CN105793648B - 周向喷射燃烧器 - Google Patents

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Abstract

一种燃烧器,其用来向反应容器进给粉状进料和反应气体,该燃烧器包括外部细长管状构件,外部细长管状构件具有周界壁。外管状构件的上端限定用于接纳反应气体的气体供应通道;下端限定用于反应气体和进料的混合腔室;并且位于上端与下端之间的中间部分可以具有穿过其外周壁的至少一个孔口,以接纳进料。燃烧器可以包括可调整器的分散器,可调整的分散器位于外管状构件之内,并且从外管状构件的上端延伸到下端。内管状构件可以位于外管状构件内侧以限定外环形通路,并且阀可以设置成控制外通路的环形开口的面积。

Description

周向喷射燃烧器
相关申请的交叉引用
本申请要求保护在2013年11月29日提交的美国临时专利申请第61/910,214号的优先权,该专利申请的内容以引用的方式并入到本文中。
技术领域
本发明的主题涉及用于粉状进料的燃烧器,诸如用于闪速熔炼硫化物精矿的燃烧器。
背景技术
闪速熔炼是一种火法冶金过程,其中,细磨进料与反应气体一起燃烧。闪速熔炼炉通常包括高位反应炉身,燃烧器定位于高位反应炉身顶部,在燃烧器中,使粉状进料(在本文中也被称作微粒进料)与反应气体聚集在一起。在铜熔炼的情况下,进料通常为精矿,其包含铜和铁硫化物矿物质。精矿通常与硅石焊剂混合并且与预热的空气或富氧空气一起燃烧。熔滴形成于反应炉身中并且降落到炉底,形成富铜冰铜和富铁矿渣层。在精矿中的大部分硫与氧气组合以产生二氧化硫,二氧化硫能作为气体从炉排出并且经过进一步处理以产生硫酸。
用于闪速熔炼炉的常规燃烧器包括:喷射器,其具有水冷套筒和内部中心喷枪;风箱;以及冷却块,其与炉的反应炉身的炉顶集成。喷射器套筒的下部与冷却块的内边缘形成环形通道。进料从上方引入并且通过喷射器套筒下降到反应炉身内。富氧燃烧空气进入风箱并且通过环形通道排放到反应炉身。由中心喷枪下端处的钟形末端来促进进料到反应气体内的偏转。此外,末端包括多个穿孔射流,穿孔射流向外引导压缩空气,以在伞形反应区内分散进料。仿形调整环安装于喷射器套筒的下部周围,在环形通道内,并且能沿着垂直轴线滑动。可以利用控制杆升高和降低调整环来控制反应气体的速度以响应于不同的流率,控制杆向上延伸穿过风箱以增加或减小在环形通道中的流动截面积。这种用于闪速熔炼炉的燃烧器公开于美国专利第6,238,457号中。
这种类型的已知燃烧器与可能不利地影响其性能的缺点相关联。用于引入进料的常规方法可能会导致羽流中的空间不均匀性,这是由于分配器的设计造成或者是由于炉结积聚在锥形末端和穿孔空气孔上造成。
在已知的燃烧器中,用来实现充分混合的唯一方法是使进料流与过程气流以高速度在反应炉身的开放空间内相交。这种不受限制的碰撞导致粒子的一部分从羽流的富氧部分喷射到反应炉身的富含二氧化硫的再循环区内。
现有预混合燃烧器(文丘里型)通常具有高熔炼性能(低烟尘产生、低反应炉身热负荷)。现有预混合燃烧器的问题在于它们需要高过程空气速度以通过使用文丘里效果来提供与精矿进料的混合。这常常防止燃烧器在较低速度工作(已知在较低速度工作延长了在反应炉身内的停留时间),从而导致高氧效率。流体化燃烧器允许进料以受控制的速率进入空气流,而无论过程空气速度如何。在已知燃烧器中,进料从远离燃烧器定位的储存仓经由机械进料器、机械输送器或者空气辅助的输送器而递送。这些向通往燃烧器的进料流率中引入或传输周期性或非周期性波动,导致难以控制进料与氧气的比例。此外,常见现象是储存仓中的进料变得部分流体化并且以不受控制的方式流动,由此显著地干扰燃烧器操作。
