專利名稱：采用乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置的冶金反射窯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種冶金反射窯，特別是關(guān)于一種采用乳化焦?jié){燃燒裝置的冶金反射窯。
背景技術(shù)：
一般地，冶金反射窯目前采用的較為清潔的能源主要是油、天然氣或煤氣等，但是，這使冶金反射窯的燃料費(fèi)用大幅度上升，嚴(yán)重影響了使用和制造冶金反射窯的企業(yè)的生存。
為此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員都在努力地開發(fā)新的可用能源。價(jià)格低廉、高效潔凈的乳化焦?jié){燃料逐漸成為了本領(lǐng)域中的新寵。在冶金反射窯中采用乳化焦?jié){燃料既能合理的利用自然資源，又能降低冶金反射窯的燃料費(fèi)用，因此世界各國都在大力推廣乳化焦?jié){燃燒技術(shù)。
然而，乳化焦?jié){燃燒時(shí)存在著火困難、易結(jié)焦、火焰發(fā)散、難以燃盡的問題，業(yè)界在不斷的開發(fā)能夠有效燃燒乳化焦?jié){的熱工設(shè)備。如中國專利第CN02135439.1號(hào)所揭示的一種水焦?jié){燃燒技術(shù)，其包括預(yù)燃室及其壁上的兩次風(fēng)切向進(jìn)風(fēng)口，切向兩次風(fēng)速為25～40m/s，在預(yù)燃室的一端置有一次風(fēng)旋流燃燒器，一次風(fēng)的旋流強(qiáng)度大于3.0，旋流燃燒器中心區(qū)域安置水焦?jié){霧化噴槍，由其將進(jìn)入預(yù)燃室的水焦?jié){霧化成60～100μm粒度，預(yù)燃室的另一端是連接工業(yè)窯爐或鍋爐的開放口，預(yù)燃室內(nèi)溫度至少要達(dá)到950～1000℃溫度后，確保水焦?jié){穩(wěn)定著火燃燒。又如中國專利第CN03113078.X號(hào)所揭示的一種水焦?jié){旋流燃燒裝置，由噴槍、燃燒室、切向風(fēng)進(jìn)口所組成，旋風(fēng)筒燃燒室為圓筒狀，水焦?jié){噴槍設(shè)在旋風(fēng)筒燃燒室的一端，一次切向風(fēng)進(jìn)口、兩次切向風(fēng)進(jìn)口順序設(shè)置在水焦?jié){噴槍下游的旋風(fēng)筒燃燒室的壁上，在旋風(fēng)筒燃燒室的另一端設(shè)有旋風(fēng)筒燃燒室出口。但是上述兩個(gè)專利所揭示的水焦?jié){燃燒裝置和方法存在著缺陷，首先，僅采用一個(gè)水焦?jié){噴槍，要達(dá)到足夠的燃燒強(qiáng)度，必須加大水焦?jié){的供給量，即，水焦?jié){顆粒將噴的很遠(yuǎn)，這樣形成的燃燒動(dòng)力場(chǎng)是細(xì)長的、不均勻、不飽滿的，從而不能使水焦?jié){顆粒得到有效充分的燃燒，一旦水焦?jié){顆粒燃燒不充分，其離開燃燒室以后，隨著溫度的下降，其將在爐壁或者熱風(fēng)管壁上結(jié)焦，結(jié)焦達(dá)到一定程度后，將降低設(shè)備的傳熱效率，嚴(yán)重的還將造成安全事故；其次，僅采用一個(gè)水焦?jié){噴槍，一旦該噴槍熄火必須重新啟動(dòng)點(diǎn)火，影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行；還有，僅采用一個(gè)水焦?jié){噴槍，很難有效將水焦?jié){充分霧化，不能有效地霧化，就不能保證水焦?jié){顆粒充分的與空氣接觸并燃燒，燃燒效率不高；而且，僅采用一個(gè)水焦?jié){噴槍，而不設(shè)置其它引燃裝置，原則上是沒有辦法將水焦?jié){直接點(diǎn)燃的，即使采用先燃油再換水焦?jié){噴槍的方法實(shí)際上也不能將水焦?jié){點(diǎn)燃；最后，上述兩個(gè)專利的一次風(fēng)與切向風(fēng)采用的空氣沒有進(jìn)行區(qū)分，若一次風(fēng)的空氣不進(jìn)行加熱，則會(huì)導(dǎo)致燃燒不劇烈，若切向風(fēng)不采用冷空氣，則就不能達(dá)成有效降低燃燒室內(nèi)壁溫度并避免結(jié)焦的效果。
此外，乳化焦?jié){含氮量高，燃燒后將產(chǎn)生大量的氮氧化物，比如一氧化氮、二氧化氮等，這些氮氧化物化合物排放到空氣中將造成大氣污染。比如，一氧化氮為無色無臭氣體，它一般不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生有害影響，但當(dāng)它轉(zhuǎn)變成二氧化氮時(shí)，就具有腐蝕性和生理刺激作用；當(dāng)二氧化氮含量在100ppm以上時(shí)，幾分鐘就能致人和動(dòng)物死命，吸入濃度為5ppm(即9.4mg/m2)的二氧化氮，幾分鐘就能造成呼吸系統(tǒng)失調(diào)；并且，氮氧化物將會(huì)引起光化學(xué)煙霧，比如，當(dāng)HC和NOx在大氣環(huán)境中受強(qiáng)烈太陽光紫外線照射后，產(chǎn)生一種復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)，生成一種新的污染物-光化學(xué)煙霧。1952年12月倫敦發(fā)生的光化學(xué)煙霧，4天中死亡人數(shù)較常年同期約多4000，45歲以上的死亡最多，約為平時(shí)的3倍，1歲以下的約為平時(shí)的2倍。事件發(fā)生的一周中，因支氣管炎、冠心病、肺結(jié)核和心臟衰弱者死亡分別為事件前一周同類死亡人數(shù)的9.3倍、2.4倍、5.5倍和2.8倍。因此，世界各國都對(duì)氮氧化物的排放量作出了嚴(yán)格的限制。所以，針對(duì)乳化焦?jié){含氮量高的特點(diǎn)，必須采用各種措施降低乳化焦?jié){燃燒過程中氮氧化物的生成。目前可以用于減少氮氧化物的生成的方法和裝置主要是針對(duì)煤的燃燒。如中國專利第97199607號(hào)所揭示的一種粉煤燃燒器，它具有一在主區(qū)域和輔助區(qū)域之間起緩沖作用的過渡區(qū)域。過渡區(qū)域通過在主區(qū)域和輔助區(qū)域之間提供受限制的回流區(qū)域，從而改善對(duì)燃燒器附近的混合和火焰穩(wěn)定性的控制。這些受限制的回流區(qū)域?qū)⒎懦龅牡趸锼突氐饺紵鞒隹诟浇囊回氀醺邷胤纸鈪^(qū)域以還原成分子氮，從而降低排放和未燃盡燃料的損失。從上述內(nèi)容可以看出，首先，這種燃燒器結(jié)構(gòu)只適合用于粉煤的燃燒而不適合于乳化焦?jié){的燃燒；其次，這種燃燒器是通過專門的貧氧高溫分解區(qū)域?qū)⒌趸镞€原成分子氮，其結(jié)構(gòu)和工藝復(fù)雜。
