[發(fā)明專利]改進的氣化進料注射器和相關方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510045075.6
• 申請日: 2006-04-11
• 公開（公告）號: CN104711038B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發(fā)明（設計）人: 亨利.C.錢
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: C10J3/50
• 分類號: C10J3/50
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 金明鐘

本申請是基于申請日為2006年4月11日，優(yōu)先權日為2005年4月18日，申請?zhí)枮?00680012881.2(PCT/US2006/013507)，發(fā)明名稱為：“改進的氣化進料注射器和相關方法”的專利申請的分案申請。

發(fā)明背景

本發(fā)明涉及通常與燃氣渦輪發(fā)電站有關的燃料氣化設備(fuel gasification apparatus)，具體而言，涉及用于向鍋爐或其它燃燒裝置中引入燃料組分的進料注射器(feed injector)。

常常將蒸汽加到氧氣流中并將含黑水(black water)的蒸汽和/或煙灰加到燃料流中。本發(fā)明為一種裝置，該裝置旨在在進料注射器本身當中增進蒸汽與氧氣的混合和/或增進燃料與黑水流的混合。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的示范性實施方案，將混合裝置引入到常規(guī)進料注射器中，以增進原料流的良好混合。在示范性實施方案中，將多個靜態(tài)螺旋扭轉(zhuǎn)混合元件(static,helically-twisted mixing element)加在注射器徑向最內(nèi)層管的外表面上，以確保在注射器中央管和中間管之間的中部環(huán)帶中流動的燃料和黑水流均勻地混合(乳化)，并均勻地輸送至注射器端部(injector tip)周圍的所有位置。在示范性實施方案中，將六組或六組以上的混合器元件加在中央管的外表面上。使這些混合元件沿中央管或筒位于距離注射器端部盡可能遠的位置，例如，在距離注射器端部約12英寸以內(nèi)。這種定位使燃料中的黑水再凝聚(re-agglomeration)的概率最小化。在示范性構形中，多對或多組的混合元件沿左手和右手方向排列，各混合元件環(huán)繞中央管外周延伸約180°。

因而，一方面，示范性實施方案包括用于氣化過程的進料注射器，該進料注射器包括會聚于出口端的多根同心管，多根同心管中的至少一根在內(nèi)側(cè)的管子(interior tube)具有固定在其外表面上的多個靜態(tài)螺旋扭轉(zhuǎn)混合元件。

另一方面，示范性實施方案包括用于氣化設備的進料注射器，在所述氣化設備中混合不同的燃料組分流，所述進料注射器包括：會聚于所述注射器出口端的多根同心設置管，所述多根同心設置管限定了至少兩個環(huán)形通道和一個中央通道；和固定在所述多根同心設置管中的在內(nèi)側(cè)的管子上的多個靜態(tài)螺旋扭轉(zhuǎn)混合元件，所述混合元件左右手交替成對排列。

再一方面，示范性實施方案包括經(jīng)由進料注射器向燃燒裝置供給燃料組分的方法，該方法包括(a)提供進料注射器，該進料注射器包括會聚于出口端的多根同心管，所述同心管包括外管、中間管和中央管，從而形成兩個環(huán)形通道和一個中央通道；(b)在兩個環(huán)形通道中的徑向上在內(nèi)側(cè)的一個通道內(nèi)，將多個靜態(tài)螺旋扭轉(zhuǎn)混合元件固定到至少中央管的外周表面上；以及(c)經(jīng)由兩個環(huán)形通道和中央通道供給燃料組分，而經(jīng)由所述出口端排出。

本發(fā)明還包括以下內(nèi)容：

實施方式1.一種用于氣化設備的進料注射器，其包括會聚于出口端的多根同心管，所述多根同心管中的至少一根在內(nèi)側(cè)的管子具有固定在其外表面上的多個靜態(tài)螺旋扭轉(zhuǎn)混合元件。

實施方式2.實施方式1的進料注射器，其中所述多根同心管包括三根管，所述三根管包括中央管、徑向中間管和徑向外管，從而形成徑向外環(huán)形通道、徑向中間環(huán)形通道和中央通道，所述多個靜態(tài)螺旋扭轉(zhuǎn)混合元件固定在所述徑向中間管和中央管中的至少一個的外表面上。

實施方式3.實施方式2的進料注射器，其中所述多個靜態(tài)螺旋扭轉(zhuǎn)混合元件固定在所述中央管的外表面上。

實施方式4.實施方式1的進料注射器，其中所述多個靜態(tài)螺旋扭轉(zhuǎn)混合元件包括軸向上鄰近的多組螺旋扭轉(zhuǎn)板，每組包括兩塊螺旋扭轉(zhuǎn)板。

實施方式5.實施方式4的進料注射器，其中所述鄰近的多組螺旋扭轉(zhuǎn)板分別沿左手和右手方向排列。

實施方式6.實施方式4的進料注射器，其中所述螺旋扭轉(zhuǎn)板中的每一個都環(huán)繞所述外表面延伸180°。

實施方式7.實施方式1的進料注射器，其中所述靜態(tài)螺旋扭轉(zhuǎn)混合元件焊接在所述外表面上。

實施方式8.實施方式4的進料注射器，其中所述螺旋扭轉(zhuǎn)板中的每一個都焊接在所述外表面上。

實施方式9.實施方式2的進料注射器，其還包括所述徑向外通道的氧氣/蒸汽主進口；所述中央通道的氧氣/蒸汽次進口；和所述徑向中間通道的燃料/黑水/蒸汽進口。

實施方式10.實施方式1的進料注射器，其中所述出口端被冷卻旋管環(huán)繞。