上述问题,单独地或组合地,导致已知燃烧器的较差的燃烧性能。这种较差的燃烧性能的特征在于次优氧效率,高烟尘率、低烟尘品质、烟道(uptake)和燃烧器积成物、局部热点、高矿渣金属损失和冰铜等级变化性。而这导致变化的生产能力、操作困难和繁重的维护要求,最终结果导致更高操作成本和降低的产量。
仍然需要一种改进的燃烧器,其减少或排除已知设计的上文提到的问题。
发明内容
下文的发明内容预期向读者介绍下文更详细的描述,并且不限定或限制要求保护的主题。
本文所描述的主题大体而言涉及一种燃烧器设计,其提供优于已知燃烧器一项或多项改进,这些改进包括:进料与过程气体预混合;改进的燃烧器羽流(plume)控制;以及,进料流动绕燃烧器出口环面的周缘在空间和时间上的改善的均匀性,以及最小的粒子隔离效果。
根据一方面,提供一种用于粉状进料的燃烧器。燃烧器具有使燃烧器与反应容器集成的结构,并且具有开口,开口与反应容器内部连通。燃烧器还具有混合腔室,以通过开口向反应容器内供应流体化进料和反应气体混合物。燃烧器具有气体供应通道,用来向混合腔室供应反应气体。燃烧器具有用来绕气体供应通道的外周界、经过圆柱形开口均匀地引入进料的装置。在2013年6月17日提交并且名称为“Feed Flow Conditioner forParticulate Feed Materials(用于颗粒馈送材料的馈送流调节器)”的共同转让的美国专利申请第61/835,716号中公开了一种设备,其便于这种进料引入方法,被称作进料流量调节器并且其解决了闪速熔炼炉的典型问题。
根据另一方面,提供一种用于闪速熔炼炉的燃烧器。燃烧器包括燃烧器块体、混合腔室、气体供应通道和进料流量调节器。块体与炉顶集成,并且具有穿过块体的开口,以与炉的反应炉身连通。气体供应通道安装于燃烧器块体上方,并且向闪速炉提供反应气体。在气体供应通道之内设有两个同心管;分隔管和位于其内部的中心喷枪管,中心喷枪管延伸穿过整个燃烧器以向反应炉身的中心供应氧气。进料流量调节器安装于气体供应通道周围。进料流量调节器和分隔管形成绕中心喷枪的两个同心的环形流动区;由进料流量调节器和分隔管形成的外环形区以及由分隔管与中心喷枪管形成的内环形区。这两个流动区都从气体供应通道进给反应气体。可调整的孔口位于进料流量调节器的底部,可调整的孔口绕外环形区的外周缘均匀地供应流体化进料。混合腔室形成于孔口下方,在这里,来自进料流量调节器的流体化进料和来自气体供应通道的外环形区的反应气体会合。混合腔室允许来自外环形区与内环形区的进料与反应气体流剧烈混合。混合腔室位于反应炉身中的开口的正上方,并且向反应炉身提供流体化进料和反应气体的连续周向均匀流。
虹膜阀在气体供应通道之内,虹膜阀位于同心分隔管的顶部处。这个阀能调整穿过由进料流量调节器、分隔管和中心喷枪形成的同心气体流动环面中的每一个引导的流的部分。阀修改了流经外环形流动区和内环形流动区的反应气体的比例,从而修改了进入反应炉身的反应气体的平均速度。通过打开虹膜阀,反应气体均匀地分配到两个环形流动区。通过闭合虹膜阀,更多的反应气体流动被迫通过内环形区,从而增加了离开燃烧器的反应气体的平均速度。对于本领域技术人员显然的是,受虹膜阀控制的、能实现的通过燃烧器的最大速度由内环形区的大小来决定。当虹膜阀处于完全闭合位置并且所有气体被迫通过内环面时实现了最高出口速度。
在某些示例中,具有螺旋涡流产生叶片的嵌套式插入套筒可以插入到中心喷枪周围,以对通过内环面的反应气体添加切向流动分量,并且在反应炉身内引起涡流。这可以用来使羽流扩张,从而排除了对于物理上非流线形体的需要。
在某些示例中,插件可以是外部受控制的部件,这些部件能垂直移动以控制反应气体的涡流或湍流。
在某些示例中,可以调整涡流器插件的叶片的节距和宽度来实现不同的最大涡流数量(涡流强度)。
在某些示例中,中心喷枪管可以在其下端处装有锥状物,以迫使反应气体径向向外离开内环面。
在某些示例中,具有锥状物末端的中心喷枪管能竖直移动,以控制内环形间隙开口大小从而控制离开内环面的反应气体的速度。
