专利名称：水煤浆烧嘴的制作方法
技术领域：
本发明涉及煤气化技术领域，尤其是涉及ー种水煤浆烧嘴。
背景技术：
传统的水煤浆气化炉的烧嘴功能単一，一般需要两个烧嘴开车准备，増加了水煤浆气化炉上烧嘴的数量，而且传统的烧嘴冷却系统复杂，但冷却效果不好，寿命一般较短，且合成气易向冷却系统泄露，不能满足气化炉安全连续运行的要求
发明内容
本发明g在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的ー个目的在于提出ー种水煤浆烧嘴，所述水煤浆烧嘴具有点火开エ功能，且结构简单，使用寿命长。根据本发明的水煤浆烧嘴，包括燃料气管，所述燃料气管内具有燃料气通道，所述燃料气通道内设有点火机构；第一氧气管，所述第一氧气管套设在所述燃料气管的外面以在所述第一氧气管与所述燃料气管之间限定出环形的第一氧气通道；水煤浆管，所述水煤浆管套设在所述第一氧气管的外面以在所述水煤浆管与所述第一氧气管之间限定出环形的水煤浆通道；第二氧气管，所述第二氧气管套设在所述水煤浆管的外面以在所述第二氧气管与所述水煤浆管之间限定出环形的第二氧气通道；以及冷却管，所述冷却管套设在所述第二氧气管的外面以在所述冷却管与所述第二氧气管之间限定出环形的冷却通道。根据本发明的水煤浆烧嘴采用组合式结构，集成燃料气管、第一和第二氧气管、水煤浆管以及冷却管于一体，可独立点火开エ，满足エ艺要求，从而可减小水煤浆气化炉的烧嘴个数，而且，本发明的水煤浆烧嘴各管路中只通入ー种介质，互不干扰且密封性好，运行稳定，可满足水煤浆气化炉安全连续运行的要求，从而提高生产效率。另外，根据本发明的水煤浆烧嘴，还可以具有如下附加技术特征在本发明的一些实施例中，所述冷却管的下端与所述第二氧气管的下端相连以封闭所述冷却通道的下端。在本发明的一些实施例中，所述冷却管与所述第二氧气管之间设有隔离管，所述隔离管将所述冷却通道隔离成环形的进水通道和环形的出水通道，所述出水通道与所述进水通道的下端连通。在本发明的一些实施例中，所述进水通道位于所述出水通道的内侧且所述第二氧气管的外壁面上设有多个用于散热的散热件。这样可以更充分地对水煤浆烧嘴进行冷却，降低烧嘴的温度，保证烧嘴连续运行。在本发明的一些实施例中，所述水煤浆烧嘴还包括封闭件，所述冷却管的下端与所述第二氧气管的下端分别与所述封闭件相连。在本发明的一些实施例中，所述水煤浆通道的下端面向下延伸超出所述燃料气通道和所述第一氧气通道的下端面第一预定距离。在本发明的一些实施例中，所述第一氧气通道的下端面向下延伸超出所述燃料气通道的下端面第二预定距离，且所述第二氧气通道的下端面向下延伸超出所述水煤浆通道的下端面第三预定距离，所述第二和第三预定距离小于所述第一预定距离。在本发明的一些实施例中，所述燃料气管的下端由端塞封闭，所述端塞设有与所述燃料气通道连通且贯穿该端塞的燃料气喷射孔。在本发明的一些实施例中，所述第一氧气通道的下端的径向尺寸小于所述第一氧气通道的其余部分的径向尺寸。由此，可提高第一氧气通道内喷出的氧气与燃料气通道内喷出的可燃气的混合效果。在本发明的一些实施例中，所述水煤浆通道的下端的径向尺寸小于所述水煤浆通道的其余部分的径向尺寸，且所述第二氧气通道的下端的径向尺寸小于所述第二氧气通道的其余部分的径向尺寸。由此，在水煤浆烧嘴的头端，水煤浆可与氧气充分混合燃烧，从而 提高水煤浆中碳元素的转化率。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中图1是根据本发明ー个实施例的水煤浆烧嘴的局部示意图。
具体实施例方式下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过參考附图描述的实施例是示例性的，g在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“顺时針”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括ー个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表
