一種氣體分布器、氣化爐及含碳物料氣化方法
【專利摘要】本發明公開一種氣體分布器、氣化爐及含碳物料氣化方法，涉及含碳物料氣化【技術領域】。所述氣體分布器包括：底部設有排渣口的錐形分布板，貫穿設置于所述錐形分布板上的至少一個噴管，經由各所述噴管進入所述錐形分布板所圍成的空間內的氣化劑形成渦流；其中，所述噴管包括：中心內管，套裝在所述中心內管上的至少一個外管，所述中心內管和與所述至少一個外管之間形成有環隙。當該氣體分布器用于含碳物料氣化技術時，可減輕氣化爐內形成流動死區、含碳物料燒結和結渣等現象。
【專利說明】一種氣體分布器、氣化爐及含碳物料氣化方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及含碳物料氣化【技術領域】，尤其涉及一種氣體分布器、氣化爐及含碳物料氣化方法。
【背景技術】
[0002]目前，煤主要是通過直接燃燒的方式進行使用，但直接燃燒的方式導致煤的利用率較低，同時還會污染環境。為此，出現了一種煤氣化技術，將顆粒狀的煤轉換成煤氣，以提高煤的利用率和減輕對環境的污染。煤氣化技術是指:顆粒狀的煤與氣化劑發生氣化反應，生成煤氣；具體地，煤氣化是在氣化爐中完成的，顆粒狀的煤在自下而上的氣化劑的作用下運動，并與氣化劑發生氣化反應生成煤氣。
[0003]在煤氣化技術中，影響煤氣化的關鍵因素之一是氣化劑分布情況，因此，影響氣化劑分布情況的氣體分布器的設計就十分重要。現有技術中，氣化爐所使用的氣體分布器通常為多孔板分布器，多孔板分布器分為平板分布器和錐形分布器兩種；其中，平板分布器由于存在漏料和氣化劑流動不均勻等問題，在實際生產中較少應用；因此，目前常用多孔板分布器為錐形分布器，錐形分布器包括錐形分布板，在錐形分布板上設有若干小孔，氣化劑經由各小孔進入氣化爐中與顆粒狀的煤發生氣化反應，將顆粒狀的煤轉換成煤氣。
[0004]對于低壓煤氣化技術，因氣化爐內的壓力相對較低，使得進入位于錐形分布器上方的爐內空間的氣化劑可以以較高氣速流動，使顆粒狀的煤可以充分氣化反應；不過，對于中高壓煤氣化技術，因氣化爐內的壓力相對較大，經由各小孔進入上述爐內空間的氣化劑壓縮嚴重，導致進入上述爐內空間的氣化劑的氣速較低、流動性差，特別是在有大粒徑顆粒狀的煤參與氣化的過程中，易在錐形分布器中形成流動死區；另外，加壓提高了氣化爐的氣化強度，即顆粒狀的煤的處理量增大，對于顆粒狀的煤和過熱蒸汽的氣化反應而言，需熱量增大，耗氧量增加，但是由于上述爐內空間中的氣化劑的氣速低、流動性差，顆粒狀的煤與氧氣燃燒放出的熱量傳遞的慢，從而導致在上述爐內空間出現局部高溫區，進而導致上述爐內空間出現顆粒狀的煤燒結或結渣等不良現象。
[0005]綜上所述，當氣化爐采用上述錐形分布器進行煤氣化時，易在氣化爐內形成流動死區、并出現燒結和結渣等現象。
【發明內容】
[0006]本發明的目的在于提供一種氣體分布器、氣化爐及含碳物料氣化方法，可減輕氣化爐內形成流動死區、含碳物料燒結和結渣等現象。
[0007]為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案:
[0008]一種氣體分布器，包括:底部設有排渣口的錐形分布板，貫穿設置于所述錐形分布板上的至少一個噴管，經由各所述噴管進入所述錐形分布板所圍成的空間內的氣化劑形成渦流；其中，所述噴管包括:中心內管，套裝在所述中心內管上的至少一個外管，所述中心內管和與所述至少一個外管之間形成有環隙。
[0009]優選地，所述噴管包括一個所述外管，所述中心內管的出氣口從所述外管的出氣口伸出。
[0010]較佳地，所述中心內管的出氣口伸出所述外管的出氣口的長度為所述中心內管的壁厚的1.2-3倍。