還有，乳化焦?jié){燃燒后的煙氣中含有大量灰渣，一旦這些灰渣進(jìn)入反射窯，將影響冶金質(zhì)量，因此必須設(shè)法在進(jìn)入反射窯前將大部分灰渣除掉。但是，目前還沒有一種較好的裝置可以有效地將乳化焦?jié){煙氣中的灰塵除掉。發(fā)明人員經(jīng)過若干次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)若使燃燒室內(nèi)的溫度達(dá)到灰融點(diǎn)，就可以使絕大部分灰以液體的形式排出。但是目前還沒有一種可以有效地使燃燒室內(nèi)的溫度達(dá)到灰融點(diǎn)的乳化焦?jié){燃燒裝置。本領(lǐng)域有些技術(shù)人員將液態(tài)排渣技術(shù)用于熱工設(shè)備，如中國專利第02240518號(hào)所揭示的一種逆燃式水煤漿液態(tài)排渣燃燒爐，主要由爐體外殼，上燃燒室，錐形縮口，下燃燒室，出風(fēng)口，集熱器，集渣池組成，其特征在于爐體外殼為金屬外殼，其爐膛內(nèi)壁用耐火材料進(jìn)行造型，上部為上燃燒室，結(jié)構(gòu)形狀為較小直徑的筒形結(jié)構(gòu)，其上頂密閉，上燃燒室的下部延續(xù)為錐形縮口；錐形縮口的一側(cè)為出風(fēng)口，其下為下燃燒室，下燃燒室的結(jié)構(gòu)形狀為直徑比上燃燒室直徑稍大的筒形結(jié)構(gòu)，其下部為收斂錐形；出風(fēng)口的延續(xù)部分為集熱器，結(jié)構(gòu)形狀為圓筒形雙殼層結(jié)構(gòu)，內(nèi)壁敷以一定厚度的耐火材料，其中間為熱風(fēng)通道，雙殼中有環(huán)形通道，集熱器的端部上安裝有助燃風(fēng)機(jī)，集熱器與一，二次助燃風(fēng)總管和三次助燃風(fēng)總管相連接；在上燃燒室的中部爐壁上均布設(shè)置具有向上和斜向角度的水煤漿噴口，一次助燃風(fēng)管與水煤漿噴口和一，二次助燃風(fēng)總管相連接，在水煤漿噴口的上下置有向上和相同斜向角度的二次助燃風(fēng)管，并與一，二次助燃風(fēng)總管相連接，在下燃燒室的中部爐壁上置有斜向角度的三次助燃風(fēng)管，并與三次助燃風(fēng)總管相連接。從上述分析可以看出，首先，該逆燃式水煤漿液態(tài)排渣燃燒爐不適合用于乳化焦?jié){的燃燒；其次，該逆燃式水煤漿液態(tài)排渣燃燒爐的燃燒室溫度還達(dá)不到乳化焦?jié){灰渣的灰熔點(diǎn)，無法將乳化焦?jié){灰渣液化；最后，該逆燃式水煤漿液態(tài)排渣燃燒爐的燃燒室結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本較高。
最后，為了使系統(tǒng)連續(xù)、正常的運(yùn)行，必須及時(shí)更換燃燒器下部的接渣裝置，并且，液態(tài)渣中還含有大量的可以被利用的余熱，如果直接將液態(tài)渣流入接渣裝置，將會(huì)造成能源的浪費(fèi)。
因此，提供一種燃燒效率高的、可實(shí)現(xiàn)液態(tài)排渣的、并且可以有效降低排入大氣的尾氣中氮氧化物含量的采用乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置的冶金反射窯成為了業(yè)界需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種燃燒效率高的、可實(shí)現(xiàn)液態(tài)排渣的、采用乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置的冶金反射窯。
本發(fā)明的一種技術(shù)方案是提供一種采用乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置的冶金反射窯，包括反射窯本體以及乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置，反射窯本體包括窯室、開設(shè)在窯室前側(cè)壁的火焰入口以及開設(shè)在窯室后側(cè)壁的煙氣出口，乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置包括由前端壁、后端壁、以及側(cè)壁圍成的殼體，殼體的內(nèi)部形成一圓筒狀的燃燒空間，前端壁上設(shè)置有至少一個(gè)乳化焦?jié){燃燒器、以及至少一個(gè)油燃燒器和/或至少一個(gè)氣體燃燒器，后端壁開設(shè)一出口，出口通過熱風(fēng)管與窯室的火焰入口連通，其中，殼體的側(cè)壁上間隔設(shè)置兩組或者兩組以上的切向風(fēng)進(jìn)口，每組切向風(fēng)進(jìn)口包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的、使送入燃燒空間的切向風(fēng)沿殼體側(cè)壁的內(nèi)表面形成環(huán)流的切向風(fēng)進(jìn)口，位于燃燒空間底部的側(cè)壁上在鄰近后端壁的位置開設(shè)至少一個(gè)液態(tài)渣出口。
具體地，窯室的前側(cè)壁開設(shè)二個(gè)或二個(gè)以上的火焰入口，二個(gè)或二個(gè)以上的火焰入口均與乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置的出口連通，比如等間隔平行分布的三個(gè)或四個(gè)火焰入口。從乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置出口流出的火焰分成三股或四股經(jīng)由三個(gè)或四個(gè)火焰入口分別進(jìn)入窯室內(nèi)，以保證火焰均勻分布。采用熱風(fēng)管將火焰直接導(dǎo)入窯室，火焰充滿度好，加熱均勻，熱效率高。
優(yōu)選地，窯室的前側(cè)壁進(jìn)一步設(shè)置至少一個(gè)油燃燒器，油燃燒器在窯室的入口位于窯室的中上部，火焰入口位于窯室的頂壁與油燃燒器在窯室的入口之間。比如采用兩個(gè)平行分布的備用的油燃燒器，以提高反射窯的可靠性。
優(yōu)選地，火焰入口以及油燃燒器在窯室的入口均向窯室的底壁傾斜5～60度，比如45度。以便在窯室內(nèi)形成合理的流場(chǎng)，消除流動(dòng)死角。
優(yōu)選地，窯室的前側(cè)壁設(shè)置三個(gè)火焰入口以及兩個(gè)油燃燒器。具體地，窯室的中下部收容有冶金熔液，冶金熔液的上表面低于油燃燒器在窯室的入口。煙氣出口位于窯室后側(cè)壁的上部，并且煙氣出口到窯室底壁的距離大于火焰入口到窯室底壁的距離。
優(yōu)選地，乳化焦?jié){燃燒器設(shè)有用于向燃燒空間內(nèi)輸送已預(yù)熱空氣的一次配風(fēng)口，殼體的例壁上間隔設(shè)置兩組或者兩組以上的、用于向燃燒空間內(nèi)輸送未預(yù)熱空氣的切向風(fēng)進(jìn)口，未預(yù)熱空氣的總流量為已預(yù)熱空氣流量的0.05～0.15倍。兩組或者兩組以上的切向風(fēng)進(jìn)口分別位于殼體的相互平行的兩個(gè)或者兩個(gè)以上的橫截面上，最靠近前端壁的橫截面位于前端壁的內(nèi)壁到后端壁的內(nèi)壁之間的距離的六分之一到三分之一處，最靠近后端壁的橫截面位于前端壁的內(nèi)壁到后端壁的內(nèi)壁之間的距離的二分之一到五分之四處。
其中，所謂已預(yù)熱空氣是指經(jīng)過適當(dāng)加熱的空氣，加熱可以采用專門設(shè)備進(jìn)行，也可以在該燃燒裝置的尾部熱風(fēng)管內(nèi)設(shè)置余熱利用裝置，利用煙氣的余熱將空氣加熱到一定的溫度，以便提高燃燒效率。所謂未預(yù)熱空氣是指溫度較低的空氣，可以直接采用周圍環(huán)境中的空氣也可以采用專門裝置進(jìn)行適當(dāng)冷卻，以便有效降低燃燒室內(nèi)壁溫度并避免結(jié)焦。切向風(fēng)的總流量采用一次配風(fēng)流量的0.05～0.15倍是為了控制燃燒室內(nèi)的過量空氣系數(shù)，以便降低氮氧化合物的生成。并且，穩(wěn)定、飽滿、高速旋轉(zhuǎn)、混合劇烈、充分避免結(jié)焦的燃燒動(dòng)力場(chǎng)保證了在較低過量空氣系數(shù)的情況下仍然能充分高效地燃燒。
