專利名稱：一種用于水煤漿氣化的工藝燒嘴及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及煤氣化領(lǐng)域，具體而言涉及一種用于水煤漿氣化的工藝燒嘴及系 統(tǒng)。
背景技術(shù)：
煤炭是一種重要的能源，長(zhǎng)期以來，煤炭在使用過程中伴隨著嚴(yán)重的環(huán)境污染。近 年來，以減少污染排放和提高利用效率為目的的潔凈煤技術(shù)日益為人們所重視；煤氣化技 術(shù)作為其中的一種煤炭加工和轉(zhuǎn)化技術(shù)，被認(rèn)為是最為高效清潔的潔凈煤技術(shù)之一?，F(xiàn)代 煤氣化技術(shù)，尤其是高壓、大容量氣流床氣化技術(shù)在工業(yè)上獲得廣泛應(yīng)用，德士古水煤漿加 壓氣化技術(shù)便是其中最為典型的代表。在我國(guó)已經(jīng)有多家廠家引進(jìn)并利用德士古技術(shù)進(jìn)行 水煤漿氣化，該技術(shù)具有環(huán)境污染小、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，但該技術(shù)工藝帶有一些普遍存 在的問題，這些問題不同程度上影響著德士古裝置的正常運(yùn)行；德士古(Texaco)工藝燒嘴 是德士古氣化裝置中最重要的部分，是氣化爐能否長(zhǎng)期穩(wěn)定高效生產(chǎn)的關(guān)鍵，而如何改善 工藝燒嘴的霧化效果和使用壽命便是德士古水煤漿加壓氣化技術(shù)中最重要的課題之一。德士古(Texaco)氣化爐以水煤漿為原料，采用高純仏為氣化劑，屬于增壓噴流床 氣化。德士古氣化爐主要由燒嘴、燃燒室、激冷室或廢熱鍋爐組成；燒嘴是德士古氣化爐的 最關(guān)鍵部件，為三流道設(shè)計(jì)。水煤漿介于中心氧和外環(huán)氧之間走中間通道；氣化爐上部為 燃燒室，是氣化區(qū)，具有耐火磚襯里；氣化爐下部為激冷室，是煤氣冷卻區(qū)。將原料煤、水和 添加劑同時(shí)加入棒磨機(jī)中，研磨成可供泵輸送的水煤漿，其中水煤漿濃度質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在 58-65%之間，優(yōu)選水煤漿濃度質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制在60 63%附近。水煤漿通過頂部燒嘴在高 速氧氣流的作用下破碎、霧化噴入氣化爐。霧化的水煤漿和氧氣在爐內(nèi)受到耐火襯里的高 溫輻射作用，迅速經(jīng)歷預(yù)熱、水分蒸發(fā)、煤的干餾、揮發(fā)物的裂解燃燒以及炭的氣化等一系 列復(fù)雜的物理化學(xué)過程，最后生成以壓+CO為主的合成氣。工藝燒嘴對(duì)德士古氣化爐的長(zhǎng)周期高效運(yùn)行有著重要的影響。目前工業(yè)大生產(chǎn)主 要應(yīng)用的是外混式的三流道燒嘴，如圖1所示，工藝氧走最外通道和最內(nèi)通道，水煤漿走中 間通道、介于兩股氧射流之間；工藝氧高速噴出沖擊水煤漿，從而使得水煤漿破碎霧化，成 為適宜燃燒的煤漿小水滴。該結(jié)構(gòu)的工藝燒嘴的霧化效果相對(duì)于兩流道的燒嘴有所改善， 但是由于是單燒嘴的射流以及氣化爐高徑比本身的限制，爐內(nèi)湍流混合比較弱，霧化角較 小，煤漿小顆粒霧化不充分且其分布不均勻，使得局部地方發(fā)生氧氣過剩，生成CO2,而且已 生成的有效氣(H2+CO)容易發(fā)生二次反應(yīng)，導(dǎo)致有效氣產(chǎn)量下降，而氧氣過少的地方，形成 未燃燒區(qū)，就會(huì)有一些煤漿顆粒未能氣化就落到激冷室中。，而且射流方式造成煤漿顆粒停 留時(shí)間過短，甚至部分煤漿小顆粒噴射出燃燒室后還未來得及燃燒氣化，從而使得德士古 工藝的氣化效率和碳轉(zhuǎn)化率相對(duì)于Siell和四燒嘴對(duì)置式氣化爐低?；鹧骈L(zhǎng)度不容易把 握，過長(zhǎng)時(shí)對(duì)耐火磚不利，使耐火磚局部受熱，且耐火磚會(huì)受到高速水煤漿的嚴(yán)重沖刷。同 時(shí)由于工藝燒嘴頭部處在高溫環(huán)境中，且受到煤漿顆粒的高速?zèng)_刷，因此燒嘴往往在較短 的時(shí)間內(nèi)變形和磨損，甚至被燒穿。[0005]美國(guó)專利U. S. Pat 3705108,3743606分別公開了一種水煤漿氣化燒嘴，該類燒嘴 具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便的優(yōu)點(diǎn)，但是在工業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)，該類燒嘴存在下列缺點(diǎn)。(1) “火焰”的噴射距離較長(zhǎng)，造成氣化爐內(nèi)耐火磚嚴(yán)重?zé)g，縮短了造氣爐的使用 壽命；(2)氣化劑與燃料混合較差，氣化不完善，有效氣(CCHH2)成分的含量較低，而CO2 含量則偏高，碳的轉(zhuǎn)化率僅為96% ；(3)燒嘴磨蝕嚴(yán)重，壽命僅為2 3個(gè)月。中國(guó)專利文獻(xiàn)95111750. 5提出了一種帶有旋流器的三通道組合式水煤漿氣化燒 嘴，該燒嘴主要由中心氧噴管、內(nèi)環(huán)水煤漿噴管、外環(huán)氧噴管及冷卻水噴管組成，且分別在 中心噴頭內(nèi)、外環(huán)噴頭內(nèi)設(shè)置有旋流器。該燒嘴有效地縮短了燃燒火焰的長(zhǎng)度，減少了火焰 對(duì)耐火磚的燒蝕，同時(shí)促進(jìn)了水煤漿與氧氣的混合及霧化，氣化效率有所提高。但(1)煤漿 是射流方式，所以依然還會(huì)有一些煤漿顆粒未能氣化燃燒就噴射入激冷室中，所以氣化效 率還有提高的空間；( 同時(shí)燒嘴被熱壞燒蝕的情況依然改善有限；C3)冷卻水盤管也較容 易被燒穿，嚴(yán)重時(shí)甚至造成停車；(4)高速水煤漿對(duì)燒嘴的直接正面沖擊，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)造成燒 嘴受沖刷磨損。因此，為了克服上述缺陷，需要提供一種新型的適用于水煤漿氣化的水煤漿氣化 爐的工藝燒嘴及其包括該工藝燒嘴的氣化爐系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上提供一種新型的用于水煤漿氣化的工 藝燒嘴以及包括該工藝燒嘴的氣化爐系統(tǒng)，以解決目前的用于水煤漿氣化的水煤漿氣化爐 的工藝燒嘴以及氣化爐系統(tǒng)所存在的技術(shù)問題。為此，本實(shí)用新型的一個(gè)方面提供了一種新型的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴，包 括第一氧氣通道，所述第一氧氣通道包括第一氧氣通道入口和第一氧氣通道出口 ；水煤漿通道，所述水煤漿通道包括至少一個(gè)水煤漿通道入口、和水煤漿通道出 Π ；第二氧氣通道，所述第二氧氣通道包括第二氧氣通道入口和第二氧氣通道出口 ；第一冷卻水夾套，所述第一冷卻水夾套包括第一冷卻水夾套入口和第一冷卻水夾 套出口 ；冷卻水盤管，所述冷卻水盤管包括冷卻水盤管入口和冷卻水盤管出口 ；其中所述第一氧氣通道位于所述工藝燒嘴的中心部位，所述水煤漿通道位于所述 第一氧氣通道與所述第二氧氣通道之間環(huán)繞所述第一氧氣通道的外周，所述第二氧氣通道 環(huán)繞所述水煤漿通道的外周，所述冷卻水夾套環(huán)繞所述第二氧氣通道的外周，所述冷卻水 盤管盤繞于所述冷卻水夾套外圍。優(yōu)選地，該工藝燒嘴進(jìn)一步包括耐高溫抗磨損抗腐蝕外殼，其中所述耐高溫抗磨 損抗腐蝕外殼環(huán)繞所述冷卻水盤管的外周，并縱向延伸至所述工藝燒嘴的噴口處。優(yōu)選地，該工藝燒嘴進(jìn)一步包括第二冷卻水夾套，所述第二冷卻水夾套包括第二冷卻水夾套入口和第二冷卻水夾套出口，所述第二冷卻水夾套位于所述水煤漿通道與所述 第二氧氣通道之間，并環(huán)繞所述水煤漿通道的外周，所述第一冷卻水夾套和所述第二冷卻 水夾套內(nèi)分別設(shè)置有第一冷卻水通道和第二冷卻水通道，分別從所述第一冷卻水夾套入口 和第二冷卻水夾套入口開始，所述第一冷卻水通道和第二冷卻水通道先向下延伸至所述第 一冷卻水夾套和所述第二冷卻水夾套底部，然后再以“Z”字形反復(fù)蜿蜒向上直至到達(dá)所述 第一冷卻水夾套出口和第二冷卻水夾套出口。優(yōu)選地，該工藝燒嘴進(jìn)一步包括第一水蒸汽/ 二氧化碳通道，所述第一水蒸汽/ 二氧化碳通道包括第一水蒸汽/ 二氧化碳通道入口和第一水蒸汽/二氧化碳通道出口，以及第二水蒸汽/ 二氧化碳通道，所述第二水蒸汽/ 二氧化碳通道包括第二水蒸汽/ 二氧化碳通道入口和第二水蒸汽/二氧化碳通道出口，其中，所述第一水蒸汽/ 二氧化碳通道位于所述第一氧氣通道與所述水煤漿通道 之間，并環(huán)繞所述水煤漿通道的外周，并在所述第一水蒸汽/ 二氧化碳通道出口處呈向圓 柱體中心線縮口的圓環(huán)柱體，所述第二水蒸汽/ 二氧化碳通道位于所述水煤漿通道與所述 第二氧氣通道之間，并環(huán)繞所述第二氧氣通道的外周，并在所述第二水蒸汽/ 二氧化碳通 道出口處呈向圓柱體中心線縮口的圓環(huán)柱體。優(yōu)選地，該工藝燒嘴的所述第一氧氣通道在所述第一氧氣通道出口處呈向圓柱體 中心線縮口的圓柱體，所述水煤漿通道在所述水煤漿通道出口處呈向圓柱體中心線縮口的 圓環(huán)柱體，并且所述第二氧氣通道在所述第二氧氣通道出口處呈向圓柱體中心線縮口的圓 環(huán)柱體。優(yōu)選地，該工藝燒嘴的所述第一水蒸汽/ 二氧化碳通道在所述第一水蒸汽/ 二氧 化碳通道出口處呈向圓柱體中心線縮口的圓環(huán)柱，并且所述第二水蒸汽/ 二氧化碳通道在 所述第二水蒸汽/二氧化碳通道出口處呈向圓柱體中心線縮口的圓環(huán)柱體。優(yōu)選地，該工藝燒嘴進(jìn)一步包括水煤漿混合霧化器，所述水煤漿混合霧化器包 括管道區(qū)段和預(yù)混室，其中，所述管道區(qū)段和所述預(yù)混室共用水平或垂直設(shè)置的第一圓柱狀殼體，在所 述第一圓柱狀殼體內(nèi)部同心設(shè)置第二圓柱狀殼體，且在遠(yuǎn)離所述管道區(qū)段的所述預(yù)混室的 端部具有封閉所述第一圓柱狀殼體的第一端壁，在所述第一端壁的中心處具有一出口，其 與工藝燒嘴的所述水煤漿通道相聯(lián)通，所述管道區(qū)段和所述預(yù)混室由向所述第二圓柱狀殼體凸進(jìn)的水平或垂直設(shè)置的 錐臺(tái)限定，所述錐臺(tái)在所述第一圓柱狀殼體和所述第二圓柱狀殼體之間具有環(huán)形開口用于 二氧化碳進(jìn)入，所述錐臺(tái)在所述第二圓柱狀殼體的中心處具有一大致圓形出口用于水煤漿 進(jìn)入，所述第一圓柱狀殼體與同心設(shè)置的所述第二圓柱狀殼體以及水平或垂直設(shè)置的 所述錐臺(tái)的臺(tái)面一起限定為水煤漿進(jìn)入通道，所述第一圓柱狀殼體與同心設(shè)置的所述第二 圓柱狀殼體以及水平或垂直設(shè)置的所述錐臺(tái)的錐面一起限定為二氧化碳進(jìn)入通道，所述二氧化碳進(jìn)入通道(256)的氣相入口與外接所述水煤漿混合霧化器(200)的 管道區(qū)段O10)的二氧化碳管道相聯(lián)接(即水煤漿混合霧化器與外接的CO2管線聯(lián)接到水煤漿混合霧化器的管道區(qū)段的氣相入口上)。水煤漿混合霧化器可以采用水平形式的，也可以采用豎直形式的，優(yōu)選采用水平 形式，而如附圖中所示為豎直形式的。其中，水煤漿混合霧化器與外接的(X)2管線優(yōu)選以法蘭聯(lián)接的方式聯(lián)接到霧化混 合霧化器的管道區(qū)段的氣相入口上。霧化水煤漿從橢圓形出口從水煤漿混合霧化器輸出而進(jìn)入與之法蘭連接的具有 相同尺寸和相同管徑的橢圓型霧化水煤漿管線。混合霧化器和工藝燒嘴的連接管線即霧化 水煤漿管線盡可能短和少?gòu)澒?，?yōu)選的混合霧化器和工藝燒嘴的連接管線長(zhǎng)度在0. 8米以 內(nèi)，更優(yōu)選在0. 3 0. 7米，進(jìn)一步優(yōu)選在0. 4 0. 6米。更優(yōu)選地，該工藝燒嘴在位于所述預(yù)混室外部的所述第一圓柱狀殼體上對(duì)稱設(shè)置 有超聲波發(fā)生器。