[0011]可選地，所述中心內管為直徑一致的圓管；所述外管為直徑一致的圓管，或，所述外管為在所述外管的出氣口處直徑變細的變徑管。
[0012]優選地，所述外管的進氣口直徑是該外管的出氣口直徑的1-3倍。
[0013]進一步地，所述中心內管與所述外管之間設置有用于固定所述中心內管、并可供氣化劑通過的支撐件。
[0014]優選地，所述中心內管的軸心線與所述外管的軸心線重合。
[0015]較佳地，所述噴管數量為多個，各所述噴管的軸心線分別與所述錐形分布板的內側表面相交的各點位于同一水平面上。
[0016]進一步地，所述噴管至少分為兩組，每組包括數個所述噴管，每組中的各所述噴管的軸心線分別與所述錐形分布板的內側表面相交的各點位于同一水平面上，且分別通過各組噴管的氣化劑所形成的渦流流動方向相同。
[0017]較佳地，每個所述噴管的軸心線與水平面間夾角為0° -45° ；
[0018]每個所述噴管的軸心線在水平面上的投影線，與，經過該噴管的軸心線與所述錐形分布板的內側表面相交的點和所述錐形分布板的中心的水平線的夾角為20° -80°。
[0019]優選地，所述錐形分布板設有多個小孔，每個所述小孔的直徑為0.5mm-5mm ;所述錐形分布板的開孔率為0.1-1%。
[0020]進一步地，所述氣體分布器還包括:與所述排渣口連通的排渣管，以及與所述排渣管連通用于調整所述排渣管排渣速度的吹氣管。
[0021]本發明同時還提供了一種氣化爐，包括:氣化爐殼體，分別與所述氣化爐殼體連通的進料管線和出氣管線，以及設置于所述氣化爐殼體中的所述氣體分布器。
[0022]本發明同時還提供了一種使用所述氣化爐的含碳物料氣化方法，包括:
[0023]通過各所述噴管向所述氣化爐中且位于所述錐形分布板上方的爐內空間通入氣化劑，進入所述爐內空間的所述氣化劑形成渦流；
[0024]從所述進料管線向所述氣化爐內加入含碳物料，所述含碳物料隨所述渦流流動，并與所述氣化劑發生氣化反應，生成的可燃氣體通過所述出氣管線排出所述氣化爐殼體外，生成的廢渣通過所述排渣口排出。
[0025]優選地，所述噴管包括一個所述外管，所述氣化劑包括過熱蒸汽和氧氣；
[0026]所述中心內管供含有氧氣的過熱蒸汽通過，所述外管和所述中心內管之間的環隙供不含有氧氣的過熱蒸汽通過，且通過所述環隙的不含有氧氣的過熱蒸汽的氣速大于通過所述中心內管的含有氧氣的過熱蒸汽的氣速；
[0027]—部分含碳物料與所述氧氣發生燃燒放熱反應，另一部分含碳物料在所述催化劑的催化作用下與所述過熱蒸汽發生氣化反應，所述氣化反應所需的熱量由所述燃燒放熱反應提供，含碳物料在發生所述燃燒放熱反應和所述氣化反應后生成可燃氣體和廢渣。
[0028]可選地，含有氧氣的過熱蒸汽通過所述中心內管時的氣速為10m/s-100m/s,不含有氧氣的過熱蒸汽通過所述環隙時的氣速是含有氧氣的過熱蒸汽通過所述中心內管時的氣速的1-2倍。
[0029]進一步地，通過所述中心內管的過熱蒸汽中氧氣的濃度為0_40mol%。
[0030]當采用本發明提供的氣體分布器進行含碳物料氣化時，氣化劑經由各噴管進入錐形分布板所圍成的空間，并形成渦流，含碳物料進入到氣化劑所形成的渦流中后，會跟隨氣化劑流動，同時，含碳物料與氣化劑發生氣化反應，生成可燃氣體及廢渣。
