[發(fā)明專利]氣化燒嘴的冷卻方法及冷卻系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710547483.0
• 申請(qǐng)日: 2017-07-06
• 公開（公告）號(hào): CN107090314B
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁欽鋒;于廣鎖;劉海峰;龔欣;許建良;王輔臣;王亦飛;代正華;郭曉鐳;陳雪莉;李偉鋒;郭慶華;王興軍;陸海峰;龔巖;趙輝;劉霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華東理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C10J3/50
• 分類號(hào): C10J3/50
• 代理公司: 上海弼興律師事務(wù)所 31283
• 代理人: 薛琦;余化鵬

本發(fā)明公開一種氣化燒嘴的冷卻方法及冷卻系統(tǒng)。該冷卻系統(tǒng)包括：氣化燒嘴、冷卻水罐、加壓泵和換熱器；氣化燒嘴包括燒嘴主體；燒嘴主體包括燒嘴基體和基體外殼，基體外殼包覆于燒嘴基體的外側(cè)，燒嘴基體和基體外殼之間形成冷卻通道；氣化燒嘴還包括冷卻水夾套，冷卻水夾套包覆于燒嘴主體的外側(cè)；冷卻水夾套依次與冷卻水罐、加壓泵和換熱器相連通，換熱器的冷卻水出口與冷卻水夾套相連通。該冷卻方法如下：經(jīng)燒嘴基體的氣化反應(yīng)原料與經(jīng)冷卻通道的冷卻介質(zhì)發(fā)生氣化反應(yīng)；所述冷卻介質(zhì)為水煤漿、載氣、水蒸氣或粉煤。該冷卻方法及冷卻系統(tǒng)，可降低燒嘴端部燃燒強(qiáng)度及冷卻水系統(tǒng)壓降，大大延長(zhǎng)了燒嘴使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種氣化燒嘴的冷卻方法及冷卻系統(tǒng)。

背景技術(shù)

氣流床氣化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)煤炭清潔高效轉(zhuǎn)化利用的關(guān)鍵技術(shù)之一。氣流床氣化爐采用液態(tài)排渣方式，依據(jù)入爐原料(水煤漿/粉煤)和氣化爐耐火襯里(耐火磚/水冷壁)形式不同，氣化爐操作溫度通常在1250～1650℃之間，氣化操作壓力通常為4.0MPag和6.5MPag，氣化燒嘴作為氣化爐進(jìn)料關(guān)鍵設(shè)備需要在此高溫高壓下長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行，必須采取相關(guān)冷卻保護(hù)措施，目前主要通過設(shè)置燒嘴冷卻水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)氣化燒嘴保護(hù)(專利號(hào)CN201110445598.1，CN201410440639.1，CN201620233225.6，CN201220271477.X)。

目前氣流床煤氣化采用兩種形式的氣化燒嘴。以GE煤氣化技術(shù)和多噴嘴對(duì)置式氣化技術(shù)為代表的水煤漿氣化燒嘴，其在氣化燒嘴端部設(shè)置冷卻水腔、進(jìn)出冷卻水盤管等方法實(shí)現(xiàn)氣化燒嘴的冷卻保護(hù)，并且還進(jìn)一步結(jié)合操作參數(shù)的方式對(duì)氣化燒嘴進(jìn)行保護(hù)，如調(diào)整冷卻水壓力低于氣化爐壓力。由于氣化燒嘴端部燃燒強(qiáng)度極大，而冷卻水腔室結(jié)構(gòu)無(wú)法精確加工控制，致使燒嘴端部局部區(qū)域冷卻效果較差；采用盤管向燒嘴端部冷卻水腔供水，燒嘴冷卻水壓降大，且在燒嘴檢修安裝時(shí)冷卻水盤管極易被連帶拔斷，燒嘴使用壽命通常不超過3個(gè)月。以Shell粉煤氣化技術(shù)為代表的粉煤氣化燒嘴，雖然采用進(jìn)出冷卻水夾套較好地解決了冷卻水盤管壓降大且易損壞的問題，但由于燒嘴端部燃燒強(qiáng)度大，端部冷卻水腔室易燒蝕的風(fēng)險(xiǎn)仍然較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中氣化燒嘴在長(zhǎng)周期高溫高壓下易燒損、使用壽命短的缺陷，而提供一種可以延長(zhǎng)氣化燒嘴的冷卻方法及冷卻系統(tǒng)。本發(fā)明的冷卻方法及冷卻系統(tǒng)，通過降低燒嘴端部燃燒強(qiáng)度和強(qiáng)化冷卻水換熱，能夠顯著提高氣化燒嘴的使用壽命，可實(shí)現(xiàn)氣化燒嘴在惡劣工況下的長(zhǎng)周期使用。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明提供一種氣化燒嘴的冷卻方法，所述氣化燒嘴包括燒嘴主體；所述燒嘴主體包括燒嘴基體和基體外殼，所述基體外殼包覆于所述燒嘴基體的外側(cè)，所述燒嘴基體和所述基體外殼之間形成冷卻通道；所述氣化燒嘴還包括冷卻水夾套，所述冷卻水夾套包覆于所述燒嘴主體的外側(cè)；

所述冷卻方法包括如下步驟：

經(jīng)所述燒嘴基體的氣化反應(yīng)原料與經(jīng)所述冷卻通道的冷卻介質(zhì)發(fā)生氣化反應(yīng)；其中：對(duì)于水煤漿的氣化反應(yīng)來(lái)說(shuō)，所述冷卻介質(zhì)為水煤漿，所述水煤漿的質(zhì)量占總水煤漿的質(zhì)量的百分比為5％～20％；對(duì)于粉煤氣化反應(yīng)來(lái)說(shuō)，所述冷卻介質(zhì)為載氣、水蒸氣或粉煤，所述水蒸氣的流量范圍為1～10t/h，所述粉煤占總粉煤質(zhì)量的百分比為5％～20％。

本發(fā)明的冷卻方法適用于本領(lǐng)域各種氣化燒嘴的冷卻方法，尤其適用于氣流床用氣化燒嘴的冷卻方法。

本發(fā)明中，所述粉煤按照本領(lǐng)域常規(guī)采用氣力輸送。

本發(fā)明中，所述冷卻水夾套中的冷卻水按照本領(lǐng)域常規(guī)經(jīng)過穩(wěn)壓、加壓和換熱后返回所述冷卻水夾套中。

其中，所述穩(wěn)壓之前，所述冷卻水按照本領(lǐng)域常規(guī)經(jīng)過溫度和流量的監(jiān)測(cè)。所述溫度的監(jiān)測(cè)一般采用溫度計(jì)，所述流量的監(jiān)測(cè)一般采用流量計(jì)。