉通道的内腔中；本发明能够有效防止偏烧，降低煤线波动对炉膛流场的影响，使气化装置运行更加安全稳定。

技术领域

本发明属于能源化工技术领域，具体涉及一种带粉煤预混的高效煤气化烧嘴及其使用方法。

背景技术

目前，煤气化技术是煤炭清洁与高效利用的主要途径之一，而气流床干煤粉气化技术以其单位体积处理量大、碳转化率高、气化强度高、节能环保等优点而得到广泛推广应用。干煤粉气化技术的核心设备是气化炉，而煤粉烧嘴又是气化炉的核心组成部分，该设备性能和寿命，直接影响着气化炉内正常反应的有效进行、气化工艺产品品质及其长周期稳定运行。

虽然国内外对气化炉烧嘴进行了大量的研究，但是还存在许多待解决的问题。比如，由于各条煤线之间会存在负荷差异，在粉煤浓相输送条件下，每条煤线不可避免的产生一定波动，这些因素都对气化炉炉膛流场的影响较大，特别是单条煤线出现堵塞或跳车时，气化炉内流场和温度场波动更为剧烈，造成偏烧现象，引起气化炉水冷壁爆管。采用单喷嘴的气化炉，反应介质停留时间短，碳转化率不高，水冷壁挂渣不理想等是普遍存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带粉煤预混的高效煤气化烧嘴及其使用方法，解决了现有的煤气化烧嘴存在的由于单条煤线出现堵塞或跳车，造成偏烧现象，引起气化炉水冷壁爆管的问题。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明提供的一种带粉煤预混的高效煤气化烧嘴，包括主烧嘴、点火开工一体化烧嘴、冷却水换热通道、氧气通道、煤粉通道、开工烧嘴、点火烧嘴和煤粉分布器，其中，点火烧嘴设置在主烧嘴的内腔中心处，点火烧嘴和主烧嘴之间依次设置有开工烧嘴、煤粉通道和氧气通道，主烧嘴的外侧设置有冷却水换热通道；

煤粉通道的顶端伸出至主烧嘴的外侧，开工烧嘴的顶端伸出至煤粉通道的外侧，点火烧嘴的顶部与开工烧嘴的顶部等齐布置；同时，开工烧嘴和点火烧嘴的顶部设置在点火开工一体化烧嘴的内部；

煤粉分布器设置在煤粉通道的内腔中。

优选地，煤粉通道的顶部沿其圆周方向均布有若干个煤粉入口，煤粉入口与煤粉通道相通。

优选地，煤粉入口的轴线与点火开工一体化烧嘴的轴线之间的夹角α小于等于30°。

优选地，煤粉分布器包括圆环型结构的本体，本体的表面上均布有若干个煤粉孔；其中，本体的外壁与煤粉通道的内壁连接固定，本体的内壁与开工烧嘴的外壁连接。

优选地，主烧嘴的顶部侧壁上开设有主氧气入口，所述主氧气入口与氧气通道相通。

优选地，氧气通道的末端气体出口方向与主烧嘴底部向火端面之间的夹角β为60°～90°。

优选地，主烧嘴上套装有法兰，法兰与主烧嘴之间设置有空腔，所述空腔为冷却水换热通道；法兰上开设有冷却水出口和冷却水入口，其中，冷却水出口和冷却水入口和冷却水换热通道相通。

优选地，冷却水换热通道包括冷却水进水通道和冷却水回水通道，其中，冷却水入口依次与冷却水进水通道、冷却水回水通道和冷却水出口相通。

一种带粉煤预混分布器的高效煤气化烧嘴的使用方法，基于一种带粉煤预混分布器的高效煤气化烧嘴，包括以下步骤：