[0031]從上述技術方案可知，當進行含碳物料氣化反應時，通過噴管進入錐形分布板所圍成的空間的氣化劑形成渦流，含碳物料在氣化劑的帶動下流動，從而強化了錐形分布板所圍成的空間內的湍動程度，進而可以防止形成流動死區；同時還強化了流化及傳熱，從而還可以防止形成局部高溫區，進而可以減少含碳物料燒結、結渣現象出現。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0032]此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本發明的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中:
[0033]圖1為本發明實施例提供的氣體分布器安裝于氣化爐殼體中的裝配示意圖一；
[0034]圖2為圖1中氣體分布器的主視圖；
[0035]圖3為圖1中氣體分布器的俯視圖；
[0036]圖4為圖1中噴管的結構示意圖一；
[0037]圖5為圖1中噴管的結構示意圖二；
[0038]圖6為本發明實施例提供的氣體分布器安裝于氣化爐殼體中的裝配示意圖二。
[0039]附圖標記:
[0040]1-氣化爐殼體，2_錐形分布板，
[0041]3-噴管，4-排渣管，
[0042]5-氣室，6-小孔，
[0043]7-外管，8-中心內管，
[0044]9-環隙，10-吹氣管，
[0045]11-水平面。
【具體實施方式】
[0046]為了進一步說明本發明實施例提供的氣體分布器、氣化爐及含碳物料氣化方法，下面結合說明書附圖進行詳細描述。
[0047]實施例一
[0048]請參閱圖1、圖2、圖3和圖4，本發明實施例提供一種氣體分布器，包括:底部設有排渣口的錐形分布板2，貫穿設置于錐形分布板2上的至少一個噴管3，經由各噴管3進入錐形分布板2所圍成的空間內的氣化劑形成渦流；其中，每個噴管3包括:中心內管8，套裝在中心內管8上的至少一個外管7，中心內管8和與至少一個外管7之間形成有環隙9。
[0049]當采用上述氣體分布器進行含碳物料氣化時，氣化劑經由各噴管3進入錐形分布板2所圍成的空間并形成渦流，含碳物料進入到氣化劑所形成的渦流后，會跟隨氣化劑流動，同時，含碳物料與氣化劑發生氣化反應，生成可燃氣體及廢渣。
[0050]在上述氣體分布器中，氣化劑通過噴管3進入錐形分布板2所圍成的空間，并形成渦流，含碳物料在氣化劑的帶動下流動，從而強化了錐形分布板2所圍成的空間內的湍動程度，進而可以防止形成流動死區；同時還強化了流化及傳熱，從而還可以減少含碳物料燒結、結渣現象出現。
[0051]在上述實施例中，含碳物料具體可以為顆粒狀的煤或煤焦等含碳的化石燃料，氣化劑具體可以為過熱蒸汽或二氧化碳、氫氣、一氧化碳中的一種或幾種，，下面為了描述方便，以含碳物料為顆粒狀的煤、氣化劑為過熱蒸汽為例進行描述。
[0052]具體實施時，錐形分布板2為圓錐形分布板或類圓錐形分布板，在錐形分布板2的底部設有排渣口；錐形分布板2的錐角c可以為30° -120°，為了保證錐形分布板2所圍成的空間大小和便于使廢渣從排渣口排出，優選地，錐角c為60° -90°。在錐形分布板2的設定軌跡上設有多個安裝孔，各噴管3分別安裝在各安裝孔中，且各噴管3的出氣口凸出錐形分布板2的內表面，氣化劑在通過各噴管3進入錐形分布板2所圍成的空間后形成渦流。
[0053]請繼續參閱圖1和圖4，噴管3包括一個外管7，中心內管8的出氣口從外管7的出氣口伸出；使用時，中心內管8中通入含有氧氣的過熱蒸汽，環隙9中通入不含有氧氣的過熱蒸汽。當通過各噴管3向錐形分布板2所圍成的空間通入過熱蒸汽，進入上述空間中的過熱蒸汽形成渦流，其中，含有氧氣的過熱蒸汽通過中心內管8進入上述空間，不含有氧氣的過熱蒸汽通過外管7和內管8之間的環隙9進入上述空間，且通過環隙9的不含有氧氣的氣化劑的氣速大于通過中心內管8的含有氧氣的氣化劑的氣速；一部分顆粒狀的煤與氧氣發生燃燒放熱反應，另一部分顆粒狀的煤在催化劑的催化作用下與過熱蒸汽發生氣化反應，氣化反應所需的熱量由上述燃燒放熱反應提供，顆粒狀的煤在發生燃燒放熱反應和氣化反應后生成煤氣及廢渣。