優(yōu)選地，后端壁的內(nèi)壁到前端壁的內(nèi)壁之間的距離為燃燒空間的內(nèi)直徑的1倍到5倍，液態(tài)渣出口所在的殼體橫截面位于最靠近后端壁的一組切向風(fēng)進(jìn)口所在的殼體橫截面與后端壁的內(nèi)壁之間，出口的直徑為燃燒空間的內(nèi)直徑的四分之一到三分之二，出口與殼體的側(cè)壁之間形成一圓錐狀過渡腔室。
其中，液態(tài)渣出口所在的殼體橫截面可以是液態(tài)渣出口的中心點(diǎn)所在的殼體的橫截面，也可以是液態(tài)渣出口的最靠近前端壁的邊緣點(diǎn)所在的殼體的橫截面?？晒┻x擇地，采用乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置的冶金反射窯設(shè)有一個(gè)液態(tài)渣出口，液態(tài)渣出口在側(cè)壁的內(nèi)壁上的開口面積小于燃燒空間的橫截面面積的十分之一?？晒┻x擇地，采用乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置的冶金反射窯設(shè)有兩個(gè)或者兩個(gè)以上的液態(tài)渣出口，每個(gè)液態(tài)渣出口在側(cè)壁的內(nèi)壁上的開口面積小于燃燒空間的橫截面面積的二十分之可供選擇地，殼體的側(cè)壁上間隔設(shè)置兩組且總流量為已預(yù)熱空氣的0.08～0.12倍的切向風(fēng)進(jìn)口，兩組切向風(fēng)進(jìn)口分別位于殼體的相互平行的兩個(gè)橫截面上，靠近前端壁的其中一個(gè)橫截面位于前端壁的內(nèi)壁到后端壁的內(nèi)壁之間的距離的五分之一到四分之一處，靠近后端壁的其中一個(gè)橫截面位于前端壁的內(nèi)壁到后端壁的內(nèi)壁之間的距離的二分之一到三分之二處，各個(gè)切向風(fēng)進(jìn)口的開設(shè)方向與側(cè)壁的內(nèi)壁輪廓線相切，各個(gè)切向風(fēng)進(jìn)口的孔直徑小于等于燃燒空間的內(nèi)直徑的六分之一。
可供選擇地，乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置包括一個(gè)乳化焦?jié){燃燒器、一個(gè)油燃燒器以及一個(gè)氣體燃燒器，其中，油燃燒器和氣體燃燒器設(shè)置在乳化焦?jié){燃燒器下方，乳化焦?jié){燃燒器的一次配風(fēng)口設(shè)有旋流配風(fēng)器。
可供選擇地，乳化焦?jié){燃燒器為四個(gè)，四個(gè)乳化焦?jié){燃燒器等間隔設(shè)置在以前端壁的中心為圓心的圓周上，四個(gè)乳化焦?jié){燃燒器所在的圓周的直徑為燃燒空間的內(nèi)直徑的三分之一到四分之三；油燃燒器為三個(gè)，兩個(gè)設(shè)置在前端壁下部，一個(gè)設(shè)置在前端壁的上部；氣體燃燒器為兩個(gè)，分別設(shè)置在下部的兩個(gè)油燃燒器附近，乳化焦?jié){燃燒器的一次配風(fēng)口設(shè)有旋流配風(fēng)器。
優(yōu)選地，進(jìn)一步包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的交替工作的排渣車，其中一個(gè)停留在液態(tài)渣出口下方，該排渣車的容渣空間與液態(tài)渣出口連通并且容渣空間與液態(tài)渣出口的連接處密封。
優(yōu)選地，排渣車設(shè)有滾輪，采用乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置的冶金反射窯進(jìn)一步包括用于引導(dǎo)排渣車的導(dǎo)引裝置，導(dǎo)引裝置可以為凹下的導(dǎo)槽、凸出的導(dǎo)軌、或者牽引鋼索等。排渣車上設(shè)有感應(yīng)元件，感應(yīng)元件感應(yīng)滿載狀態(tài)并通過一控制系統(tǒng)指令一個(gè)空的排渣車來更換滿載的排渣車，如可采用壓力感應(yīng)器或高度測(cè)量裝置等。液態(tài)渣出口與容渣空間之間設(shè)有用于吸收液態(tài)渣余熱的吸熱元件，比如盤香管等。
優(yōu)選地，殼體的下方設(shè)有圍繞液態(tài)渣出口的過渡腔體，過渡腔體的一端固定于殼體的側(cè)壁上，過渡腔體的另一端向殼體下方延伸，停留在液態(tài)渣出口下方的排渣車的容渣空間通過與過渡腔體遠(yuǎn)離殼體的一端密封連接而與液態(tài)渣出口連通。
具體地，排渣車的頂壁活動(dòng)設(shè)置可在高于排渣車頂壁位置與低于排渣車頂壁位置之間轉(zhuǎn)換的保護(hù)罩，過渡腔體遠(yuǎn)離殼體的一端到地面的距離略大于排渣車的頂壁到地面的距離，保護(hù)罩處在高于排渣車頂壁位置時(shí)，保護(hù)罩的頂部到地面的距離大于過渡腔體遠(yuǎn)離殼體的一端到地面的距離。當(dāng)排渣車的容渣空間與液態(tài)渣出口連通時(shí)，過渡腔體的另一端靠近排渣車的頂壁并且被環(huán)繞在保護(hù)罩的內(nèi)部，保護(hù)罩的內(nèi)部填充有密封沙以將容渣空間與液態(tài)渣出口的連接處密封。
優(yōu)選地，過渡腔體為漏斗狀結(jié)構(gòu)，過渡腔體的橫截面積從液態(tài)渣出口到容渣空間逐漸增大，過渡腔體遠(yuǎn)離殼體一端的形狀與容渣空間的開口形狀一致，吸熱元件為設(shè)置在過渡腔體內(nèi)的盤香管，容渣空間的底表面鋪有一層防粘結(jié)沙。更優(yōu)選地，過渡腔體遠(yuǎn)離殼體一端的形狀與容渣空間的開口形狀均為四邊形，保護(hù)罩包括四個(gè)可樞轉(zhuǎn)設(shè)置在排渣車頂壁的鎖扣護(hù)板，每個(gè)鎖扣護(hù)板分別對(duì)應(yīng)繞容渣空間的開口的每個(gè)邊樞轉(zhuǎn)，當(dāng)它們均被樞轉(zhuǎn)到排渣車頂壁上方時(shí)，通過鎖扣件將相鄰的兩個(gè)鎖扣護(hù)板固定在一起，從而將四個(gè)鎖扣護(hù)板固定成一個(gè)完整的保護(hù)罩，當(dāng)不需要使用保護(hù)罩時(shí)，釋放各個(gè)鎖扣件則四個(gè)鎖扣護(hù)板分別樞轉(zhuǎn)到排渣車頂壁下方，讓開排渣車頂壁上方的空間，以便于排渣車進(jìn)入工作位置或者離開工作位置。
可供選擇地，過渡腔體遠(yuǎn)離殼體一端的形狀可以為圓形、正方形、長方形或其它形狀，而容渣空間的開口形狀與其對(duì)應(yīng)。
可供選擇地，采用多個(gè)液態(tài)渣出口，每個(gè)液態(tài)渣出口分別對(duì)應(yīng)采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的排渣車交替進(jìn)行工作。
可供選擇地，排渣車設(shè)有自動(dòng)報(bào)警裝置，一旦達(dá)到了滿載狀態(tài)(即預(yù)定的容量)，排渣車將發(fā)出報(bào)警提示工作人員前來更換排渣車。
可供選擇地，排渣車可以采用電力、燃油、燃?xì)饣蚱渌m合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。
可供選擇地，殼體的側(cè)壁上可以間隔設(shè)置三組或者三組以上且總流量為已預(yù)熱空氣流量的0.06～0.1倍的切向風(fēng)進(jìn)口。