示第一特征水平高度小于第二特征。下面參考图1描述根据本发明实施例的水煤浆烧嘴100。根据本发明一个实施例的水煤浆烧嘴100包括燃料气管1、第一氧气管2、水煤浆
管3、第二氧气管4和冷却管5。如图1所示，燃料气管I内具有燃料气通道11，燃料气通道11具有燃料气进ロ(图未示出)和燃料气出口 111，例如在图1的示例中，燃料气出口 111可形成在燃料气管I的下端(即，喷出端)。燃料气管I在水煤浆烧嘴100点火开エ时通入可燃气以完成点火操作，可燃气可以是天然气，当然也可以是其它可燃气体。燃料气通道11内设有点火机构。 如图1所示，第一氧气管2套设在燃料气管I的外面以在第一氧气管2与燃料气管I之间限定出环形的第一氧气通道21，第一氧气通道21具有第一氧气进ロ(图未示出)和第一氧气出口 211，例如在图1的示例中，第一氧气出口 211可形成在第一氧气管2的下端。第一氧气通道2在水煤浆烧嘴100点火时可通入纯氧气，当然也可以通入富氧或空气。如图1所示，水煤浆管3套设在第一氧气管2的外面以在水煤浆管3与第一氧气管2之间限定出环形的水煤浆通道31，水煤浆通道31具有水煤浆进ロ(图未示出)和水煤浆出口 311，例如在图1的示例中，水煤浆出口 311可形成在水煤浆管3的下端，水煤浆通道31在水煤浆烧嘴100开エ后通入水煤浆。如图1所示，第二氧气管4套设在水煤浆管3的外面以在第二氧气管4与水煤浆管3之间限定出环形的第二氧气通道41，第二氧气通道41具有第二氧气进ロ(图未示出)和第二氧气出口 411，例如在图1的示例中，第二氧气出口 411可形成在第二氧气管4的下端。第二氧气通道41在水煤浆烧嘴100开エ后提供供水煤浆燃烧的氧气，优选地，第二氧气通道41内可通入纯氧气以提高水煤浆中碳元素的转化率，而且，通入纯氧气还可避免气体中含有的杂质对碳元素转化率的影响。当然，可选地，第二氧气通道41中也可通入富氧或空气，由此可有效降低成本。如图1所示，冷却管5套设在第二氧气管4的外面以在冷却管5与第二氧气管4之间限定出环形的冷却通道51，冷却通道51具有进水口(图未示出)和出水ロ(图未示出)，冷却通道51内可通入冷却液以对水煤浆烧嘴100冷却，冷却液可以是水，換言之，水煤浆烧嘴100可采用水冷的方式进行冷却。简言之，水煤浆烧嘴100从内向外依次为燃料气管1、第一氧气管2、水煤浆管3、第ニ氧气管4和冷却管5。水煤浆烧嘴100点火时，燃料气管I内通入可燃性气体，同时第一氧气管2可内通入纯氧气、富氧或空气，水煤浆烧嘴100的点火装置点火，点火开エ后，将水煤浆通入水煤浆通道31内，第二氧气管2内优选通入纯氧气，水煤浆与该纯氧气混合后在水煤浆烧嘴100的头端燃烧反应生成主要成分为ー氧化碳和氢气的混合气。水煤浆烧嘴100点火吋，优选为第一氧气管2内通入纯氧气、富氧或空气，第二氧气管4内不通入气体，点火完成后优选停止向第一氧气管2内通入纯氧气、富氧或空气，而向第二氧气管4内通入纯氧气、富氧或空气以与水煤浆混合燃烧。根据本发明实施例的水煤浆烧嘴100采用组合式结构，集成燃料气管1、第一和第ニ氧气管、水煤浆管3以及冷却管5于一体，可独立点火开エ，满足エ艺要求，从而可减小水煤浆气化炉的烧嘴个数，而且，本发明的水煤浆烧嘴100各管路中只通入一种介质，互不干扰且密封性好，运行稳定，可满足水煤浆气化炉安全连续运行的要求，从而提高生产效率。此外，根据本发明实施例的水煤浆烧嘴100可应用于常压气化工艺以及加压气化エ艺，井能满足不用压カ和负荷的水煤浆气化炉的连续运行要求。在本发明的一个实施例中，水煤浆烧嘴100还包括封闭件7，冷却管5的下端与第ニ氧气管4的下端分别与封闭件7相连，从而封闭冷却管5和第二氧气管4的下端，即封闭冷却通道51的下端。