孔德升，宋兆龙，李 露，杜 泉

    (新能凤凰〔滕州〕能源有限公司 山东滕州 277527)

    水煤浆气化炉工艺烧嘴雾化性能的影响因素分析

    孔德升，宋兆龙，李 露，杜 泉

    (新能凤凰〔滕州〕能源有限公司 山东滕州 277527)

    介绍了水煤浆气化炉工艺烧嘴的雾化特点和雾化性能的判断方法。通过对影响工艺烧嘴物化性能的主要因素(介质流速、煤浆颗粒浓度、中心氧气占总氧比例)深入分析后，制定了优化和保障雾化性能的方法措施，力求达到优化生产工艺、提高工艺烧嘴雾化性能、延长工艺烧嘴和耐火砖使用周期的目的。

    工艺烧嘴 雾化性能 影响因素 优化措施

    新能凤凰(滕州)能源有限公司(以下简称新能凤凰公司)700 kt/a甲醇装置采用华东理工大学和国家水煤浆气化研究中心共同研发的多喷嘴对置式水煤浆气化炉(以下简称气化炉)制取原料气，预膜式三通道工艺烧嘴是该气化炉的核心技术之一。

    4只设置在同一水平面的预膜式三通道工艺烧嘴利用高速氧气(体积分数99.6%以上)将质量分数约65%的水煤浆对喷进入气化炉，使其雾化并快速燃烧，在加压非催化条件下进行部分氧化反应，生成以CO和H2为有效成分的粗煤气作为甲醇合成的原料气。工艺烧嘴利用对喷撞击强化混合和雾化效果以及热质传递过程，反应过程非常迅速(一般在4～10 s完成)，具有规模大、有效气体含量高、碳转化率高、炉膛上下温差小和耐火砖使用寿命长等优点；但是，预膜式工艺烧嘴连续使用寿命较短，一般只有60 d左右，制约了装置的长周期运行。

    1 工艺烧嘴雾化特点

    进入气化炉工艺烧嘴的氧气与水煤浆同时离开工艺烧嘴燃烧，通过内、外侧高速氧气的切割扰动实现水煤浆的雾化和水煤浆与氧气的充分混合。与内混式喷嘴相比，该工艺烧嘴内部没有预混腔，大大降低了煤浆通道出口的物料速度，减轻了煤浆通道的磨损，对延长喷嘴寿命有利；氧气压力损失大大降低，使雾化浆滴直径(SMD)缩小约10%，其原因是水煤浆膜初始厚度减薄，更易于雾化，水煤浆离开烧嘴后发生二次震荡破碎进而形成更小的浆滴，具有雾化效果好、碳转化率高和气化效率高的特点。

    4只工艺烧嘴在同一水平面上对称布置，来自高压煤浆泵的煤浆经工艺烧嘴被高速的纯氧气流雾化喷入炉膛，形成撞击流，湍流强度大，强化了质量传递，混合作用好，并在炉内形成射流区、撞击区、撞击流股、回流区、折返流区和管流区六大特征各异的流场区域 ......