一种用于水煤浆气化炉的夹套烧嘴总成及水冷壁气化炉的制作方法

本申请涉及能源化工，尤其涉及一种用于水煤浆气化炉的夹套烧嘴总成及水冷壁气化炉。

背景技术：

1、煤的洁净与高效利用是当今能源与环境保护领域中的重要技术课题，也是我国国民经济持续发展的关键技术之一。

2、煤气化技术按照高温合成气冷却方式可以分为以下两种：一种是以荷兰壳牌(shell)公司为代表的粉煤进料工艺，另一种是以美国ge(原德士古(texaco))公司为代表的水煤浆进料工艺。近几年国内煤化工行业得到了长足发展，也涌现出一批水煤浆进料工艺路线的煤气化技术，如四喷嘴炉、清华炉等。

3、烧嘴作为关键的气化设备通常在高温高压的环境下工作，为延长烧嘴寿命，需要对其采取一定的降温措施以延长其寿命。传统的水煤浆烧嘴多为盘管冷却方式，如ge水煤浆工艺烧嘴和华东理工大学气化工艺烧嘴。盘管冷却方式虽然目前应用较为广泛，但盘管冷却对烧嘴的保护有限，不能完全包裹保护烧嘴头部，同时冷却水水盘管和外喷头焊接处易受热应力影响，在使用过程中容易产生裂纹形式的破坏。由于冷却盘管的以上缺点，夹套冷却方式开始发展。目前水冷夹套存在以下不足：第一，相变冷却夹套带有相变水冷夹套需要复杂的控制线路，增加生产成本；第二，水煤浆由入口进入后对水煤浆通道壁面直接冲刷，缩短了工艺烧嘴的使用寿命。

技术实现思路

1、本申请方案的目的在于提供一种用于水煤浆气化炉的夹套烧嘴总成及水冷壁气化炉，对烧嘴进行有效冷却，降低生产成本，减缓对水煤浆通道壁面的冲刷，延长烧嘴的使用寿命。

2、本申请技术方案提供的一种用于水煤浆气化炉的夹套烧嘴总成，包括：燃料通道，所述燃料通道包括内氧通道、环设在所述内氧通道外侧的水煤浆通道、环设在水煤浆通道外侧的外氧通道；所述水煤浆通道的外壁上设有水煤浆入口，所述水煤浆通道的内壁上朝向所述水煤浆入口的位置处设置有分流凸起，所述分流凸起凸出于所述水煤浆通道的内壁；液冷夹套，所述液冷夹套环设在所述外氧通道的外侧，所述液冷夹套内设有隔板和迷宫通道，所述隔板将所述液冷夹套分隔为相对独立的内侧通道和外侧通道，所述迷宫通道环设于所述外氧通道的出口的外侧，所述内侧通道上开设有冷却液入口，所述外侧通道上开设有冷却液出口，所述迷宫通道的入液口与所述内侧通道，所述迷宫通道的出液口与所述外侧通道相连通。

3、可选地，所述迷宫通道内设置有至少三层环形空间，任意相邻的环形空间中，外侧的环形空间环设在内侧的环形空间外并与内侧的所述环形空间相连通，最内侧的所述环形空间环直接环设在所述外氧通道的出口的外侧，所述入液口开设在最内侧的所述环形空间上，所述出液口开设在最外侧的所述环形空间上。

4、可选地，所述外氧通道的出口处设有锥形的喷射孔，所述隔板为圆柱形。

5、可选地，所述喷射孔的内壁上沿周向开设有喷孔。

6、可选地，所述隔板与所述迷宫通道内位于最外层的所述环形空间的顶壁直接相连接。

7、可选地，所述外侧通道内设置有沿轴向螺旋延伸的导流件。

8、可选地，所述内氧通道内设置有氧气旋流器。

9、可选地，所述水煤浆通道内设置有煤浆旋流器。

10、可选地，所述分流凸起上朝向所述水煤浆入口的表面包括锥形的引流面，所述引流面的顶点位于所述水煤浆入口的中心轴线上并朝靠近所述水煤浆入口的方向延伸。

11、本申请还提供了一种水冷壁气化炉，包括炉体和以上任意一项所述的用于水煤浆气化炉的夹套烧嘴总成，所述炉体包括水冷壁，所述水冷壁上设有容纳腔，至少部分所述液冷夹套安装在所述容纳腔内，所述液冷夹套内的压力大于所述炉体内的压力。

