流態(tài)化固體燃料的噴槍的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及爐窯的燃料噴入裝置，尤其涉及一種流態(tài)化固體燃料的噴槍。
【背景技術(shù)】
[0002]玻璃、有色金屬冶煉、鋼鐵、鍋爐、石化等行業(yè)存在大量高溫火焰窯爐，高溫火焰窯爐使用各種天然氣、煤制氣、液化石油氣、混合煤氣等氣體燃料，各種重油、生物柴油、煤焦油等液態(tài)燃料，各類(lèi)煤、生物質(zhì)、石油焦等固體燃料。各種氣體、液體或固體燃料燃燒不僅產(chǎn)生大量的污染物，而且燃料燃燒的成本也成為企業(yè)的沉重負(fù)擔(dān)。尋求低污染、價(jià)格低廉的替代燃料以及相關(guān)的燃燒解決方案是降低成本、減少污染的重要措施。煤儲(chǔ)量豐富，價(jià)格低廉，在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái)，仍將是主要的一次能源來(lái)源；生物質(zhì)燃料具有綠色、再生特性，被視為綠色能源；作為石油行業(yè)延遲焦化副產(chǎn)品的石油焦，具有熱值高，價(jià)格低，在許多行業(yè)作為一種替代燃料。
[0003]中國(guó)專(zhuān)利CN201555217U披露一種石油焦粉專(zhuān)用燃燒器，該燃燒器以空氣為霧化氣并與流化態(tài)石油焦粉在槍頭進(jìn)行混合，噴入爐內(nèi)與空氣進(jìn)行燃燒。該燃燒器沒(méi)有對(duì)霧化氣進(jìn)行選擇甄別，也沒(méi)有研宄各種霧化氣對(duì)固體燃料燃燒產(chǎn)生的潛在影響，以及對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)和后續(xù)尾氣處理的影響；同時(shí)，由于固體燃料難以燃燒及控制，燃燒產(chǎn)生的污染大，會(huì)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)造成不良影響。該專(zhuān)利披露的燃燒器在實(shí)際使用中出現(xiàn)固體燃料難以著火、火焰黑區(qū)長(zhǎng)，固體燃料燃燒不充分并對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)產(chǎn)生影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種流態(tài)化固體燃料的噴槍?zhuān)緡姌審?qiáng)化霧化介質(zhì)與流態(tài)化固體燃料的混合，有效提高固體燃料在高溫下著火和穩(wěn)焰性能，噴槍噴口處形成噴射角度、回流區(qū)、聚濃區(qū)和相對(duì)稀疏區(qū)，提高燃燒效率和燃盡率，降低能耗和污染，改善產(chǎn)品質(zhì)量，提高窯爐壽命。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型流態(tài)化固體燃料的噴槍包括內(nèi)管、外管和霧化氣輸入管，所述內(nèi)管同軸套合于所述外管內(nèi)，所述內(nèi)管與外管之間形成霧化氣通道，所述霧化氣通道末端通過(guò)封板封口，所述霧化氣輸入管設(shè)于所述外管壁并且連通所述霧化氣通道，本噴槍還包括霧化氣噴頭和鈍體，所述霧化氣噴頭為環(huán)形并且設(shè)于所述霧化氣通道的前端部，所述鈍體設(shè)于所述內(nèi)管的噴口端部并且位于內(nèi)管的軸線(xiàn)。
[0006]進(jìn)一步，所述霧化氣噴頭的環(huán)形截面設(shè)有環(huán)形噴口、間隔布置的通孔噴口或間隔布置的U形槽噴口，所述通孔噴口包括階梯圓孔和/或等徑圓孔，所述階梯圓孔和/或等徑圓孔間隔布置，所述階梯圓孔和等徑圓孔在所述霧化氣噴頭的環(huán)形截面上按I?3:1間隔布置，所述U形槽噴口的U形槽設(shè)于所述霧化氣噴頭的外圈。