在某些示例中,中心喷枪管可以在其上端处装有倒置的锥状物,从而控制内环形间隙的面积。通过闭合环形间隙,更多的反应气体流动被迫通过外环形区,从而增加了离开燃烧器的反应气体的平均速度。对于本领域技术人员显然的是,受倒置的锥状物控制的、可实现的通过燃烧器的最大速度由外环形区的大小决定。当倒置的锥状物处于完全闭合位置并且所有气体被迫通过外环面时实现了最高的出口速度。
在某些示例中,虹膜阀、分隔管和中心喷枪可以被内喷枪替换,其中,在混合腔室与内喷枪之间的环形间隙开口的大小控制流体化进料和反应气体混合物的速度。
在某些示例中,内喷枪可以竖直移动以控制环形间隙开口的大小,这有效地控制反应气体和流体化进料混合物的离开速度。
附图说明
为了更全面地理解所要求保护的主题,参考附图,在附图中:
图1是根据第一实施例的闪速熔炼炉的燃烧器的截面图,该燃烧器包含可调整的分散器以控制进入反应炉身内的平均气体流动速度。
图2是图1的燃烧器的详细视图。
图3是根据第二实施例的闪速熔炼炉的燃烧器的截面图,其中利用两个同心的环面和虹膜阀来替换分散器以控制进入反应炉身内的平均气体流动速度。
图4是图3的燃烧器的详细视图。
图5是根据第三实施例的闪速熔炼炉的燃烧器的截面图,该燃烧器包含在中心喷枪下端处的锥状物(cone)以控制气体离开内环面的角度。
图6是图5的燃烧器的详细视图。
图7是根据第四实施例的闪速熔炼炉的燃烧器的截面图,该燃烧器包含在中心喷枪末端处的倒置锥状物以控制进入到反应炉身内的平均气体流动速度。
图8是图7的燃烧器的详细视图。
具体实施方式
在下文的描述中,陈述了具体细节以提供要求保护的主题的示例。然而,下文所描述的实施例预期并不限定或限制要求保护的主题。对于本领域技术人员显然在要求保护的主题的范围内,可以做出具体实施例的许多变型。
如图1和图2所示,燃烧器11定位于闪速熔炼炉的反应炉身10上方。燃烧器11的基座包括冷却块12和喷嘴13,冷却块12集成到炉的反应炉身10的炉顶内,喷嘴13穿过冷却块12延伸。气体供应通道14安装于喷嘴13上方,并且被供应有反应气体。可调整的分散器28在气体供应通道14内侧,可调整的分散器28向下突伸到燃烧器11内。可调整的分散器28延伸穿过燃烧器11和喷嘴13进入反应炉身10内。可调整的分散器28可以包含集成的燃料燃烧器或者穿过中心(细节未示出)的氧气通路,以及在其底表面上的水冷元件。
进料流量调节器17、诸如在上文所提到的美国临时专利申请第61/835,716号(其以全文引用的方式并入到本文中)中所描述的进料流量调节器定位于气体供应通道14的周围。将不在此处重复进料流量调节器的描述。进料流量调节器包含在流体化气体中的固体微粒进料的流体化床。进料流量调节器17包含圆筒形滑动套筒19,该滑动套筒19能垂直(纵向)移动,以控制可调整的孔口18的高度和面积,这样一来,进料流量调节器17通过限定于滑动套筒19与可调整的分散器28之间的下环形通道31提供夹带于流体化气体中的固体微粒进料的绕燃烧器11的整个周缘的均匀流动。通过调整圆筒形滑动套筒19的位置,可调整的孔口18的高度可以增加到允许更多的微粒进料进入到燃烧器11内或者高度可以减小以减小流量。
燃烧器1安装于炉支承结构上并且喷嘴13延伸穿过燃烧器块体12,燃烧器块体12提供在炉的反应炉身与燃烧器11之间的主要密封。气体供应通道14的内表面与可调整的分散器28的外表面限定上环形通道30。圆筒形滑动套筒19的内表面和可调整的分散器28的外表面限定下环形通道31。来自气体供应通道14的反应气体进入两个环形通道30和31。
在圆筒形滑动套筒19的上端处,可以设置环形间隙8或者其它开口以允许来自进料流量调节器17上部的流体化气体进入下环形通道31。可以通过升高或降低圆筒形滑动套筒19来调整这个间隙8的面积。