当然，本发明并不限于此，在本发明的另ー个实施例中，冷却管5的下端与第二氧气管4的下端相连以封闭冷却通道51的下端，換言之，在该实施例中，冷却管5可与第二氧气管4整体加工制造。如图1所示，冷却管5与第二氧气管4之间设有隔离管6，隔离管6将冷却通道51隔离成环形的进水通道511和环形的出水通道512，出水通道512与进水通道511的下端连 通以实现冷却液例如水的循环。优选地，进水通道511位于出水通道512的内侧，这样可以更充分地对水煤浆烧嘴100进行冷却，降低烧嘴的温度，保证烧嘴连续运行。更优选地，第ニ氧气管4的外壁面上设有多个用于散热的散热件例如散热翅片(图未示出)，每个散热翅片均伸入到进水通道511内与该通道内的冷却液例如水充分接触，从而进一步提高了对烧嘴的冷却效果。其中翅片优选由热的良导体制成，例如翅片可选用金属材料制成，如银、铜或铝，为了降低成体，翅片可焊接至第二氧气管4的外壁面上。在本发明的一些实施例中，水煤浆通道31的下端面向下延伸超出燃料气通道11的下端面第一预定距离，该第一预定距离可根据不同水煤浆气化炉的压力或负荷来设定。优选地，如图1所示，第一氧气通道21的下端面向下延伸超出燃料气通道11的下端面第二预定距离，由此，燃料气通道11内的可燃气体在出ロ端能够与第一氧气通道21出ロ端的氧气充分混合，方便点火开エ。同样地，第二氧气通道41的下端面向下延伸超出水煤浆通道31的下端面第二预定距离，由此，从水煤浆通道31内流出的水煤浆可与第二氧气通道41出ロ端的氧气充分混合后，在水煤浆烧嘴100的头部充分燃烧，从而提高水煤浆中碳元素的转化率。可以理解的是，第一预定距离、第二预定距离和第三预定距离可根据气化工艺的要求或不同水煤浆气化炉来设定，換言之，可通过改变燃料气管1、第一氧气管2、水煤浆管3和第二氧气管4中至少ー个管的尺寸，从而满足常压气化工艺、加压气化工艺或具有不同压力、负荷的水煤浆气化炉的エ艺要求。在本发明的一些优选实施例中，第一氧气通道11的下端的径向尺寸小于第一氧气通道11的其余部分的径向尺寸。例如，第一氧气通道11可包括下段和上段以及连接在该下段和该上段之间的过渡段，其中下段在径向上的尺寸最小，上段在径向上的尺寸最大，过渡段在径向上的尺寸位于下段径向尺寸和上段径向尺寸之间。由此，可提高第一氧气通道11内喷出的氧气与燃料气通道11内喷出的可燃气的混合效果。在本发明的一些优选实施例中，水煤浆通道31的下端的径向尺寸小于水煤浆通道31的其余部分的径向尺寸，且第二氧气通道41的下端的径向尺寸小于第二氧气通道41的其余部分的径向尺寸。可以理解的是，水煤浆通道31以及第二氧气通道41的构造可与上述的第一氧气通道11相同，即也包括径向尺寸最小的下段、径向尺寸最大的上段以及径向尺寸介于上段和下段之间的过渡段。由此，在水煤浆烧嘴100的头端，水煤浆可与氧气充分混合燃烧，从而提高水煤浆中碳元素的转化率。为了进ー步提高点火操作时可燃气与氧气的混合效果，优选地，燃料气管I的下端由端塞8封闭，端塞8设有与燃料气通道11连通且贯穿该端塞8的燃料气喷射孔。如图1所示，根据本发明实施例的水煤浆烧嘴，为了增强整体強度，在第一氧气管2与水煤浆管3之间以及在水煤浆管3与第二氧气管4之间可以分别设置连接支撑件，所述连接支撑件邻近水煤浆烧嘴的下端。根据本发明实施例的水煤浆烧嘴100，具有如下优点1)结构简单，使用寿命长；2)具备点火功能，可减少气化炉烧嘴的数量；3)各管路通道内只通入一种介质，密封性好，介质不易泄漏；4)适用范围广，可应用于常压气化工艺、加压气化工艺以及不同压力、负荷 的水煤浆气化炉。在本说明书的描述中，參考术语“ー个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“ー些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少ー个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解在不脱离本发明的原理和宗g的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
