水煤浆气化技术作为第二代煤技术是煤洁净利用的方法之一,具有高效低污染性,已被列入国家重点项目计划。气化喷嘴是气化装置的关键部件,它的结构是否合理决定了气化炉与炉内的雾化场和空气动力场是否匹配。三通道外混式气化喷嘴是气化炉中应用最为广泛的喷嘴,但是在雾化质量、产生适宜的炉内流场、对负荷变化的适应性以及喷嘴寿命等方面仍有待进一步改进。故设计结构合理的气化喷嘴具有重要现实意义。本文首先就入射角分别为30°、32°的四通道喷嘴以及30°、32°的五通道喷嘴(依次标记为N1、N2、N3、N4)进行了冷态空气动力场试验,研究了喷嘴结构差异对炉内气体速度分布、CO示踪气体的浓度分布、颗粒停留时间分布影响。试验结果显示,模型气化炉内流场分为射流区、回流区和管流区,其中四个结构的喷嘴产生的炉内管流区大小一样,占总气化炉体积的39.08%,回流区的大小比较是喷嘴N2>N4>N1>N3,回流量的大小比较为N4>N3>N2>N1。四个喷嘴产生的炉内浓度分布特性比较接近,在喷口附近混合不均匀,越往炉底方向混合越充分。五通道喷嘴的平均停留时间比四通道喷嘴略长。其次对四个喷嘴进行了雾化试验研究,研究了喷嘴结构不同对雾化粒径、雾化角等主要雾化参数的影响。结果显示随着距离喷嘴的轴向长度的增大,雾化粒径越小。五通道喷嘴的雾化角相对于四通道喷嘴的过小,不利于雾化。最后,通过对以上四种不同结构喷嘴的试验结果总结,自主设计了新型四通道气化喷嘴,对该喷嘴进行雾化实验,以雾化粒径、雾化颗粒均匀度、雾化角作为指标进行结构的优化选型,选择了混合室1长度为10mm,混合室2长度为24mm,喷口孔径为12mmm的M8喷嘴为最优喷嘴,对选型后的最优喷嘴进行详细的雾化研究。