进料流量调节器17控制流体化微粒进料到下环形通道31内的流量。流体化进料通过可调整的孔口18绕下环形通道31的外周缘均匀分配。在下环形通道31中的进料和反应气体向下流入到刚好在反应炉身10上方的混合腔室25内,混合腔室25包括在进料流量调节器排放管22和喷嘴13的内表面与可调整的分散器28的外表面之间的环形空间。混合腔室25允许流体化进料和反应气体在进入到反应炉身之前剧烈混合。
可调整的分散器28向下延伸到炉的反应炉身10的上部内。可调整的分散器28在其下端具有末端29,末端29在喷嘴13和块体12下方延伸。分散器末端29具有截头圆锥形状并且向外引导进料和反应气体混合物。可调整的分散器28可以包含开口(未图示),压缩空气通过开口水平喷射,以辅助引导进料和反应气体混合物以伞状型式通过炉的反应炉身10。
可调整的分散器28能垂直移动,以调整环形喷嘴开口32的大小。通过降低可调整的分散器28,增加了环形喷嘴开口32的截面积,从而减小了离开燃烧器的进料和气体混合物的平均速度。通过升高可调整的分散器28,减小了环形喷嘴开口32的截面积,从而增加了离开燃烧器11的进料和气体混合物的平均速度。对于本领域技术显然,受可调整的分散器28控制、可实现的通过燃烧器最大速度由形成于喷嘴13与分散器末端29之间的环形区的大小决定。当分散器末端29完全插入喷嘴13时实现最高出口速度。
由安装于燃烧器11外部的定位马达27来控制可调整分散器28的垂直位置。定位马达27由PLC(可编程的逻辑控制器)操控。
这种绕环形喷嘴开口32均匀地喷射进料和反应气体混合物的方法避免了单独进料和空气流以相对的角度发生碰撞的常规方法,已知这种常规方法通过从燃烧羽流喷出粒子而增加烟尘吹出量(dust carry-over)。
在图3和图4中示出了第二实施例。相似部件被给予相似名称和相似附图标记,并且将不重复其描述。
分隔管15和中心喷枪16设置于气体供应通道13内,分隔管15和中心喷枪16都向下突伸到燃烧器喷嘴13内。这些部件替换在第一实施例中示出的分散器28。中心喷枪16延伸穿过喷嘴13进入到反应炉身10内,而分隔管15止于喷嘴13内部。中心喷枪16用来将氧气喷射到羽流内,但是也可以用于燃料燃烧器。
在燃烧器11的上部中,气体供应通道14的内表面和分隔管15的外表面限定上外环形通道20。在燃烧器11的下内侧,圆筒形滑动套筒19和进料流量调节器排放管22的内表面和分隔管15的外表面限定下外环形通道21。同样,分隔管15的内表面和中心喷枪16的外表面限定内环形通道23。来自气体供应通道14的反应气体进入外环形通道20、21二者和/或内环形通道23,如在下文中进一步讨论。
虹膜阀24设于进料流量调节器17上方,虹膜阀24用来控制通向上外环形通道20的环形开口34的大小,如图4所示。当虹膜阀24完全打开时,允许反应气体流动进入外环形通道20、21和内环形通道23。虹膜阀24可以调节上环形通道20的开口34的大小,其中完全闭合位置不允许任何反应气体流入到外环形通道20、21内。这有效地迫使所有反应气体通过内环形通道23流动。对于本领域技术人员显然,可以实现的通过燃烧器最大速度由内环形通道23的横截面面积决定。当虹膜阀24和开口34完全闭合时实现最高出口速度。
进料流量调节器17控制流体化微粒进料进入到下外环形通道21内的流量。流体化进料通过可调整的孔口18绕下外环形通道21的外周缘均匀地分配,从而允许进料与反应气体混合。在下外环形通道21中的进料与反应气体流入到喷嘴13内,喷嘴13限定刚好在反应炉身上方的混合腔室25。混合腔室允许来自下外环形区21的流体化进料和反应气体与来自内环形通道23的反应气体剧烈混合。这允许流体化进料与反应气体在进入反应炉身10之前预混合。
