[发明专利]一种新型粉煤烧嘴旋流雾化装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种煤气化技术中粉煤烧嘴，具体涉及粉煤介质在烧嘴内的旋转雾化装置。

背景技术

煤化工是指以煤为原料，通过一系列装置及化学工艺流程，使煤炭中的有效成分转化为气体、液体或固体燃料以及相关化学品的过程。煤的气化是煤化工行业的关键技术之一，而粉煤烧嘴是煤气化技术的核心。

煤化工中的粉煤烧嘴燃烧主要有两种形式：其一是将煤加工成粉状，伴随一定比例的“流化”气体（如CO₂或N₂等），经粉煤烧嘴以一定速度和方向喷人燃烧室（炉膛）进行燃烧，是气、固两相介质。其二是将粉状煤中加入油或水等，混合搅拌均匀形成乳状煤浆，具有流动性，经粉煤烧嘴喷入燃烧室（炉膛）进行燃烧，是液、固两相介质。因此粉煤的燃烧相对于气、油等单一介质燃烧而言，粉煤燃烧机理复杂。

粉煤烧嘴的使用性能直接影响了煤化工企业的经济效益，而烧嘴的煤粉介质的雾化结构直接决定了粉煤的燃烧效率，即粉煤烧嘴的经济性。因此企业们都对粉煤燃烧的雾化结构进行了探索研究。

就烧嘴本身而言，影响粉煤烧嘴使用性能的因素有：粉煤的雾化效果，喷射角度，粉煤与氧气的混合形式和流速等。而粉煤的雾化效果是关系到粉煤燃烧效率的核心因素，直接决定了烧嘴的经济效益。目前绝大部分粉煤烧嘴的雾化形式均为直流撞击式，即粉煤伴随着“流化”气体或油、水等乳化剂以直流流动形式从烧嘴喷出，氧气（氧化剂）或其它高速介质以一定角度B撞击粉煤等介质，将煤粉等介质“打散”，形成细小的雾化粉末，直流撞击式结构简图如图1所示。直流撞击式具有雾化效果好，加工制造简单等优点，因此广泛在烧嘴（燃烧器）领域里应用，但近些年随着各类煤化工工艺的不断涌现，直流撞击式粉煤烧嘴已经不能满足多种工艺需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型粉煤烧嘴旋流雾化装置，雾化效果好，加工制造简单，能够满足多种煤化工行业工艺需求。

本发明的技术方案是：一种新型粉煤烧嘴旋流雾化装置，其特征是在烧嘴体氧气管外侧和煤粉管内侧之间分布有螺旋式隔板，螺旋式隔板与烧嘴体中心线夹角A在10°～80°之间，氧气管在出口处设有弧形凸台。

在煤粉管外侧还设有另一个氧气管。

其中螺旋式隔板的制造材料选用抗冲刷磨损较好的钴基合金材质。

本发明具有以下优点：

1、螺旋式隔板与烧嘴体中心线夹角A在10°～80°之间，以保证粉煤通道内介质能够沿着螺旋式隔板以A角度喷出烧嘴口。

2、原直流撞击式烧嘴内介质只能沿X、Y轴方向喷出烧嘴口，本发明烧嘴内介质可以沿X、Y、Z轴方向喷出烧嘴口。这样能够将粉煤或油等介质旋转成更为细小的雾化颗粒，进而改善烧嘴的雾化效果，提高烧嘴的燃烧效率。

3、隔板的制造材料选用抗粉煤或油等介质冲刷磨损较好的钴基合金，如GH188或者UMCo50。从而保证旋流雾化装置能够长时间、稳定使用。

附图说明

图1是直流撞击式结构简图。

图2-1是旋流雾化装置结构简图之一。

图2-2是旋流雾化装置结构简图之二。

具体实施方式

一种新型粉煤烧嘴旋流雾化装置，有两种实施方式，第一种方式如图2-1所示，螺旋式隔板3分布在氧气管1外侧和煤粉管2内侧之间，这样就在粉煤通道内形成若干个旋流结构，使粉煤或油等介质沿着螺旋式隔板3所限定的空间通道，以A角度旋转流动。A角度是螺旋式隔板3与烧嘴体中心线形成的夹角，在10°～80°之间。同时氧气管1在出口处设有弧形凸台，使得出口处粉煤通道收缩变小，以增大粉煤或油等介质喷出烧嘴体后的速度，以便介质能够更有力的与氧气（氧化剂）等撞击，均匀混合，形成稳定均匀的流场。

另一种方式如图2-2所示，在第一种方式的基础上又在煤粉管2外侧设有新的氧气管1，这样氧气通道就有两个，在粉煤通道的内外各一个，这样氧气和粉煤就能够更加充分的与粉煤或油等介质混合，增强氧化剂与燃料的混合效果，从而提高燃烧效率。