一种应用于气化炉的烧嘴的制作方法

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1.本实用新型涉及气化炉技术领域，具体涉及一种应用于气化炉的烧嘴。

背景技术：

2.我国石油、天然气资源不足，我国富煤、缺油、少气的能源资源特点决定了我国煤化工行业势必要发展壮大，煤化工行业通常包括煤制甲醇、煤制烯烃、煤制石油、煤制合成氨工业、以及其他煤化工产品工业等。
3.煤气化行业是煤化工的基础行业，大多数化工产品均从煤中的c衍生而来，所以，煤气化技术水平的高低对我国煤化工的发展具有重要的意义。
4.我国在上世纪八十年代引进了德士古水煤浆加压气化技术，在2001年引进了壳牌干煤粉加压气化技术，同时我国分别自行开发了固定床富氧气化技术、干煤粉加压气化技术、多喷嘴对置式干煤粉加压气化技术等煤气化工艺，目前在我国发展的十几种煤气化工艺，按照燃料性质分为块煤气化炉、水煤浆气化炉和煤粉气化炉三种。
5.煤化工行业的核心是燃烧设计，而燃烧设计主要是指烧嘴及燃烧室的设计，烧嘴的各项参数决定着燃烧的温度，燃烧的效率等，目前关于烧嘴的设计不下几十种，不同气化炉应用的烧嘴也不同，从气化炉类型看，有用于水煤浆气化炉的雾化式烧嘴，有用于气流床气化炉的环式通道烧嘴，从结构式讲，有对置式烧嘴，有三通道式烧嘴，有四通道式烧嘴等。
6.例如，斯耐特(湖北)工业制造有限公司提出了一种煤气化炉烧嘴(申请号为201921547609.5)，该烧嘴体内设有煤粉通道，煤粉通道包括一体铣削成型的直管段、弧形过渡段和锥形段，弧形过渡段位于直管段和锥形段之间，锥形段的内壁开有环形冷却水槽。该烧嘴体的煤粉通道、环形冷却水槽以及进水管和出水管为一体铣削成型，环形封堵板和环形冷却水槽焊接而成一个位于烧嘴体内的冷却水套，用于对烧嘴体前端迎火面进行降温，环形封堵板从烧嘴体内部焊接，焊缝位于环形封堵板内，避免焊缝直接面对1300℃的高温煅烧，极大的延长了其使用寿命，其优点是通道较少，但氧气为气态流入烧嘴，煤粉是固态，气态的体积远远大于固态，因此该设计缺点是，氧气流道设计过窄。
7.再有，福建联合石油化工有限公司提出了一种改进型气化烧嘴(申请号为202021955470.0)，该设计包括多级喷管以及套设于多级喷管外部的外壳体，该设计的特点是通过改变壳体内各流道的结构来改变冷却水的流动状态，从而调节水流的冲击力，促进冷却水与烧嘴间的高效换热，但其缺点是结构设计过于复杂，在较大的煤粉流速冲刷下，烧嘴寿命一定较短。
8.综上所述，目前需要设计一种设计简洁，制造、安装及检修均方便、并且能在高温下保持结构稳定的气化炉烧嘴。