更優(yōu)選地，該工藝燒嘴在環(huán)繞所述預(yù)混室外部的所述第一圓柱狀殼體設(shè)置有環(huán)形 超聲波發(fā)生器。更優(yōu)選地，所述水煤漿混合霧化器的預(yù)混室外部與超聲波發(fā)生器之間還設(shè)置有保 護(hù)膜。進(jìn)一步優(yōu)選地，所述環(huán)形開口的方向朝向所述預(yù)混室中心部位。優(yōu)選地，該工藝燒嘴從所述水煤漿通道的入口開始在所述水煤漿通道的內(nèi)部向下 螺旋設(shè)置螺旋狀導(dǎo)流板。優(yōu)選地，該工藝燒嘴進(jìn)一步包括第一氧氣旋流器、和第二氧氣旋流器，并且所述第 一氧氣旋流器、和第二氧氣旋流器分別位于所述第一氧氣通道出口的縮口的上部或位于縮 口的下端、以及所述第二氧氣通道出口的縮口的上部或位于縮口的下端。優(yōu)選地，該工藝燒嘴進(jìn)一步包括第一氧氣旋流器、和第二水蒸汽/ 二氧化碳旋流 器，并且所述第一氧氣旋流器、和第二水蒸汽/ 二氧化碳旋流器分別位于所述第一氧氣通 道出口的縮口的下端或位于縮口的上部以及所述第二水蒸汽/二氧化碳通道出口的縮口 的下端或位于縮口的上部。優(yōu)選地，該工藝燒嘴的所述至少一個(gè)水煤漿通道入口位于所述水煤漿通道的切向 方向，所述至少一個(gè)水煤漿通道入口選自一個(gè)，更優(yōu)選為兩個(gè)，再優(yōu)選為三個(gè)或四個(gè)，且兩 個(gè)以上的所述水煤漿通道入口對(duì)稱分布。優(yōu)選地，該工藝燒嘴的所述水煤漿通道入口沿B-B面的斷面呈垂直方向直徑(D) 長(zhǎng)水平方向直徑(d)短的橢圓形。優(yōu)選地，該工藝燒嘴的所述第一氧氣旋流器、和所述第二氧氣旋流器或所述第二 水蒸汽/ 二氧化碳旋流器被構(gòu)造成使得第一氧氣、和第二氧氣或第二水蒸汽/ 二氧化碳分 別在所述第一氧氣旋流器、和所述第二氧氣旋流器或所述第二水蒸汽/ 二氧化碳旋流器的 切線方向射出。本實(shí)用新型的另一方面提供了一種適用于水煤漿氣化的水煤漿氣化爐系統(tǒng)，其特 征在于包括本實(shí)用新型所述的水煤漿氣化的工藝燒嘴，以及氣化爐。本實(shí)用新型的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴以及其系統(tǒng)，氣化劑一般為氧氣，由中心氧通道和環(huán)隙氧通道進(jìn)入燒嘴，水煤漿(或其他燃料)由水煤漿通道進(jìn)入燒嘴，調(diào)控氣化 劑與水煤漿的混合比可使燒嘴出口處的燃燒火焰縮短到適宜的長(zhǎng)度。同時(shí)，在水煤漿進(jìn)入燒嘴之前，首先進(jìn)入預(yù)混室與由Y型孔進(jìn)入的高壓(X)2進(jìn)行預(yù) 混合，并且在水煤漿混合霧化器預(yù)混室的周圍均布安裝有兩個(gè)或四個(gè)超聲波裝置。Y型孔和 超聲波有助于(X)2和水煤漿混合均勻，達(dá)到初級(jí)霧化的效果。通過水煤漿初級(jí)霧化器后，在 水煤漿內(nèi)部分散入CO2,當(dāng)水煤漿從燒嘴出口噴出時(shí)，由于內(nèi)外壓差增大，CO2氣泡急劇膨脹 瞬間輕微閃爆將液體炸成更為細(xì)小的液滴，這樣與氧氣接觸比表面積更大，氣化反應(yīng)更加 迅速。霧化顆粒細(xì)度即液霧平均粒徑(SMD)要小，擴(kuò)散阻力越小，使得霧化顆粒分布更趨于 均勻，從而減輕了為燃燒區(qū)和局部氧氣過剩的問題。本實(shí)用新型中的第一冷卻水夾套的優(yōu)點(diǎn)在于，內(nèi)置冷卻水通道，使冷卻水先向下 冷卻受熱最強(qiáng)烈的燒嘴頭部，之后沿著冷卻水通道蜿蜒向上對(duì)受高溫影響小的部分自下而 上進(jìn)行冷卻，這樣，使得在冷卻水溫度還很低的時(shí)候使最易被高溫?zé)嵛g損傷的燒嘴頭部最 先獲得低溫冷卻水的高效冷卻，使得燒嘴頭部獲得有效保護(hù)?；蛘撸谕猸h(huán)氧和水煤漿通道之間再設(shè)置一個(gè)第二冷卻水通道(夾套)，使冷卻水 先向下冷卻受熱最強(qiáng)烈的燒嘴頭部，之后沿著冷卻水通道蜿蜒向上對(duì)受高溫影響小的部分 自下而上進(jìn)行冷卻，這樣使得燒嘴溫度更加均勻，溫度始終保持在一個(gè)更低的水平，從而延 長(zhǎng)了燒嘴使用壽命。且燒嘴頭部以及燒嘴冷卻水盤管選用耐磨性、耐熱沖擊性和抗硫腐蝕 性較好的材料，在燒嘴頭部的保護(hù)層襯有耐高溫耐磨抗腐蝕材料，起到多重保護(hù)作用，使得 燒嘴更加經(jīng)久耐用。

圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式的用于水煤漿氣化的新型工藝噴嘴的正 面(剖)示圖；圖加是根據(jù)本實(shí)用新型的工藝噴嘴連接的水平設(shè)置的水煤漿混合霧化器沿中心 線的縱剖圖，圖2b是根據(jù)本實(shí)用新型的工藝噴嘴連接的垂直設(shè)置的水煤漿混合霧化器的 透視圖，圖2c的上圖是根據(jù)本實(shí)用新型的工藝噴嘴連接的水煤漿混合霧化器的俯視圖而 圖2c的下圖是根據(jù)本實(shí)用新型的工藝噴嘴連接的垂直設(shè)置的水煤漿混合霧化器沿中心線 的縱剖圖，圖2d是根據(jù)本實(shí)用新型的工藝噴嘴連接的水平或垂直設(shè)置的水煤漿混合霧化 器出口處的視圖，以及圖2e是根據(jù)本發(fā)明的另一種工藝噴嘴連接的水平或垂直設(shè)置的水 煤漿混合霧化器出口處的視圖，其中水煤漿混合霧化器的預(yù)混室外部與超聲波發(fā)生器之間 還設(shè)置有保護(hù)膜；圖3a是根據(jù)本實(shí)用新型的工藝噴嘴中的水煤漿通道單入口示意圖，圖北是根據(jù) 本實(shí)用新型的工藝噴嘴中的水煤漿通道雙入口示意圖；圖4是根據(jù)本實(shí)用新型圖1的工藝噴嘴中的水煤漿通道沿B-B線的入口管截面 圖；圖fe是旋流器的俯視圖，圖恥是旋流器斷面的主視圖；圖6是根據(jù)本實(shí)用新型圖1的工藝噴嘴沿A-A線的截面圖；圖7是根據(jù)本實(shí)用新型圖1的工藝噴嘴的冷卻水夾套內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示圖；圖8是根據(jù)本實(shí)用新型的新型工藝燒嘴的另外一種結(jié)構(gòu)的正面(剖)示圖；[0061]圖9是根據(jù)本實(shí)用新型的工藝燒嘴的水煤漿通道中設(shè)置的螺旋導(dǎo)流板的透視圖；圖10是設(shè)置有水煤漿混合霧化器的水煤漿氣化爐系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下提供了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解其中實(shí)施例僅 是為了說明的目的，不應(yīng)被視為以任何方式限制由權(quán)利要求所限定的本實(shí)用新型的范圍。本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式，提供了一種新型的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴10， 80，包括第一氧氣通道110，810，該第一氧氣通道包括第一氧氣通道入口 112，812和第一 氧氣通道出口 115，815 ；水煤漿通道120，820，該水煤漿通道包括至少一個(gè)水煤漿通道入口 122，822、和水 煤漿通道出口 125，825 ；第二氧氣通道130，830，該第二氧氣通道包括第二氧氣通道入口 132，832和第二 氧氣通道出口 1；35，8；35 ；第一冷卻水夾套150，850，該第一冷卻水夾套包括第一冷卻水夾套入口 152，852 和第一冷卻水夾套出口巧4，邪4 ；冷卻水盤管160，860，該冷卻水盤管包括冷卻水盤管入口 162，862和冷卻水盤管 出口 164,864 ；其中該第一氧氣通道110，810位于該工藝燒嘴10，80的中心部位，該水煤漿通道 120，820位于該第一氧氣通道110，810與該第二氧氣通道130，830之間環(huán)繞該第一氧氣通 道110，810的外周，該第二氧氣通道130，830環(huán)繞該水煤漿通道120，820的外周，該冷卻水 夾套150，850環(huán)繞該第二氧氣通道130，830的外周，該冷卻水盤管160，860盤繞于該冷卻 水夾套150,850外圍。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該工藝燒嘴10，80進(jìn)一步包括耐高溫抗磨損抗腐蝕外殼 190，890，其中該耐高溫抗磨損抗腐蝕外殼190，890環(huán)繞該冷卻水盤管160，860的外周，并 縱向延伸至該工藝燒嘴10，80的噴口 105，805處。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該工藝燒嘴10進(jìn)一步包括第二冷卻水夾套140，該第二冷 卻水夾套包括第二冷卻水夾套入口 142和第二冷卻水夾套出口 144，該第二冷卻水夾套位 于該水煤漿通道120與該第二氧氣通道130之間，并環(huán)繞該水煤漿通道120的外周。在一更優(yōu)選實(shí)施方式中，該第一冷卻水夾套150和該第二冷卻水夾套140內(nèi)分別 設(shè)置有內(nèi)置第一冷卻水通道和第二冷卻水通道，分別從該第一冷卻水夾套入口 152和第二 冷卻水夾套入口 142開始，該第一冷卻水通道和第二冷卻水通道先向下延伸至該第一冷卻 水夾套150和該第二冷卻水夾套140底部，然后再以“Z”字形反復(fù)蜿蜒向上直至到達(dá)該第 一冷卻水夾套出口 1 和第二冷卻水夾套出口 144。如圖7所示，使冷卻水先向下冷卻受熱最強(qiáng)烈的燒嘴頭部，之后沿著冷卻水通道 蜿蜒向上對(duì)受高溫影響小的部分自下而上進(jìn)行冷卻，這樣，使得在冷卻水溫度還很低的時(shí) 候使最易被高溫?zé)嵛g損傷的燒嘴頭部最先獲得低溫冷卻水的高效冷卻，使得燒嘴頭部獲得 有效保護(hù)。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該工藝燒嘴80進(jìn)一步包括[0076]第一水蒸汽/ 二氧化碳通道870，該第一水蒸汽/ 二氧化碳通道包括第一水蒸汽/ 二氧化碳通道入口 872和第一水蒸汽/ 二氧化碳通道出口 875，以及第二水蒸汽/ 二氧化碳通道880，該第二水蒸汽/ 二氧化碳通道包括第二水蒸汽/ 二氧化碳通道入口 882和第二水蒸汽/ 二氧化碳通道出口 885，其中，該第一水蒸汽/ 二氧化碳通道870位于該第一氧氣通道810與該水煤漿通 道820之間，并環(huán)繞該水煤漿通道820的外周，并在該第一水蒸汽/ 二氧化碳通道出口 875 處呈向圓柱體中心線縮口的圓環(huán)柱體，該第二水蒸汽/ 二氧化碳通道880位于該水煤漿通 道820與該第二氧氣通道830之間，并環(huán)繞該第二氧氣通道830的外周，并在該第二水蒸汽 / 二氧化碳通道出口 885處呈向圓柱體中心線縮口的圓環(huán)柱體。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該工藝燒嘴10，80的該第一氧氣通道110，810在該第一氧 氣通道出口 115，815處呈向圓柱體中心線縮口的圓柱體，該水煤漿通道120，820在該水煤 漿通道出口 125，825處呈向圓柱體中心線縮口的圓環(huán)柱體，并且該第二氧氣通道130，830 在該第二氧氣通道出口 135，835處呈向圓柱體中心線縮口的圓環(huán)柱體。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該工藝燒嘴10，80的該第一水蒸汽/ 二氧化碳通道870在 該第一水蒸汽/ 二氧化碳通道出口 875處呈向圓柱體中心線縮口的圓環(huán)柱，并且該第二水 蒸汽/ 二氧化碳通道880在該第二水蒸汽/ 二氧化碳通道出口 885處呈向圓柱體中心線縮 口的圓環(huán)柱體。