[0054]由于中心內管8的出氣口從外管7的出氣口伸出，且通過環隙9的不含有氧氣的過熱蒸汽的氣速大于通過中心內管8的含有氧氣的過熱蒸汽的氣速，從而可以控制噴管3附近流場，在中心內管8的伸出外管7部分的管壁外周及出氣口附近形成渦流，從而可以有效阻止顆粒狀的煤及反應后產生的灰在中心內管8的伸出外管7部分的管壁外周上及出氣口處的沉積，進而可以減少結渣；而且，由于從中心內管8和環隙9中噴出的過熱蒸汽可以帶走在中心內管8的伸出外管7部分的管壁外周上及出氣口處的顆粒狀的煤和反應后生成的灰，因此會減輕顆粒狀的煤及反應后產生的灰撞擊和刮劃噴管3的現象，進而降低了噴管3的磨損程度，提高了噴管3的使用壽命。
[0055]在一種優選實施方式中，中心內管8的出氣口伸出外管7的出氣口的長度為中心內管8的壁厚的1.2-3倍，如此設計，可通過控制噴管3附近的流場，從而可強化氣化劑的流動及渦流的形成，進而強化噴管3的出氣口處的換熱程度，將中心內管8出氣口處顆粒狀的煤與氧氣發生燃燒放熱反應所產生的熱量及時換走疏散，降低了在噴管3的出氣口處結渣的風險。
[0056]請參閱圖4和圖5,在一種優選實施方式中，中心內管8和外管7都為直徑一致的圓管，或，中心內管8為直徑一致的圓管，外管7為在外管7的出氣口處直徑變細的變徑管；優選地，外管7的進氣口直徑是該外管7的出氣口直徑的1-3倍。外管7采用變徑管可以提高從環隙9噴出的過熱蒸汽的氣速，從而可以進一步減少顆粒狀的煤及反應后產生的灰在中心內管8的伸出外管7部分的管壁外周上及出氣口處沉積，進而可以減少結渣。
[0057]進一步地，為了固定中心內管8，在中心內管8與外管7之間設置有供不含有氧氣的過熱蒸汽通過的支撐件(圖中未示出)。具體地，支撐件為環形結構，環形結構上設有供不含有氧氣的過熱蒸汽通過的多個孔隙，或，支撐件為沿同一圓形軌跡間隔排列的多個支撐塊。支撐件在不影響不含有氧氣的過熱蒸汽從環隙9中通過的同時，還用于固定中心內管8以及保證環隙9大小。由于通過環隙9的不含有氧氣的過熱蒸汽的溫度較高，因此支撐件由耐高溫材料制成。
[0058]請繼續參閱圖4和圖5，中心內管8的軸心線與外管7的軸心線重合。如此設計，使得外管7和中心內管8之間的環隙9均勻，從而使通過環隙9的不含有氧氣的過熱蒸汽均勻地從環隙9的出氣口噴出，防止在環隙9的出氣口處因氣化劑不均而形成局部高溫區，從而減少在噴管3的出氣口處結渣。
[0059]在上述實施例提供的氣體分布器中，噴管3的數量可以為一個，但為了使進入錐形分布板2所圍成的空間內的過熱蒸汽易于形成渦流，優選地，噴管3的數量為多個，且各噴管3的軸心線與錐形分布板2的內側表面相交的各點位于同一水平面上；具體地，請繼續參閱圖2和圖3，每個噴管3的軸心線與水平面間夾角a為0° -45°，為了便于安裝，夾角a優選為噴管3的軸心線與錐形分布板2板面垂直時所對應的角度；每個噴管3的軸心線在水平面上的投影線，與，經過該噴管3的軸心線與錐形分布板2的內側表面相交的點和錐形分布板2的中心的水平線的夾角b為20° -80° ;更加詳細地說，如圖3所示，噴管3的軸心線在水平面上的投影線為AB，經過該噴管3的軸心線與錐形分布板2的內側表面相交的點和錐形分布板2的中心的水平線為BC，AB與BC間的夾角b為20° -80° ;優選地，夾角b為30° -60°，在這個角度范圍中，從噴管3中噴出的過熱蒸汽更容易形成渦流。
