[發明專利]用于水煤漿氣化的等離子體噴嘴、氣化爐及氣化方法

在審

• 申請號: 201711251412.2
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN109868160A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 龔巖;于廣鎖;郭慶華;張慶;梁欽鋒;代正華;陳雪莉;王輔臣;劉海峰;王亦飛;龔欣;許建良;李偉鋒;王興軍;郭曉鐳;劉霞
• 申請（專利權）人: 華東理工大學
• 主分類號: C10J3/48
• 分類號: C10J3/48;C10J3/50;H05H1/34
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 薛琦;余化鵬

1.一種用于水煤漿氣化的等離子體噴嘴，其特征在于，其包括噴嘴主體；所述噴嘴主體包括陰極噴管、陽極噴管、中環噴管和外環噴管；所述陰極噴管、所述陽極噴管、所述中環噴管和所述外環噴管的軸線處于同一直線上；

所述陰極噴管具有第一前端和第一末端，所述第一前端為陰極頭，所述陰極頭具有沿所述第一末端至所述第一前端方向直徑漸縮的圓臺結構；所述陰極噴管的內部設有第一冷卻介質通道，且所述第一冷卻介質通道的內壁面設有第一導熱絕緣涂層；

所述陽極噴管套設在所述陰極噴管外，所述陽極噴管與所述陰極噴管之間形成第一氣化劑通道，所述第一氣化劑通道的末端通過第一絕緣連接件實現密封；所述陽極噴管的前端為陽極噴頭，所述陽極噴頭沿所述第一末端至所述第一前端方向直徑漸縮；所述陽極噴頭的前端面開設第一噴口，所述第一噴口與所述第一氣化劑通道相連通，用于將氣化劑噴入爐內；所述陽極噴管的外壁面設有與之貼合的絕緣套筒；所述陽極噴管的內部設有第二冷卻介質通道，且所述第二冷卻介質通道的內壁面設有第二導熱絕緣涂層；

所述中環噴管套設在所述陽極噴管外，所述中環噴管與所述陽極噴管之間形成水煤漿通道；所述中環噴管的前端為中環噴頭，所述中環噴頭沿所述第一末端至所述第一前端方向直徑漸縮；所述中環噴頭的前端面開設第二噴口，所述第二噴口與所述水煤漿通道相連通，用于將水煤漿噴向爐內；

所述外環噴管套設在所述中環噴管外，所述外環噴管與所述中環噴管之間形成第二氣化劑通道；所述外環噴管的前端為外環噴頭，所述外環噴頭沿所述第一末端至所述第一前端方向直徑漸縮；所述外環噴頭的前端面開設第三噴口，所述第三噴口與所述第二氣化劑通道相連通，用于將氣化劑噴入爐內；

所述第一噴口具有電弧著床側壁，所述電弧著床側壁的高度為50-100mm；所述陽極噴頭的前端面與所述中環噴頭的前端面之間的距離為10-40mm。

2.如權利要求1所述的等離子體噴嘴，其特征在于，所述陰極噴管的材質為鋯或銅；

和/或，所述陽極噴頭、所述中環噴頭及所述外環噴頭的材質為UMCo-50合金材料。

3.如權利要求1所述的等離子體噴嘴，其特征在于，所述等離子體噴嘴還設有旋流器和第二絕緣連接件，所述旋流器用于將氣化劑沿切向通入所述第一氣化劑通道內，所述第二絕緣連接件用于實現所旋流器與所述陽極噴管之間的絕緣；較佳地，所述旋流器的個數為4個，且均布設于所述第一氣化劑通道的末端側壁；更佳地，所述旋流器的內徑與所述第一氣化劑通道的外徑相等。

4.如權利要求1所述的等離子體噴嘴，其特征在于，所述水煤漿通道的末端與所述陽極噴管通過法蘭連接，所述法蘭之間設有絕緣密封墊片。

5.如權利要求1所述的等離子體噴嘴，其特征在于，所述第一導熱絕緣涂層和所述第二導熱絕緣涂層的導熱系數為8W/(m·K)以上；

和/或，所述第一導熱絕緣涂層和所述第二導熱絕緣涂層的厚度為1-10mm；

和/或，所述絕緣套筒的材質為陶瓷。

6.如權利要求1所述的等離子體噴嘴，其特征在于，所述第一噴口呈圓柱狀；

較佳地，所述陰極頭的外側壁與所述陽極噴頭的內側壁相平行；所述陽極噴頭的外側壁與所述中環噴頭的內側壁相平行；所述中環噴頭的外側壁與所述外環噴頭的內側壁相平行；所述陰極頭的前端面與所述第一噴口的頂部之間的距離等于在所述陰極頭的外側壁與所述陽極噴頭的內側壁之間的所述第一氣化劑通道的寬度；

更佳地，所述陰極頭的外收縮角和所述陽極噴頭的內收縮角相等，且為50-80°；所述陽極噴頭的外收縮角與所述中環噴頭的內收縮角相等，且為45-80°；所述中環噴頭的外收縮角與所述外環噴頭的內收縮角相等，且為45-80°。

7.如權利要求1-6任一項所述的等離子體噴嘴，其特征在于，所述中環噴頭的前端面與所述外環噴頭的前端面相齊平。