[發(fā)明專利]一種利用低成漿性煤質(zhì)產(chǎn)高氫的燒嘴及其控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011575259.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112760138A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬釗;張鎵鑠;張亞寧;匡建平;莊忠華;夏志文;袁繼禹;杜常宗;白云波;馬丹丹;陳毅烈;郭偉;白海;劉旭軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧夏神耀科技有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): C10J3/50
• 分類號(hào): C10J3/50;C10J3/72
• 代理公司: 北京弘權(quán)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11363
• 代理人: 逯長(zhǎng)明;許偉群

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N利用低成漿性煤質(zhì)產(chǎn)高氫的燒嘴，包括同軸嵌套連接的燒嘴中心管(開(kāi)工燒嘴通道)、第一燒嘴外管、第二燒嘴外管、第一管路出口匯集噴頭、第一燒嘴外管噴頭、第二燒嘴外管噴頭以及冷卻夾套，所述第一燒嘴外管嵌套在所述燒嘴中心管外部形成第一外環(huán)通道；所述第二燒嘴外管嵌套在所述第一燒嘴外管外部形成第二外環(huán)通道；所述第二外環(huán)通道中均勻分布設(shè)置有若干根第一管路和第二管路。本申請(qǐng)能夠?qū)饣癄t壁豎向溫度場(chǎng)進(jìn)行有效控制，保證氣化爐在不同負(fù)荷下，爐壁不超溫，并且渣口不堵渣，本申請(qǐng)解決了現(xiàn)有氣化爐燒嘴的對(duì)煤質(zhì)要求苛刻、氫氣產(chǎn)量低以及使用壽命較低、安全性較差的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及煤化工技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種利用低成漿性煤質(zhì)產(chǎn)高氫的燒嘴及其控制方法。

背景技術(shù)

在煤的清潔、高效利用中，煤氣化技術(shù)占有核心地位，干煤粉加壓氣流床氣化技術(shù)因具有煤種適應(yīng)性廣、氣化效率高以及環(huán)保性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)從而被普遍應(yīng)用。現(xiàn)階段干煤粉氣化技術(shù)，大部分氣化爐掛渣及停留時(shí)間依據(jù)燒嘴噴射角度和氣化爐高徑比等理念設(shè)計(jì)的頂置噴燒氣化爐，尤其是使用高灰、高硫以及高灰熔點(diǎn)煤作為原料的氣化爐，為了追求較高的碳轉(zhuǎn)化率，氣化爐高徑比越大，負(fù)荷增減對(duì)氣化爐拱頂超溫和下渣口堵渣凸出越明顯，負(fù)荷越高，爐壁越易受高溫介質(zhì)沖刷、燒蝕，越不易掛渣，存在燒損氣化水冷壁風(fēng)險(xiǎn)負(fù)荷越低，渣口越易堵塞，同時(shí)側(cè)置多個(gè)燒嘴氣化爐，也存在同樣問(wèn)題，為確保排渣順利，提高氣化爐爐溫運(yùn)行，氣化爐有效氣相對(duì)低，氣化爐拱頂易超溫，同時(shí)氣化爐拉渣易堵塞下游通道，為了防止氣化爐拱頂超溫，較低爐溫運(yùn)行時(shí)，渣口易堵塞。

現(xiàn)有干煤粉氣化技術(shù)因入爐煤粉中含水量低，產(chǎn)生的合成氣中氫氣含量較低，無(wú)法滿足下游高氫氣含量合成需求裝置(如合成氨裝置)，部分氣化技術(shù)選擇在氣化燒嘴中加入高品質(zhì)蒸汽，能耗較大，但合成氣中氫氣含量有所提高，不能達(dá)到下游裝置需求，如采用現(xiàn)有干煤粉氣化技術(shù)需加大變換裝置變換能力，能耗大大增加。

現(xiàn)有水煤漿氣化技術(shù)產(chǎn)合成氣中氫氣含量相對(duì)傳統(tǒng)干煤粉氣化技術(shù)高，但水煤漿氣化工藝對(duì)煤質(zhì)要求苛刻，內(nèi)水高于8％以上煤質(zhì)及煤質(zhì)變質(zhì)程度高的煤，成漿性都很差，氣化效率低，同時(shí)現(xiàn)有水煤漿氣化工藝碳轉(zhuǎn)化率低，燒嘴使用壽命低。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N利用低成漿性煤質(zhì)產(chǎn)高氫的燒嘴及其控制方法，以解決現(xiàn)有燒嘴的對(duì)煤質(zhì)要求苛刻、氫氣產(chǎn)量低以及使用壽命較低、安全性較差的問(wèn)題。

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N利用低成漿性煤質(zhì)產(chǎn)高氫的燒嘴，包括：

同軸嵌套連接的燒嘴中心管、第一燒嘴外管、第二燒嘴外管、第一管路出口匯集噴頭、第一燒嘴外管噴頭、第二燒嘴外管噴頭以及冷卻夾套；

所述第一燒嘴外管嵌套在所述燒嘴中心管外部形成第一外環(huán)通道；

所述第二燒嘴外管嵌套在所述第一燒嘴外管外部形成第二外環(huán)通道；

所述冷卻夾套設(shè)置在所述第二燒嘴外管外側(cè)；

所述第二外環(huán)通道中均勻分布設(shè)置若干根第一管路出口匯集噴頭、第一燒嘴外管噴頭以及第二燒嘴外管噴頭分別為一個(gè)截頭的錐管，內(nèi)縮角度在0-40°之間；

所述第二外環(huán)通道中均勻分布設(shè)置有若干根第一管路，所述第一管路為旋轉(zhuǎn)切向布局；

所述第二外環(huán)通道中均勻分布設(shè)置有若干根第二管路，所述第二管路為旋轉(zhuǎn)切向布局；

所述第一管路和第二管路之間設(shè)置有環(huán)形隔板。

所述第一外環(huán)通道設(shè)有旋流器，且在旋流器前0-2000mm處，所述第一外環(huán)通道通道設(shè)置為繞流通道，所述旋流器的外徑與所述第一外環(huán)通道的內(nèi)徑相同；

所述旋流器包括若干旋流葉片。

燃?xì)?保護(hù)氣及點(diǎn)火氧氣通過(guò)所述燒嘴中心管進(jìn)入氣化爐；

主氧氣通過(guò)所述第一外環(huán)通道進(jìn)入氣化爐；