[发明专利]一种固态粉体燃料烧嘴及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固态粉体燃料烧嘴及其使用方法，属于气化工艺烧嘴技术领域。

背景技术

干煤粉气流床气化技术作为当今煤气化技术中的主流气化技术之一，其发展历程相比水煤浆气流床气化技术来的简单，与水煤浆气化技术最大的不同之一，即采用了干粉进料，原料不在需要告诉雾化，仅需要通过颗粒弥散即可实现稳定燃烧和气化，但是由于采用了冷壁式气化炉，气化炉在投运时不能通过简单的烘炉，将气化炉内问题提升到1300℃以上喷入煤粉，因为通过天然气或柴油烘炉仅仅为了打通水冷壁水动力系统的稳定运行，还需配合点火烧嘴与工艺烧嘴的配合完成干煤粉气化炉的启动。干煤粉气化炉的投运过程简单表述如下。

现有固体燃料气流床气化炉启动点火过程复杂，采用点火烧嘴、开工烧嘴和工艺烧嘴三种烧嘴组合依次启动点火的过程，其先采用点火烧嘴点燃，然后用开工烧嘴将气化炉加热到高温、高压状态，再启动工艺烧嘴，为了使工艺烧嘴达到稳燃状态，开工烧嘴将进入适时伴烧阶段。现有装置的运行情况表明，该启动过程复杂，开工烧嘴在伴烧过程中烧嘴头部非常容易烧坏。

中国专利CN200610030864.3公开了一种干煤粉加压气化炉的燃烧喷嘴，其主要采用双通道结构形式，中间通道和环形通道分别喷入煤粉和气化剂，正常运行时作为最后投运的工艺烧嘴，具体如上述过程较为复杂。中国专利CN200420114032.6公开了与专利CN200610030864.3不同的烧嘴冷却方式，但保留了双通道结构设置，功能和效果基本相同。

为了有效解决干煤粉气化过程中涉及的多个复杂环节，需要从工艺烧嘴的功能和结构上实现一体式突破，简化复杂的气化炉开车过程，而该一体化技术一直未能得到解决。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种开工烧嘴、工艺烧嘴一体化的固态粉体燃料气化用复合烧嘴。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种固态粉体燃料烧嘴，其特征在于，包括同轴布置的中心通道及环形通道，中心通道的一端及环形通道的一端位于同一平面上，形成烧嘴的头部；中心通道的另一端从环形通道中露出，该露出端设有1～3个中心通道入口；中心通道与环形通道通过通道连接法兰连接固定；环形通道上设有环形通道入口，环形通道分别与含氧气体管道、环形通道吹扫气管道连通；环形通道头部外侧设有冷却通道，冷却通道与中心通道、环形通道同轴布置；冷却通道的两侧分别与冷却剂入口、冷却剂出口连通，冷却剂入口、冷却剂出口通过侧面冷却夹套及前端连接法兰固定于烧嘴头部外侧。

优选地，所述中心通道设有一个中心通道入口，该中心通道入口分别与液体/气体燃料管道、粉体燃料管道、中心通道吹扫气管道连通。

优选地，所述中心通道设有3个中心通道入口，分别为液体/气体燃料入口、粉体燃料入口、中心通道吹扫气入口；液体/气体燃料入口与液体/气体燃料管道连通，粉体燃料入口与粉体燃料管道连通，中心通道吹扫气入口与中心通道吹扫气管道连通。

本发明还提供了上述固态粉体燃料烧嘴的使用方法，当用于单个烧嘴的气化工艺技术时，其特征在于，操作过程如下：

步骤1)：打开液体/气体燃料管道，使液体/气体燃料通入中心通道，关闭中心通道吹扫气管道及粉体燃料管道；

步骤2)：然后将环形通道入口处的含氧气体管道打开，将含氧气体通入环形通道，点燃固态粉体燃料烧嘴后将烧嘴安装于气化炉上，进行烘炉运行；

步骤3)烘炉结束后，先关闭含氧气体管道，再关闭液体/气体燃料管道通入；

步骤4)：打开中心通道吹扫气通道，对气化炉内气体进行置换；

步骤5)：完成气化炉内气体置换后，将工业常规点火烧嘴点燃后安装于气化炉上；

步骤6)：气化炉内温度维持在规定烘炉工艺温度时，将固态粉体燃料烧嘴中心通道的粉体燃料通道打开，根据管程长度和粉体燃料流速估算粉体燃料到达烧嘴前端喷口时间，再将含氧气体通道打开，此时在工业常规点火烧嘴的明火助燃下，固态粉体燃料烧嘴内的粉体燃料被点燃；

步骤7)：当固态粉体燃料烧嘴形成稳定火焰后关闭工业常规点火烧嘴，此时单烧嘴气化炉开车过程结束。

优选地，所述含氧气体中氧气的体积浓度大于或等于21％。

优选地，所述的吹扫气为惰性气体，所述的惰性气体为氩气、氮气或氦气。

上述固态粉体燃料烧嘴当用于多个烧嘴的气化工艺技术时，其特征在于，操作过程如下：

步骤1)：将多个固态粉体燃料烧嘴全部安装于气化炉上，打开除用于烘炉固态粉体燃料烧嘴外其他固态粉体燃料烧嘴的各环形通道吹扫气管道、中心通道吹扫气管道；