[0007]進(jìn)一步，所述階梯圓孔的大孔直徑與小孔直徑的比值為1.01?100，所述階梯圓孔的小孔直徑與所述等徑圓孔直徑的比值為0.1?10。
[0008]進(jìn)一步，所述霧化氣噴頭的通孔噴口或U形槽噴口至少為一個(gè)。
[0009]進(jìn)一步，所述霧化氣噴頭的通孔噴口以軸線(xiàn)為基準(zhǔn)傾斜60°?-60°角。
[0010]進(jìn)一步，所述內(nèi)管的噴口端部為等徑直通口、收縮口、擴(kuò)展口、矩形口或橢圓口。
[0011]進(jìn)一步，所述霧化氣通道的前端部與所述內(nèi)管的噴口端部齊平、所述霧化氣通道的前端部突出于所述內(nèi)管的噴口端部或所述霧化氣通道的前端部位于所述內(nèi)管的噴口端部后側(cè)。
[0012]進(jìn)一步，所述鈍體與所述內(nèi)管的噴口端部齊平、所述鈍體突出于所述內(nèi)管的噴口端部或所述鈍體位于所述內(nèi)管的噴口端部后側(cè)，所述鈍體的形狀為錐形、錐形與圓柱形組合或錐形與圓柱形、圓臺(tái)形組合，所述錐形與圓柱形組合的圓柱形底端倒角。
[0013]進(jìn)一步，所述錐形與圓柱形組合的鈍體在所述圓柱形的圓周面沿軸線(xiàn)間隔設(shè)有弧形凹槽。
[0014]進(jìn)一步，本噴槍還包括混合室、所述混合室設(shè)于所述霧化氣噴頭的前端，所述混合室的長(zhǎng)度在0.01至100倍內(nèi)管的噴口端部直徑之間，所述混合室的形狀為等徑圓柱形、圓錐縮口形或圓錐擴(kuò)展形。
[0015]由于本實(shí)用新型流態(tài)化固體燃料的噴槍采用了上述技術(shù)方案，即本噴槍包括內(nèi)管、外管和霧化氣輸入管，所述內(nèi)管同軸套合于所述外管內(nèi)，所述內(nèi)管與外管之間形成霧化氣通道，所述霧化氣通道末端通過(guò)封板封口，所述霧化氣輸入管設(shè)于所述外管壁并且連通所述霧化氣通道，本噴槍還包括霧化氣噴頭和鈍體，所述霧化氣噴頭為環(huán)形并且設(shè)于所述霧化氣通道的前端部，所述鈍體設(shè)于所述內(nèi)管的噴口端部并且位于內(nèi)管的軸線(xiàn)。本噴槍強(qiáng)化霧化介質(zhì)與流態(tài)化固體燃料的混合，有效提高固體燃料在高溫下著火和穩(wěn)焰性能，噴槍噴口處形成噴射角度、回流區(qū)、聚濃區(qū)和相對(duì)稀疏區(qū)，提高燃燒效率和燃盡率，降低能耗和污染，改善廣品質(zhì)量，提尚窖爐壽命。
【附圖說(shuō)明】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明:
[0017]圖1為本實(shí)用新型流態(tài)化固體燃料的噴槍的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2為本噴槍中霧化氣噴頭設(shè)有環(huán)形噴口的示意圖；
[0019]圖3為本噴槍中霧化氣噴頭設(shè)有通孔噴口的示意圖；
[0020]圖4為本噴槍中霧化氣噴頭設(shè)有U形槽噴口的示意圖；
[0021]圖5為本噴槍中霧化氣噴頭的階梯圓孔與等徑圓孔間隔布置的示意圖；
[0022]圖6為本噴槍中霧化氣噴頭的等徑圓孔間隔布置的示意圖；
[0023]圖7為本噴槍中霧化氣噴頭的階梯圓孔與等徑圓孔間隔布置剖面示意圖；
[0024]圖8為本噴槍中霧化氣噴頭一個(gè)等徑圓孔布置示意圖；
[0025]圖9為本噴槍中霧化氣噴頭的通孔噴口傾斜設(shè)置的示意圖；
[0026]圖10為圖9的剖面示意圖；
[0027]圖11為本噴槍中內(nèi)管的噴口端部為等徑直通口的示意圖；
[0028]圖12為本噴槍中內(nèi)管的噴口端部為收縮口的示意圖；
[0029]圖13為本噴槍中內(nèi)管的噴口端部為擴(kuò)展口的示意圖；
[0030]圖14為本噴槍中內(nèi)管的噴口端部為矩形口的示意圖；