涡流器插入套筒26位于燃烧器11的分隔管15内,涡流器插入套筒26绕中心喷枪16同心定位,并在内环形通道23之内。如图4所示,涡流器插入套筒26包括多个叶片,这些叶片向经过的反应气体赋予切向速度,从而引起通过内环形通道23进入到混合腔室25并且最终进入到炉的反应炉身内的流体的总涡流运动。能通过改变涡流器插入套筒26的垂直位置来操纵从燃烧器的喷嘴13出来的反应气体射流的总切向(涡流)速度。当涡流器插入套筒26处于下方位置、朝向分隔管15的下端时,使离开内环形通道23和喷嘴13的反应气体的涡流运动最大化。当涡流器插入套筒26沿着中心喷枪16朝向分隔管15的上端逐渐升高时,由于涡流效果随着涡流器插入套筒26离分隔管15的出口的距离成比例地减小,离开内环形通道23的反应气体的涡流运动减小。操纵反应气体的涡流允许控制总燃烧器羽流形状以及在反应炉身内的混合特征。
由安装于燃烧器外部的定位马达27来控制涡流器插入套筒26的垂直位置。定位马达27由PLC(可编程逻辑控制)来操控。例如,通过操作马达27以升高或降低中心喷枪16和/或涡流器插入套筒26来对涡流器插入套筒26的垂直位置进行调整,这种调整可以操纵离开燃烧器的射流羽流的形状。增加离开燃烧器的流体化进料和反应气体的混合物的总切向(涡流)速度允许更大的羽流,并且将倾向于使更细的粒子朝向羽流外侧运动,从而增加了从炉内的周围的再循环气体吸收的热量,由此便于传热并且促进更早点火。将离开燃烧器的混合物的涡流速度减到最小允许更小的、更集中的羽流射流,这能使烟尘率、反应炉身耐火衬里的温度和磨损最小。
涡流器插入套筒26的垂直位置独立于反应气体的轴向速度来控制涡流程度,反应气体的轴向速度由虹膜阀24控制,虹膜阀调节通过外环形通道20、21和内环形通道23流动的反应空气的比例。
在图5和图6中示出了第三实施例。类似的部件被给予相同的名称和相似的附图标记并且将不重复其描述。
这个实施例类似于在图3和图4中示出的实施例,除了分隔管158和中心喷枪16都延伸到喷嘴13的下端。中心喷枪16包括在其下端处的喷枪锥状物35,以控制内环形通道23的引出开口36的截面积,如图6所示。中心喷枪16可以固定于燃烧器11之内,而与中心喷枪16同心的喷枪锥状物35可以垂直移动,或者中心喷枪16可以与喷枪锥状物35一起移动来调整羽流形状。
喷枪锥状物35和/或喷枪16可以由安装于燃烧器外部的定位马达27来升高和降低。定位马达27受到PLC(可编程的逻辑控制)操控。
喷枪锥状物35的垂直位置和几何形状可以经调制,以调整反应气体在内环形通道23的引出开口36处的引出速度的量值和方向,这将修改羽流形状。当升高喷枪锥状物35时,减小了内环形通道23的引出开口36。而且,离开内环形通道23的反应气体射流被迫紧随喷枪锥状物的几何形状,并且以一定速度径向分量离开。离开内环形通道23的反应气体射流将结合离开混合腔室25的进料和反应气体混合物,从而有效地使反应炉身中的羽流形状扩张。随着喷枪锥状物35降低,内环形通道23的引出开口36增大,由此减小了引出速度量值并且最小化流动的径向和轴向分量,从而减小羽流的直径和长度。
虹膜阀24用来控制过程气体通过外环形通道20、21和内环形通道23的流率比例。也可以布置过程气体通过通道20和23的独立控制。这允许独立地控制离开内环形通道23的反应气体射流和在外环形通道25中从进料流量调节器17出来的、进料中所夹带的反应气体的质量流量和速度。
这个实施例有效地控制在喷枪锥状物35下方形成的再循环气泡的大小,并且允许对反应炉身中的羽流形状的更大控制。对于喷枪锥状物35几何形状的修改、如在锥状物35的底部添加向下延伸的锥状物能最小化再循环气泡。
本领域技术人员应认识到分隔管的长度可以减小以使得其止于喷嘴之内,从而允许在进入反应炉身之前,用于流体化进料和反应气体的更大混合腔室。
本领域技术人员应认识到与图4所示的涡流插件类似的涡流插件可以结合喷枪锥状物用来控制涡流和羽流的径向速度分量。
