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NS高效长寿命水煤浆气化喷嘴技术

NS高效长寿命水煤浆气化喷嘴是基于沫状两相流的不稳震荡雾化机理,采用气液内混式、单通道、外扩张、水冷夹套、合金钢与高温陶瓷材料复合结构。

NS高效长寿命水煤浆气化喷嘴优势:

喷嘴使用寿命大幅度延长,保证一年。

采用扩张喷口,刮刷破坏性差磨损小,避免了破坏性强的冲刷磨损;

采用合金钢与高温陶瓷复合材质,其耐磨性比所用合金钢提高十倍以上;

只需冷却外壁,水煤浆摩擦面整体低温,相比现有喷嘴强度提高;

外夹套冷却,换热效果好,不易损坏。

气化效果好,碳转化率高,节煤、降低灰渣量。

喷嘴雾化机理合理清晰,结构无缺陷,天然优势;

喷嘴液滴形成、细化均化、震荡雾化和部分喷射雾化在喷嘴内部进行,部分喷射雾化、汽爆雾化和雾炬在高温辐射区形成,有利于气化反应的进行;

高温辐射区雾炬形成区短,雾化粒度细而均匀,气化反应快提高碳转化率。

NS高效长寿命水煤浆气化喷嘴对比:

项目

三通道外混式水煤浆气化喷嘴

NS高效长寿命水煤浆气化喷嘴

结构

外混式、三通道、内缩口、外环管冷却

内混式、单通道、外扩张、水冷夹套冷却、合金钢与高温陶瓷复合材质

雾化机理

1、整个喷嘴雾矩的形成过程均在高温辐射区;

2、内辐射区交错喷射,缩短了喷射液柱区,高速剪切形成液滴,部分外围小液滴汽爆细化同时致冷,甚至发生气化反应;

3、喷射液滴高速进一步挤压和拉曳破碎,液体微粒按韦伯准数破碎原则再次分裂均化,同时外围液粒汽爆细化致冷,外围液粒发生气化反应;

4、雾化液粒汽爆细化,形成雾矩,发生气化反应;

5、雾化三个阶段交错,粒度分布宽,不利于缩短反应时间,转化率低或有效成份含量低。

1、喷嘴液滴形成、细化均化、震荡雾化和部分喷射雾化均在喷嘴内,部分喷射雾化、汽爆雾化和雾矩在高温辐射区内;

2、内部水浆和氧气低速混合形成沫状流(液滴形成,关键阶段);

3、一定长度的喷口进一步细化均化,

扩张段前端氧气降压突扩,不稳震荡雾化细化(控制阶段);

4、扩张段后端喷射液粒高速进一步挤压和拉曳破碎,液粒按韦伯准数破碎原则再次分裂均化(瓶颈);

5、高温辐射区进一步喷射雾化(韦伯准数破碎原则),同时外围液粒汽爆细化并发生气化反应;

6、高温辐射区雾化液粒汽爆细化,形成雾矩,发生气化反应;

7、雾化三个阶段分割较清晰,雾化粒度细而均匀,有利于缩短反应时间,转化率高。

气化效果

雾矩形成区过长,部分液滴喷射雾化不完全就开始发生气化反应,所以雾化粒度分布宽,火炬长,要求气化炉高度足够长,才能完全反应。

高温辐射区雾矩形成区短,雾化粒度细而均匀,反应快火炬短,提高反应转化率、节煤、降低灰渣量。

寿命分析

1、收缩喷口冲刷磨损严重(速度过低不利于雾化,速度过高磨损大;给定喷嘴收缩口经过一定时间磨损,喷口变大,速度降低,雾化效果变差,转化率降低,定位损坏);

2、高温辐射,喷口材料高温强度降低,磨损加剧,寿命缩短(结构决定无法使用陶瓷材料);

3、外环管冷却,只冷却外壁并且冷却效果差;中间和中心管壁无法冷却,磨损大,但又是影响雾化效果最关键的地方;

5、雾化机理不合理造成结构缺陷,先天不足;

6、进口喷嘴寿命3个月左右,国产喷嘴寿命45-60天。

1、扩张喷口刮刷,破坏性差,磨损小;

2、采用合金钢与高温陶瓷复合材质,耐磨性比所用合金钢提高10倍以上;

3、只需冷却外壁,煤浆摩擦面整体低温,相比现有喷嘴强度提高;

4、外夹套冷却,换热效果好,不易损坏;

5、雾化机理合理清晰,结构无缺陷,天然优势;

6、喷嘴寿命一年以上。

NS高效长寿命水煤浆气化喷嘴应用范围:

广泛应用于水煤浆气化、污水煤浆气化等装置进料系统。


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