[发明专利]环形喷嘴及其使用方法

权利要求书

1、喷嘴，其中包括，一根中央导管，为输送第一气体流构成中央通道；一根彼此隔开、同心的第二导管，在中央和第二导管之间为输送浆料流构成一个第二环形通道；一根彼此隔开，同心的第三导管，在第二和第三导管之间为输送第二气体流构成一个第三环形通道；这第一、第二和第三通道(1)在它们的上游端部是封闭的，其中为被分散开的气体进料流提供进口管，该进口管通过中央环形通道并通过第三环形通道，还为浆料流提供进口管，该进口管通过第二环形通道，(2)在由中央、第二和第三导管的端部所形成的下游排放口是敞开的，其特征是其中还包括与第三导管下游端部相连接，安置于其附近并处于中央和第二通道的排放口下游的喷嘴雾化器，该雾化器有一个将通过第二环状通道的浆料流喷射其上的会聚面；和一个与雾化器相互连接的细长出口孔，通过它把浆料与气体的混合物以加快速度排出。

2、根据权利要求1的喷嘴，其特征是由中央和第二导管构成的第二通道包括第一直圆柱状流通段和第二直圆柱状流通段，这第一流通段从浆料进料入口管扩展并会聚入第二流通段。该流通段又扩展到它的由中央和第二导管的端部所形成的下游排放口，第一直圆柱状流通段的横截面积比第二直圆柱状流通段的横截面积显著地大，由此在第一流通段中提供一个浆料流的压力，在与第二流通段会聚和相互连接处的整个第一流通段的环形面积上这压力基本上是均匀的。

3、根据权利要求1或2的喷嘴，其特征是雾化器是与出口孔相连接的第三导管的延续会聚截面。

4、根据权利要求1或2的喷嘴，其特征是雾化器是一个置于第三导管之中的陶瓷喷嘴雾化器。

5、根据权利要求1或2的喷嘴，其特征是第一和第二流通段的横截面积的比例足以为从浆料进料入口管到第一流通段与第二流通段相互连接处的浆料流提供一个压力降，这压力降大约为20%，而对于相互连接处到第二流通段的排放口的浆料流压力降则比这更小。

6、喷嘴使用方法，其中该喷嘴用于一自由流动反应器中通过在与含游离氧的气体相混合的液体载体中部分氧化固体含碳燃料的浆料来制取含有氢和一氧化碳的混合气，该方法包括：

（a）把含有游离氧的第一气体流通过置于反应器上部的喷嘴的第一通道，出口排放速度从大约23米/秒到大约音速。

（b）同时以大约0.3-15米/秒的出口排放速度把浆料流通过第二环形通道并以大约23米/秒到大约音速的出口排放速度把含有游离氧的第二气体通过第三环形通道，

（c）以大约30米/秒-大约音速的加快速度将混合物通过一个细长的出口孔，以便使该混合物在进入反应器之前进一步雾化，

（d）使反应器中的混合物起反应，以形成含有氢和一氧化碳的部分氧化气体混合物，

其特征是：把浆料流喷射到喷嘴雾化器的会聚面上，由此通过浆料对会聚面的冲击作用以及通过第一和第二气流的剪切作用使浆料流与气流混合，雾化器与第三通道下游端部相连并安置于其附近。

7、根据权利要求6的方法，其特征是从浆料进料入口管到第一流通段与第二流通段相互连接处的浆料流压力降大约为20%，而相互连接处到第二流通段的排放口的浆料流压力降更小。