[0060]值得一提的是，上述實施方式中，各噴管3的軸心線與錐形分布板2的內側表面相交的各點位于同一水平面上，但不限于此，各噴管3的軸心線與錐形分布板2的內側表面相交的各點可以位于不同的水平面上，具體地，將多個噴管3至少分為兩組，每組包括數個噴管3，每組中的各噴管3的軸心線與錐形分布板2的內側表面相交的各點位于同一水平面上，且分別通過各組噴管3的過熱蒸汽所形成的渦流流動方向相同。
[0061]請參閱圖6，在一種優選實施方式中，錐形分布板2上設有多個小孔6，每個小孔6的直徑為0.5mm-5mm ;錐形分布板2的開孔率為0.1_1%。如此設計,進入位于氣化爐中位于錐形分布板2上方的爐內空間內的過熱蒸汽由兩部分組成，一部分是經由噴管3進入，另一部分是先進入氣化爐中位于錐形分布板2下方的氣室5，然后經由各小孔6進入。因而，上述錐形分布板2可以由現有的錐形分布板改裝，從而可以降低制作氣體分布器的成本。
[0062]為了能夠調整排廢渣的速度，在上述各實施方式的基礎上，氣體分布器還包括:與排渣口連通的排渣管4，以及與排渣管4連通用于調整排渣管4排渣速度的吹氣管10。在錐形分布板2的底部設置有排渣管4，使氣化反應后的廢渣經由錐形分布板2底部進入排渣管4，并從排渣管4排出氣化爐，從而使氣體分布器不受氣化爐的爐內空間限制，提高氣體分布器的適用性；此外，通過調整通過吹氣管10的氣體的氣速，來調節排渣管4的排渣速度，當通過吹氣管10進入排渣管4的氣體的氣速較快時，該氣體會給排渣管4中的廢渣向上的阻力較大，因而可以減慢排渣速度；反之，當通過吹氣管10進入排渣管4的氣體的氣速較慢時，該氣體會給排渣管4中的廢渣向上的阻力較小，因而加快排渣速度。需要說明的是，經過吹氣管10的氣體具體可以為氣化劑或惰性氣體。
[0063]實施例二
[0064]本發明實施例還提供了一種氣化爐，包括:氣化爐殼體1，分別與氣化爐殼體I連通的進料管線和出氣管線，以及設置于氣化爐殼體I中、上述技術方案所提的任一種氣體分布器。具體地，請繼續參閱圖1，錐形分布板2貫穿設置于氣化爐殼體I內，錐形分布板2的排渣口連接有排渣管4，排渣管4向下穿過氣化爐殼體I，各噴管3分別穿過氣化爐殼體I上的預設孔和錐形分布板2上的安裝孔，且各噴管3的出氣口凸出錐形分布板2的內表面。
[0065]當采用上述氣化爐進行含碳物料氣化時，氣化劑經由各噴管3進入氣化爐中位于錐形分布板2上方的爐內空間，并形成渦流，含碳物料從進料管線加入，進入到氣化劑所形成的渦流中后，跟隨氣化劑流動的同時，含碳物料與氣化劑發生氣化反應，生成的可燃氣體由出氣管線排出，生成的廢渣由排渣口排出。因氣化劑通過噴管3進入上述爐內空間后會形成渦流，因此，強化了上述爐內空間的湍動程度，從而可以防止形成流動死區；同時強化流化及傳熱，防止形成局部高溫區，從而可以減少含碳物料燒結、結渣現象出現。
[0066]實施例三
[0067]本發明實施例還提供了一種含碳物料氣化方法，包括:
[0068]101、通過各噴管3向氣化爐中且位于錐形分布板2上方的爐內空間通入氣化劑，進入上述爐內空間的氣化劑形成渦流；
[0069]102從進料管線向氣化爐內加入含碳物料，含碳物料隨渦流流動，并與氣化劑發生氣化反應,生成的可燃氣體通過出氣管線排出氣化爐殼體I外，生成的廢渣通過排渣口排出。
[0070]更加詳細地說，在進行含碳物料氣化時，氣化劑經由各噴管3進入氣化爐中位于錐形分布板2上方的爐內空間，并形成渦流，含碳物料從進料管線加入，在位于錐形分布板2上方的爐內空間，含碳物料與氣化劑發生氣化反應，生成的可燃氣體由出氣管線排出氣化爐殼體I外，生成的廢渣由排渣口排出。因氣化劑通過噴管3進入上述爐內空間后會形成渦流，因此可以強化上述爐內空間的湍動程度，從而可以防止形成流動死區，同時強化流化及傳熱，防止形成局部高溫區，從而可以減少含碳物料燒結、結渣現象出現。