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該工藝燒嘴10，80進(jìn)一步包括水煤漿混合霧化器200，該水 煤漿混合霧化器200包括管道區(qū)段210和預(yù)混室220，其中，水煤漿混合霧化器200與外接的(X)2管線聯(lián)接到水煤漿混合霧化器的管道 區(qū)段210的氣相入口上，且其中，該管道區(qū)段210和該預(yù)混室220共用水平或垂直設(shè)置的第一圓柱狀殼體 250，在該第一圓柱狀殼體250內(nèi)部同心設(shè)置第二圓柱狀殼體沈0，且在遠(yuǎn)離該管道區(qū)段210 的該預(yù)混室的端部具有封閉該第一圓柱狀殼體250的第一端壁M0，在該第一端壁240的中 心處具有一出口四0，其與所述水煤漿通道120氣體相聯(lián)通，該管道區(qū)段210和該預(yù)混室220由向該第二圓柱狀殼體260凸進(jìn)的水平或垂直設(shè) 置的錐臺(tái)230限定，該錐臺(tái)230在該第一圓柱狀殼體250和該第二圓柱狀殼體260之間具 有環(huán)形開口 270用于二氧化碳進(jìn)入，該錐臺(tái)230在該第二圓柱狀殼體沈0的中心處具有一 大致圓形出口 280用于水煤漿進(jìn)入，該第一圓柱狀殼體250與同心設(shè)置的該第二圓柱狀殼體沈0以及水平或垂直設(shè)置 的該錐臺(tái)230的臺(tái)面230’ 一起限定為水煤漿進(jìn)入通道沈6，該第一圓柱狀殼體250與同心 設(shè)置的該第二圓柱狀殼體260以及水平設(shè)置的該錐臺(tái)230的錐面230” 一起限定為二氧化 碳進(jìn)入通道256。水煤漿混合霧化器200可以采用水平形式的(如附圖加所示)，也可以采用豎直 形式的(如附圖2b、2c和2d所示)，優(yōu)選采用水平形式，而如附圖2b、2c和2d中所示為豎 直形式的。其中，如圖2c所示，水煤漿混合霧化器200與外接的(X)2管線以法蘭聯(lián)接的方式 聯(lián)接到霧化混合霧化器的管道區(qū)段的氣相入口 265上。[0089]參見圖2d，經(jīng)霧化的水煤漿從橢圓形出口 290輸出水煤漿混合霧化器200而進(jìn)入 與之法蘭連接的具有相同尺寸和相同管徑的橢圓型霧化水煤漿管線(如圖1和圖4的水煤 漿管線122)。水煤漿混合霧化器和工藝燒嘴的連接管線即霧化水煤漿管線122盡可能短和 盡量少?gòu)澒?。?yōu)選的混合霧化器和工藝燒嘴的連接管線長(zhǎng)度在0. 8米以內(nèi)，更優(yōu)選在0. 3 0. 7米，進(jìn)一步優(yōu)選在0. 4 0. 6米。水煤漿混合霧化器可以采用水平形式的(如附圖加 所示)，也可以采用豎直形式的，如附圖2b、2c和2d中所示為豎直形式的。分別參見附圖h、2b、2c和2d，水煤漿管線以法蘭聯(lián)接的方式聯(lián)接到水煤漿混合 霧化器200的水煤漿入口 265上，水煤漿由此進(jìn)入水煤漿通道沈6，經(jīng)過一段設(shè)置有切向槽 Y型孔270的擴(kuò)徑后進(jìn)入預(yù)混室220 ；外接的(X)2管線以法蘭聯(lián)接的方式聯(lián)接到水煤漿混合 霧化器200的氣相入口 265上，來自后系統(tǒng)的(X)2由此進(jìn)入氣相通道256，再由切向槽Y型 孔270切向進(jìn)入預(yù)混室(也稱為“初級(jí)霧化室”)220，(X)2在預(yù)混室(或初級(jí)霧化室)220斜 向?qū)⑺簼{打散霧化成液滴。預(yù)混室(或初級(jí)霧化室)220外壁上對(duì)稱均布有四個(gè)超聲波霧化器255，超聲波使 水煤漿和(X)2散成更小的液滴和更細(xì)的氣包，成為霧化水煤漿。霧化水煤漿從橢圓形出口 290出水煤漿混合霧化器200進(jìn)入與之法蘭連接的具有 相同尺寸和相同管徑的橢圓型霧化水煤漿管線122，822。霧化水煤漿管線122與混合霧化器200霧化液出口 290以法蘭方式聯(lián)接，混合霧 化器和工藝燒嘴的連接管線即霧化水煤漿管線設(shè)置為盡可能短和盡量沒有或少?gòu)澒?，混?霧化器和工藝燒嘴的連接管線長(zhǎng)度在0. 8米以內(nèi)。在一更優(yōu)選實(shí)施方式中，該工藝燒嘴10，80在位于該預(yù)混室220外部的該第一圓 柱狀殼體250上對(duì)稱設(shè)置有超聲波發(fā)生器255。例如該工藝燒嘴10，80在位于該預(yù)混室220 外部的該第一圓柱狀殼體250上對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)或四個(gè)超聲波發(fā)生器255。在一更優(yōu)選實(shí)施方式中，該工藝燒嘴10，80在環(huán)繞該預(yù)混室220外部的該第一圓 柱狀殼體250設(shè)置有環(huán)形超聲波發(fā)生器255。在一進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方式中，該水煤漿混合霧化器的預(yù)混室220外部與超聲波發(fā) 生器255之間還設(shè)置有保護(hù)膜258 (參見圖加，其是根據(jù)本發(fā)明的另一種工藝噴嘴連接的水 平或垂直設(shè)置的水煤漿混合霧化器出口處的視圖，其中水煤漿混合霧化器的預(yù)混室外部與 超聲波發(fā)生器之間還設(shè)置有保護(hù)膜)。在一進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方式中，該環(huán)形開口 270的方向朝向該預(yù)混室220中心部位。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該工藝燒嘴10，80從該水煤漿通道120，820的入口 122，822 開始在該水煤漿通道120，820的內(nèi)部向下螺旋設(shè)置螺旋狀導(dǎo)流板910。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該工藝燒嘴10進(jìn)一步包括第一氧氣旋流器118、和第二氧 氣旋流器138，并且該第一氧氣旋流器118、和第二氧氣旋流器138分別位于該第一氧氣通 道出口 115的縮口的上部以及該第二氧氣通道出口 135的縮口的上部。在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，該工藝燒嘴10進(jìn)一步包括第一氧氣旋流器118、和第二 氧氣旋流器138，并且該第一氧氣旋流器118、和第二氧氣旋流器138分別位于該第一氧氣 通道出口 115的縮口的下端以及該第二氧氣通道出口 135的縮口的下端。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該工藝燒嘴80進(jìn)一步包括第一氧氣旋流器818、和第二水 蒸汽/ 二氧化碳旋流器888，并且該第一氧氣旋流器818、和第二水蒸汽/ 二氧化碳旋流器888分別位于該第一氧氣通道出口 815的縮口的下端以及該第二水蒸汽/ 二氧化碳通道出 口 885的縮口的下端。在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，該工藝燒嘴80進(jìn)一步包括第一氧氣旋流器818、和第二 水蒸汽/ 二氧化碳旋流器888，并且該第一氧氣旋流器818、和第二水蒸汽/ 二氧化碳旋流 器888分別位于該第一氧氣通道出口 815的縮口的上部以及該第二水蒸汽/ 二氧化碳通道 出口 885的縮口的上部。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該工藝燒嘴10，80的至少一個(gè)水煤漿通道入口 122，822位 于該水煤漿通道120，820的切向方向，且該至少一個(gè)水煤漿通道入口 122，822是一個(gè)。在一更優(yōu)選實(shí)施方式中，該工藝燒嘴10，80的至少一個(gè)水煤漿通道入口 122，822 位于該水煤漿通道120，820的切向方向，且該至少一個(gè)水煤漿通道入口 122，822是兩個(gè)，且 對(duì)稱分布。在另一更優(yōu)選實(shí)施方式中，該工藝燒嘴10，80的至少一個(gè)水煤漿通道入口 122， 822位于該水煤漿通道120，820的切向方向，且該至少一個(gè)水煤漿通道入口 122，822是三 個(gè)，且對(duì)稱分布。在又一更優(yōu)選實(shí)施方式中，該工藝燒嘴10，80的至少一個(gè)水煤漿通道入口 122， 822位于該水煤漿通道120，820的切向方向，且該至少一個(gè)水煤漿通道入口 122，822是四 個(gè)，且對(duì)稱分布。在一進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方式中，該工藝燒嘴10，80的至少一個(gè)水煤漿通道入口 122， 822位于該水煤漿通道120，820的切向方向，且該至少一個(gè)水煤漿通道入口 122，822是六 個(gè)，且對(duì)稱分布。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該工藝燒嘴10，80的該水煤漿通道入口 122，822沿B-B面 的斷面呈垂直方向直徑(D)長(zhǎng)水平方向直徑(d)短的橢圓形。在一優(yōu)選實(shí)施方式中，該工藝燒嘴10的該第一氧氣旋流器118、和該第二氧氣旋 流器138被構(gòu)造成使得第一氧氣、和第二氧氣分別在該第一氧氣旋流器118、和該第二氧氣 旋流器138的切線方向射出。在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，該工藝燒嘴80的該第一氧氣旋流器818、和該第二水蒸 汽/ 二氧化碳旋流器888被構(gòu)造成使得第一氧氣、和第二水蒸汽/ 二氧化碳分別在該第一 氧氣旋流器818、和該第二水蒸汽/ 二氧化碳旋流器888的切線方向射出。在本實(shí)用新型的另一實(shí)施方式中，提供了一種適用于水煤漿氣化的水煤漿氣化爐 系統(tǒng)，其特征在于包括本實(shí)用新型的水煤漿氣化的工藝燒嘴10，80，以及氣化爐1。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型提供的新型的用于水煤漿氣化的工藝 燒嘴詳細(xì)描述如下，其僅是為了對(duì)本實(shí)用新型予以進(jìn)一步的說明，應(yīng)該理解其并不因此限 制本實(shí)用新型的權(quán)利范圍。實(shí)施例1如圖1所示出的，提供了本實(shí)用新型的一種新型的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴 10，具體包括第一氧氣通道110 (也稱為中心氧通道110)，該第一氧氣通道包括第一氧氣通道入口 112和第一氧氣通道出口 115 ；水煤漿通道120，該水煤漿通道包括至少一個(gè)水煤漿通 道入口 122、和水煤漿通道出口 125 ；第二冷卻水夾套140，該第二冷卻水夾套包括第二冷卻 水夾套入口 142和第二冷卻水夾套出口 144，第二冷卻水夾套140在噴口 105處向圓柱體中 心線縮口 ；第二氧氣通道130 (也稱為外環(huán)氧通道130)，該第二氧氣通道包括第二氧氣通道 入口 132和第二氧氣通道出口 135。其中，第一氧氣通道110位于工藝燒嘴10的中心部位，并在第一氧氣通道出口 115 處呈向圓柱體中心線縮口的圓柱體；水煤漿通道120位于第一氧氣通道110與第二冷卻水 夾套140之間，并環(huán)繞第一氧氣通道110的外周，且在水煤漿通道出口 125處呈向圓柱體中 心線縮口的圓環(huán)柱體；第二冷卻水夾套140位于水煤漿通道120與第二氧氣通道130之間， 并環(huán)繞水煤漿通道120的外周；第二氧氣通道130環(huán)繞第二冷卻水夾套140的外周，并在該 第二氧氣通道出口 135處呈向圓柱體中心線縮口的圓環(huán)柱體。環(huán)繞第二氧氣通道130的第一冷卻水夾套150，該第一冷卻水夾套包括第一冷卻 水夾套入口 152和第一冷卻水夾套出口 154，且第一冷卻水夾套150在噴口 105處向圓柱體 中心線縮口；盤繞于第一冷卻水夾套150外圍的冷卻水盤管160，該冷卻水盤管包括冷卻水盤 管入口 162和冷卻水盤管出口 164。其中第一氧氣通道出口 115、水煤漿通道出口 125、第二氧氣通道出口 1；35共同構(gòu) 成噴口 105。在圖1中的區(qū)段166表示透過冷卻水盤管160的內(nèi)部管道的視圖，在圖1中的區(qū) 段168表示冷卻水盤管160的表面視圖。