可供選擇地，每組切向風(fēng)進(jìn)口可以包括三個(gè)或三個(gè)以上的等間隔分布的切向風(fēng)進(jìn)口。
可供選擇地，前端壁上可以設(shè)置兩個(gè)或兩個(gè)以上的乳化焦?jié){燃燒器、兩個(gè)或兩個(gè)以上的油燃燒器、以及兩個(gè)或兩個(gè)以上的氣體燃燒器。
可供選擇地，后端壁的內(nèi)壁到前端壁的內(nèi)壁之間的距離為燃燒空間的內(nèi)直徑的2.5倍到3倍。
可供選擇地，后端壁的內(nèi)壁到前端壁的內(nèi)壁之間的距離為燃燒空間的內(nèi)直徑的2.5倍到4倍，后端壁的中央開設(shè)一出口，該出口的直徑為燃燒空間的內(nèi)直徑的四分之一到三分之一。
可供選擇地，乳化焦?jié){燃燒器噴出的乳化焦?jié){的霧化分散角度大于等于45度小于等于150度，比如90度、120度或150度。
優(yōu)選地，油燃燒器、氣體燃燒器均設(shè)有配風(fēng)口，其中，至少在乳化焦?jié){燃燒器的配風(fēng)口設(shè)置有旋流配風(fēng)器。
優(yōu)選地，在殼體的內(nèi)壁填敷硅酸鋁纖維保溫層和磷酸鹽耐火混凝土；在前端壁和側(cè)壁各布置至少一個(gè)觀火孔；在殼體上方設(shè)置一個(gè)測(cè)量燃燒空間內(nèi)溫度的測(cè)點(diǎn)，以便于監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制。
優(yōu)選地，切向風(fēng)進(jìn)口形成的旋流空氣的旋轉(zhuǎn)方向與旋流配風(fēng)器噴入的空氣的旋轉(zhuǎn)方向相同，比如都為逆時(shí)針方向。
優(yōu)選地，本發(fā)明的采用乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置的冶金反射窯進(jìn)一步包括自能控制系統(tǒng)，進(jìn)行全自動(dòng)化運(yùn)行，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)各股風(fēng)所占的比例以適應(yīng)不同負(fù)荷下的燃燒要求。并配上先進(jìn)的大屏顯示的人機(jī)對(duì)話界面，只要輕觸屏上的功能鍵，就可按每一步完成操作，顯示系統(tǒng)可監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和實(shí)時(shí)信息，故障顯示及記錄。
可供選擇地，可以僅采用油燃燒器引燃乳化焦?jié){燃燒器，或者僅采用氣體燃燒器引燃乳化焦?jié){燃燒器，其中，氣體燃燒器可以燃燒天然氣或液化氣。
本發(fā)明采用的乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置還可用于其它類型的鍋爐設(shè)備或者窯爐設(shè)備，比如蒸汽相變鍋爐、水浴爐、陶瓷熱風(fēng)爐、玻璃窯、導(dǎo)熱油爐、工業(yè)鍋爐、油田注氣爐等。
本發(fā)明的有益效果是首先，冶金反射窯上采用乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置，以乳化焦?jié){為燃料，節(jié)省了成本并合理利用了自然資源；其次，使乳化焦?jié){充分燃燒并超過灰融點(diǎn)，以便乳化焦?jié){燃燒后產(chǎn)生的灰變成液態(tài)而從液態(tài)渣出口排出，避免了煙氣中的大量灰渣進(jìn)入冶金反射窯，從而避免了灰渣進(jìn)入物料中，因此保證了冶金的質(zhì)量；再次，采用兩個(gè)或兩個(gè)以上的針對(duì)燃燒器專門設(shè)計(jì)的排渣車交替進(jìn)行工作，既保證了乳化焦?jié){高效穩(wěn)定的燃燒，又實(shí)現(xiàn)了連續(xù)有效的液態(tài)除渣；此外，切向風(fēng)的總流量采用一次配風(fēng)流量的0.05～0.15倍使燃燒室內(nèi)的過量空氣系數(shù)保持在較低的水平，充分降低氮氧化合物的生成；此外，后端壁的內(nèi)壁到前端壁的內(nèi)壁之間的距離為燃燒空間的內(nèi)直徑的2倍到5倍，側(cè)旋風(fēng)使得由乳化焦?jié){燃燒器噴入的乳化焦?jié){霧滴做高速旋轉(zhuǎn)，從而形成了一個(gè)粗短、飽滿的燃燒動(dòng)力場(chǎng)，可以在燃燒室中形成一種火球狀燃燒，一方面穩(wěn)定燃燒工況，另一方面將已經(jīng)燃燒的高溫火焰抽吸到穩(wěn)燃室前端，有效地解決水焦?jié){的著火和燃燼問題，燃料和空氣混合劇烈，燃燒溫度高，燃燼率高，較高的旋流強(qiáng)度使燃料和空氣混合強(qiáng)烈，可以在較小的過剩空氣系數(shù)下實(shí)現(xiàn)完全燃燒，從而降低氮氧化物的生成，并且使燃燒溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過灰融點(diǎn)；進(jìn)一步地，側(cè)旋風(fēng)分級(jí)逐次加入燃燒中，可以實(shí)現(xiàn)分級(jí)燃燒，局部低溫，提高燃燒過程中的脫硫效率；更進(jìn)一步地，采用兩組四個(gè)切向風(fēng)進(jìn)口，并流入冷空氣，形成切向旋轉(zhuǎn)空氣流，既增強(qiáng)了乳化焦?jié){霧滴混合燃燒強(qiáng)度，又降低了殼體內(nèi)壁的溫度，避免了乳化焦?jié){霧滴在殼體內(nèi)壁上結(jié)焦，同時(shí)，切向旋流還可以將乳化焦?jié){火炬包裹在其中，避免其直接與殼體內(nèi)壁接觸；最后，采用多個(gè)乳化焦?jié){燃燒器均勻設(shè)置在前端壁上，可以加大乳化焦?jié){的霧化強(qiáng)度，縮短乳化焦?jié){的噴射長度，形成粗短、均勻、飽滿、充分混合的燃燒動(dòng)力場(chǎng)，采用三個(gè)油燃燒器、二個(gè)氣體燃燒器，并按順序依次點(diǎn)燃四個(gè)乳化焦?jié){燃燒器，真正有效的將四個(gè)乳化焦?jié){燃燒器充分點(diǎn)燃，并穩(wěn)定的燃燒，四個(gè)乳化焦?jié){燃燒器之間可以相互引燃，相互輔助燃燒，避免了熄火現(xiàn)象；另外，外置的臥式圓筒形乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置，可以與反射窯直接對(duì)接，特別適用于對(duì)原有舊反射窯的改造，分體布置，維修方便，安裝靈活。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但本發(fā)明不局限于這些實(shí)施例，任何在本發(fā)明基本精神上的改進(jìn)或替代，仍屬于本發(fā)明權(quán)利要求書中所要求保護(hù)的范圍。


圖1是本發(fā)明的采用乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置的冶金反射窯的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的反射窯本體的側(cè)視示意圖。
圖3是實(shí)施例1所采用的乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置的縱向剖視示意圖。
圖4是圖3中沿A-A線的橫向剖視示意圖。