技术实现要素：

9.为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是提供一种应用于气化炉的烧嘴，包括煤粉管和设置于所述煤粉管外的氧气通道，且所述煤粉管与氧气通道呈同心
布置，所述煤粉管在所述氧气通道的内部，所述氧气通道为环形通道，所述煤粉管和氧气通道均安装在气化炉的烧嘴盘上，所述氧气通道的外侧设置有二次风通道，所述二次风通道与氧气通道的布置走向相同，所述煤粉管、氧气通道和二次风通道构成烧嘴主体，所述烧嘴主体的外围包覆设有冷却水套，所述冷却水套内设有循环水通道。
10.在上述方案中，包括多个平行布置的所述烧嘴主体，每个所述烧嘴主体的外围对应包覆设有一个所述冷却水套上，每个烧嘴主体分别由一个所述煤粉管、一个所述氧气通道和二次风通道组成，各个所述烧嘴主体之间平行且间隔布置。
11.在上述方案中，每个所述氧气通道的两侧分别设有一根所述二次风通道。
12.在上述方案中，所述煤粉管与氧气通道的布置走向相同。
13.在上述方案中，所述煤粉管与氧气通道的截面呈同心圆布置。
14.在上述方案中，所述二次风通道的直径小于所述氧气通道的直径。
15.在上述方案中，所述冷却水套沿所述烧嘴主体的下部布置。
16.在上述方案中，所述煤粉管与供煤装置连接。
17.在上述方案中，所述氧气通道与供氧装置连接。
18.本实用新型，实现了一种简便的煤粉烧嘴，采用环型通道烧嘴，将调节火焰长度的二次风外置，简化了烧嘴的制造安装过程，降低了成本。
附图说明
19.图1为本实用新型的外形原理示意图；
20.图2为本实用新型的烧嘴主体俯视结构示意图；
21.图3为本实用新型的具体实施例示意图。
具体实施方式
22.下面结合说明书附图对本实用新型做出详细的说明。
23.本实用新型公开了一种应用于气化炉的烧嘴，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。需要特别指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本实用新型，并且相关人员明显能在不脱离本实用新型内容、精神和范围的基础上对本文所述内容进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本实用新型技术。
24.在实用新型中，除非另有说明，否则本文中使用的科学和技术名词具有本领域技术人员所通常理解的含义。
25.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
26.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是
直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
27.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
28.如图1至图3所示，本实用新型提供的一种应用于气化炉的烧嘴，包括煤粉管1和设置于煤粉管1外的氧气通道2，且煤粉管1与氧气通道2呈同心布置，煤粉管1在氧气通道2的内部，煤粉管1与供煤装置连接。氧气通道2与供氧装置连接。
29.氧气通道2为环形通道，煤粉管1与氧气通道2均安装在气化炉的烧嘴盘上，氧气通过环形通道喷入气化炉，煤粉通道在中心，氧气通道2的外侧设置有二次风通道3，从图中可以看到，二次风在氧气通道的外侧，该设计比其他三通道燃烧器更为简便。
30.优选的，二次风通道3与氧气通道2的布置走向相同，煤粉管1与氧气通道2的布置走向相同。煤粉管1与氧气通道2的呈同心布置，煤粉管1包在氧气通道2的内部。
31.煤粉管1、氧气通道2和二次风通道3构成烧嘴主体，烧嘴主体的下部外围包覆设有冷却水套4，冷却水套4内设有循环水通道，冷却水套的存在，使高温下烧嘴保持结构稳定，另外设计有二次风，可通过调节二次风的风量来调节火焰的长短。
32.优选的，本实用新型包括多个平行布置的烧嘴主体，每个烧嘴主体的外围对应包覆设有一个冷却水套4上，每个烧嘴主体分别由一个煤粉管1、一个氧气通道2和二次风通道3组成，各个烧嘴主体之间平行且间隔布置。每个氧气通道2的两侧分别设有一根二次风通道3。