[0071]在上述實施例中，含碳物料具體可以為顆粒狀的煤或煤焦等含碳的化石燃料，氣化劑具體可以為過熱蒸汽或氫氣，下面以含碳物料為顆粒狀的煤、氣化劑為過熱蒸汽為例進行描述。
[0072]在上述含碳物料氣化方法中，當噴管3包括一個外管7時，中心內管8供含有氧氣的過熱蒸汽通過，外管7和中心內管8之間的環隙9供不含有氧氣的過熱蒸汽通過，且通過環隙9的不含有氧氣的過熱蒸汽的氣速大于通過中心內管8的含有氧氣的過熱蒸汽的氣速；
[0073]一部分顆粒狀的煤與氧氣發生燃燒放熱反應，另一部分顆粒狀的煤在催化劑的催化作用下與過熱蒸汽發生氣化反應，氣化反應所需的熱量由上述一部分顆粒狀的煤與氧氣發生燃燒放熱反應提供，顆粒狀的煤在發生燃燒放熱反應和氣化反應后生成可燃氣體和廢渣。
[0074]因中心內管8的出氣口從外管7的出氣口伸出，以及通過環隙9的不含有氧氣的過熱蒸汽的氣速大于通過中心內管8的含有氧氣的過熱蒸汽的氣速，從而可以控制噴管3附近流場，并可在中心內管8的伸出外管7部分的管壁外周及出氣口附近形成渦流，從而可以有效阻止顆粒狀的煤及反應后產生的灰在中心內管8的伸出外管7部分的管壁外周上及出氣口處的沉積，進而可以減少結渣；由于從中心內管8和環隙9中噴出的過熱蒸汽可以帶走在中心內管8的伸出外管7部分的管壁外周上及出氣口處的顆粒狀的煤及反應后產生的灰，因此減輕顆粒狀的煤及反應后產生的灰撞擊和刮劃噴管3的現象，進而降低了噴管3的磨損程度，提高了噴管3的使用壽命。
[0075]上述含有氧氣的過熱蒸汽經由中心內管8通入位于錐形分布板2上方的爐內空間，中心內管8的進氣口分別與過熱蒸汽氣源和氧氣氣源連接，過熱蒸汽氣源中過熱蒸汽的溫度通常為300° -500°，氧氣氣源中氧氣的溫度通常為20° -25°。
[0076]為了促進渦流的形成，在一種優選實施方式中，通入中心內管8中含有氧氣的過熱蒸汽的氣速為10m/s-100m/s,通入環隙9中不含有氧氣的過熱蒸汽的氣速是通入中心內管8中含有氧氣的過熱蒸汽的氣速的1-2倍。
[0077]值得一提的是，在上述含碳物料氣化過程中，顆粒狀的煤在氣化劑作用下呈流化狀態，因此，這種含碳物料氣化方式也稱為流化床氣化。通過中心內管8的氣化劑包括氧氣和過熱蒸汽，通過環隙9的氣化劑包括過熱蒸汽。可燃氣體包括一氧化碳、氫氣和甲烷。
[0078]為了防止在上述爐內空間形成局部高溫區，進而出現結渣現象，因此含有氧氣的過熱蒸汽中氧氣的濃度一般控制在0_40mol% ;在一種優選實施方式中，錐形分布板2上設有多個小孔6，經小孔6進入的過熱蒸汽可以為含有氧氣的過熱蒸汽，或不含有氧氣的過熱蒸汽，其中，含有氧氣的過熱蒸汽中氧氣濃度通常為0-20mol %。
[0079]以上所述，僅為本發明的【具體實施方式】，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。因此，本發明的保護范圍應以所述權利要求的保護范圍為準。
【權利要求】
1.一種氣體分布器，其特征在于，包括:底部設有排渣口的錐形分布板，貫穿設置于所述錐形分布板上的至少一個噴管，經由各所述噴管進入所述錐形分布板所圍成的空間內的氣化劑形成渦流；其中，所述噴管包括:中心內管，套裝在所述中心內管上的至少一個外管，所述中心內管和與所述至少一個外管之間形成有環隙。
2.根據權利要求1所述的氣體分布器，其特征在于，所述噴管包括一個所述外管，所述中心內管的出氣口從所述外管的出氣口伸出。
3.根據權利要求2所述的氣體分布器，其特征在于，所述中心內管的出氣口伸出所述外管的出氣口的長度為所述中心內管的壁厚的1.2-3倍。