圖5是實(shí)施例2所采用的乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置的縱向剖視示意圖。
圖6是圖5中沿B-B線的橫向剖視示意圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1請(qǐng)參照?qǐng)D1及圖2，本發(fā)明的冶金反射窯包括立式的反射窯本體以及乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置。其中，反射窯本體包括一個(gè)窯室402、三個(gè)開設(shè)在窯室402前側(cè)壁的火焰入口403、一個(gè)開設(shè)在窯室402后側(cè)壁的煙氣出口404、以及兩個(gè)設(shè)置在窯室402前側(cè)壁的油燃燒器405。乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置包括殼體10、乳化焦?jié){燃燒器70、油燃燒器(圖未示)、氣體燃燒器(圖未示)、以及排渣裝置500。乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置通過熱風(fēng)管104與窯室402的火焰入口403連通。
其中，三個(gè)火焰入口403等間隔平行分布在窯室402的前側(cè)壁上。兩個(gè)油燃燒器405在窯室402的入口位于窯室402的中上部且位于火焰入口403下方。具體地，火焰入口403以及油燃燒器405在窯室402的入口均向窯室402的底壁傾斜大約45度，以便在窯室內(nèi)形成合理的流場(chǎng)，消除流動(dòng)死角。
其中，窯室402的中下部收容有冶金熔液407，冶金熔液407的上表面低于油燃燒器405在窯室402的入口。煙氣出口404位于窯室402后側(cè)壁的上部，并且煙氣出口404到窯室402底壁的垂直距離大于火焰入口403到窯室402底壁的垂直距離。
圖3及圖4具體揭示了冶金反射窯所采用的乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置的結(jié)構(gòu)。其中，排渣裝置500采用兩個(gè)排渣車500交替工作。
請(qǐng)一并參照?qǐng)D1至圖4，殼體10由前端壁20、后端壁40、以及側(cè)壁60圍成。殼體10為圓筒狀，殼體10的內(nèi)部形成一圓筒狀的燃燒空間30。后端壁40的內(nèi)壁到前端壁20的內(nèi)壁之間的垂直距離為燃燒空間30的內(nèi)直徑的3倍。
殼體前端壁20上均勻設(shè)有乳化焦?jié){燃燒器70以及油燃燒器和氣體燃燒器，其中，乳化焦?jié){燃燒器70設(shè)置在前端壁20的中央，油燃燒器和氣體燃燒器設(shè)置在乳化焦?jié){燃燒器70的下方。乳化焦?jié){燃燒器70以及油燃燒器和氣體燃燒器均設(shè)有用于向燃燒空間30內(nèi)輸送已預(yù)熱空氣的一次配風(fēng)口(圖未示)，并且，乳化焦?jié){燃燒器70設(shè)有旋流配風(fēng)器。
殼體后端壁40的中央開設(shè)一出口44，該出口44的直徑長度為燃燒空間30的內(nèi)直徑的四分之一。
殼體側(cè)壁60上間隔設(shè)置兩組用于向燃燒空間30內(nèi)輸送未預(yù)熱空氣切向風(fēng)進(jìn)口610、620。兩組切向風(fēng)進(jìn)口分別位于殼體10的相互平行的兩個(gè)橫截面上，靠近前端壁20的其中一個(gè)橫截面位于前端壁20的內(nèi)壁到后端壁40的內(nèi)壁之間的垂直距離的大約四分之一處，靠近后端壁40的其中一個(gè)橫截面位于前端壁20的內(nèi)壁到后端壁40的內(nèi)壁之間的垂直距離的大約三分之二處。其中，各個(gè)切向風(fēng)進(jìn)口610、620的開口方向與側(cè)壁60的內(nèi)壁輪廓線相切，各個(gè)切向風(fēng)進(jìn)口610、620的孔直徑約等于燃燒空間30的內(nèi)直徑的十分之一。各組切向風(fēng)進(jìn)口610、620分別形成的旋流空氣的旋轉(zhuǎn)方向與旋流配風(fēng)器噴入的空氣的旋轉(zhuǎn)方向相同，均為逆時(shí)針方向。
燃燒空間30底部的側(cè)壁60上開設(shè)一個(gè)液態(tài)渣出口66，液態(tài)渣出口66所在的殼體橫截面位于最靠近后端壁40的一組切向風(fēng)進(jìn)口620所在的殼體橫截面與后端壁40的內(nèi)壁之間。液態(tài)渣出口66在側(cè)壁60的內(nèi)壁上的開口面積約為燃燒空間30的橫截面面積的十五分之一。
殼體10的下方設(shè)有圍繞液態(tài)渣出口66的過渡腔體666，過渡腔體666的一端固定于殼體10的側(cè)壁60上，過渡腔體666的另一端向殼體下方延伸。具體地，過渡腔體666為漏斗狀結(jié)構(gòu)，過渡腔體666的橫截面積從上到下逐漸增大，過渡腔體666遠(yuǎn)離殼體一端的形狀為四邊形。過渡腔體666遠(yuǎn)離殼體的一端到地面的垂直距離略大于排渣車500的頂壁到地面的垂直距離。過渡腔體666內(nèi)設(shè)有用于吸收液態(tài)渣余熱的盤香管662，冷水從下方流入盤香管662內(nèi)，經(jīng)過和液態(tài)渣換熱后變成溫度較高的水從上方流出盤香管662。
兩個(gè)電力排渣車500交替地工作，圖2和圖3顯示了其中一個(gè)排渣車500處于工作位置，即停留在液態(tài)渣出口66下方并且排渣車500的容渣空間505經(jīng)由過渡腔體666與液態(tài)渣出口66連通。其中，容渣空間505的開口形狀與過渡腔體666遠(yuǎn)離殼體一端的形狀一致也為四邊形。此外，容渣空間505的底表面還鋪有一層防粘結(jié)沙902。
排渣車500的頂壁活動(dòng)設(shè)置一個(gè)保護(hù)罩503，保護(hù)罩503可以在一個(gè)高于排渣車頂壁位置和一個(gè)低于排渣車頂壁位置之間運(yùn)動(dòng)。其中，當(dāng)保護(hù)罩503處在高于排渣車頂壁位置時(shí)，保護(hù)罩503的頂部到地面的垂直距離大于過渡腔體666遠(yuǎn)離殼體的一端到地面的垂直距離。此時(shí)，保護(hù)罩503可以將容渣空間505與過渡腔體666的接縫處圍起來。并且進(jìn)一步在保護(hù)罩505內(nèi)表面和過渡腔體666外表面之間填充密封沙901以將容渣空間505與過渡腔體666的接縫處有效密封。
具體地，保護(hù)罩包括四個(gè)可樞轉(zhuǎn)設(shè)置在排渣車500頂壁的鎖扣護(hù)板503，每個(gè)鎖扣護(hù)板503分別對(duì)應(yīng)繞容渣空間505的開口的每個(gè)邊樞轉(zhuǎn)，當(dāng)它們均被樞轉(zhuǎn)到排渣車500頂壁上方時(shí)，通過鎖扣件5035將相鄰的兩個(gè)鎖扣護(hù)板503固定在一起，從而將四個(gè)鎖扣護(hù)板503固定成一個(gè)完整的保護(hù)罩，以便和過渡腔體666進(jìn)行密封連接。當(dāng)不需要使用保護(hù)罩時(shí)，釋放各個(gè)鎖扣件5035則四個(gè)鎖扣護(hù)板503分別樞轉(zhuǎn)到排渣車500的頂壁下方，讓開排渣車500頂壁上方的空間，以便于排渣車500進(jìn)入工作位置或者離開工作位置。