在图7和图8中示出了第四实施例。类似部件被给予相同名称和相同附图标记,并且将不重复其描述。
分隔管15和中心喷枪16位于气体供应通道13之内,分隔管15和中心喷枪16向下突伸到燃烧器喷嘴13内。中心喷枪16穿过喷嘴13延伸,而分隔板15止于喷嘴13之内。中心喷枪16用来向羽流内喷射氧气,但是也可以包含燃料燃烧器。
中心喷枪包含位于分隔管15的顶端附近的倒置的喷枪锥状物37,以控制通向内环形通道23的环形开口38的大小,如图8所示。中心喷枪16保持固定于燃烧器11内,而与中心喷枪16同心的倒置的喷枪锥状物37可以垂直移动以调整内环形通道23的开口大小。
倒置的喷枪锥状物37可以由安装于燃烧器之外的定位马达27升高和降低,例如通过操作马达27以升高或降低中心喷枪16和/或倒置的喷枪锥状物37。定位马达27由PLC(可编程逻辑控制)来操控。
能调节倒置的喷枪锥状物37的垂直位置来调整进入外环形通道20、21和内环形通道23的反应气体流量的比例。当升高倒置的喷枪锥状物37时,增加了内环形通道23的开口38,从而允许更多的反应气体流入到内环形通道23内。在降低倒置的喷枪锥状物37时,内环形通道23的开口38减小,从而减少了流入到内环形通道23内的反应气体量。离开内环形通道23的反应气体射流将在混合腔室25中与离开下外环形通道21的进料和反应气体混合物结合。
这个实施例允许更好地控制羽流速度并且维持在外环形通道20、21中比在内环形通道23中更高的速度。这在流体化进料首先与下环形通道23中的反应气体混合时允许更好地控制混合。
本领域技术人员应意识到在要求保护的主题的范围内能做出许多变型。在上文中已经描述的实施例预期是说明性的并且并非限定性或限制性的。
例如,可以利用促动器来控制垂直移动的速度和羽流控制部件(即,可调整的分散器、涡流器插件套筒、喷枪锥状物和倒置的喷枪锥状物),促动器可以是液压的、气动的或机械螺旋千斤顶。
本文所描述的燃烧器也可以被设计成具有喷射到环面内的反应空气,这个环面在包含进料的环面外侧,有效地形成空气罩层,空气罩层可以减少炉结在喷嘴上的积聚,并且进一步减小了形成粒子吹出的倾向性。
本文所描述的分散器锥状物和喷枪锥状物可以具有不同的几何形状来修改非流线形体效果和再循环区,以更好地控制反应炉身内的羽流形状。
虽然上文所描述的主题在用于闪速熔炼炉的情形下描述,应意识到其也可以应用于粉状进料的燃烧器,诸如由粉煤提供燃料的炉的燃烧器。

Claims (24)

1.一种用于向反应容器递送粉状进料和反应气体的混合物的燃烧器,所述燃烧器包括外部细长的管状构件,所述管状构件具有外周壁,外管状构件包括:
上端,其限定用于接收所述反应气体的气体供应通道;
下端,其限定混合腔室,在所述混合腔室中,所述反应气体和所述粉状进料混合在一起;以及
在所述上端与下端之间的中间部分,所述中间部分具有穿过所述外周壁的至少一个孔口,以接纳所述粉状进料。
2.根据权利要求1所述的燃烧器,其中,所述外管状构件的所述外周壁具有周缘,并且其中所述至少一个孔口基本上绕所述外周壁的整个周缘延伸。
3.根据权利要求1所述的燃烧器,其中,所述外管状构件的所述中间部分位于包含所述粉状进料的进料流量调节器之内。
4.根据权利要求3所述的燃烧器,其中,在所述进料流量调节器中的所述粉状进料由流体化气体进行流体化。
5.根据权利要求3所述的燃烧器,其中,所述外管状构件的所述中间部分由圆筒形滑动套筒至少部分地限定,并且其中所述至少一个孔口具有通过调整所述圆筒形滑动套筒的位置可控制的面积。
6.根据权利要求1所述的燃烧器,其特征在于,所述燃烧器还包括:可调整的分散器,其位于所述外管状构件之内,所述分散器从所述外管状构件的上端延伸到下端。
7.根据权利要求6所述的燃烧器,其中,所述可调整的分散器与所述外管状构件的外周壁基本上同心,以使得所述混合腔室包括在所述分散器与所述外管状构件的所述外周壁之间的环形空间。