實(shí)施例2仍如圖1所示，在實(shí)施例1的工藝燒嘴10的冷卻水盤管160的外表面位于工藝燒 嘴的頭部還包覆有耐高溫抗磨損抗腐蝕外殼190，采用耐高溫耐磨抗腐蝕材料，如耐磨陶瓷 層，或采用Hastenoy C_22、UMCo-50等材料進(jìn)行多重保護(hù)，使本實(shí)用新型的工藝燒嘴更加經(jīng) 久耐用。并且，本實(shí)用新型的工藝燒嘴10的冷卻水盤管160緊貼燒嘴10的第一冷卻水夾 套150外圍緊密纏繞，同時(shí)各層盤管之間焊接為一體。燒嘴頭部105以及燒嘴的冷卻水盤管160選用耐磨性、耐熱沖擊性和抗硫腐蝕性 較好的材料，燒嘴頭部105選用如耐磨陶瓷層，或采用HastenoyC-22、UMCo-50等材料。同 時(shí)，如圖1所示，燒嘴頭部保護(hù)層190襯有耐高溫耐磨抗腐蝕材料，如耐磨陶瓷層，或采用 HastenoyC-22, UMCo-50等本領(lǐng)域熟知的耐高溫耐磨抗腐蝕材料，使燒嘴更加經(jīng)久耐用。本實(shí)用新型的冷卻水盤管采取緊貼燒嘴緊密纏繞，同時(shí)各層盤管之間進(jìn)行嚴(yán)密焊 接，使之不留縫隙，從而避免了傳統(tǒng)的GE工藝燒嘴的冷卻水盤管和燒嘴之間往往塞滿了飛 灰和未燃盡煤漿情況的發(fā)生。而且，除了最外層的第一冷卻水夾套150以及纏繞在第一冷卻水夾套150外部的 冷卻水盤管160，在外環(huán)氧通道130和水煤漿通道120之間又設(shè)置了第二冷卻水通道140， 加上第一、第二冷卻水夾套140，150內(nèi)部獨(dú)特的冷卻水通道，從而使得燒嘴溫度更加均勻， 溫度始終保持在一個(gè)更低的水平，從而延長(zhǎng)了燒嘴使用壽命。此外，還可以在圖1中的水煤漿通道120的水煤漿通道入口 122處連接有水煤漿混合霧化器200，其結(jié)構(gòu)的縱向剖示圖在圖2中示出，而圖10是設(shè)置有水煤漿混合霧化器 200的水煤漿氣化爐系統(tǒng)的示意圖，其中示意性示出了設(shè)置有水煤漿工藝燒嘴10和水煤漿 混合霧化器200的水煤漿氣化爐1?；旌响F化器和工藝燒嘴的連接管線即霧化水煤漿管線設(shè)置為盡可能短和盡量沒 有或少?gòu)澒?，混合霧化器和工藝燒嘴的連接管線長(zhǎng)度在0. 8米以內(nèi)，可以在0. 3 0. 7米， 或者在0.4 0.6米。水煤漿混合霧化器可以采用水平形式的，也可以采用豎直形式的，如圖加中所示 為水平形式的，如圖2b 2d中所示為豎直形式的。水煤漿混合霧化器優(yōu)選采用水平形式 的。如圖2a_2d所示，在水煤漿和高壓(X)2在進(jìn)入水煤漿通道120之前首先進(jìn)入水煤 漿混合霧化器200，該水煤漿混合霧化器200包括管道區(qū)段210和預(yù)混室220。如圖2a_2d所示，水煤漿混合霧化器200可以采用水平形式的(如附圖加所示)， 也可以采用豎直形式的(如附圖2b、2c和2d所示)，優(yōu)選采用水平形式，而如附圖2b、2c和 2d中所示為豎直形式的。其中，如圖2c所示，水煤漿混合霧化器200與外接的(X)2管線以法蘭聯(lián)接的方式 聯(lián)接到霧化混合霧化器的管道區(qū)段的氣相入口 265上。參見圖2d，經(jīng)霧化的水煤漿從橢圓形出口 290輸出水煤漿混合霧化器200而進(jìn)入 與之法蘭連接的具有相同尺寸和相同管徑的橢圓型霧化水煤漿管線(如圖1和圖4的水煤 漿管線122或圖1和圖8的水煤漿管線822)。水煤漿混合霧化器和工藝燒嘴的連接管線即 霧化水煤漿管線122盡可能短和盡量少?gòu)澒堋?yōu)選的混合霧化器和工藝燒嘴的連接管線長(zhǎng)度在0. 8米以內(nèi)，可以在0. 3 0. 7 米，或者在0.4 0.6米。水煤漿混合霧化器可以采用水平形式的(如附圖加所示)，也可 以采用豎直形式的，如附圖2b、2c和2d中所示為豎直形式的。分別參見附圖h、2b、2c和2d，水煤漿管線以法蘭聯(lián)接的方式聯(lián)接到水煤漿混合 霧化器200的水煤漿入口 265上，水煤漿由此進(jìn)入水煤漿通道沈6，經(jīng)過一段設(shè)置有切向槽 Y型孔270的擴(kuò)徑后進(jìn)入預(yù)混室220 ；外接的(X)2管線以法蘭聯(lián)接的方式聯(lián)接到水煤漿混合 霧化器200的氣相入口 265上，來自后系統(tǒng)的(X)2由此進(jìn)入氣相通道256，再由切向槽Y型 孔270切向進(jìn)入預(yù)混室(也稱為“初級(jí)霧化室”)220，(X)2在預(yù)混室(或初級(jí)霧化室)220斜 向?qū)⑺簼{打散霧化成液滴。預(yù)混室(或初級(jí)霧化室)220外壁上對(duì)稱均布有四個(gè)超聲波霧化器255，超聲波使 水煤漿和(X)2散成更小的液滴和更細(xì)的氣包，成為霧化水煤漿。參見圖2e，其是根據(jù)本發(fā)明的另一種工藝噴嘴連接的水平或垂直設(shè)置的水煤漿混 合霧化器出口處的視圖，其中在水煤漿混合霧化器200的預(yù)混室220外部與超聲波發(fā)生器 250之間還設(shè)置有保護(hù)膜，從而避免水煤漿對(duì)于超聲波發(fā)生器250的損壞。另外，霧化水煤漿出口 290也可以為圓形，輸出的水煤漿混合霧化器200進(jìn)入與之 法蘭連接的具有相同尺寸和相同管徑的圓形霧化水煤漿管線122，822。霧化水煤漿從橢圓形出口 290輸出水煤漿混合霧化器200進(jìn)入與之法蘭連接的具 有相同尺寸和相同管徑的橢圓型霧化水煤漿管線122，822。霧化水煤漿管線122與混合霧化器200霧化液出口 290以法蘭方式聯(lián)接，混合霧化器和工藝燒嘴的連接管線即霧化水煤漿管線設(shè)置為盡可能短和盡量沒有或少?gòu)澒?，混?霧化器和工藝燒嘴的連接管線長(zhǎng)度在0. 8米以內(nèi)。其中，該管道區(qū)段210和該預(yù)混室220共用水平或垂直設(shè)置的第一圓柱狀殼體 250，在第一圓柱狀殼體250內(nèi)部同心設(shè)置第二圓柱狀殼體沈0，且在遠(yuǎn)離管道區(qū)段210的預(yù) 混室的端部具有封閉第一圓柱狀殼體250的第一端壁M0，在第一端壁240的中心處具有一 出口四0，其與水煤漿通道120相聯(lián)通。管道區(qū)段210和預(yù)混室220由向第二圓柱狀殼體260凸進(jìn)的水平或垂直設(shè)置的錐 臺(tái)230限定，錐臺(tái)230在第一圓柱狀殼體250和第二圓柱狀殼體260之間具有環(huán)形開口 270 用于二氧化碳進(jìn)入，錐臺(tái)230在第二圓柱狀殼體沈0的中心處具有一大致圓形出口 280用 于水煤漿進(jìn)入，第一圓柱狀殼體250與同心設(shè)置的第二圓柱狀殼體沈0以及水平或垂直設(shè)置的錐 臺(tái)230的臺(tái)面230’ 一起限定為水煤漿進(jìn)入通道沈6，第一圓柱狀殼體250與同心設(shè)置的第 二圓柱狀殼體260以及水平或垂直設(shè)置的錐臺(tái)230的錐面230” 一起限定為二氧化碳進(jìn)入 通道256。如圖1所示，工藝燒嘴10還包括第一氧氣旋流器118、和第二氧氣旋流器138，該 第一氧氣旋流器118、和第二氧氣旋流器138分別位于第一氧氣通道出口 115的縮口的上部 以及第二氧氣通道出口 135的縮口的上部。另一個(gè)實(shí)施例，其中工藝燒嘴10也安裝有第一氧氣旋流器118、和第二氧氣旋流 器138，該第一氧氣旋流器118、和第二氧氣旋流器138分別位于第一氧氣通道出口 115的 縮口的下端以及第二氧氣通道出口 135的縮口的下端(未示出)，旋流器安裝在燒嘴通道出 口或出口附近即可，可以在縮口上部，也可在中部和下部。如圖1和圖2示出的本實(shí)用新型工藝燒嘴，其主要由水煤漿混合霧化器200、中心 氧噴管110、內(nèi)環(huán)水煤漿噴管120、外環(huán)氧噴管130、旋流器118，138、兩冷卻水夾套140，150、 冷卻水盤管160和燒嘴頭部保護(hù)層190組合安裝而成。第二冷卻水夾套140 (即內(nèi)冷卻水夾套)安裝在水煤漿通道120 (也稱為內(nèi)環(huán)水煤 漿噴管)和第二氧氣通道130(也稱為外環(huán)氧噴管)之間，第一冷卻水夾套150(即外冷卻 水夾套)安裝在第二氧氣通道130 (也稱為外環(huán)氧噴管)外層，并包裹住外環(huán)氧噴管130。 再向外則是冷卻水盤管160和燒嘴頭部的耐高溫抗磨損抗腐蝕外殼190(也稱為燒嘴頭部 保護(hù)層)，燒嘴頭部保護(hù)層190為最外層，為耐高溫抗磨損腐蝕材料。如圖7所示，為第一和第二冷卻水夾套140，150的剖面圖，箭頭和夾套中的虛線表 示冷卻水的流動(dòng)路線。該冷卻水夾套內(nèi)置冷卻水通道，使冷卻水先向下冷卻受熱最強(qiáng)烈的 燒嘴頭部105，之后沿著冷卻水通道蜿蜒向上對(duì)受高溫影響小的部分自下而上進(jìn)行冷卻。這 樣，在冷卻水溫度還很低的時(shí)候使最易被高溫?zé)嵛g損傷的燒嘴頭部105最先獲得冷卻水冷 卻，進(jìn)而燒嘴頭部105獲得有效保護(hù)。 在水煤漿通道120的入口 122處安裝水煤漿混合霧化器200，使得在水煤漿進(jìn)入工 藝燒嘴10之前，先進(jìn)入預(yù)混室220與由限定管道區(qū)段210和預(yù)混室220的Y型管壁構(gòu)成的 大致橢圓的出口(孔)280進(jìn)入的高壓(X)2進(jìn)行預(yù)混合。 同時(shí)，在水煤漿混合霧化器200預(yù)混室220的兩側(cè)或者環(huán)繞預(yù)混室外管壁的圓周 安裝有超聲波裝置255。由Y型管壁構(gòu)成的大致環(huán)形的孔280和超聲波有助于(X)2和水煤漿混合均勻，達(dá)到在進(jìn)入水煤漿通道120之前即實(shí)現(xiàn)初級(jí)霧化的效果。通過水煤漿初級(jí)霧化器后，在水煤漿內(nèi)部分散入CO2，當(dāng)水煤漿從工藝燒嘴噴口 105噴出時(shí)，由于內(nèi)外壓差增大，CO2氣泡急劇膨脹，瞬間輕微閃爆將水煤漿液體炸成更為細(xì) 小的液滴，這樣使得水煤漿液體與氧氣的接觸比表面積更大，使水煤漿與氧氣的氣化反應(yīng) 更加迅速。由于霧化顆粒細(xì)度即液霧平均粒徑比SMD減小，降低了擴(kuò)散阻力，使得霧化顆粒 分布更趨于均勻，從而減輕了為燃燒區(qū)和局部氧氣過剩的問題。在本實(shí)用新型的水煤漿氣化工藝中，采用的氣化劑一般為氧氣，由中心氧通道110 和環(huán)隙氧通道130進(jìn)入燒嘴10，水煤漿(或其他燃料如水煤漿和氣體混合物，例如水煤漿與 CO2的混合物)參見《氣力式噴嘴霧化機(jī)理研究及水煤漿氣化噴嘴的開發(fā)》P34圖4-6)由水 煤漿通道120進(jìn)入燒嘴10，在反應(yīng)過程允許的范固內(nèi)，調(diào)控氣化劑與水煤漿和/或水煤漿與 CO2的混合物的混合比可使燒嘴出口處(噴口)105的燃燒火焰縮短到適宜的長(zhǎng)度。中心氧通道110是指中心氧噴管內(nèi)部空間；水煤漿通道120是指中心氧噴管外壁 與內(nèi)環(huán)水煤漿噴管內(nèi)壁所構(gòu)成的環(huán)隙空間；環(huán)隙氧通道130是內(nèi)冷卻水夾套140外壁與外 冷卻水夾套150內(nèi)壁所構(gòu)成的環(huán)隙空間。本實(shí)用新型中，中心氧噴管110，可以由中心導(dǎo)管(位于上部)和中心噴頭115(位 于下部)兩部分組成，二者通過機(jī)械配合后再固接而成，如通過螺接、焊接、鉚接等本領(lǐng)域 已知的方式連接，優(yōu)選通過可拆卸方式連接，使得便于更換位于下部的易于損壞的中心噴 頭 115。另外，在中心導(dǎo)管(位于上部)和中心噴頭115(位于下部)之間也可以安裝有旋 流器118，中心導(dǎo)管與旋流器118以及旋流器118與中心噴頭115之間也通過機(jī)械配合后再 固接而成，如通過螺接、焊接、鉚接等本領(lǐng)域已知的方式連接，優(yōu)選通過可拆卸方式連接，使 得便于更換位于下部的易于損壞的中心噴頭115和/或旋流器118?；蛘撸绻麩o需安裝旋流器118，中心氧噴管110也可以是在中心噴頭115處具有 縮口的圓柱狀管道，其可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。中心導(dǎo)管110的頂端可通過法蘭用盲板封閉，中心導(dǎo)管的上部設(shè)有氣化劑入口管 112。