排渣車500設(shè)有滾輪508，地面上設(shè)有用于引導(dǎo)排渣車500的導(dǎo)軌800。排渣車500上設(shè)有壓力感應(yīng)器(圖未示)。當(dāng)壓力感應(yīng)器感應(yīng)出容渣空間505的重量達(dá)到預(yù)定重量時(shí)，將通過一控制系統(tǒng)指令一個(gè)空的排渣車來更換滿載的排渣車500。
為了進(jìn)一步提高燃燒效率，乳化焦?jié){燃燒器70以及油燃燒器和氣體燃燒器的一次配風(fēng)口向燃燒空間30內(nèi)輸送的均為已預(yù)熱的溫度較高的空氣。
為了降低殼體10內(nèi)壁溫度，避免乳化焦?jié){霧滴在殼體10內(nèi)壁上結(jié)焦，各個(gè)切向風(fēng)進(jìn)口610、620向燃燒空間30內(nèi)輸送的均為未預(yù)熱的溫度較低的空氣。
為了使乳化焦?jié){霧滴在燃燒空間30內(nèi)做高速旋轉(zhuǎn)，以便乳化焦?jié){霧滴和空氣劇烈混合燃燒從而在較小的過?？諝庀禂?shù)下充分提高燃燼率，各個(gè)切向風(fēng)進(jìn)口610、620向燃燒空間30內(nèi)輸送的切向風(fēng)的風(fēng)速為30米/秒。
為了充分地將乳化焦?jié){霧化分散，以便乳化焦?jié){霧滴充分地和空氣混合形成一個(gè)粗短的火球狀燃燒動(dòng)力場(chǎng)從而提高燃燒效率，乳化焦?jié){燃燒器噴出的乳化焦?jié){的霧化分散角度選用大約150度。
從而，通過上述結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)乳化焦?jié){穩(wěn)定地、高效地、高溫地燃燒，燃燒溫度超過灰融點(diǎn)，使絕大部分灰以液體的形式從液態(tài)渣出口66排出，并通過交替工作的排渣車500將灰渣運(yùn)走，保證了系統(tǒng)穩(wěn)定連續(xù)的運(yùn)行。
另外，為了降低乳化焦?jié){燃燒過程中氮氧化合物的生成，各個(gè)切向風(fēng)進(jìn)口610、620向燃燒空間30內(nèi)輸送的未預(yù)熱空氣的總流量約為乳化焦?jié){燃燒器70的一次配風(fēng)口向燃燒空間30內(nèi)輸送的已預(yù)熱空氣的0.1倍。
此外，在殼體10的內(nèi)壁填敷硅酸鋁纖維保溫層和磷酸鹽耐火混凝土以便于防火和保溫。在前端壁20和側(cè)壁60各布置一個(gè)觀火孔(圖未示)。在殼體10的前段、中段和后段分別設(shè)置一個(gè)測(cè)量燃燒空間內(nèi)溫度大小的溫度傳感器(圖未示)，分別監(jiān)測(cè)燃燒空間各個(gè)區(qū)段的燃燒狀況，以便于組合分析和自動(dòng)控制。
運(yùn)行過程是，先點(diǎn)著氣體燃燒器，然后依靠氣體燃燒器點(diǎn)著油燃燒器，油燃燒器穩(wěn)定后關(guān)閉氣體燃燒器；當(dāng)燃燒空間30內(nèi)的爐溫升到約650～700℃后，開始由供漿系統(tǒng)向乳化焦?jié){燃燒器70輸送乳化焦?jié){，乳化焦?jié){燃燒器70將乳化焦?jié){霧滴噴入燃燒空間30內(nèi)，并在旋流配風(fēng)器和切向風(fēng)進(jìn)口610、620的作用下，與空氣充分的混合從而形成一個(gè)強(qiáng)大的旋轉(zhuǎn)燃燒動(dòng)力場(chǎng)，有效地解決了水焦?jié){揮發(fā)分低，難著火的技術(shù)難題；當(dāng)乳化焦?jié){燃燒器70穩(wěn)定燃燒后關(guān)閉油燃燒器。此時(shí)，燃燒溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過灰融點(diǎn)，并且由于燃燒過程中形成的液態(tài)渣的密度大，被離心力有效地從高溫?zé)煔庵兴Τ觯缓髲南虏康囊簯B(tài)渣出口66流入排渣車500中，除灰率高達(dá)80％以上，可以確保設(shè)備的安全運(yùn)行。高溫純凈的火焰從后端壁40的出口44經(jīng)過熱風(fēng)管104進(jìn)入窯室402內(nèi)充分對(duì)窯室402下部的冶金熔液進(jìn)行加熱。
實(shí)施例2請(qǐng)參照?qǐng)D5及圖6，本實(shí)施例與實(shí)施例1相似，不同之處在于采用兩個(gè)火焰入口403平行分布在窯室402的前側(cè)壁上。
火焰入口403以及油燃燒器405在窯室402的入口均向窯室402的底壁傾斜大約50度。
液態(tài)渣出口66在側(cè)壁60的內(nèi)壁上的開口面積約等于燃燒空間30的橫截面面積的二十分之一。
前端壁20的內(nèi)壁到后端壁40的內(nèi)壁之間的垂直距離為燃燒空間30的內(nèi)直徑的1.5倍。
出口44的直徑約等于燃燒空間30的內(nèi)直徑的二分之一，在出口44與殼體10的側(cè)壁60之間形成一圓錐狀過渡腔室48。即，在后端壁40上形成了一喇叭形開口。
乳化焦?jié){燃燒器70為四個(gè)，四個(gè)乳化焦?jié){燃燒器70分別裝設(shè)在前端壁20上，并且等間隔分布在以前端壁20的中心為圓心的圓周上，四個(gè)乳化焦?jié){燃燒器70的中心所在的圓周的直徑為殼體10的內(nèi)直徑的三分之二。其中，每個(gè)乳化焦?jié){燃燒器70噴出的乳化焦?jié){的霧化分散角度約等于45度。從而，當(dāng)乳化焦?jié){被點(diǎn)燃以后，在殼體10內(nèi)部的燃燒空間30內(nèi)將形成由四條火炬構(gòu)成的粗短的飽滿的燃燒動(dòng)力場(chǎng)。
油燃燒器80為三個(gè)，其中兩個(gè)設(shè)置在前端壁20的下部，一個(gè)設(shè)置在前端壁20的上部，氣體燃燒器90為兩個(gè)，分別設(shè)置在下部的兩個(gè)油燃燒器80附近。
切向風(fēng)進(jìn)口610、620的孔直徑小于等于四個(gè)乳化焦?jié){燃燒器70的最外側(cè)所在的圓周到殼體10內(nèi)壁的距離。其中，一組切向風(fēng)進(jìn)口610靠近前端壁20設(shè)置，且鄰近四個(gè)乳化焦?jié){燃燒器70噴出的乳化焦?jié){開始交叉的位置。
點(diǎn)火時(shí)，先靠點(diǎn)火電極點(diǎn)著氣體燃燒器90，然后由氣體燃燒器90點(diǎn)著與其鄰近的兩支油燃燒器80，再依靠燃燒空間30內(nèi)的火焰點(diǎn)著上部的一個(gè)油燃燒器80，油燃燒器80運(yùn)行一定時(shí)間燃燒空間30內(nèi)的爐溫升到約650～700℃后，開始由供漿系統(tǒng)向乳化焦?jié){燃燒器70輸送乳化焦?jié){，乳化焦?jié){燃燒器70逐個(gè)點(diǎn)火投入運(yùn)行，因?yàn)楸緦?shí)施例中切向風(fēng)進(jìn)口610、620的旋轉(zhuǎn)風(fēng)向?yàn)槟鏁r(shí)針，所以先投入右下方的乳化焦?jié){燃燒器70，接著按逆時(shí)針方向逐個(gè)投入乳化焦?jié){燃燒器70。這樣一個(gè)乳化焦?jié){燃燒器70被點(diǎn)燃后其又可以用于點(diǎn)燃另一個(gè)乳化焦?jié){燃燒器70，從而有效的將四個(gè)乳化焦?jié){燃燒器70全部點(diǎn)燃。因?yàn)槿榛節(jié){燃燒器70的配風(fēng)口裝設(shè)旋流配風(fēng)器，使燃燒空氣也進(jìn)行逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，所以燃燒空間30內(nèi)四支旋轉(zhuǎn)的火炬被切向風(fēng)進(jìn)口610、620內(nèi)流入的切向風(fēng)加大旋流力度，并形成一個(gè)大的旋轉(zhuǎn)燃燒動(dòng)力場(chǎng)，有效地解決了水焦?jié){揮發(fā)分低，難著火的技術(shù)難題。
