CN104373935B - 一种用于气流床气化炉的粉煤燃烧器 - Google Patents

一种用于气流床气化炉的粉煤燃烧器 Download PDF

Info

Publication number
CN104373935B
CN104373935B CN201410531367.6A CN201410531367A CN104373935B CN 104373935 B CN104373935 B CN 104373935B CN 201410531367 A CN201410531367 A CN 201410531367A CN 104373935 B CN104373935 B CN 104373935B
Authority
CN
China
Prior art keywords
central tube
tube
shower nozzle
fine coal
angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201410531367.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN104373935A (zh
Inventor
单育兵
张亚红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Colin energy technology (Beijing) Co.,Ltd.
Original Assignee
CHOREN FUTURE ENERGY TECHNOLOGY (BEIJING) Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by CHOREN FUTURE ENERGY TECHNOLOGY (BEIJING) Co Ltd filed Critical CHOREN FUTURE ENERGY TECHNOLOGY (BEIJING) Co Ltd
Priority to CN201410531367.6A priority Critical patent/CN104373935B/zh
Publication of CN104373935A publication Critical patent/CN104373935A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN104373935B publication Critical patent/CN104373935B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D1/00—Burners for combustion of pulverulent fuel
    • F23D1/02—Vortex burners, e.g. for cyclone-type combustion apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/485—Entrained flow gasifiers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10J—PRODUCTION OF PRODUCER GAS, WATER-GAS, SYNTHESIS GAS FROM SOLID CARBONACEOUS MATERIAL, OR MIXTURES CONTAINING THESE GASES; CARBURETTING AIR OR OTHER GASES
    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
    • C10J3/50—Fuel charging devices
    • C10J3/506—Fuel charging devices for entrained flow gasifiers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2201/00—Burners adapted for particulate solid or pulverulent fuels
    • F23D2201/20—Fuel flow guiding devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23D—BURNERS
    • F23D2214/00—Cooling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

本发明提供了一种用于气流床气化炉的粉煤燃烧器。该粉煤燃烧器包括中心管和同心地包围该中心管的***管。中心管喷头直段的截面为尖锐的锐角，且该锐角的两条边(即中心管喷头直段和其对应的中心管喷头外侧倾斜边)长度较大，中心管喷头直段上方设置导流片，中心管和***管围成的粉煤通道上设有螺旋导流室。本发明的粉煤燃烧器可以有效地降低中心管喷头处的高温辐射面积和强度，延长其使用寿命，方便喷嘴的拆装和维修，改善粉煤和氧化剂的混合效果，实现粉煤气化的长周期稳定运行，降低粉煤气化的成本。