权利要求
1.一种水煤浆烧嘴，其特征在于，包括 燃料气管，所述燃料气管内具有燃料气通道，所述燃料气通道内设有点火机构； 第一氧气管，所述第一氧气管套设在所述燃料气管的外面以在所述第一氧气管与所述燃料气管之间限定出环形的第一氧气通道； 水煤浆管，所述水煤浆管套设在所述第一氧气管的外面以在所述水煤浆管与所述第一氧气管之间限定出环形的水煤浆通道； 第二氧气管，所述第二氧气管套设在所述水煤浆管的外面以在所述第二氧气管与所述水煤浆管之间限定出环形的第二氧气通道；以及 冷却管，所述冷却管套设在所述第二氧气管的外面以在所述冷却管与所述第二氧气管之间限定出环形的冷却通道。
2.根据权利要求1所述的水煤浆烧嘴，其特征在于，所述冷却管的下端与所述第二氧气管的下端相连以封闭所述冷却通道的下端。
3.根据权利要求2所述的水煤浆烧嘴，其特征在于，所述冷却管与所述第二氧气管之间设有隔离管，所述隔离管将所述冷却通道隔离成环形的进水通道和环形的出水通道，所述出水通道与所述进水通道的下端连通。
4.根据权利要求3所述的水煤浆烧嘴，其特征在于，所述进水通道位于所述出水通道的内侧且所述第二氧气管的外壁面上设有多个用于散热的散热件。
5.根据权利要求2所述的水煤浆烧嘴，其特征在于，还包括封闭件，所述冷却管的下端与所述第二氧气管的下端分别与所述封闭件相连。
6.根据权利要求1所述的水煤浆烧嘴，其特征在于，所述水煤浆通道的下端面向下延伸超出所述燃料气通道和所述第一氧气通道的下端面第一预定距离。
7.根据权利要求6中所述的水煤浆烧嘴，其特征在于，所述第一氧气通道的下端面向下延伸超出所述燃料气通道的下端面第二预定距离，且所述第二氧气通道的下端面向下延伸超出所述水煤浆通道的下端面第三预定距离，所述第二和第三预定距离小于所述第一预定距离。
8.根据权利要求1所述的水煤浆烧嘴，其特征在于，所述燃料气管的下端由端塞封闭，所述端塞设有与所述燃料气通道连通且贯穿该端塞的燃料气喷射孔。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的水煤浆烧嘴，其特征在于，所述第一氧气通道的下端的径向尺寸小于所述第一氧气通道的其余部分的径向尺寸。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的水煤浆烧嘴，其特征在于，所述水煤浆通道的下端的径向尺寸小于所述水煤浆通道的其余部分的径向尺寸，且所述第二氧气通道的下端的径向尺寸小于所述第二氧气通道的其余部分的径向尺寸。
全文摘要
本发明公开了一种水煤浆烧嘴，包括燃料气管、第一氧气管、水煤浆管、第二氧气管和冷却管。其中燃料气管内具有燃料气通道，所述燃料气通道内设有点火机构。第一氧气管套设在燃料气管的外面以在第一氧气管与燃料气管之间限定出环形的第一氧气通道。水煤浆管套设在第一氧气管的外面以在水煤浆管与第一氧气管之间限定出环形的水煤浆通道。第二氧气管套设在水煤浆管的外面以在第二氧气管与水煤浆管之间限定出环形的第二氧气通道。冷却管套设在第二氧气管的外面以在冷却管与第二氧气管之间限定出环形的冷却通道。根据本发明的水煤浆烧嘴采用组合式结构，具有点火开工功能，且结构简单，使用寿命长。
文档编号C10J3/50GK103013574SQ201210489139
公开日2013年4月3日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者张建胜, 马宏波, 岳军, 王帅, 曾祖义, 朱疆, 王云杰, 孟菲 申请人:清华大学, 北京盈德清大科技有限责任公司