實(shí)施例3如實(shí)施例1的工藝噴嘴10，其中水煤漿通道入口 122處的管道如圖3a所示，在水 煤漿通道入口 122處的管道位于水煤漿通道120的切線方向，使得水煤漿/ 二氧化碳(初 級(jí)霧化水煤漿)沿著圓柱狀燒嘴10的切向方向進(jìn)入水煤漿環(huán)形通道120。同樣，也可以如北所示，在水煤漿通道入口 122處的管道位于水煤漿通道120的 切線方向，且具有雙入口通道122。為了進(jìn)一步加強(qiáng)由進(jìn)料管道引導(dǎo)所產(chǎn)生的自然螺旋流動(dòng)的效果，在水煤漿通道入 口 122處的位于水煤漿通道120的切線方向管道可以具有多個(gè)入口通道122，如三個(gè)、四個(gè)、 五個(gè)或六個(gè)，各入口通道之間優(yōu)選均勻分布(未示出)，如之間具有相同的中心夾角。圖3a、3b中的入口通道122的管截面可以如圖4所示，沿B-B線的截面為橢圓形， 入口通道管的短軸長(zhǎng)d(即水平方向管徑)和水煤漿通道120的寬度(即中心氧噴管110 外壁與內(nèi)環(huán)水煤漿噴管120內(nèi)壁的垂直距離)相同，入口通道管的長(zhǎng)軸長(zhǎng)D(即垂直方向管 徑)大于入口通道管的短軸長(zhǎng)d。[0165]由于采用本實(shí)施例的入口通道122的管截面，水煤漿切向進(jìn)入燒嘴10的水煤漿通 道120，因此相對(duì)于中國(guó)專利文獻(xiàn)95111750. 5提出的三流道燒嘴，本實(shí)施例的工藝燒嘴可 有效地降低水煤漿對(duì)中心氧噴管110的沖刷。同時(shí)，這種原料切向高速進(jìn)入水煤漿通道的設(shè)計(jì)使得水煤漿在該通道的引導(dǎo)下形 成自然的螺旋流動(dòng)，噴出燒嘴10后在氧氣氣流的作用下即可形成自然的旋流，水煤漿噴出 燒嘴時(shí)，就能減少來不及燃燒的水煤漿顆粒直射快速離開燃燒室落入激冷室的情況的發(fā) 生；在氧氣氣流的作用下，水煤漿霧化并能形成更好的旋流。這樣，相對(duì)于中國(guó)專利文獻(xiàn) 95111750. 5提出的三流道燒嘴，本實(shí)用新型的工藝燒嘴可更有效地縮短燃燒火焰的長(zhǎng)度， 減少了火焰對(duì)耐火磚的燒蝕，同時(shí)促進(jìn)了水煤漿與氧氣的混合及霧化，使氣化效率更為提 尚ο在本實(shí)用新型中，外環(huán)氧噴管130，可以由外環(huán)導(dǎo)管(位于上部)和外環(huán)噴頭 135 (位于下部)兩部分組成，二者通過機(jī)械配合后再固接而成，如通過螺接、焊接、鉚接等 本領(lǐng)域已知的方式連接，優(yōu)選通過可拆卸方式連接，使得便于更換位于下部的易于損壞的 外環(huán)噴頭135。二者通過機(jī)械配合后再固接而成。外環(huán)導(dǎo)管的上部設(shè)有氣化劑入口管132。另外，在外環(huán)導(dǎo)管(位于上部)和外環(huán)噴頭135(位于下部)之間也可以安裝有旋 流器138，外環(huán)導(dǎo)管與旋流器138以及旋流器138與外環(huán)噴頭135之間也通過機(jī)械配合后再 固接而成，如通過螺接、焊接、鉚接等本領(lǐng)域已知的方式連接，優(yōu)選通過可拆卸方式連接，使 得便于更換位于下部的易于損壞的外環(huán)噴頭135和/或旋流器138?；蛘?，如果無需安裝旋流器138，外環(huán)氧噴管130也可以是在外環(huán)噴頭135處具有 縮口的圓柱狀管道，其可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。第一氧氣通道出口 115(即中心噴頭)的內(nèi)收縮的半角α為15_60°，其外側(cè)傾角 β為30-60° ；水煤漿通道出口 125(即水煤漿通道噴頭)的內(nèi)收縮半角Y與中心噴頭的 外側(cè)傾角保持一致，其外側(cè)傾角τ為20-80° ；第二氧氣通道出口即外環(huán)隙氧噴頭135的 內(nèi)收縮半角ε為20-75° ；(參見圖1，其中標(biāo)出了工藝噴嘴α、β、Υ、ε角)。圖如和恥示出了旋流器118，138的俯視圖，圖恥是旋流器118，138斷面的主視 圖。圖6是根據(jù)本實(shí)用新型圖1的工藝噴嘴10沿A-A線的截面圖，為了改善氣化燒嘴 10的混合霧化效果并縮短燃燒火焰的長(zhǎng)度，分別在中心氧氣噴頭115內(nèi)、外環(huán)氧氣噴頭135 內(nèi)設(shè)置旋流器118，138。該旋流器118，138可以是軸向螺旋槽式(參見圖如和釙)，也可 以是軸向旋片式。設(shè)置于中心氧氣噴頭115內(nèi)的旋流器118，其上具有軸向螺旋槽118-2， 其外徑與中心氧氣噴頭115的內(nèi)徑相等，并配合安裝于中心噴頭115內(nèi)；旋流器的中心為柱 形空腔，軸樞內(nèi)徑與外徑之比為0. 6-0. 8。設(shè)置于外環(huán)氧氣噴頭135內(nèi)的旋流器138，其上 具有軸向螺旋槽138-2，其厚度與外環(huán)氧氣噴頭135的圓環(huán)管道的直徑大體相等，并配合安 裝于外環(huán)噴頭135的圓環(huán)管道內(nèi)。中心氧和外環(huán)氧通過分別設(shè)置在中心氧氣噴頭115內(nèi)、 外環(huán)氧氣噴頭135內(nèi)的旋流器118，138從氣化燒嘴10的噴口 105噴出，進(jìn)一步改善了氣化 燒嘴10噴口 105處氧氣、水煤漿和/或二氧化碳的混合霧化效果，并進(jìn)一步縮短燃燒火焰 至合適長(zhǎng)度，進(jìn)而進(jìn)一步避免對(duì)于水煤漿氣化爐的過度燒蝕，延長(zhǎng)了水煤漿氣化爐及其工 藝燒嘴的使用壽命。實(shí)施例4[0174]如實(shí)施例1的工藝噴嘴10，可以從水煤漿通道120的入口 122處開始在水煤漿噴 管/水煤漿通道120中內(nèi)置一如圖9所示的螺旋狀導(dǎo)流板910，導(dǎo)流板將整個(gè)水煤漿噴管 /水煤漿通道120隔成以一定角度傾斜螺旋向下的水煤漿通道，傾斜角在30-75°，優(yōu)選在 35-70°，更優(yōu)選傾斜角應(yīng)在40-65°，最好大于40°。而且隨著螺旋狀導(dǎo)流板910向下延 伸，傾斜角可設(shè)計(jì)為緩慢增大，因此水煤漿通道被限定為螺旋向下的通道形式。螺旋狀導(dǎo)流板910的傾斜角不宜過小，如果傾斜角過小，則水煤漿易在水煤漿通 道內(nèi)沉淀，優(yōu)選隨著螺旋狀導(dǎo)流板910向下延伸，傾斜角可設(shè)計(jì)為緩慢增大，水煤漿通道 120形成螺旋向下的形式。水煤漿通道120的螺旋狀導(dǎo)流板910螺旋向下繞一至三圈即可，優(yōu)選二至三圈，更 優(yōu)選兩圈即可。如圖3a和北所示，當(dāng)水煤漿沿著圓柱狀工藝燒嘴10的水煤漿通道120的切向方 向進(jìn)入水煤漿環(huán)形通道120后，水煤漿在該工藝燒嘴10的螺旋通道內(nèi)便可形成更好的螺旋 運(yùn)動(dòng)，當(dāng)水煤漿噴出燒嘴時(shí)，能減少來不及燃燒的水煤漿顆粒直射快速離開燃燒室落入激 冷室的情況的發(fā)生；同時(shí)，水煤漿在氧氣氣流的作用下，使得水煤漿霧化并能形成更好的旋 流，從而獲得更好的霧化效果和更高的氣化效率，也能更有效地縮短火焰的長(zhǎng)短，減少對(duì)氣 化爐耐火磚的沖刷。該螺旋狀導(dǎo)流板910也可以不從水煤漿通道120的入口 122處開始設(shè)置，而是在 水煤漿噴管/水煤漿通道120中部開始設(shè)置(未示出)，螺旋向下延伸至水煤漿通道120的 出口 125處，使水煤漿從水煤漿通道120的出口 125處旋流噴出工藝燒嘴的噴口 105，使水 煤漿與從中心氧通道110和外環(huán)氧通道130的出口 115和135處噴出的氧氣更好地混合即 可，從而能減少來不及燃燒的水煤漿顆粒直射快速離開燃燒室落入激冷室的情況的發(fā)生， 同時(shí)水煤漿在氧氣氣流的作用下，使得水煤漿霧化并能形成更好的旋流，進(jìn)而獲得更好的 霧化效果和更高的氣化效率，也能更有效地縮短火焰的長(zhǎng)短，減少對(duì)氣化爐耐火磚的沖刷。實(shí)施例5如圖8所示，提供了本實(shí)用新型另外一種結(jié)構(gòu)的工藝燒嘴80，具體包括第一氧氣通道810 (也稱為中心氧通道810)，第一氧氣通道包括第一氧氣通道入 口 812和第一氧氣通道出口 815 ；第一水蒸汽/ 二氧化碳通道870，第一水蒸汽/ 二氧化碳 通道包括第一水蒸汽/ 二氧化碳通道入口 872和第一水蒸汽/ 二氧化碳通道出口 875 ；水煤 漿通道820，水煤漿通道包括至少一個(gè)水煤漿通道入口 822、和水煤漿通道出口 825 ；第二水 蒸汽/ 二氧化碳通道880，第二水蒸汽/ 二氧化碳通道包括第二水蒸汽/ 二氧化碳通道入口 882和第二水蒸汽/ 二氧化碳通道出口 885 ；第二氧氣通道830 (也稱為外環(huán)氧通道830)， 第二氧氣通道包括第二氧氣通道入口 832和第二氧氣通道出口 835。其中，第一氧氣通道810位于工藝燒嘴80的中心部位，并在第一氧氣通道出口 815 處呈向圓柱體中心線縮口的圓柱體；第一水蒸汽/ 二氧化碳通道870位于第一氧氣通道 810與水煤漿通道820之間，并環(huán)繞水煤漿通道820的外周，且在第一水蒸汽/ 二氧化碳通 道出口 875處呈向圓柱體中心線縮口的圓環(huán)柱體；第二水蒸汽/ 二氧化碳通道880位于水 煤漿通道820與第二氧氣通道830之間，并環(huán)繞第二氧氣通道830的外周，并在第二水蒸汽 / 二氧化碳通道出口 885處呈向圓柱體中心線縮口的圓環(huán)柱體。環(huán)繞第二氧氣通道830下部的第一冷卻水夾套850，該第一冷卻水夾套包括第一冷卻水夾套入口 852和第一冷卻水夾套出口 854，且第一冷卻水夾套850在噴口 805處向圓 柱體中心線縮口；盤繞于第一冷卻水夾套850外圍的冷卻水盤管860，該冷卻水盤管包括冷卻水盤 管入口 862和冷卻水盤管出口 864。其中第一氧氣通道出口 815、水煤漿通道出口 825、第一水蒸汽/ 二氧化碳通道出 口 875、第二水蒸汽/ 二氧化碳通道出口 885和第二氧氣通道出口 835共同構(gòu)成噴口 805。在圖8中的區(qū)段866表示透過冷卻水盤管860的內(nèi)部管道的視圖，在圖8中的區(qū) 段868表示冷卻水盤管860的表面視圖。本實(shí)施例的水煤漿氣化的工藝燒嘴具有五個(gè)流道，從中心管道依次至最外一層環(huán) 形管道，中心管道和各層環(huán)形管道內(nèi)輸入的介質(zhì)分別是氧氣、CO2、水煤漿、CO2、氧氣。中心氧通道810是指中心氧噴管內(nèi)部空間；第一水蒸汽/ 二氧化碳通道870是指 中心氧噴管外壁與水煤漿通道820內(nèi)壁所構(gòu)成的環(huán)隙空間；水煤漿通道820是指第一水蒸 汽/ 二氧化碳通道870外壁與第二水蒸汽/ 二氧化碳通道880內(nèi)壁所構(gòu)成的環(huán)隙空間；第 二水蒸汽/ 二氧化碳通道880是指水煤漿通道820外壁與第二氧氣通道/外環(huán)氧通道830 內(nèi)壁所構(gòu)成的環(huán)隙空間；第二氧氣通道/外環(huán)氧通道830是指第二水蒸汽/ 二氧化碳通道 880外壁與工藝燒嘴10的外壁之間所構(gòu)成的環(huán)隙空間。本實(shí)用新型中，中心氧噴管/中心氧通道810，可以由中心導(dǎo)管(位于上部)和中 心噴頭825 (位于下部)兩部分組成，二者通過機(jī)械配合后再固接而成，如通過螺接、焊接、 鉚接等本領(lǐng)域已知的方式連接，優(yōu)選通過可拆卸方式連接，使得便于更換位于下部的易于 損壞的中心噴頭825。同樣，中心氧噴管/中心氧通道810也可以由一體形成。在中心氧通道810外圍的水煤漿從中心氧通道的外環(huán)以一定角度射出，沖擊中心 氧氣并和氧氣混合。在環(huán)形水煤漿流道820和中心氧通道/中心氧氣流道810之間的中間環(huán)形通道 (即第一水蒸汽/ 二氧化碳通道)870輸入二氧化碳和/或水蒸汽，二氧化碳和/或水蒸汽 噴出后在燒嘴出口 805短距離內(nèi)形成了一層保護(hù)膜，介于氧氣和霧狀燃料之間，從而抑制 了高發(fā)熱反應(yīng)對(duì)燒嘴的損壞，如高溫輻射、腐蝕、產(chǎn)物氣流沖刷等。