本发明涉及水煤浆加压气化技术领域，具体涉及一种适用于煤化工气化炉上的工艺喷嘴。
背景技术：
煤气化工艺喷嘴是煤化工气化装置中的关键核心部件，它的质量关乎煤气化工艺的产业化发展。在煤气化反应工艺过程中，安装于煤气化炉顶部的工艺喷嘴垂直单喷或处于气化炉中间位置对置四喷，起作用为将干煤粉、水煤浆或其他有机溶液与氧气充分混合雾化后通过工艺喷嘴连续不断地喷入气化炉内进行煤气化反应，生成co h2的合成粗煤气。
工艺喷嘴一般由外氧组件、水煤浆组件、中心氧组件及其他流道组合而成，各部件均设有外接接口且其端部设有相应喷头，各部件控制头部雾化尺寸并通过螺栓装配进行连接。由于炉内温度保持在1300℃左右，外氧组件设有冷却系统，多为螺旋盘管形式，在使用过程中向螺旋盘管通水，不断地对工艺喷嘴进行冷却。
然而，采用螺旋盘管作为工艺喷嘴的冷却系统，换热面积小，在使用过程中极易出现喷嘴冷却系统局部开裂、co报警或喷嘴闪爆等安全问题，给客户喷嘴的长周期运行及安全运行带来很大的隐患。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种冷却效果好、能有效提高使用寿命的煤气化工艺喷嘴。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：
一种煤气化工艺喷嘴，包括外氧组件、水煤浆组件、内氧组件及其流道的工艺喷嘴，外氧组件设置冷却装置，
所述冷却装置包括水夹套、外氧头分流环、外氧头分水环和冷却水管，所述水夹套设于外氧管外圈，水夹套内设置水夹层将水夹套分隔成内流道和外流道，水夹套与冷却水管连通，冷却水管中的冷却水从内流道进入并经外氧头分流环及外氧头分水环后从外流道流出；
所述外氧头分流环为内流道顶部环，沿圆周间隔布设出水孔，所述出水孔以外氧管中轴线为基准，径向和法向均倾斜设置，倾斜角度为1︒-45︒。
进一步地，所述外氧头分水环设于外氧头的冷水腔室，将冷却水从内流道引入到外流道。
进一步地，所述外氧头端面内壁为齿状面。
进一步地，所述冷却装置与外氧组件之间设置连接法兰，所述连接法兰用来固定外氧管、水夹套和水夹层并设置外流道阻挡半环和内流道阻挡半环，所述外流道阻挡半环上设置与冷却水管连通的进水孔。
进一步地，所述冷却水管与安装大法兰之间设置连杆。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
本发明一种煤气化工艺喷嘴，通过将冷却装置从传统的螺旋盘管改为双层水夹套结构，冷却效果可提升30%，有效地提高了喷嘴的使用寿命。
附图说明
图1是本发明一种煤气化工艺喷嘴的冷却装置的结构示意图。
图2是本发明的工艺喷嘴外氧头部位的结构示意图。
图3是本发明的工艺喷嘴外氧头部位的纵截面示意图。
图4是本发明的连接法兰的结构示意图。
图中：连接法兰1；冷却水法兰2；冷却水管3；连杆4；安装大法兰5；水夹套6；水夹层7；外氧管8；外氧头分流环9；外氧头分水环10；外氧头端面11；外流道阻挡半环12；内流道阻挡半环13；进水孔14。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的实施例作进一步详细的描述。
本发明所述的工艺喷嘴，包括由内向外依次同心设置的中心氧组件、水煤浆组件和外氧组件，冷却装置设于外氧头部位。如图4所示，所述冷却装置与外氧组件之间设置连接法兰1，所述连接法兰1用来固定外氧管8、水夹套6和水夹层7并设置外流道阻挡半环12和内流道阻挡半环13，所述外流道阻挡半环12上设置与冷却水管3连通的进水孔14。
一种煤气化工艺喷嘴的冷却装置，如图1所示，包括水夹套6、外氧头分流环9、外氧头分水环10和冷却水管3，所述水夹套6设于外氧管8外圈，水夹套6内设置水夹层7将水夹套6分隔成内流道和外流道，冷却水管3的冷却水从内流道进入并通过外氧头分流环9及外氧头分水环10从外流道流出。冷却水管3的进水口连接于内流道，冷却水管3的出水口连接于外流道。具体地，冷却水管3与连接法兰1外流道阻挡半环12的进水孔14连通，冷却水从进水孔14进入内流道，如图3所示，冷却水从内流道经外氧头分流环9充溢于外氧头前端冷水腔室，再经外氧头分水环10将冷却水从内流道引流至外流道，因连接法兰1另一半边设置的内流道阻挡半环13则冷却水只能从另一半边的外流道流出，如此循环，从而充分冷却外氧头。优选地，如图3所示，所述外氧头分流环9为内流道顶部环，沿圆周间隔布设出水孔，所述出水孔以外氧管8中轴线为基准，径向和法向均倾斜设置，出水孔的倾斜角度为1︒-45︒，优选为5︒；具体地，环向间隔布设40个出水孔，出水孔的直径可取12mm。这样的旋流设计，沿径向和法向均带有一定角度，使得水流带有一定旋流角度进入外氧头冷水腔室，保证水流充满整个冷水腔室且分布均匀。
优选地，如图2所示，所述冷水腔室内的外氧头端面11内壁设置为齿状面，用来消除水流湍流后形成的气泡，避免对外氧头端面11的冷却造成影响。
优选地，所述冷却水管3的进水端和出水端分别设有冷却水法兰2，冷却水管3在进水端和出水端分别与安装大法兰5之间设置连杆4。由于冷却水法兰2重量较大，设置的连杆4可以有效增强冷却水管3的强度，避免冷却水管3受损。
以上所述仅是本发明优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明保护范围内。
1.一种煤气化工艺喷嘴，包括外氧组件、水煤浆组件、内氧组件及其流道的工艺喷嘴，外氧组件设置冷却装置，其特征在于：
所述冷却装置包括水夹套、外氧头分流环、外氧头分水环和冷却水管，所述水夹套设于外氧管外圈，水夹套内设置水夹层将水夹套分隔成内流道和外流道，水夹套与冷却水管连通，冷却水管中的冷却水从内流道进入并经外氧头分流环及外氧头分水环后从外流道流出；
所述外氧头分流环为内流道顶部环，沿圆周间隔布设出水孔，所述出水孔以外氧管中轴线为基准，径向和法向均倾斜设置，倾斜角度为1︒-45︒。
2.根据权利要求1所述的一种煤气化工艺喷嘴，其特征在于：所述外氧头分水环设于外氧头的水腔室，将冷却水从内流道引入到外流道。
3.根据权利要求2所述的一种煤气化工艺喷嘴，其特征在于：所述外氧头端面内壁为齿状面。
4.根据权利要求1所述的一种煤气化工艺喷嘴，其特征在于：所述冷却装置与外氧组件之间设置连接法兰，所述连接法兰用来固定外氧管、水夹套和水夹层并设置外流道阻挡半环和内流道阻挡半环，所述外流道阻挡半环上设置与冷却水管连通的进水孔。
技术总结