Description

一种用于气流床气化炉的粉煤燃烧器
技术领域
本发明属于煤气化领域，尤其是涉及一种用于气流床气化炉的粉煤燃烧器。
背景技术
我国煤炭资源丰富，石油、天然气资源相对贫乏，煤炭占能源消费总量的比重约为70％，占全球煤炭消费总量的50％。传统的煤炭利用方式为直接燃烧，不仅效率低，且污染严重，导致我国二氧化硫、氮氧化物、大气汞排放量高居全球首位。煤气化是煤炭清洁利用的重要途径，该技术适应了我国经济的可持续发展要求，近年来发展迅速。煤气化技术就是将固体煤变成气态烃、CO、H2等气体的技术，其目的就是获得清洁能源和化工原料。其原理就是煤、煤焦或石油焦与气化剂(空气、氧气、水蒸气、氢等)在一定温度及压力下发生化学反应，将煤、煤焦或石油焦中的有机质转化为煤气。气流床煤气化工艺又可以分为水煤浆气化和粉煤气化。水煤浆气化所用燃烧器的燃烧介质为含有40％左右水分的煤浆，而粉煤气化所用燃烧器的燃烧介质为密度为300kg/Nm3左右的固体煤粉，两种燃烧介质的黏度特性、流动特性、密度、粒度、输送速度等均不相同。因此，对气化炉、燃烧器等气化设备的要求也不相同。尤其对于燃烧器来说更是如此。气化原料经设置在气化炉上的燃烧器喷射进入气化炉内进行燃烧。其中，水煤浆燃烧器的进料为气-液混合，而粉煤燃烧器的进料为气-固混合，传质机理、反应动力学差异较大，燃烧器的设计也各有侧重。
粉煤气化与水煤浆气化相比具有气化效率高、性能指标好、应用煤种广的特点，具有较高的技术经济和环保优势。在粉煤气化工艺中，粉煤燃烧器是气化炉的核心设备，其价格昂贵，维修、更换成本高，对气化炉运行的经济性影响较大。但由于燃烧器置于气化炉内，工作环境恶劣，其寿命普遍较短，一般在3个月左右。因此，粉煤燃烧器的使用寿命已经成为气化装置长周期运行的关键。由于粉煤燃烧器最容易发生烧蚀的部位为燃烧器的迎火面，烧蚀原因主要来自气化炉内的高温辐射或火焰直接灼烧。
为了降低燃烧器向火面的高温辐射或火焰灼烧的破坏程度，许多技术被开发出来。例如，CN1300870A将陶瓷粉喷涂到气化炉燃烧器的外表面上，用于隔绝高温腐蚀介质。CN101956982A在燃烧器受热环形面板上开多个微型通孔，冷却水通过这些通孔喷出并受热气化，由此来消耗气化炉的高温对于燃烧器辐射的热量。CN103333717A采用在燃烧器的前端面设置耐火度超过1770℃的隔热层来阻挡气化炉内的高温辐射。更常见的降温方法就是在各个物料通道之间设置多个冷却水夹套，用来提高喷头部位的冷却效果，例如CN10403496A、CN101446413A中所述。以上这些降温措施在一定程度上减轻了燃烧器最外部物料通道向火面的破坏程度，但对于氧气剂通道和煤粉通道之间的部分，其高温破坏问题并没有明显改善，主要原因为氧化剂在出燃烧器通道后，与炉内的可燃气体迅速发生高温反应，在燃烧器头部形成高温区，从而加速了氧化剂与煤粉通道之间的高温辐射或高温灼烧。为了延长该部位的使用寿命，通常在两个通道之间设置冷却水夹套。通过夹套内冷却水的强制循环，迅速移走热负荷，从而起到降温表面温度的目的。实际上水夹套的设置也会带来另外两个缺陷。一是水夹套自身存在一定的受热面积，在移走热负荷的同时，该受热面积也在接受热辐射，并成为燃烧器向火面最容易受到高温破坏的部位，经常在燃烧器运行一段时间后，表面便产生裂纹而发生漏水现象。二是水夹套结构的维修和拆装相对比较困难，需要专业的维修单位进行拆装和维修，费用较高。
此外，为了实现粉煤和氧化剂的良好混合，现有技术多是在靠近煤粉通道出口处及氧化剂通道出口处设计旋流叶片，该旋流叶片对物料的混合效果欠佳。并且旋流叶片是水平地焊接在物料通道的管壁上，在承受着自身重力的同时又受到高速物流的冲击，在实际运行过程中，经常出现旋流片脱落现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种可以减轻内部物料通道出口的高温损坏、拆装和维修方便、各物料混合效果良好的用于粉煤气化炉的粉煤燃烧器。