在此，水蒸氣和/或二氧 化碳除了調(diào)節(jié)溫度的作用外，還參與了氣化反應(yīng)。實(shí)施例6仍如圖8所示，在實(shí)施例5的工藝燒嘴80的冷卻水盤管860的外表面位于工藝燒 嘴的頭部還包覆有耐高溫抗磨損抗腐蝕外殼890，采用耐高溫耐磨抗腐蝕材料，如耐磨陶瓷 層，或采用Hastenoy C_22、UMCo-50等本領(lǐng)域熟知的耐高溫耐磨抗腐蝕材料進(jìn)行多重保護(hù)， 使本實(shí)用新型的工藝燒嘴更加經(jīng)久耐用。并且，本實(shí)用新型的工藝燒嘴80的冷卻水盤管860緊貼燒嘴80的第一冷卻水夾 套850外圍緊密纏繞，同時(shí)各層盤管之間焊接為一體。燒嘴頭部805以及燒嘴的冷卻水盤管860選用耐磨性、耐熱沖擊性和抗硫腐蝕性 較好的材料，燒嘴頭部805選用如耐磨陶瓷層，或采用HastenoyC-22、UMCo-50等本領(lǐng)域熟 知的耐高溫耐磨抗腐蝕材料。同時(shí)，如圖8所示，燒嘴頭部保護(hù)層890襯有耐高溫耐磨抗腐 蝕材料，如耐磨陶瓷層，或采用HastenoyC-22、UMCo-50等本領(lǐng)域熟知的耐高溫耐磨抗腐蝕 材料，使燒嘴更加經(jīng)久耐用。[0196]與實(shí)施例2類似，本實(shí)施例的冷卻水盤管也采取緊貼燒嘴緊密纏繞，同時(shí)各層盤 管之間進(jìn)行嚴(yán)密焊接，使之不留縫隙，從而避免了傳統(tǒng)的GE工藝燒嘴的冷卻水盤管和燒嘴 之間往往塞滿了飛灰和未燃盡煤漿情況的發(fā)生。此外，還可以在圖8中的水煤漿通道820的水煤漿通道入口 822處連接有水煤漿 混合霧化器200，其結(jié)構(gòu)的縱向剖示圖在圖2中示出，而圖10是設(shè)置有水煤漿混合霧化器 200的水煤漿氣化爐系統(tǒng)的示意圖，其中示意性示出了設(shè)置有水煤漿工藝燒嘴80和水煤漿 混合霧化器200的水煤漿氣化爐1。如圖2所示，在水煤漿和高壓(X)2在進(jìn)入水煤漿通道820之前首先進(jìn)入水煤漿混 合霧化器200，該水煤漿混合霧化器200包括管道區(qū)段210和預(yù)混室220。其中，該管道區(qū)段210和該預(yù)混室220共用水平或垂直設(shè)置的第一圓柱狀殼體 250，在第一圓柱狀殼體250內(nèi)部同心設(shè)置第二圓柱狀殼體沈0，且在遠(yuǎn)離管道區(qū)段210的預(yù) 混室的端部具有封閉第一圓柱狀殼體250的第一端壁M0，在第一端壁240的中心處具有一 出口四0，其與水煤漿通道820氣體聯(lián)通。管道區(qū)段210和預(yù)混室220由向第二圓柱狀殼體260凸進(jìn)的水平或垂直設(shè)置的錐 臺(tái)230限定，錐臺(tái)230在第一圓柱狀殼體250和第二圓柱狀殼體260之間具有環(huán)形開口 270 用于二氧化碳進(jìn)入，錐臺(tái)230在第二圓柱狀殼體沈0的中心處具有一大致圓形出口 280用 于水煤漿進(jìn)入，第一圓柱狀殼體250與同心設(shè)置的第二圓柱狀殼體沈0以及水平設(shè)置的錐臺(tái)230 的臺(tái)面230’ 一起限定為水煤漿進(jìn)入通道沈6，第一圓柱狀殼體250與同心設(shè)置的第二圓 柱狀殼體沈0以及水平或垂直設(shè)置的錐臺(tái)230的錐面230” 一起限定為二氧化碳進(jìn)入通道 256。如圖8所示，工藝燒嘴80還包括第一氧氣旋流器818、和第二氧氣旋流器838，該 第一氧氣旋流器818、和第二氧氣旋流器838分別位于第一氧氣通道出口 815的縮口的下端 以及第二氧氣通道出口 835的縮口的下端。另一個(gè)實(shí)施例，其中工藝燒嘴80也安裝有第一氧氣旋流器818、和第二氧氣旋流 器838，該第一氧氣旋流器818、和第二氧氣旋流器838分別位于第一氧氣通道出口 815的 縮口的上部以及第二氧氣通道出口 835的縮口的上部(未示出)，旋流器安裝在燒嘴通道出 口或出口附近即可，可以在縮口上部，也可在中部和下部。如圖8和圖2a_2d示出的本實(shí)用新型工藝燒嘴80，其主要由水煤漿混合霧化器 200、第一氧氣通道/中心氧噴管810、第一水蒸汽/ 二氧化碳通道/內(nèi)環(huán)水蒸汽/ 二氧化碳 噴管870、第二氧氣通道/內(nèi)環(huán)水煤漿噴管820、第二水蒸汽/ 二氧化碳通道/外環(huán)水蒸汽 / 二氧化碳噴管880、第二氧氣通道/外環(huán)氧噴管830、旋流器818，838、冷卻水夾套850、冷 卻水盤管860和燒嘴頭部保護(hù)層890組合安裝而成。冷卻水盤管860安裝在第二氧氣通道/外環(huán)氧噴管830外層，冷卻水夾套850安 裝在冷卻水盤管860外層的下部并與冷卻水盤管860 —起包裹住外環(huán)氧噴管830的下部。 再向外則是包裹冷卻水夾套850和燒嘴頭部的耐高溫抗磨損抗腐蝕外殼890 (也稱為燒嘴 頭部保護(hù)層)，燒嘴頭部保護(hù)層890為最外層，為耐高溫抗磨損腐蝕材料。同樣如圖7所示，為冷卻水夾套850的剖面圖，箭頭和夾套中的虛線表示冷卻水 的流動(dòng)路線。該冷卻水夾套內(nèi)置冷卻水通道，使冷卻水先向下冷卻受熱最強(qiáng)烈的燒嘴頭部805，之后沿著冷卻水通道蜿蜓向上對(duì)受高溫影響小的部分自下而上進(jìn)行冷卻。這樣，在冷 卻水溫度還很低的時(shí)候使最易被高溫?zé)嵛g損傷的燒嘴頭部805最先獲得冷卻水冷卻，進(jìn)而 燒嘴頭部805獲得有效保護(hù)。在水煤漿通道820的入口 822處安裝水煤漿混合霧化器200，使得在水煤漿進(jìn)入工 藝燒嘴10之前，先進(jìn)入預(yù)混室220與由限定管道區(qū)段210和預(yù)混室220的Y型管壁構(gòu)成的 大致環(huán)形的出口(孔)280進(jìn)入的高壓(X)2進(jìn)行預(yù)混合。可以在水煤漿混合霧化器200預(yù)混室220的兩側(cè)或者環(huán)繞預(yù)混室外管壁的圓周安 裝有超聲波裝置255。由Y型管壁構(gòu)成的大致環(huán)形的孔280和超聲波有助于(X)2和水煤漿 混合均勻，達(dá)到在進(jìn)入水煤漿通道820之前即實(shí)現(xiàn)初級(jí)霧化的效果。圖2e是根據(jù)本發(fā)明的 另一種工藝噴嘴連接的水平或垂直設(shè)置的水煤漿混合霧化器出口處的視圖，其中水煤漿混 合霧化器的預(yù)混室220外部與超聲波發(fā)生器255之間還設(shè)置有保護(hù)膜258，從而避免水煤漿 對(duì)于超聲波發(fā)生器250的損壞。另外，霧化水煤漿出口 290可以為橢圓形，也可以為圓形，輸出的水煤漿混合霧 化器200進(jìn)入與之法蘭連接的具有相同尺寸和相同管徑的橢圓形或圓形霧化水煤漿管線
122,822ο通過水煤漿初級(jí)霧化器后，在水煤漿內(nèi)部分散入CO2，當(dāng)水煤漿從工藝燒嘴噴口 805噴出時(shí)，由于內(nèi)外壓差增大，CO2氣泡急劇膨脹，瞬間輕微閃爆將水煤漿液體炸成更為細(xì) 小的液滴，這樣使得水煤漿液體與氧氣的接觸比表面積更大，使水煤漿與氧氣的氣化反應(yīng) 更加迅速。由于霧化顆粒細(xì)度即液霧平均粒徑比SMD減小，降低了擴(kuò)散阻力，使得霧化顆粒 分布更趨于均勻，從而減輕了為燃燒區(qū)和局部氧氣過剩的問題。在本實(shí)用新型的水煤漿氣化工藝中，采用的氣化劑一般為氧氣，由中心氧通道810 和環(huán)隙氧通道830進(jìn)入燒嘴80，水煤漿(或其他燃料如水煤漿和氣體混合物，例如水煤漿與 CO2的混合物)由水煤漿通道820進(jìn)入燒嘴80，在反應(yīng)過程允許的范圍內(nèi)，調(diào)控氣化劑與水 煤漿和/或水煤漿與CO2的混合物的混合比可使燒嘴出口處(噴口)805的燃燒火焰至適 宜的長(zhǎng)度。在另外的實(shí)施例中，也可以在中心導(dǎo)管810的中心噴頭815處安裝旋流器818，旋 流器818與中心噴頭815之間也通過機(jī)械配合后再固接而成，如通過螺接、焊接、鉚接等本 領(lǐng)域已知的方式連接，優(yōu)選通過可拆卸方式連接，使得便于更換位于下部的易于損壞的中 心噴頭815和/或旋流器818(參見圖8)。在又一實(shí)施例中，也可以在中心導(dǎo)管(位于上部)和中心噴頭815(位于下部)之 間安裝旋流器818，中心導(dǎo)管與旋流器818以及旋流器818與中心噴頭815之間也通過機(jī)械 配合后再固接而成，如通過螺接、焊接、鉚接等本領(lǐng)域已知的方式連接，優(yōu)選通過可拆卸方 式連接，使得便于更換位于下部的易于損壞的中心噴頭815和/或旋流器818 (未示出)?；蛘?，如果無需安裝旋流器818，中心氧噴管810也可以是在中心噴頭815處具有 縮口的圓柱狀管道，其可以根據(jù)需要進(jìn)行選擇。中心導(dǎo)管810的頂端可通過法蘭用盲板封閉，中心導(dǎo)管的上部設(shè)有氣化劑入口管 812。實(shí)施方式7如實(shí)施例5的工藝噴嘴80，其中水煤漿通道入口 822處的管道如圖3a所示，在水煤漿通道入口 822處的管道位于水煤漿通道820的切線方向，使得水煤漿/ 二氧化碳(初 級(jí)霧化水煤漿)沿著圓柱狀燒嘴80的切向方向進(jìn)入水煤漿環(huán)形通道820。同樣，也可以如北所示，在水煤漿通道入口 822處的管道位于水煤漿通道820的 切線方向，且具有雙入口通道822。為了進(jìn)一步加強(qiáng)由進(jìn)料管道引導(dǎo)所產(chǎn)生的自然螺旋流動(dòng)的效果，在水煤漿通道入 口 822處的位于水煤漿通道820的切線方向管道可以具有多個(gè)入口通道822，如三個(gè)、四個(gè)、 五個(gè)或六個(gè)，各入口通道之間優(yōu)選均勻分布(未示出)，如之間具有相同的中心夾角。圖3a、3b中的入口通道822的管截面可以如圖4所示，入口通道822的截面為橢 圓形，入口通道管的短軸長(zhǎng)d(即水平方向管徑)和水煤漿通道820的寬度(即第一水蒸汽 / 二氧化碳通道870外壁與內(nèi)環(huán)的水煤漿噴管820內(nèi)壁的垂直距離)相同，入口通道管的長(zhǎng) 軸長(zhǎng)D(即垂直方向管徑)大于入口通道管的短軸長(zhǎng)d。其中，入口通道管道的短軸長(zhǎng)d和 水煤漿通道的寬度(即中心氧噴管外壁與內(nèi)環(huán)水煤漿噴管內(nèi)壁的垂直距離)相同，可有效 地降低水煤漿對(duì)中心氧噴管的沖刷。如果水煤漿通道的短軸長(zhǎng)d和水煤漿通道的寬度不相同，過大過小都容易造成高 速水煤漿對(duì)水煤漿通道內(nèi)壁的沖擊磨損。同時(shí)這種原料切向高速進(jìn)入水煤漿通道的設(shè)計(jì)使得水煤漿在該通道的引導(dǎo)下形 成自然的螺旋流動(dòng)。水煤漿通道入口管設(shè)計(jì)成橢圓形是因?yàn)槊簼{管線直徑比較粗，其直徑 大于水煤漿通道的寬度(即中心氧噴管外壁與內(nèi)環(huán)水煤漿噴管內(nèi)壁的垂直距離)，同時(shí)水 煤漿通道的長(zhǎng)軸設(shè)計(jì)為與煤漿管線直徑相同，盡量減少水煤漿管道直徑變化對(duì)水煤漿流速 的影響。由于采用本實(shí)施例的入口通道822的管截面，水煤漿切向進(jìn)入燒嘴80的水煤漿通 道820，因此相對(duì)于中國(guó)專利文獻(xiàn)95111750. 5提出的三流道燒嘴，本實(shí)施例的工藝燒嘴可 有效地降低水煤漿對(duì)中心氧噴管810的沖刷。同時(shí)，這種原料切向高速進(jìn)入水煤漿通道的設(shè)計(jì)使得水煤漿在該通道的引導(dǎo)下形 成自然的螺旋流動(dòng)，噴出燒嘴80后在氧氣氣流的作用下即可形成自然的旋流，水煤漿噴出 燒嘴時(shí)，就能減少來不及燃燒的水煤漿顆粒直射快速離開燃燒室落入激冷室的情況的發(fā) 生；在氧氣氣流的作用下，水煤漿霧化并能形成更好的旋流。這樣，相對(duì)于中國(guó)專利文獻(xiàn) 95111750. 