4.根據權利要求1-3任一所述的氣體分布器，其特征在于，所述中心內管為直徑一致的圓管；所述外管為直徑一致的圓管，或，所述外管為在所述外管的出氣口處直徑變細的變徑管。
5.根據權利要求4所述的氣體分布器，其特征在于，所述外管的進氣口直徑是該外管的出氣口直徑的1-3倍。
6.根據權利要求2所述的氣體分布器，其特征在于，所述中心內管與所述外管之間設置有用于固定所述中心內管、并可供氣化劑通過的支撐件。
7.根據權利要求1所述的氣體分布器，其特征在于，所述中心內管的軸心線與所述外管的軸心線重合。
8.根據權利要求7所述的氣體分布器，其特征在于，所述噴管數量為多個，各所述噴管的軸心線分別與所述錐形分布板的內側表面相交的各點位于同一水平面上。
9.根據權利要求7所述的氣體分布器，其特征在于，所述噴管至少分為兩組，每組包括數個所述噴管，每組中的各所述噴管的軸心線分別與所述錐形分布板的內側表面相交的各點位于同一水平面上，且分別通過各組噴管的氣化劑所形成的渦流流動方向相同。
10.根據權利要求8或9所述的氣體分布器，其特征在于， 每個所述噴管的軸心線與水平面間夾角為0° -45° ； 每個所述噴管的軸心線在水平面上的投影線，與，經過該噴管的軸心線與所述錐形分布板的內側表面相交的點和所述錐形分布板的中心的水平線的夾角為20° -80°。
11.根據權利要求1所述的氣體分布器，其特征在于，所述錐形分布板設有多個小孔，每個所述小孔的直徑為0.5mm-5mm ;所述錐形分布板的開孔率為0.1_1%。
12.根據權利要求1所述的氣體分布器，其特征在于，還包括:與所述排渣口連通的排渣管，以及與所述排渣管連通用于調整所述排渣管排渣速度的吹氣管。
13.一種氣化爐，其特征在于，包括:氣化爐殼體，分別與所述氣化爐殼體連通的進料管線和出氣管線，以及設置于所述氣化爐殼體中、如權利要求1-12任一所述的氣體分布器。
14.一種使用權利要求13所述氣化爐的含碳物料氣化方法，其特征在于，包括: 通過各所述噴管向所述氣化爐中且位于所述錐形分布板上方的爐內空間通入氣化劑，進入所述爐內空間的所述氣化劑形成渦流； 從所述進料管線向所述氣化爐內加入含碳物料，所述含碳物料隨所述渦流流動，并與所述氣化劑發生氣化反應，生成的可燃氣體通過所述出氣管線排出所述氣化爐殼體外，生成的廢渣通過所述排渣口排出。
15.根據權利要求14所述的含碳物料氣化方法，其特征在于， 所述噴管包括一個所述外管，所述氣化劑包括過熱蒸汽和氧氣； 所述中心內管供含有氧氣的過熱蒸汽通過，所述外管和所述中心內管之間的環隙供不含有氧氣的過熱蒸汽通過，且通過所述環隙的不含有氧氣的過熱蒸汽的氣速大于通過所述中心內管的含有氧氣的過熱蒸汽的氣速； 一部分含碳物料與所述氧氣發生燃燒放熱反應，另一部分含碳物料在所述催化劑的催化作用下與所述過熱蒸汽發生氣化反應，所述氣化反應所需的熱量由所述燃燒放熱反應提供，含碳物料在發生所述燃燒放熱反應和所述氣化反應后生成可燃氣體和廢渣。
16.根據權利要求15所述的含碳物料氣化方法，其特征在于，含有氧氣的過熱蒸汽通過所述中心內管時的氣速為lOm/s-lOOm/s，不含有氧氣的過熱蒸汽通過所述環隙時的氣速是含有氧氣的過熱蒸汽通過所述中心內管時的氣速的1-2倍。
17.根據權利要求15所述的含碳物料氣化方法，其特征在于，通過所述中心內管的過熱蒸汽中氧氣的濃度為0-40mOl%。
【文檔編號】C10J3/56GK104178224SQ201410386221
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月7日 優先權日:2014年8月7日
【發明者】宋新朝, 毛燕東, 李克忠 申請人:新奧科技發展有限公司