本发明的技术方案是：一种用于气流床气化炉的粉煤燃烧器，包括中心管1和同心地包围该中心管的***管2，中心管1和***管2在靠近向火面的一侧锥形地收缩，中心管1为氧化剂通道，中心管1外壁和***管2内壁形成的环形通道为粉煤通道，***管2为双层结构的冷却水夹套，冷却水首先由冷却水进口13进入夹套内层，后经***管2喷头部位的狭窄通道进入夹套外侧并由冷却水出口14流出。其中，中心管1喷头的内收缩半角α为10°～20°，外侧倾角β为70°～80°，***管2喷头的内收缩半角ε为15°～25°，中心管1喷头直段高度h1与中心管1喷口直径d的比例为h1∶d＝0.5～2，中心管1与***管2喷口端面的距离h2与中心管1喷口直径d的比例为h2∶d＝0.1～0.5。
优选地喷头尺寸为：中心管1喷头的内收缩半角α为15°，外侧倾角β为75°，***管2喷头的内收缩半角ε为20°，中心管1喷头直段高度h1与中心管1喷口直径d的比例为h1∶d＝1，中心管1与***管2喷口端面的距离h2与中心管1喷口直径d的比例为h2∶d＝0.2。该优选方案可以较大程度地降低中央管喷头的烧损风险。同时还发现，该优选方案还可以改善气化炉的流场分布，形成气化炉炉壁良好的挂渣，提高碳转化效率，并可大大提高气化炉的运行负荷。
本发明的粉煤燃烧器中心管1喷头的外侧倾角β较大，中心管1喷头直段高度h1与中心管1喷口直径d的比例也较高，由此形成尖锐的锐角截面，且该锐角的两条边(即中心管1喷头直段和其对应的中心管1喷头外侧倾斜边)长度较大。这种设计一方面使得中心管1的向火面的面积收缩成一条线，降低了喷头最前端的受热面积；另一方面，由于向火面的热辐射呈梯度锐减，中心管1喷头外侧倾斜边受到的热辐射量也极大的降低。现有技术中，粉煤燃烧器中心管的降温措施的改进，多是集中在改进冷却水夹套的结构来提高冷却效果，并且普遍认为本发明所述的这种不带冷却水夹套的中心管结构更易烧损。但实际生产中却发现，去掉冷却水套，通过改变中心管喷头的设计尺寸，使其截面呈尖锐的锐角、且该锐角具有较长的边长后，反而不易被烧损，使用寿命更长，运行更稳定。原因为本发明的设计较大幅度地降低了总受热面积。此外，改造后的燃烧器结构由于出口截面成锐角，从而减少了氧化剂的返流，使得粉煤通道出口形成稳定的煤粉和惰性气体保护层，减少了对燃烧器头部的辐射强度，有效的保护了燃烧器的头部。同时，去掉冷却水夹套后，中心管更容易拆装；燃烧器头部是可更换的部件，维修时只是切掉燃烧器头部即可，去掉水夹套后可以更方便的进行维修。
本发明中，中心管1与***管2喷口端面的距离h2与中心管1喷口直径d的比例为h2∶d＝0.1～0.5。由于喷口部位的热辐射呈梯度锐减，因此中心管1喷口端面收缩进入***管2喷口端面内部，有利于进一步降低热辐射。同时，又由于h2过大会影响物料的混合效果，因此h2与d的比例不宜超过0.5。
中心管1喷头的内收缩半角α为10°～20°，同时，***管2喷头的内收缩半角ε为15°～25°，这种设计可以使得从粉煤通道喷出的载气和粉煤形成一个气流保护层，该保护层可以一定程度地将中心管喷头与气化炉内的热辐射隔离，由此实现对中心管喷头的进一步保护。
进一步地，本发明的粉煤燃烧器中心管1喷头直段上方的内壁面上设置若干条在同 一条圆周线上均匀分布的导流片3，所述导流片3与中心管1的轴向呈一定夹角，这种设计可以加速中心管1喷口处的氧化剂流速，从而加速带走中心管喷头处的热量，同时可以增强氧化剂与粉煤的混合效果。现有技术通常在氧化剂通道的喷头上方即背火面设置旋流叶片，且旋流叶片是水平地焊接在氧化剂通道的管壁上，在承受着自身重力的同时又受到高速物流的冲击，有可能导致脱落。本发明中心管直段上的导流片3可替代旋流叶片，克服现有旋流叶片的不足，在给中心管喷头降温的同时实现良好的混合功能。