[0031]圖15為本噴槍中內(nèi)管的噴口端部為橢圓口的示意圖；
[0032]圖16為本噴槍中鈍體與內(nèi)管的噴口端部齊平的示意圖；
[0033]圖17為本噴槍中鈍體縮進(jìn)內(nèi)管的噴口端部的示意圖；
[0034]圖18為本噴槍中鈍體突出內(nèi)管的噴口端部的示意圖；
[0035]圖19為本噴槍中鈍體形狀為錐形的示意圖；
[0036]圖20為本噴槍中鈍體形狀為錐形與圓柱形組合的示意圖；
[0037]圖21為本噴槍中鈍體形狀為錐形與圓柱形、圓臺(tái)形組合的示意圖；
[0038]圖22為錐形與圓柱形組合的鈍體表面設(shè)有弧形凹槽的示意圖；
[0039]圖23為圖22的剖面示意圖；
[0040]圖24為本噴槍設(shè)有混合室的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]實(shí)施例1如圖1所示，本實(shí)用新型流態(tài)化固體燃料的噴槍包括內(nèi)管1、外管2和霧化氣輸入管3，所述內(nèi)管I同軸套合于所述外管2內(nèi)，所述內(nèi)管I與外管2之間形成霧化氣通道4，所述霧化氣通道4末端通過(guò)封板5封口，所述霧化氣輸入管3設(shè)于所述外管2壁并且連通所述霧化氣通道4，本噴槍還包括霧化氣噴頭6和鈍體7，所述霧化氣噴頭6為環(huán)形并且設(shè)于所述霧化氣通道4的前端部，所述鈍體7設(shè)于所述內(nèi)管2的噴口端部并且位于內(nèi)管2的軸線(xiàn)。
[0042]本噴槍使用時(shí)，流態(tài)化固體燃料進(jìn)入內(nèi)管由噴口端部噴出，霧化氣通過(guò)霧化氣輸入管進(jìn)入內(nèi)管與外管之間的霧化氣通道后經(jīng)霧化氣噴頭噴出，流態(tài)化固體燃料和霧化氣在爐內(nèi)混合并進(jìn)行燃燒；霧化氣輸入管可以與外管垂直或成0-180度之間的任意角度設(shè)置。內(nèi)管中設(shè)置的鈍體使流態(tài)化固體燃料以一定角度噴出，由于流體力學(xué)和顆粒運(yùn)動(dòng)的特殊規(guī)律，流態(tài)化固體燃料形成一定的回流區(qū)域，固體燃料顆粒在出口形成局部的顆粒聚集高濃度區(qū)域和顆粒相對(duì)稀疏的低濃度區(qū)域。霧化氣介質(zhì)除了選擇常規(guī)的空氣之外，更主要是可以選擇純氧氣、氧氣濃度高于20.9%的富氧空氣、天然氣、液化石油氣、焦?fàn)t煤氣、煤制氣等各種氣體燃料，也可以選擇水蒸汽等，霧化氣介質(zhì)的流速在O?300m/s之間的范圍內(nèi)；固體燃料可選擇各種煤粉、石油焦粉、生物質(zhì)顆粒燃料等，并以氣力流態(tài)化輸送到本噴槍的內(nèi)管；氣力流態(tài)化輸送固體燃料顆粒的介質(zhì)可采用空氣、氮?dú)饣蚋鞣N氣態(tài)燃料，氣態(tài)燃料包括各種氧氣濃度的富氧空氣、CO2或各種氣固液體燃料燃燒后產(chǎn)生的尾氣、純氧與CO 2燃燒后的尾氣混合而成的氧氣濃度在5?100%的氣體或主要成分包括02/C02/N2組成的混合氣；氣力輸送的介質(zhì)可以是常溫，也可以進(jìn)行預(yù)熱，溫度范圍涵蓋-10°C?1300°C。流態(tài)化固體燃料流可以處于氣力輸送的濃相、稀相各個(gè)流態(tài)，純固體燃料與流態(tài)化輸送介質(zhì)的質(zhì)量比在600至0.1范圍內(nèi)，流態(tài)化固體燃料流的流速在2?300m/s之間的范圍內(nèi)。
[0043]本噴槍可以形成特定的流態(tài)化固體燃料流動(dòng)區(qū)域、速度和顆粒分布、霧化氣介質(zhì)分布等，進(jìn)行混合燃燒，不同流速的霧化氣介質(zhì)噴出與流態(tài)化固體燃料混合燃燒時(shí)，霧化氣介質(zhì)在控制固體燃料火焰長(zhǎng)度的同時(shí)，強(qiáng)化霧化氣介質(zhì)與固體燃料的混合，幫助