[發明專利]一種新型粉煤燒嘴旋流霧化裝置

無效

• 申請號: 201210593982.0
• 申請日: 2012-12-31
• 公開（公告）號: CN103017163A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 于曉亮;陳杰;劉小波
• 申請（專利權）人: 西安航天遠征流體控制股份有限公司
• 主分類號: F23D1/02
• 分類號: F23D1/02;F23D17/00
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 佘文英

技術領域

本發明涉及一種煤氣化技術中粉煤燒嘴，具體涉及粉煤介質在燒嘴內的旋轉霧化裝置。

背景技術

煤化工是指以煤為原料，通過一系列裝置及化學工藝流程，使煤炭中的有效成分轉化為氣體、液體或固體燃料以及相關化學品的過程。煤的氣化是煤化工行業的關鍵技術之一，而粉煤燒嘴是煤氣化技術的核心。

煤化工中的粉煤燒嘴燃燒主要有兩種形式：其一是將煤加工成粉狀，伴隨一定比例的“流化”氣體（如CO₂或N₂等），經粉煤燒嘴以一定速度和方向噴人燃燒室（爐膛）進行燃燒，是氣、固兩相介質。其二是將粉狀煤中加入油或水等，混合攪拌均勻形成乳狀煤漿，具有流動性，經粉煤燒嘴噴入燃燒室（爐膛）進行燃燒，是液、固兩相介質。因此粉煤的燃燒相對于氣、油等單一介質燃燒而言，粉煤燃燒機理復雜。

粉煤燒嘴的使用性能直接影響了煤化工企業的經濟效益，而燒嘴的煤粉介質的霧化結構直接決定了粉煤的燃燒效率，即粉煤燒嘴的經濟性。因此企業們都對粉煤燃燒的霧化結構進行了探索研究。

就燒嘴本身而言，影響粉煤燒嘴使用性能的因素有：粉煤的霧化效果，噴射角度，粉煤與氧氣的混合形式和流速等。而粉煤的霧化效果是關系到粉煤燃燒效率的核心因素，直接決定了燒嘴的經濟效益。目前絕大部分粉煤燒嘴的霧化形式均為直流撞擊式，即粉煤伴隨著“流化”氣體或油、水等乳化劑以直流流動形式從燒嘴噴出，氧氣（氧化劑）或其它高速介質以一定角度B撞擊粉煤等介質，將煤粉等介質“打散”，形成細小的霧化粉末，直流撞擊式結構簡圖如圖1所示。直流撞擊式具有霧化效果好，加工制造簡單等優點，因此廣泛在燒嘴（燃燒器）領域里應用，但近些年隨著各類煤化工工藝的不斷涌現，直流撞擊式粉煤燒嘴已經不能滿足多種工藝需求。

發明內容

本發明的目的是提供一種新型粉煤燒嘴旋流霧化裝置，霧化效果好，加工制造簡單，能夠滿足多種煤化工行業工藝需求。

本發明的技術方案是：一種新型粉煤燒嘴旋流霧化裝置，其特征是在燒嘴體氧氣管外側和煤粉管內側之間分布有螺旋式隔板，螺旋式隔板與燒嘴體中心線夾角A在10°～80°之間，氧氣管在出口處設有弧形凸臺。

在煤粉管外側還設有另一個氧氣管。

其中螺旋式隔板的制造材料選用抗沖刷磨損較好的鈷基合金材質。

本發明具有以下優點：

1、螺旋式隔板與燒嘴體中心線夾角A在10°～80°之間，以保證粉煤通道內介質能夠沿著螺旋式隔板以A角度噴出燒嘴口。

2、原直流撞擊式燒嘴內介質只能沿X、Y軸方向噴出燒嘴口，本發明燒嘴內介質可以沿X、Y、Z軸方向噴出燒嘴口。這樣能夠將粉煤或油等介質旋轉成更為細小的霧化顆粒，進而改善燒嘴的霧化效果，提高燒嘴的燃燒效率。

3、隔板的制造材料選用抗粉煤或油等介質沖刷磨損較好的鈷基合金，如GH188或者UMCo50。從而保證旋流霧化裝置能夠長時間、穩定使用。

附圖說明

圖1是直流撞擊式結構簡圖。

圖2-1是旋流霧化裝置結構簡圖之一。

圖2-2是旋流霧化裝置結構簡圖之二。

具體實施方式

一種新型粉煤燒嘴旋流霧化裝置，有兩種實施方式，第一種方式如圖2-1所示，螺旋式隔板3分布在氧氣管1外側和煤粉管2內側之間，這樣就在粉煤通道內形成若干個旋流結構，使粉煤或油等介質沿著螺旋式隔板3所限定的空間通道，以A角度旋轉流動。A角度是螺旋式隔板3與燒嘴體中心線形成的夾角，在10°～80°之間。同時氧氣管1在出口處設有弧形凸臺，使得出口處粉煤通道收縮變小，以增大粉煤或油等介質噴出燒嘴體后的速度，以便介質能夠更有力的與氧氣（氧化劑）等撞擊，均勻混合，形成穩定均勻的流場。

另一種方式如圖2-2所示，在第一種方式的基礎上又在煤粉管2外側設有新的氧氣管1，這樣氧氣通道就有兩個，在粉煤通道的內外各一個，這樣氧氣和粉煤就能夠更加充分的與粉煤或油等介質混合，增強氧化劑與燃料的混合效果，從而提高燃燒效率。