所述导流片3与中心管1轴向夹角θ为15°～35°，优选为20°。
进一步地，粉煤进口11与粉煤燃烧器的轴向呈一定角度设置在粉煤通道上，通过分配器12与2至4根与中心管1轴向平行的粉煤输送管5相通，所述2至4根粉煤输送管5均匀分布在粉煤通道中，且这些粉煤通道的横截面积总和对应于粉煤进口11的横截面积，粉煤输送管5下部设置螺旋形导流室4，粉煤输送管5与螺旋形导流室4相通，所述螺旋形导流室4由一条上部螺旋方形管6、一条下部螺旋方形管7和一条连接两条螺旋方形管的接片8围成，所述接片8的一端连接在最短的粉煤输送管出口处，另一端与下部螺旋方形管7相接，两条螺旋方形管6和7平行延伸，且与粉煤输送管5的轴向夹角γ为20～45°，接片8与粉煤输送管5的轴向夹角δ为10～30°，螺旋方形管6、螺旋方形管7以及接片8的螺旋方向与中心管1喷头直段上方的导流片3的螺旋方向相同。
本发明的粉煤燃烧器可用于多喷嘴的粉煤气流床气化炉中。例如，在气化炉顶部安装有3-6个本发明的粉煤燃烧器，所述粉煤燃烧器在一条圆周线上平均分布且于气化炉的轴线平行，所述粉煤燃烧器所在圆周的圆心处安装点火燃烧器。
中心管1中的导流片3和粉煤通道中的螺旋形导流室4共同作用，使得中心管1喷出的氧化剂与粉煤通道喷出的煤粉和惰性气体形成了良好的混合，并且中心管1喷口处，氧化剂被煤粉及惰性气体包裹，有效的保护了燃烧器的头部不会被烧蚀。
本发明一方面将中心管1改成没有水夹套的结构，并将中心管1的喷口设计成尖锐的锐角，用以减少中心管1喷口受到高温辐射的面积、增加煤粉和惰性气体保护层的稳定性；另一方面，设置导流片3和螺旋形导流室4，协同增加了导流效果。进一步增强其外部惰性气体保护层的稳定性。
通过上述结构设计可以有效地降低中心管喷头处的高温辐射面积和强度，延长其使用寿命，方便喷嘴的拆装和维修，改善粉煤和氧化剂的混合效果，实现粉煤气化的长周期稳定运行，降低粉煤气化的成本。
附图说明
图1是本发明粉煤燃烧器的结构示意图
图2是图1中粉煤燃烧器喷头剖面放大图
图3是本发明粉煤燃烧器中心管内壁导流片分布示意图
图4是粉煤通道含2条粉煤输送管时粉煤输送管的分布截面示意图
图5是粉煤通道含3条粉煤输送管时粉煤输送管的分布截面示意图
图6是粉煤通道含4条粉煤输送管时粉煤输送管的分截面布示意图
图7是本发明粉煤燃烧器粉煤通道中螺旋形导流室的结构示意图
图8是图7中螺旋形导流室的展开图
图9是应用本发明粉煤燃烧器的气化炉顶的燃烧器分布示意图
图中：
1、中心管 2、***管 3、中心管1导流片
4、螺旋形导流室 5、粉煤输送管 6、上部螺旋盘管
7、下部螺旋盘管 8、接片 9、粉煤燃烧器
10、点火燃烧器 11、粉煤进口 12、分配器
13、冷却水进口 14、冷却水出口
具体实施方式
实施例1
本发明粉煤燃烧器的一个优选方案见图1，包括中心管1和同心地包围该中心管的***管2，中心管1和***管2在靠近向火面的一侧锥形地收缩，中心管1为氧化剂通道，中心管1外壁和***管2内壁形成的环形通道为粉煤通道，***管2为双层结构的冷却水夹套，冷却水由冷却水进口13首先进入夹套内层，后经***管2喷头部位的狭窄通道进入夹套外侧并由冷却水出口14流出。图2是图1中粉煤燃烧器喷头剖面放大图，其中，中心管1喷头的内收缩半角α为10°，外侧倾角β为70°，***管2喷头的内收缩半角ε为15°，中心管1喷头直段高度h1与中心管1喷口直径d的比例为h1∶d＝0.5，中心管1与***管2喷口端面的距离h2与中心管1喷口直径d的比例为h2∶d＝0.1。
实施例2