5提出的三流道燒嘴，本實(shí)用新型的工藝燒嘴可更有效地縮短燃燒火焰的長(zhǎng)度， 減少了火焰對(duì)耐火磚的燒蝕，同時(shí)促進(jìn)了水煤漿與氧氣的混合及霧化，使氣化效率更為提 尚ο外環(huán)噴頭835的內(nèi)收縮的半角α為15-60°，其外側(cè)傾角β為30-60° ；內(nèi)環(huán)噴 頭815的內(nèi)收縮半角γ與中心噴頭的外側(cè)傾角保持一致，其外側(cè)傾角τ為20-80° ；外環(huán) 噴頭835的內(nèi)收縮半角ε為20-75° (在圖8中未示出α、β、γ、τ和ε角，請(qǐng)參見圖 1)。圖如和恥示出了旋流器818，888的俯視圖，圖恥是旋流器818，888斷面的主視 圖。對(duì)于旋流器818，888的結(jié)構(gòu)參照實(shí)施例3，在此不予贅述。中心氧和外環(huán)水蒸汽/ 二氧化碳通過分別設(shè)置在中心氧氣噴頭815內(nèi)、第二水蒸汽/ 二氧化碳通道(即外環(huán)水蒸 汽/ 二氧化碳通道)880的噴頭885內(nèi)的旋流器818，888從氣化燒嘴80的噴口 805噴出，進(jìn)一步改善了氣化燒嘴80噴口 805處氧氣、水煤漿和/或水蒸汽/ 二氧化碳的混合霧化效 果，同時(shí)，二氧化碳和/或水蒸汽噴出后在燒嘴出口 805短距離內(nèi)形成了一層保護(hù)膜，介于 氧氣和霧狀燃料之間，從而抑制了高發(fā)熱反應(yīng)對(duì)燒嘴的損壞，如高溫輻射、腐蝕、產(chǎn)物氣流 沖刷等。實(shí)施例8如實(shí)施例5的工藝噴嘴80，可以從水煤漿通道820的入口 822處開始在水煤漿噴 管/水煤漿通道820中內(nèi)置一如圖9所示的螺旋狀導(dǎo)流板910，導(dǎo)流板將整個(gè)水煤漿噴管 /水煤漿通道820隔成以一定角度傾斜螺旋向下的水煤漿通道，傾斜角在30-75°，優(yōu)選在 35-70°，更優(yōu)選傾斜角應(yīng)在40-65°，最好大于40°。而且隨著螺旋狀導(dǎo)流板910向下延 伸，傾斜角可設(shè)計(jì)為緩慢增大，因此水煤漿通道被限定為螺旋向下的通道形式。螺旋狀導(dǎo)流板910的傾斜角不宜過小，如果傾斜角過小，則水煤漿易在水煤漿通 道內(nèi)沉淀，優(yōu)選隨著螺旋狀導(dǎo)流板910向下延伸，傾斜角可設(shè)計(jì)為緩慢增大，水煤漿通道 820形成螺旋向下的形式。水煤漿通道820的螺旋狀導(dǎo)流板910螺旋向下繞一至三圈即可，優(yōu)選二至三圈，更 優(yōu)選兩圈即可。如圖3a和北所示，當(dāng)水煤漿沿著圓柱狀工藝燒嘴80的水煤漿通道820的切向方 向進(jìn)入水煤漿環(huán)形通道820后，水煤漿在該工藝燒嘴80的螺旋通道內(nèi)便可形成更好的螺旋 運(yùn)動(dòng)，當(dāng)水煤漿噴出燒嘴時(shí)，能減少來不及燃燒的水煤漿顆粒直射快速離開燃燒室落入激 冷室的情況的發(fā)生；同時(shí)，水煤漿在氧氣氣流的作用下，使得水煤漿霧化并能形成更好的旋 流，從而獲得更好的霧化效果和更高的氣化效率，也能更有效地縮短火焰的長(zhǎng)短，減少對(duì)氣 化爐耐火磚的沖刷。該螺旋狀導(dǎo)流板910也可以不從水煤漿通道820的入口 822處開始設(shè)置，而是在 水煤漿噴管/水煤漿通道820中部開始設(shè)置(未示出)，螺旋向下延伸至水煤漿通道820的 出口 825處，使水煤漿從水煤漿通道820的出口 825處旋流噴出工藝燒嘴的噴口 805，使水 煤漿與從中心氧通道810和外環(huán)氧通道830的出口 815和835處噴出的氧氣更好地混合即 可，從而能減少來不及燃燒的水煤漿顆粒直射快速離開燃燒室落入激冷室的情況的發(fā)生， 同時(shí)水煤漿在氧氣氣流的作用下，使得水煤漿霧化并能形成更好的旋流，進(jìn)而獲得更好的 霧化效果和更高的氣化效率，也能更有效地縮短火焰的長(zhǎng)短，減少對(duì)氣化爐耐火磚的沖刷。實(shí)施例9將實(shí)施例1 8中的任意一種用于水煤漿氣化的工藝燒嘴10，80安裝在如圖10 所示的水煤漿氣化爐1上構(gòu)成了帶有本實(shí)用新型的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴的系統(tǒng)。優(yōu)選地，如圖10所示，水煤漿和二氧化碳在進(jìn)入水煤漿通道120，820之前先經(jīng)過 水煤漿混合霧化器200進(jìn)行水煤漿二氧化碳的初級(jí)霧化。當(dāng)然，水煤漿和二氧化碳在進(jìn)入水煤漿通道120，820之前也可以不經(jīng)過水煤漿混 合霧化器200進(jìn)行水煤漿二氧化碳的初級(jí)霧化而直接進(jìn)入水煤漿通道120，820。水煤漿混合霧化器200的預(yù)混室220外部與超聲波發(fā)生器250之間還設(shè)置有保護(hù)膜。本實(shí)用新型的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴以及包括其的水煤漿氣化系統(tǒng)具有以 下優(yōu)點(diǎn)[0240]1)在水煤漿進(jìn)入燒嘴之前，先進(jìn)入預(yù)混室與由Y型孔進(jìn)入的高壓(X)2進(jìn)行預(yù)混合， Y型孔和超聲波有助于(X)2和水煤漿混合均勻，達(dá)到初次霧化的效果。通過水煤漿初次霧化 器后，在水煤漿內(nèi)部分散入CO2,當(dāng)水煤漿從燒嘴出口噴出時(shí)，由于內(nèi)外壓差增大，CO2氣泡 急劇膨脹瞬間輕微閃爆將液體炸成更為細(xì)小的液滴，這樣與氧氣接觸比表面積更大，氣化 反應(yīng)更加迅速。霧化顆粒細(xì)度即液霧平均粒徑SMD要小，擴(kuò)散阻力越小，使得霧化顆粒分布 更趨于均勻，從而減輕了為燃燒區(qū)和局部氧氣過剩的問題。2)在各氧氣通道的燒嘴頭部和/或水蒸汽/ 二氧化碳通道的燒嘴頭部設(shè)置旋流 器，以及在水煤漿通道內(nèi)的內(nèi)置式的螺旋通道設(shè)計(jì)，使得噴出的氧氣和初級(jí)霧化水煤漿形 成螺旋狀的旋流，有利于水煤漿顆粒和氧氣的均勻混合，優(yōu)化和提高了燒嘴的霧化角和火 焰長(zhǎng)度，有利于提高燒嘴的混合霧化效果，同時(shí)旋流還延長(zhǎng)了水煤漿顆粒在燃燒室內(nèi)的停 留時(shí)間，進(jìn)而提高了氣化效率，也減少了對(duì)氣化爐耐火磚的沖刷，延長(zhǎng)了氣化爐的使用壽 命。3)在化工生產(chǎn)中往往將大量產(chǎn)生的(X)2排入大氣，本實(shí)用新型可以將這些(X)2循環(huán) 利用，作為水煤漿的初次霧化氣，同時(shí)(X)2進(jìn)氣能夠有利于氣化反應(yīng)向生成CO的方向進(jìn)行。 這樣不但減少了溫室氣體的排放，而且提高了有效氣體的產(chǎn)量，有利地保護(hù)了環(huán)境。4)在水煤漿混合霧化器預(yù)混室的兩側(cè)或外周均布安裝有兩個(gè)或四個(gè)超聲波裝置， 使得(X)2小氣泡分布得更細(xì)更均勻，有助于(X)2和水煤漿混合得更加均勻，提供了水煤漿噴 出燒嘴后更好的霧化。5)水煤漿沿著圓柱狀燒嘴的切向方向進(jìn)入水煤漿環(huán)形通道，水煤漿通道入口管截 面為橢圓形，其管道的短軸長(zhǎng)d和水煤漿通道的寬度(如中心氧噴管外壁與內(nèi)環(huán)水煤漿噴 管內(nèi)壁的垂直距離，或第一水蒸汽/ 二氧化碳通道外壁與內(nèi)環(huán)的水煤漿噴管內(nèi)壁的垂直距 離)相同，可有效地降低水煤漿對(duì)中心氧噴管的沖刷。同時(shí)，原料切向高速進(jìn)入水煤漿通道使得水煤漿在該通道的引導(dǎo)下形成螺旋流 動(dòng)，噴出燒嘴后在氧氣氣流的作用下，水煤漿霧化并能形成更好的旋流?？筛行У乜s短燃 燒火焰的長(zhǎng)度，減少火焰對(duì)耐火磚的燒蝕，同時(shí)促進(jìn)水煤漿與氧氣的混合及霧化，使氣化效 率更為提高。6)本實(shí)用新型中的冷卻水夾套內(nèi)置有冷卻水通道，使冷卻水先向下冷卻受熱最強(qiáng) 烈的燒嘴頭部，之后沿著冷卻水通道蜿蜒向上對(duì)受高溫影響小的部分自下而上進(jìn)行冷卻， 這樣，使得在冷卻水溫度還很低的時(shí)候最易被高溫?zé)嵛g損傷的燒嘴頭部最先獲得低溫冷卻 水的高效冷卻，燒嘴頭部獲得有效地保護(hù)。7)在外環(huán)氧和水煤漿通道之間另外再設(shè)置一冷卻水通道，加上冷卻水夾套內(nèi)部 的冷卻水通道，這樣使得燒嘴溫度更加均勻，溫度始終保持在一個(gè)更低的水平，從而進(jìn)一步 延長(zhǎng)燒嘴使用壽命。且燒嘴頭部以及燒嘴冷卻水盤管選用耐磨性、耐熱沖擊性和抗S腐蝕 性較好的材料，燒嘴頭部保護(hù)層襯有耐高溫耐磨抗腐蝕材料，多重保護(hù)，使燒嘴更加經(jīng)久耐用。8)本實(shí)用新型的冷卻水盤管緊貼燒嘴緊密纏繞，同時(shí)各層盤管之間進(jìn)行嚴(yán)密焊 接，使之不留縫隙，從而避免冷卻水盤管和燒嘴之間充滿飛灰和未燃盡煤漿情況的發(fā)生，保 證冷卻水盤管的冷卻效率。9)本實(shí)用新型的水煤漿混合霧化器的預(yù)混室外部與超聲波發(fā)生器之間還可以設(shè)置有保護(hù)膜，從而避免水煤漿對(duì)于超聲波發(fā)生器的損壞。實(shí)施例10利用本實(shí)用新型實(shí)施例1 8中的任意一種用于水煤漿氣化的工藝燒嘴10，80以 及利用本實(shí)用新型實(shí)施例9中安裝在如圖10所示的水煤漿氣化爐1上構(gòu)成的帶有本實(shí)用 新型的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴的水煤漿氣化爐系統(tǒng)，用于合成氣、還原氣或燃料氣的生產(chǎn)。利用本實(shí)用新型實(shí)施例9中安裝在如圖10所示的水煤漿氣化爐1上構(gòu)成的帶有 本實(shí)用新型的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴的水煤漿氣化爐系統(tǒng)生產(chǎn)合成氣，其中所使用的 水煤漿的粒度分布等指標(biāo)如下粒度分布(即標(biāo)準(zhǔn)篩通過率，質(zhì)量百分比)8 目(2380 μ m) 100%，14 目(1410 μ m) 98 100%，40 目 020 μ m) 90 95%，200 目(76 μ m) 60 70%，325 目(44 μ m) 25 35 % ；濃度58 65wt%;粘度700 IOOOcP (利用水煤漿粘度計(jì)測(cè)定其粘度)；pH:7 9;溫度≤60°C。水煤漿初級(jí)霧化器中，二氧化碳的使用量即體積流量與水煤漿流量的比值在 1/200至10/50之間變化，可視具體情況加以調(diào)整。二氧化碳管線的壓力介于氧氣管線和水煤漿管線壓力之間變化，二氧化碳管線的 壓力略低于氧氣管線壓力為佳，因?yàn)椴煌瑲饣癄t的壓力等級(jí)不同，其壓力可視具體情況加
以調(diào)整。利用本實(shí)用新型的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴以及包括其的水煤漿氣化系統(tǒng)用 于合成氣、還原氣或燃料氣的生產(chǎn)具有如實(shí)施例9中所述的優(yōu)點(diǎn)，在此不再贅述。盡管本實(shí)用新型的各種實(shí)施方式已經(jīng)通過具體實(shí)施方式