本發(fā)明的冶金反射窯布置了四個(gè)對(duì)稱的乳化焦?jié){燃燒器70，通過它們之間互相引燃，提高爐膛火焰充滿度的方法用來點(diǎn)燃乳化焦?jié){。
本發(fā)明的冶金反射窯通過四個(gè)乳化焦?jié){燃燒器70的旋流配風(fēng)器所噴入的四股旋流風(fēng)和由側(cè)壁60噴入的兩股切向旋流風(fēng)共同完成水焦?jié){的加熱、烘干、著火以及燃燒過程。旋流空氣與乳化焦?jié){霧滴進(jìn)行充分的混合，在燃燒空間30內(nèi)形成復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)和軸向運(yùn)動(dòng)，提高燃燒強(qiáng)度，使燃燒溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過灰融點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了液態(tài)排渣。
本發(fā)明的冶金反射窯的出口44設(shè)計(jì)成喇叭形，一方面可以加速高溫火焰的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度以便使乳化焦?jié){充分燃燼，另一方面還可以避免高溫火焰沖出出口44后直接與爐管接觸，徹底避免了燒爐管現(xiàn)象的發(fā)生。
實(shí)施例3本實(shí)施例與實(shí)施例1相似，不同之處在于窯室402前側(cè)壁上可以設(shè)置一個(gè)油燃燒器405。
火焰入口403以及油燃燒器405在窯室402的入口均向窯室402的底壁傾斜大約40度。
采用乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置的冶金反射窯設(shè)有兩個(gè)間隔分布的大小相同的液態(tài)渣出口66，每個(gè)液態(tài)渣出口66在側(cè)壁60的內(nèi)壁上的開口面積約等于燃燒空間的橫截面面積的三十分之一。
兩個(gè)液態(tài)渣出口66被同一個(gè)過渡腔體666環(huán)繞并連通到同一個(gè)排渣車500的容渣空間505。
后端壁40的內(nèi)壁到前端壁20的內(nèi)壁之間的垂直距離為燃燒空間30的內(nèi)直徑的4倍。
各個(gè)切向風(fēng)進(jìn)口向燃燒空間30內(nèi)輸送的切向風(fēng)的風(fēng)速為28米/秒。殼體10的側(cè)壁上間隔設(shè)置三組且總流量為已預(yù)熱空氣流量的0.08倍的切向風(fēng)進(jìn)口。
乳化焦?jié){燃燒器噴出的乳化焦?jié){的霧化分散角度選用大約120度。
各組切向風(fēng)進(jìn)口610、620分別形成的旋流空氣的旋轉(zhuǎn)方向與旋流配風(fēng)器噴入的空氣的旋轉(zhuǎn)方向相同，均為順時(shí)針方向。
實(shí)施例4本實(shí)施例與實(shí)施例1相似，不同之處在于采用四個(gè)火焰入口403等間隔平行分布在窯室402的前側(cè)壁上。
液態(tài)渣出口66在側(cè)壁60的內(nèi)壁上的開口面積約等于燃燒空間30的橫截面面積的二十五分之一。
過渡腔體666遠(yuǎn)離殼體10一端的形狀為圓形，對(duì)應(yīng)地，容渣空間505的開口形狀和保護(hù)罩503的形狀也為圓形。
排渣車500設(shè)有自動(dòng)報(bào)警裝置，一旦達(dá)到了滿載狀態(tài)(即預(yù)定的容量或重量)，排渣車500將發(fā)出報(bào)警提示工作人員前來更換排渣車。
排渣車500采用燃油驅(qū)動(dòng)。導(dǎo)引裝置為凹入地面的導(dǎo)槽。
過渡腔體666設(shè)置水冷壁以便吸收液態(tài)渣的余熱。
后端壁40的內(nèi)壁到前端壁20的內(nèi)壁之間的垂直距離為燃燒空間30的內(nèi)直徑的3.5倍。
各個(gè)切向風(fēng)進(jìn)口向燃燒空間30內(nèi)輸送的切向風(fēng)的風(fēng)速為45米/秒。各個(gè)切向風(fēng)進(jìn)口向燃燒空間30內(nèi)輸送的切向風(fēng)的總流量為已預(yù)熱空氣流量的0.13倍。
在殼體10上設(shè)置一個(gè)測(cè)量燃燒空間內(nèi)溫度大小的溫度傳感器以便于監(jiān)測(cè)和自動(dòng)控制。
實(shí)施例5本實(shí)施例與實(shí)施例1相似，不同之處在于液態(tài)渣出口66不采用交替工作的排渣車，而是采用一個(gè)排渣容器，并且每隔一段時(shí)間將該排渣容器清空或者更換。
液態(tài)渣出口66在側(cè)壁60的內(nèi)壁上的開口面積約等于燃燒空間30的橫截面面積的十分之一。
每組切向風(fēng)進(jìn)口610、620包括三個(gè)等間隔分布的切向風(fēng)進(jìn)口。
后端壁40的內(nèi)壁到前端壁20的內(nèi)壁之間的垂直距離為燃燒空間30的內(nèi)直徑的2.5倍。
各個(gè)切向風(fēng)進(jìn)口向燃燒空間30內(nèi)輸送的切向風(fēng)的風(fēng)速為35米/秒。各個(gè)切向風(fēng)進(jìn)口向燃燒空間30內(nèi)輸送的切向風(fēng)的總流量為已預(yù)熱空氣流量的0.11倍。
實(shí)施例6本實(shí)施例與實(shí)施例1相似，不同之處在于本發(fā)明的冶金反射窯的進(jìn)一步包括自能控制系統(tǒng)，其采用西門子中型可編程邏輯控制器，全自動(dòng)化運(yùn)行，可以自動(dòng)調(diào)節(jié)各股風(fēng)所占的比例以適應(yīng)不同負(fù)荷下的燃燒要求。并配置人機(jī)對(duì)話界面，只要輕觸屏上的功能鍵，就可按每一步完成操作，顯示系統(tǒng)可監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和實(shí)時(shí)信息，故障顯示及記錄。
智能控制系統(tǒng)具有蒸汽超溫、蒸汽超壓、煙道超溫、管壁超溫、柱塞泵進(jìn)口水壓低、系統(tǒng)水流量低、柱塞泵油壓低、高壓風(fēng)風(fēng)壓低、鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)壓低、無火焰信號(hào)、漿壓低、漿壓高、漿流量低、鼓風(fēng)機(jī)故障、供漿泵故障、輸漿泵故障、漿罐漿料低、漿罐漿料高、柱塞泵電機(jī)故障、壓力傳感器故障等各路傳感器故障自動(dòng)保護(hù)功能，可無人值守。
此外，本發(fā)明的冶金反射窯進(jìn)一步包括主送風(fēng)系統(tǒng)和副送風(fēng)系統(tǒng)。主送風(fēng)系統(tǒng)由主鼓風(fēng)機(jī)、空氣預(yù)熱器、風(fēng)道、旋流配風(fēng)器等組成。主送風(fēng)系統(tǒng)的送風(fēng)過程為所需的燃燒空氣，經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)加壓，經(jīng)過空氣預(yù)熱器加溫到100℃左右，由主風(fēng)道分流器分別送到乳化焦?jié){燃燒器70、油燃燒器和氣體燃燒器，其中每個(gè)乳化焦?jié){燃燒器70按比例分配成為旋轉(zhuǎn)風(fēng)和直流風(fēng)，提供燃燒所需大部分空氣。副送風(fēng)系統(tǒng)由小鼓風(fēng)機(jī)經(jīng)風(fēng)道不經(jīng)加熱直接進(jìn)入切向風(fēng)進(jìn)口，產(chǎn)生切向旋流的冷風(fēng)。