本发明粉煤燃烧器的另一个优选方案为，粉煤燃烧器包括中心管1和同心地包围该中心管的***管2，中心管1和***管2在靠近向火面的一侧锥形地收缩，中心管1为氧 化剂通道，中心管1外壁和***管2内壁形成的环形通道为粉煤通道，***管2为双层结构的冷却水夹套，冷却水由冷却水进口13首先进入夹套内层，后经***管2喷头部位的狭窄通道进入夹套外侧并由冷却水出口14流出。其中，中心管1喷头的内收缩半角α为20°，外侧倾角β为80°，***管2喷头的内收缩半角ε为25°，中心管1喷头直段高度h1与中心管1喷口直径d的比例为h1∶d＝2，中心管1与***管2喷口端面的距离h2与中心管1喷口直径d的比例为h2∶d＝0.5。
实施例3
本发明粉煤燃烧器的另一个优选方案为，粉煤燃烧器包括中心管1和同心地包围该中心管的***管2，中心管1和***管2在靠近向火面的一侧锥形地收缩，中心管1为氧化剂通道，中心管1外壁和***管2内壁形成的环形通道为粉煤通道，***管2为双层结构的冷却水夹套，冷却水由冷却水进口13首先进入夹套内层，后经***管2喷头部位的狭窄通道进入夹套外侧并由冷却水出口14流出。其中，中心管1喷头的内收缩半角α为15°，外侧倾角β为75°，***管2喷头的内收缩半角ε为20°，中心管1喷头直段高度h1与中心管1喷口直径d的比例为h1∶d＝1，中心管1与***管2喷口端面的距离h2与中心管1喷口直径d的比例为h2∶d＝0.2。
对比例1
本发明粉煤燃烧器的一个对比方案为，对比方案的粉煤燃烧器尺寸参数中，中心管1喷头的外侧倾角β为85°，其它参数与实施例3中相同。
对比例2
本发明粉煤燃烧器的另一个对比方案为，对比方案的粉煤燃烧器尺寸参数中，中心管1喷头的外侧倾角β为60°，其它参数与实施例3中相同。
对比例3
本发明粉煤燃烧器的另一个对比方案为，对比方案的粉煤燃烧器尺寸参数中，中心管1喷头的外侧倾角β为50°，其它参数与实施例3中相同。
实施例4
实施例1至3以及对比例1至3中的各个燃烧器的运行周期对比。以氧气(纯度为99.6％)为氧化剂，氮气为粉煤载气，载气粉煤流速为8m/s。运行一定周期后的效果评价见下表：
实施例5
本发明粉煤燃烧器的另一个优选方案为，粉煤燃烧器包括中心管1和同心地包围该中心管的***管2，中心管1和***管2在靠近向火面的一侧锥形地收缩，中心管1为氧化剂通道，中心管1外壁和***管2内壁形成的环形通道为粉煤通道，***管2为双层结构的冷却水夹套，冷却水由冷却水进口13首先进入夹套内层，后经***管2喷头部位的狭窄通道进入夹套外侧并由冷却水出口14流出。其中，中心管1喷头的内收缩半角α为15°，外侧倾角β为75°，***管2喷头的内收缩半角ε为20°，中心管1喷头直段高度h1与中心管1喷口直径d的比例为h1∶d＝1，中心管1与***管2喷口端面的距离h2与中心管1喷口直径d的比例为h2∶d＝0.2。
所述中心管1喷头直段上方的内壁面上设置若干条在同一条圆周线上均匀分布的导流片3，导流片的结构见图3。所述导流片3与中心管1的轴向夹角θ为20°。
实施例6
本发明粉煤燃烧器的另一个优选方案为，粉煤燃烧器包括中心管1和同心地包围该中心管的***管2，中心管1和***管2在靠近向火面的一侧锥形地收缩，中心管1为氧化剂通道，中心管1外壁和***管2内壁形成的环形通道为粉煤通道，***管2为双层结构的冷却水夹套，冷却水由冷却水进口13首先进入夹套内层，后经***管2喷头部位的狭窄通道进入夹套外侧并由冷却水出口14流出。其中，中心管1喷头的内收缩半角α为15°，外侧倾角β为75°，***管2喷头的内收缩半角ε为20°，中心管1喷头直段高度h1与中心管1喷口直径d的比例为h1∶d＝1，中心管1与***管2喷口端面的距离h2与中心管1喷口直径d的比例为h2∶d＝0.2。
所述中心管1喷头直段上方的内壁面上设置若干条在同一条圆周线上均匀分布的导流片3，导流片的结构见图3。所述导流片3与中心管1的轴向夹角为20°。