12、采用上述技术方案，具有如下有益效果：

13、本申请提供的用于水煤浆气化炉的夹套烧嘴总成及水冷壁气化炉，液冷夹套包括内侧通道、迷宫通道和外侧通道三级通道，冷却液由内侧通道流向迷宫通道的内层，经过迷宫通道后从迷宫通道的外侧进入外侧通道并经冷却液出口流出，在此过程中冷却液经过内侧通道、迷宫通道和外侧通道三级循环结构，以在液冷夹套内充分流动，实现对燃料通道的有效冷却，提高降温效率。所述分流凸起用于导流水煤浆，以减缓水煤浆对水煤浆通道的冲击作用，同时使水煤浆在水煤浆通道中分配的更加均匀，以便后续高效反应，同时分流凸起更加耐磨，有利于延长烧嘴的使用寿命。

技术特征：

1.一种用于水煤浆气化炉的夹套烧嘴总成，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的用于水煤浆气化炉的夹套烧嘴总成，其特征在于，所述迷宫通道内设置有至少三层环形空间，任意相邻的环形空间中，外侧的环形空间环设在内侧的环形空间外并与内侧的所述环形空间相连通，最内侧的所述环形空间环直接环设在所述外氧通道的出口的外侧，所述入液口开设在最内侧的所述环形空间上，所述出液口开设在最外侧的所述环形空间上。

3.根据权利要求2所述的用于水煤浆气化炉的夹套烧嘴总成，其特征在于，所述外氧通道的出口处设有锥形的喷射孔，所述隔板为圆柱形。

4.根据权利要求3所述的用于水煤浆气化炉的夹套烧嘴总成，其特征在于，所述喷射孔的内壁上沿周向开设有喷孔。

5.根据权利要求4所述的用于水煤浆气化炉的夹套烧嘴总成，其特征在于，所述隔板与所述迷宫通道内位于最外层的所述环形空间的顶壁直接相连接。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的用于水煤浆气化炉的夹套烧嘴总成，其特征在于，所述外侧通道内设置有沿轴向螺旋延伸的导流件。

7.根据权利要求1-5中任意一项所述的用于水煤浆气化炉的夹套烧嘴总成，其特征在于，所述内氧通道内设置有氧气旋流器。

8.根据权利要求1-5中任意一项所述的用于水煤浆气化炉的夹套烧嘴总成，其特征在于，所述水煤浆通道内设置有煤浆旋流器。

9.根据权利要求1-5中任意一项所述的用于水煤浆气化炉的夹套烧嘴总成，其特征在于，所述分流凸起上朝向所述水煤浆入口的表面包括锥形的引流面，所述引流面的顶点位于所述水煤浆入口的中心轴线上并朝靠近所述水煤浆入口的方向延伸。

10.一种水冷壁气化炉，其特征在于，包括炉体和权利要求1-9中任意一项所述的用于水煤浆气化炉的夹套烧嘴总成，所述炉体包括水冷壁，所述水冷壁上设有容纳腔，至少部分所述液冷夹套安装在所述容纳腔内，所述液冷夹套内的压力大于所述炉体内的压力。

技术总结
本申请公开了一种用于水煤浆气化炉的夹套烧嘴总成及水冷壁气化炉。用于水煤浆气化炉的夹套烧嘴总成，包括：燃料通道，燃料通道包括内氧通道、环设在内氧通道外侧的水煤浆通道、环设在水煤浆通道外侧的外氧通道；水煤浆通道的外壁上设有水煤浆入口，水煤浆通道的内壁上朝向水煤浆入口的位置处设置有分流凸起，分流凸起凸出于水煤浆通道的内壁；液冷夹套，液冷夹套环设在外氧通道的外侧，液冷夹套内设有隔板和迷宫通道，隔板将液冷夹套分隔为相对独立的内侧通道和外侧通道，迷宫通道环设于外氧通道的出口的外侧，内侧通道上开设有冷却液入口，外侧通道上开设有冷却液出口，迷宫通道的入液口与内侧通道，迷宫通道的出液口与外侧通道相连通。本申请对烧嘴进行有效冷却，降低生产成本，减缓对水煤浆通道壁面的冲刷，延长烧嘴的使用寿命。

技术研发人员：闫国春,单育兵,万国杰,邹永胜,徐江,刘泽,李艺,翟霆钧,乔臻,张世杰
受保护的技术使用者：中国神华煤制油化工有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/19