在上下文中進(jìn)行了描述， 但是本實(shí)用新型并不僅限于此。因此，以上的描述不應(yīng)該當(dāng)作是本實(shí)用新型范圍的限制，本 實(shí)用新型的范圍由所附的權(quán)利要求進(jìn)行限定。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不背離本實(shí)用 新型的精神的情況下可以對(duì)本實(shí)用新型作出各種改變和變更，其都將落入在本實(shí)用新型的 保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于水煤漿氣化的工藝燒嘴(10，80)，包括第一氧氣通道(110，810)，所述第一氧氣通道包括第一氧氣通道入口(112,81 和第 一氧氣通道出口 (115,815)；水煤漿通道(120，820)，所述水煤漿通道包括至少一個(gè)水煤漿通道入口(122，822)、和 水煤漿通道出口(125，825)；第二氧氣通道(130，830)，所述第二氧氣通道包括第二氧氣通道入口(132,83 和第 二氧氣通道出口(1；35，8；35)；第一冷卻水夾套(150，850)，所述第一冷卻水夾套包括第一冷卻水夾套入口(152， 852)和第一冷卻水夾套出口(154，854)；冷卻水盤管(160，860)，所述冷卻水盤管包括冷卻水盤管入口(162,86 和冷卻水盤 管出口 (164,864)；其特征在于，所述第一氧氣通道(110，810)位于所述工藝燒嘴(10，80)的中心部位， 所述水煤漿通道(120，820)位于所述第一氧氣通道(110，810)與所述第二氧氣通道(130， 830)之間環(huán)繞所述第一氧氣通道(110，810)的外周，所述第二氧氣通道(130，830)環(huán)繞所 述水煤漿通道(120，820)的外周，所述冷卻水夾套(150，850)環(huán)繞所述第二氧氣通道(130， 830)的外周，所述冷卻水盤管(160，860)盤繞于所述冷卻水夾套(150，850)外圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴(10，80)，其特征在于進(jìn)一步包 括耐高溫抗磨損抗腐蝕外殼(190，890)，其中所述耐高溫抗磨損抗腐蝕外殼(190，890)環(huán) 繞所述冷卻水盤管(160，860)的外周，并縱向延伸至所述工藝燒嘴(10，80)的噴口(105， 805)處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴(10)，其特征在于進(jìn)一步包括 第二冷卻水夾套(140)，所述第二冷卻水夾套包括第二冷卻水夾套入口(14 和第二冷卻 水夾套出口(144)，所述第二冷卻水夾套位于所述水煤漿通道(120)與所述第二氧氣通道 (130)之間，并環(huán)繞所述水煤漿通道(120)的外周，所述第一冷卻水夾套(150)和所述第二 冷卻水夾套(140)內(nèi)分別設(shè)置有第一冷卻水通道和第二冷卻水通道，分別從所述第一冷卻 水夾套入口(15 和第二冷卻水夾套入口(14 開始，所述第一冷卻水通道和第二冷卻水 通道先向下延伸至所述第一冷卻水夾套(150)和所述第二冷卻水夾套(140)底部，然后再 以“Z”字形反復(fù)蜿蜒向上直至到達(dá)所述第一冷卻水夾套出口(154)和第二冷卻水夾套出口 (144)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴(80)，其特征在于進(jìn)一步包括 第一水蒸汽/ 二氧化碳通道(870)，所述第一水蒸汽/ 二氧化碳通道包括第一水蒸汽/二氧化碳通道入口(87 和第一水蒸汽/ 二氧化碳通道出口(875)，以及第二水蒸汽/ 二氧化碳通道(880)，所述第二水蒸汽/ 二氧化碳通道包括第二水蒸汽/ 二氧化碳通道入口(88)和第二水蒸汽/ 二氧化碳通道出口(885)，其中所述第一水蒸汽/ 二氧化碳通道(870)位于所述第一氧氣通道(810)與所述水煤 漿通道(820)之間，并環(huán)繞所述水煤漿通道(820)的外周，所述第二水蒸汽/ 二氧化碳通道 (880)位于所述水煤漿通道(820)與所述第二氧氣通道(830)之間，并環(huán)繞所述第二氧氣通 道(830)的外周。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴(10，80)，其特征在于所述第一氧氣通道(110，810)在所述第一氧氣通道出口(115，815)處呈向圓柱體中心線縮口的圓柱 體，所述水煤漿通道(120，820)在所述水煤漿通道出口(125,82 處呈向圓柱體中心線縮 口的圓環(huán)柱體，并且所述第二氧氣通道(130，830)在所述第二氧氣通道出口(135，835)處 呈向圓柱體中心線縮口的圓環(huán)柱體。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴(10，80)，其特征在于所述第一 水蒸汽/ 二氧化碳通道(870)在所述第一水蒸汽/ 二氧化碳通道出口(87 處呈向圓柱體 中心線縮口的圓環(huán)柱，并且所述第二水蒸汽/ 二氧化碳通道(880)在所述第二水蒸汽/ 二 氧化碳通道出口(88 處呈向圓柱體中心線縮口的圓環(huán)柱體。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴(10，80)，其特征在 于進(jìn)一步包括水煤漿混合霧化器000)，所述水煤漿混合霧化器(200)包括管道區(qū)段(210)和預(yù)混室(220)，其中，所述管道區(qū)段(210)和所述預(yù)混室(220)共用水平或垂直設(shè)置的第一圓柱狀殼 體050)，在所述第一圓柱狀殼體Q50)內(nèi)部同心設(shè)置第二圓柱狀殼體060)，且在遠(yuǎn)離所 述管道區(qū)段O10)的所述預(yù)混室的端部具有封閉所述第一圓柱狀殼體O50)的第一端壁 040)，在所述第一端壁Q40)的中心處具有一出口 090)，其與所述水煤漿通道(120)聯(lián) 通，所述管道區(qū)段(210)和所述預(yù)混室Q20)由向所述第二圓柱狀殼體(沈0)凸進(jìn)的水平 或垂直設(shè)置的錐臺(tái)(230)限定，所述錐臺(tái)(230)在所述第一圓柱狀殼體(250)和所述第二 圓柱狀殼體(260)之間具有環(huán)形開口 070)，所述錐臺(tái)(230)在所述第二圓柱狀殼體(沈0) 的中心處具有一大致圓形出口 080)，所述第一圓柱狀殼體(250)與同心設(shè)置的所述第二圓柱狀殼體O60)以及水平或垂 直設(shè)置的所述錐臺(tái)O30)的臺(tái)面Q30’)一起限定為水煤漿進(jìn)入通道066)，所述第一圓柱 狀殼體(250)與同心設(shè)置的所述第二圓柱狀殼體O60)以及水平或垂直設(shè)置的所述錐臺(tái) (230)的錐面Q30”)一起限定為二氧化碳進(jìn)入通道056)，所述二氧化碳進(jìn)入通道(256)的氣相入口與外接所述水煤漿混合霧化器(200)的管道 區(qū)段O10)的二氧化碳管道相聯(lián)接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴(10，80)，其特征在于位于所述 預(yù)混室(220)外部的所述第一圓柱狀殼體(250)上對(duì)稱設(shè)置有超聲波發(fā)生器055)，所述水 煤漿混合霧化器(200)的所述預(yù)混室(220)與所述超聲波發(fā)生器(25 之間設(shè)置有一層保 護(hù)膜(258)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴(10，80)，其特征在于環(huán)繞所述 預(yù)混室(220)外部的所述第一圓柱狀殼體(250)設(shè)置有環(huán)形超聲波發(fā)生器055)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴(10，80)，其特征在于所述環(huán)形 開口(270)的方向朝向所述預(yù)混室O20)中心部位。
11.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴(10，80)，其特征在 于從所述水煤漿通道(120，820)的入口(122,82 開始在所述水煤漿通道(120，820)的內(nèi) 部向下螺旋設(shè)置螺旋狀導(dǎo)流板(910)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴(10)，其特征在 于進(jìn)一步包括第一氧氣旋流器(118)、和第二氧氣旋流器(138)，并且所述第一氧氣旋流器(118)、和第二氧氣旋流器(138)分別位于所述第一氧氣通道出口(11 的縮口的上部或位 于縮口的下端以及所述第二氧氣通道出口(13 的縮口的上部或位于縮口的下端。
13.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴(80)，其特征在于 進(jìn)一步包括第一氧氣旋流器(818)、和第二水蒸汽/ 二氧化碳旋流器(888)，并且所述第一 氧氣旋流器(818)、和第二水蒸汽/二氧化碳旋流器(888)分別位于所述第一氧氣通道出口 (815)的縮口的下端或位于縮口的上部以及所述第二水蒸汽/ 二氧化碳通道出口(885)的 縮口的下端或位于縮口的上部。
14.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴(10，80)，其特征在 于所述至少一個(gè)水煤漿通道入口(122，822)位于所述水煤漿通道(120，820)的切向方向， 所述至少一個(gè)水煤漿通道入口(122,82 選自一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或四個(gè)，且兩個(gè)以上的所述 水煤漿通道入口對(duì)稱分布。
15.根據(jù)權(quán)利要求1 6任一項(xiàng)所述的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴(10，80)，其特征 在于所述水煤漿通道入口(122,82 沿B-B面的斷面呈垂直方向直徑(D)長(zhǎng)水平方向直徑 (d)短的橢圓形。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴(10，80)，其特征在于所述第 一氧氣旋流器(118，818)、和所述第二氧氣旋流器(138)或所述第二水蒸汽/ 二氧化碳旋 流器(888)構(gòu)造成使得第一氧氣、和第二氧氣或第二水蒸汽/ 二氧化碳分別在所述第一氧 氣旋流器(118，818)、和所述第二氧氣旋流器(138)或所述第二水蒸汽/ 二氧化碳旋流器 (888)的切線方向射出。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴(10，80)，其特征在于所述第 一氧氣旋流器(118，818)、和所述第二氧氣旋流器(138)或所述第二水蒸汽/ 二氧化碳旋 流器(888)構(gòu)造成使得第一氧氣、和第二氧氣或第二水蒸汽/ 二氧化碳分別在所述第一氧 氣旋流器(118，818)、和所述第二氧氣旋流器(138)或所述第二水蒸汽/ 二氧化碳旋流器 (888)的切線方向射出。
18.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于水煤漿氣化的工藝燒嘴(10，80)，其特征在于所述二氧 化碳進(jìn)入通道(256)的氣相入口與外接所述水煤漿混合霧化器(200)的管道區(qū)段(210)的 所述二氧化碳管道以法蘭連接的方式相聯(lián)接。
19.一種適用于水煤漿氣化的水煤漿氣化爐系統(tǒng)，其特征在于包括權(quán)利要求1 18任一項(xiàng)所述的水煤漿氣化的工藝燒嘴(10，80)，以及氣化爐(1)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種用于水煤漿氣化的工藝燒嘴及系統(tǒng)，該工藝燒嘴包括第一氧氣通道，包括第一氧氣通道入口和第一氧氣通道出口；水煤漿通道，包括至少一個(gè)水煤漿通道入口和水煤漿通道出口；第二氧氣通道，包括第二氧氣通道入口和第二氧氣通道出口；第一冷卻水夾套，包括第一冷卻水夾套入口和出口；冷卻水盤管，包括冷卻水盤管入口和冷卻水盤管出口；特征在于第一氧氣通道位于工藝燒嘴的中心部位，水煤漿通道位于第一氧氣通道與第二氧氣通道之間環(huán)繞第一氧氣通道的外周，第二氧氣通道環(huán)繞水煤漿通道的外周。本實(shí)用新型工藝燒嘴更有效縮短燃燒火焰的長(zhǎng)度，減少了火焰對(duì)耐火磚的燒蝕，同時(shí)促進(jìn)了水煤漿與氧氣的混合及霧化，使氣化效率更為提高。
文檔編號(hào)B05B7/10GK201850255SQ20102056937
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月13日
發(fā)明者付君, 蘭秀菊, 劉柱元, 唐煜, 張永勝, 徐祖斌, 暴秋霖, 朱平, 李海賓, 杜迎春, 湯中文, 王家信, 羅澤林, 胡先君, 薛振欣 申請(qǐng)人:中國(guó)神華煤制油化工有限公司, 中國(guó)神華煤制油化工有限公司包頭煤化工分公司, 神華集團(tuán)有限責(zé)任公司