粉煤进口11与粉煤燃烧器的轴向呈一定角度设置在粉煤通道上，通过分配器12与3根与中心管1轴向平行的粉煤输送管5相通，所述3根粉煤输送管5在同一圆周上均匀分布在粉煤通道中，3根粉煤输送管的截面分布图见图5。
粉煤输送管5下部设置螺旋形导流室4，粉煤输送管5与螺旋形导流室4相通。粉煤输送管5和螺旋形导流室4的结构见图7，螺旋形导流室4的展开图见图8。
所述螺旋形导流室4由一条上部螺旋方形管6、一条下部螺旋方形管7和一条连接两条螺旋方形管的接片8围成，所述接片8的一端连接在最短的粉煤输送管出口处，另一端与下部螺旋方形管7相接，两条螺旋方形管6和7平行延伸，且与粉煤输送管5的轴向夹角γ为40°，接片8与粉煤输送管5的轴向夹角δ为20°。螺旋方形管6、螺旋方形管7以及接片8的螺旋方向与中心管1喷头直段上方的导流片3的螺旋方向相同。
该实施例中，粉煤输送管也可设置成2根或4根，其截面分布图分别见图4和图6。
实施例7
图9是应用本发明粉煤燃烧器的气化炉顶的燃烧器分布图。在气化炉顶部安装有三个本发明的粉煤燃烧器9，所述三个粉煤燃烧器9在一条圆周线上平均分布且于气化炉的轴线平行，所述三个粉煤燃烧器所在圆周的圆心处安装点火燃烧器10。
虽然以上描述了本发明的优选方案，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方案做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于气流床气化炉的粉煤燃烧器，包括中心管(1)和同心地包围该中心管的***管(2)，中心管(1)和***管(2)在靠近向火面的一侧锥形地收缩，***管(2)为双层结构的冷却水夹套，冷却水由冷却水进口(13)首先进入夹套内层，后经***管(2)喷头部位的狭窄通道进入夹套外侧并由冷却水出口(14)流出，其特征在于：中心管(1)喷头的内收缩半角α为10°～20°，外侧倾角β为70°～80°，***管(2)喷头的内收缩半角ε为15°～25°，中心管(1)喷头直段高度h1与中心管(1)喷口直径d的比例为h1∶d＝0.5～2，中心管(1)与***管(2)喷口端面的距离h2与中心管(1)喷口直径d的比例为h2∶d＝0.1～0.5，所述中心管(1)喷头直段上方的内壁面上设置若干条在同一条圆周线上均匀分布的导流片(3)，所述导流片(3)与中心管(1)轴向夹角θ为20°，粉煤进口(11)与粉煤燃烧器的轴向呈一定角度设置在粉煤通道上，通过分配器(12)与2至4根与中心管(1)轴向平行的粉煤输送管(5)相通，所述2至4根粉煤输送管(5)均匀分布在粉煤通道中，粉煤输送管(5)下部设置螺旋形导流室(4)，粉煤输送管(5)与螺旋形导流室(4)相通，所述螺旋形导流室(4)由一条上部螺旋方形管(6)、一条下部螺旋方形管(7)和一条连接两条螺旋方形管的接片(8)围成，所述接片(8)的一端连接在最短的粉煤输送管出口处，另一端与下部螺旋方形管(7)相接，两条螺旋方形管(6)和(7)平行延伸，且与粉煤输送管(5)的轴向夹角γ为20～45°，接片(8)与粉煤输送管(5)的轴向夹角δ为10～30°，螺旋方形管(6)、螺旋方形管(7)以及接片(8)的螺旋方向与中心管(1)喷头直段上方的导流片(3)的螺旋方向相同。
2.根据权利要求1所述的用于气流床气化炉的粉煤燃烧器，其特征在于：中心管(1)喷头的内收缩半角α为15°，外侧倾角β为75°，***管(2)喷头的内收缩半角ε为20°，中心管(1)喷头直段高度h1与中心管(1)喷口直径d的比例为h1∶d＝1，中心管(1)与***管(2)喷口端面的距离h2与中心管(1)喷口直径d的比例为h2∶d＝0.2。