33.实例1
34.本实施例作为多烧嘴气化炉中的单烧嘴设计，多个烧嘴统一安装在一个冷却水套上，每个烧嘴均采用双通道燃烧器设计，内通道为煤粉通道，外通道为氧气通道，通道材质均采用inconel625，按照最大煤粉流量计算，煤粉流速范围在0m/s～20m/s，正常操作流速在5m/s～15m/s，氧气流速范围在0m/s～100m/s。
35.氧气通道外侧有两根二次风管，二次风管内通二氧化碳气体，操作过程中，二次风管流速可调范围在0m/s～50m/s，在火焰燃烧过程中，二氧化碳气流的动量可带动火焰向下扩展，增加高温区。
36.二氧化碳同时可参与煤粉中碳的变换反应，增加气体中的一氧化碳含量。二氧化碳可增加co的量约1.6％，表1是操作条件下的产量。
37.表1二次风喷吹后合成气产量(去变换工段)
38.原合成气量(nm3/h)二氧化碳流量(nm3/h)合成气流量(nm3/h)5.1126005.285.6635005.785.2740005.36
39.煤气化炉进煤量约30t/h；
40.喷吹二次风后，二氧化碳和煤粉中的c发生反应，增加了合成气中的co，增加了合成气产量。
41.本实用新型创新点
42.本方案采用环形通道增强氧气和煤粉的混合效果，并设计了外置二次风管路，极大的简化了燃烧器结构，具体创新点主要有：
43.(1)设计简洁，制造、安装及检修均方便；
44.(2)水套统一安装在氧气管路、二次风管路外侧，结构简单。
45.本实用新型，实现了一种简便的煤粉烧嘴，采用环型通道烧嘴，将调节火焰长度的二次风外置，简化了烧嘴的制造安装过程，降低了成本。
46.本实用新型不局限于上述最佳实施方式，任何人应该得知在本实用新型的启示下做出的结构变化，凡是与本实用新型具有相同或相近的技术方案，均落入本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种应用于气化炉的烧嘴，其特征在于，包括煤粉管和设置于所述煤粉管外的氧气通道，且所述煤粉管与氧气通道呈同心布置，所述煤粉管在所述氧气通道的内部，所述氧气通道为环形通道，所述煤粉管和氧气通道均安装在气化炉的烧嘴盘上，所述氧气通道的外侧设置有二次风通道，所述二次风通道与氧气通道的布置走向相同，所述煤粉管、氧气通道和二次风通道构成烧嘴主体，所述烧嘴主体的外围包覆设有冷却水套，所述冷却水套内设有循环水通道。2.如权利要求1所述的应用于气化炉的烧嘴，其特征在于，包括多个平行布置的所述烧嘴主体，每个所述烧嘴主体的外围对应包覆设有一个所述冷却水套，每个烧嘴主体分别由一个所述煤粉管、一个所述氧气通道和二次风通道组成，各个所述烧嘴主体之间平行且间隔布置。3.如权利要求2所述的应用于气化炉的烧嘴，其特征在于，每个所述氧气通道的两侧分别设有一根所述二次风通道。4.如权利要求1所述的应用于气化炉的烧嘴，其特征在于，所述煤粉管与氧气通道的布置走向相同。5.如权利要求1所述的应用于气化炉的烧嘴，其特征在于，所述煤粉管与氧气通道的截面呈同心圆布置。6.如权利要求1所述的应用于气化炉的烧嘴，其特征在于，所述二次风通道的直径小于所述氧气通道的直径。7.如权利要求1所述的应用于气化炉的烧嘴，其特征在于，所述冷却水套沿所述烧嘴主体的下部布置。8.如权利要求1所述的应用于气化炉的烧嘴，其特征在于，所述煤粉管与供煤装置连接。9.如权利要求1所述的应用于气化炉的烧嘴，其特征在于，所述氧气通道与供氧装置连接。

技术总结

本实用新型公开了一种应用于气化炉的烧嘴，包括煤粉管和设置于所述煤粉管外的氧气通道，且所述煤粉管与氧气通道呈同心布置，所述煤粉管在所述氧气通道的内部，所述氧气通道为环形通道，所述煤粉管和氧气通道均安装在气化炉的烧嘴盘上，所述氧气通道的外侧设置有二次风通道，所述二次风通道与氧气通道的布置走向相同，所述煤粉管、氧气通道和二次风通道构成烧嘴主体，所述烧嘴主体的外围包覆设有冷却水套，所述冷却水套内设有循环水通道。本实用新型，实现了一种简便的煤粉烧嘴，采用环型通道烧嘴，将调节火焰长度的二次风外置，简化了烧嘴的制造安装过程，降低了成本。降低了成本。降低了成本。