[發明專利]一種煤氣化煤粉噴嘴流場示蹤裝置

在審

• 申請號: 202010420563.1
• 申請日: 2020-05-18
• 公開（公告）號: CN111778071A
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發明（設計）人: 王鵬杰;許世森;劉剛;任永強;李小宇;陶繼業;羅麗珍
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司
• 主分類號: C10J3/50
• 分類號: C10J3/50;C10J3/72
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 房鑫

本發明公開了一種煤氣化煤粉噴嘴流場示蹤裝置，包括儲氣罐、物料儲倉、氣化爐、物料收集倉及若干氣化爐噴嘴；儲氣罐的出口與物料儲倉的入口相連通，物料儲倉的出口與各氣化爐噴嘴的入口相連通，各氣化爐噴嘴布置于氣化爐上，氣化爐的頂部出口與除塵器的入口相連通，氣化爐的底部出口與物料收集倉相連通，氣化爐的側面設置有用于獲取氣化爐內流場結構的三維粒子成像測速裝置，該裝置能夠實現氣化爐內氣三維流場的實時測量。

技術領域

本發明屬于煤氣化領域，涉及一種煤氣化煤粉噴嘴流場示蹤裝置。

背景技術

煤氣化是清潔、高效利用煤炭的重要途徑,產業鏈覆蓋廣泛，是煤基 化學品、煤基液體燃料、合成天然氣、IGCC發電、制氫、燃料電池、 多聯產等工藝的基礎。在現代煤化工項目快速發展驅動下，煤氣化技術 正在向大型化、清潔高效、寬煤種適應性方向發展，所以氣流床氣化爐 由于其具備單爐處理量大，煤種適應性廣，清潔高效的特點成為了主要 的發展方向。

噴嘴是氣流床氣化爐的核心裝置，其性能和組合方式直接影響爐內 流場的組織分布、強化爐內。噴嘴一方面是通過對原料的彌散以強化混 合；另一方面與爐體匹配形成適宜的流場。尤其是粉體顆粒的彌散作用、 噴嘴入射角、旋流系數及化學反應與流動耦合等關鍵理論問題、流動參 數的設計與選擇一直是該領域的共性技術難點，因此急需開發一種裝置， 該裝置能夠實現氣化爐內氣三維流場的測量，以獲得煤粉和載氣的氣固 混合特性的瞬態圖像，對進一步優化噴嘴布置、提高氣化效率、擴展煤 種適應性具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的缺點，提供了一種煤氣化煤 粉噴嘴流場示蹤裝置，該裝置能夠實現氣化爐內氣三維流場的實時測量。

為達到上述目的，本發明所述的煤氣化煤粉噴嘴流場示蹤裝置包括 儲氣罐、物料儲倉、氣化爐、物料收集倉及若干氣化爐噴嘴；

儲氣罐的出口與物料儲倉的入口相連通，物料儲倉的出口與各氣化 爐噴嘴的入口相連通，各氣化爐噴嘴布置于氣化爐上，氣化爐的頂部出 口與除塵器的入口相連通，氣化爐的底部出口與物料收集倉相連通，氣 化爐的側面設置有用于獲取氣化爐內流場結構的三維粒子成像測速裝 置。

各氣化爐噴嘴沿周向依次分布，且各氣化爐噴嘴中心對稱。

物料儲倉內放置有煤粉及示蹤劑的混合物，其中，煤粉與示蹤劑的 體積比為1:1，煤粉的粒徑及示蹤劑的粒徑均小于90mm。

各氣化爐噴嘴噴出的物料與其布置平面的夾角為0°-45°。

氣化爐噴嘴的出口與中心線直徑偏離0°-9°。

儲氣罐的入口連通有空氣壓縮機。

本發明具有以下有益效果：

本發明所述的煤氣化煤粉噴嘴流場示蹤裝置在具體操作時，儲氣罐 輸出的壓縮空氣帶動物料儲倉中的物料進入到氣化爐噴嘴中，并經氣化 爐噴嘴噴入到氣化爐中，通過三維粒子成像測速裝置檢測氣化爐內氣三 維流場，操作方便、簡單，實用性較強，以獲得煤粉和載氣的氣固混合 特性的瞬態圖像，對進一步優化噴嘴布置、提高氣化效率、擴展煤種適 應性具有重要的意義。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

其中，1為空氣壓縮機、2為儲氣罐、3為物料儲倉、4為氣化爐、5 為三維粒子成像測速裝置、6為布袋除塵裝置、7為氣化爐噴嘴、8為物 料收集倉。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步詳細描述：