3.根据权利要求1所述的用于气流床气化炉的粉煤燃烧器，其特征在于：两条螺旋方形管(6)和(7)与粉煤输送管(5)的轴向夹角γ为40°，接片(8)与粉煤输送管(5)的轴向夹角δ为20°。
4.一种安装有权利要求1至3任一项所述的粉煤燃烧器的气流床气化炉，其特征在于：在气化炉顶部安装有3-6个权利要求1至3任一项所述的粉煤燃烧器(9)，所述粉煤燃烧器在一条圆周线上平均分布且与气化炉的轴线平行，所述粉煤燃烧器所在圆周的圆心处安装有点火燃烧器(10)。
5.权利要求1至3任一项所述的粉煤燃烧器在气流床煤气化领域的应用，其特征在于：中心管(1)输送氧化剂，中心管(1)外壁和***管(2)内壁形成的环形通道输送载惰性气体的粉煤，粉煤与氧化剂从燃烧器喷头处喷射进入气化炉燃烧室进行欠氧气化反应。
6.一种降低粉煤燃烧器中心管喷头部位热辐射的方法，所述粉煤燃烧器包括中心管(1)和同心地包围该中心管的***管(2)，中心管(1)和***管(2)在靠近向火面的一侧锥形地收缩，中心管(1)为氧化剂通道，中心管(1)外壁和***管(2)内壁形成的环形通道为粉煤通道，***管(2)为双层结构的冷却水夹套，冷却水首先由冷却水进口(13)进入夹套内层，后经***管(2)喷头部位的狭窄通道进入夹套外侧并由冷却水出口(14)流出，其特征在于：将粉煤燃烧器中心管(1)喷头部位的截面设计成尖锐的锐角，其中，中心管(1)喷头的内收缩半角α为10°～20°，外侧倾角β为70°～80°，***管(2)喷头的内收缩半角ε为15°～25°，中心管(1)喷头直段高度h1与中心管(1)喷口直径d的比例为h1∶d＝0.5～2，中心管(1)与***管(2)喷口端面的距离h2与中心管(1)喷口直径d的比例为h2∶d＝0.1～0.5，在中心管(1)喷头直段上方的内壁面上设置若干条在同一条圆周线上均匀分布的导流片(3)，导流片(3)与中心管(1)轴向呈一定夹角，粉煤进口(11)与粉煤燃烧器的轴向呈一定角度设置在粉煤通道上，通过分配器(12)与2至4根与中心管(1)轴向平行的粉煤输送管(5)相通，所述2至4根粉煤输送管(5)均匀分布在粉煤通道中，粉煤输送管(5)下部设置螺旋形导流室(4)，粉煤输送管(5)与螺旋形导流室(4)相通，所述螺旋形导流室(4)由一条上部螺旋方形管(6)、一条下部螺旋方形管(7)和一条连接两条螺旋方形管的接片(8)围成，所述接片(8)的一端连接在最短的粉煤输送管出口处，另一端与下部螺旋方形管(7)相接，两条螺旋方形管平行延伸，且与粉煤输送管(5)的轴向夹角γ为20～45°，接片(8)与粉煤输送管(5)的轴向夹角δ为10～30°，并且使螺旋方形管(6)、螺旋方形管(7)和接片(8)的螺旋方向与中心管(1)喷头直段上方的导流片(3)的螺旋方向相同。
CN201410531367.6A 2014-10-11 2014-10-11 一种用于气流床气化炉的粉煤燃烧器 Active CN104373935B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410531367.6A CN104373935B (zh) 2014-10-11 2014-10-11 一种用于气流床气化炉的粉煤燃烧器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201410531367.6A CN104373935B (zh) 2014-10-11 2014-10-11 一种用于气流床气化炉的粉煤燃烧器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN104373935A CN104373935A (zh) 2015-02-25
CN104373935B true CN104373935B (zh) 2016-09-07