權(quán)利要求
1.一種采用乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置的冶金反射窯，包括反射窯本體以及乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置，所述反射窯本體包括窯室、開設(shè)在所述窯室前側(cè)壁的火焰入口以及開設(shè)在所述窯室后側(cè)壁的煙氣出口，所述乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置包括由前端壁、后端壁、以及側(cè)壁圍成的殼體，所述殼體的內(nèi)部形成一圓筒狀的燃燒空間，所述前端壁上設(shè)置有至少一個(gè)乳化焦?jié){燃燒器、以及至少一個(gè)油燃燒器和/或至少一個(gè)氣體燃燒器，所述后端壁開設(shè)一出口，所述出口通過熱風(fēng)管與所述窯室的所述火焰入口連通，其特征在于，所述殼體的側(cè)壁上間隔設(shè)置兩組或者兩組以上的切向風(fēng)進(jìn)口，所述每組切向風(fēng)進(jìn)口包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的、使送入所述燃燒空間的切向風(fēng)沿所述殼體側(cè)壁的內(nèi)表面形成環(huán)流的切向風(fēng)進(jìn)口，位于所述燃燒空間底部的所述側(cè)壁上在鄰近所述后端壁的位置開設(shè)至少一個(gè)液態(tài)渣出口。
2.如權(quán)利要求1所述的冶金反射窯，其特征在于，所述窯室的前側(cè)壁開設(shè)二個(gè)或二個(gè)以上的火焰入口，所述二個(gè)或二個(gè)以上的火焰入口均與所述乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置的出口連通。
3.如權(quán)利要求2所述的冶金反射窯，其特征在于，所述窯室的前側(cè)壁進(jìn)一步設(shè)置至少一個(gè)油燃燒器，所述油燃燒器在所述窯室的入口位于所述窯室的中上部，所述火焰入口位于所述窯室的頂壁與所述油燃燒器在所述窯室的入口之間。
4.如權(quán)利要求3所述的冶金反射窯，其特征在于，所述火焰入口和所述油燃燒器在所述窯室的入口均向所述窯室的底壁傾斜5～60度。
5.如權(quán)利要求1所述的冶金反射窯，其特征在于，所述乳化焦?jié){燃燒器設(shè)有用于向所述燃燒空間內(nèi)輸送已預(yù)熱空氣的一次配風(fēng)口，所述殼體的側(cè)壁上間隔設(shè)置兩組或者兩組以上的、用于向所述燃燒空間內(nèi)輸送未預(yù)熱空氣的切向風(fēng)進(jìn)口，所述未預(yù)熱空氣的總流量為所述已預(yù)熱空氣流量的0.05～0.15倍。
6.如權(quán)利要求5所述的冶金反射窯，其特征在于，所述兩組或者兩組以上的切向風(fēng)進(jìn)口分別位于所述殼體的相互平行的兩個(gè)或者兩個(gè)以上的橫截面上；其中，最靠近所述前端壁的橫截面位于所述前端壁的內(nèi)壁到所述后端壁的內(nèi)壁之間的距離的六分之一到三分之一處，最靠近所述后端壁的橫截面位于所述前端壁的內(nèi)壁到所述后端壁的內(nèi)壁之間的距離的二分之一到五分之四處。
7.如權(quán)利要求6所述的冶金反射窯，其特征在于，所述后端壁的內(nèi)壁到所述前端壁的內(nèi)壁之間的距離為所述燃燒空間的內(nèi)直徑的1倍到5倍，所述液態(tài)渣出口所在的殼體橫截面位于最靠近所述后端壁的一組所述切向風(fēng)進(jìn)口所在的殼體橫截面與所述后端壁的內(nèi)壁之間，所述出口的直徑為所述燃燒空間的內(nèi)直徑的四分之一到三分之二。
8.如權(quán)利要求1所述的冶金反射窯，其特征在于，所述乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置包括一個(gè)所述乳化焦?jié){燃燒器、一個(gè)所述油燃燒器以及一個(gè)所述氣體燃燒器，其中，所述油燃燒器和所述氣體燃燒器設(shè)置在所述乳化焦?jié){燃燒器下方，所述乳化焦?jié){燃燒器的一次配風(fēng)口設(shè)有旋流配風(fēng)器。
9.如權(quán)利要求1所述的冶金反射窯，其特征在于，所述乳化焦?jié){燃燒器為四個(gè)，所述四個(gè)乳化焦?jié){燃燒器等間隔設(shè)置在以前端壁的中心為圓心的圓周上，所述四個(gè)乳化焦?jié){燃燒器所在的圓周的直徑為所述燃燒空間的內(nèi)直徑的三分之一到四分之三；所述油燃燒器為三個(gè)，兩個(gè)設(shè)置在所述前端壁下部，一個(gè)設(shè)置在所述前端壁的上部；所述氣體燃燒器為兩個(gè)，分別設(shè)置在所述的下部的兩個(gè)油燃燒器附近，所述乳化焦?jié){燃燒器的一次配風(fēng)口設(shè)有旋流配風(fēng)器。
10.如權(quán)利要求1～9之一所述的冶金反射窯，其特征在于，進(jìn)一步包括兩個(gè)或兩個(gè)以上的交替工作的排渣車，其中一個(gè)所述排渣車停留在所述液態(tài)渣出口下方，該排渣車的容渣空間與所述液態(tài)渣出口連通并且所述容渣空間與所述液態(tài)渣出口的連接處密封。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置的冶金反射窯，包括反射窯本體以及乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置，反射窯本體包括窯室、火焰入口以及煙氣出口，乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置包括由前端壁、后端壁、以及側(cè)壁圍成的殼體，殼體的內(nèi)部形成一圓筒狀的燃燒空間，前端壁上設(shè)置有至少一個(gè)乳化焦?jié){燃燒器、以及至少一個(gè)油燃燒器和/或至少一個(gè)氣體燃燒器，后端壁開設(shè)一出口，出口通過熱風(fēng)管與窯室的火焰入口連通，殼體的側(cè)壁上間隔設(shè)置兩組或者兩組以上的切向風(fēng)進(jìn)口，位于燃燒空間底部的側(cè)壁上在鄰近后端壁的位置開設(shè)至少一個(gè)液態(tài)渣出口。本發(fā)明的冶金反射窯采用乳化焦?jié){旋風(fēng)燃燒裝置，以乳化焦?jié){為燃料，節(jié)省了燃料成本并實(shí)現(xiàn)了資源的優(yōu)化利用。
文檔編號(hào)F23C3/00GK101021314SQ20061013234
公開日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2006年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月26日
發(fā)明者常厚春, 李祖芹, 馬革, 劉效洲 申請(qǐng)人:廣州迪森熱能技術(shù)股份有限公司