Family

ID=52553008

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201410531367.6A Active CN104373935B (zh) 2014-10-11 2014-10-11 一种用于气流床气化炉的粉煤燃烧器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104373935B (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107353940B (zh) * 2016-05-10 2019-10-11 神华集团有限责任公司 旋流分料器、气化喷嘴和煤气化***
CN107654998B (zh) * 2016-07-25 2019-11-08 神华集团有限责任公司 燃烧器和气化炉
CN107763663A (zh) * 2016-08-23 2018-03-06 翼特新能源科技（上海）有限公司 固体燃料燃烧装置及其使用方法
CN106190329A (zh) * 2016-08-26 2016-12-07 安徽科达洁能股份有限公司 煤粉烧嘴
CN106147876B (zh) * 2016-08-30 2021-12-07 安徽科达洁能股份有限公司 气化烧嘴
CN106807320A (zh) * 2017-01-20 2017-06-09 彭州市长庆全成技术开发有限公司 喷嘴
CN110129101A (zh) * 2019-06-12 2019-08-16 宁夏神耀科技有限责任公司 粉煤加压气化用工艺烧嘴
CN110577846B (zh) * 2019-09-12 2021-02-05 杨建平 燃烧***及烧嘴

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204165047U (zh) * 2014-10-11 2015-02-18 科林未来能源技术(北京)有限公司 一种粉煤燃烧器及气流床气化炉

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060147853A1 (en) * 2005-01-06 2006-07-06 Lipp Charles W Feed nozzle assembly and burner apparatus for gas/liquid reactions
CN2908510Y (zh) * 2005-12-14 2007-06-06 华东理工大学 用于水煤浆或粉煤气化的多喷嘴水煤浆或粉煤气化炉
CN100374531C (zh) * 2005-12-29 2008-03-12 华东理工大学 固态含碳物质采用三通道喷嘴部分氧化制备合成气的方法
CN100534893C (zh) * 2007-02-05 2009-09-02 华东理工大学 液态燃料部分氧化制合成气烧嘴
CN101050385B (zh) * 2007-05-11 2010-12-29 华东理工大学 具有多路固态燃料入口的燃烧器及其应用
CN102031152B (zh) * 2010-10-13 2013-11-13 神华集团有限责任公司 一种用于水煤浆气化的工艺烧嘴及***及其应用
CN202647752U (zh) * 2012-05-15 2013-01-02 上海锅炉厂有限公司 负荷可控式多通道液态燃料气化烧嘴

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204165047U (zh) * 2014-10-11 2015-02-18 科林未来能源技术(北京)有限公司 一种粉煤燃烧器及气流床气化炉

Also Published As

Publication number Publication date
CN104373935A (zh) 2015-02-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104373935B (zh) 一种用于气流床气化炉的粉煤燃烧器
CN102031152B (zh) 一种用于水煤浆气化的工艺烧嘴及***及其应用
CN102942964B (zh) 一种煤粉旋风气流床气化装置及方法
WO2014082373A1 (zh) 一种热氧喷嘴及其在气化炉中的应用
CN104312634B (zh) 一种复合式热氧喷嘴及其应用
CN103937555B (zh) 单喷嘴水煤浆气流床气化炉及其气化方法
CN101949538A (zh) 具有内外冷却通道的粉状炭质燃料气化用烧嘴
CN103881758B (zh) 一种窄通道喷射冷却的气化工艺烧嘴
CN204162666U (zh) 一种干法排渣流化床气化反应装置
CN105779014B (zh) J型气流床气化炉
CN105733686B (zh) 环式撞击型气化炉
CN105154140A (zh) 一种耦合高温变换的多段气流床煤气化的方法及设备
CN201850256U (zh) 一种用于水煤浆气化的工艺烧嘴及***
CN201850255U (zh) 一种用于水煤浆气化的工艺烧嘴及***
CN201787568U (zh) 具有内外冷却通道的粉状炭质燃料气化用烧嘴
CN102952588B (zh) 一种气化炉高温合成气激冷方法
CN204165047U (zh) 一种粉煤燃烧器及气流床气化炉
CN102213422B (zh) 一种多通道混合气体燃烧器
CN101235320A (zh) 高灰熔点煤种气化方法及其装置
CN207585343U (zh) 一种u型传热盘管加热炉
CN103937553B (zh) 一种新型射流冲击冷却的气化工艺烧嘴
CN104974796B (zh) 一种二段式气流床气化炉
CN203845998U (zh) 单喷嘴水煤浆气流床气化炉
CN207537403U (zh) 一种适用于多种燃料共同气化的气化炉
CN209588041U (zh) 一种水泥窑等离子强化螺旋火焰浓缩器

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address

Address after: 100004 room 3807, 38 / F, building 1, 6 Xinyuan South Road, Chaoyang District, Beijing

Patentee after: Colin energy technology (Beijing) Co.,Ltd.

Address before: 100004 room 3601, Jingcheng building, 6 Xinyuan South Road, Chaoyang District, Beijing

Patentee before: CHOREN FUTURE ENERGY TECHNOLOGY (BEIJING) Co.,Ltd.

CP03 Change of name, title or address