8.根据权利要求6所述的燃烧器,其中,所述可调整的分散器在其下端处具有扩大末端,并且通入所述反应容器内的环形开口限定于所述扩大末端与所述外管状构件的所述外周壁之间。
9.根据权利要求8所述的燃烧器,其中,所述扩大末端具有截头圆锥形状,使得通过升高或降低位于所述燃烧器的所述外管状构件内的所述可调整的分散器来调整所述环形开口的面积。
10.根据权利要求1所述的燃烧器,其中,所述管状构件的所述下端由所述反应容器的喷嘴限定。
11.根据权利要求1所述的燃烧器,其特征在于,所述燃烧器还包括:内管状构件,所述内管状构件位于所述外管状构件之内并且与其同心,其中外环形通道限定于所述内管状构件与外管状构件之间。
12.根据权利要求11所述的燃烧器,其中,所述内管状构件具有在所述外管状构件的上端下方间隔开的上端,在上端处设置环形入口开口,并且其中所述燃烧器还包括用来控制所述环形开口的面积的阀。
13.根据权利要求12所述的燃烧器,其中,所述阀为虹膜阀。
14.根据权利要求11所述的燃烧器,其中,所述内管状构件具有在所述外管状构件的下端上方间隔开的下端,使得所述混合腔室被限定为在所述内管状构件的下端与所述外管状构件的下端之间的垂直空间。
15.根据权利要求11所述的燃烧器,其特征在于,所述燃烧器还包括位于所述内管状构件内部的可调整的喷枪,所述喷枪延伸穿过所述内管状构件的上端和下端。
16.根据权利要求15所述的燃烧器,其中,所述喷枪与所述内管状构件基本上同心,使得内环形通路限定于所述喷枪与所述内管状构件之间。
17.根据权利要求15所述的燃烧器,其中,所述喷枪设有涡流发生器,并且其中所述涡流发生器沿着所述喷枪垂直可动。
18.根据权利要求17所述的燃烧器,其中,所述涡流发生器在所述内管状构件的上端与下端之间垂直可动。
19.根据权利要求15所述的燃烧器,其中,
所述内管状构件的下端靠近所述外管状构件的下端;
所述可调整的喷枪在其下端处具有扩大末端;以及
其中通入所述反应容器内的环形开口限定于所述扩大末端与所述内管状构件的所述外周壁之间。
20.根据权利要求19所述的燃烧器,其中,所述扩大末端具有截头圆锥形状,使得通过升高或降低位于所述燃烧器的所述内管状构件内的所述可调整的喷枪来调整所述环形开口的面积。
21.根据权利要求1所述的燃烧器,其特征在于,所述燃烧器还包括:内管状构件,所述内管状构件位于所述外管状构件之内并且与所述外管状构件同心;位于所述内管状构件之内的可调整的喷枪,所述喷枪延伸穿过所述内管状构件的上端和下端,其中:
外环形通路限定于所述内管状构件与外管状构件之间;
所述内管状构件具有在所述外管状构件的上端下方间隔开的上端,在上端处设置环形入口开口;以及
所述喷枪设有靠近所述内管状构件的上端的扩大部分。
22.根据权利要求21所述的燃烧器,其中,所述扩大部分能相对于所述内管状构件的上端垂直移动,以使得通过升高或降低所述扩大部分来调整所述环形入口开口的面积。
23.根据权利要求22所述的燃烧器,其中,所述扩大部分具有截头圆锥形状并且至少部分地位于所述内管状构件的上端下方。
24.根据权利要求23所述的燃烧器,其中,所述扩大部分具有至少与所述环形入口开口的外直径一样大的最大直径。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2910205T3 (es) * 2017-09-01 2022-05-11 Metso Outotec Finland Oy Dispositivo de distribución de mezcla de alimentación para quemador
CN114965872B (zh) * 2022-04-27 2023-10-13 重庆科技学院 一种多传感器数据融合的电子鼻及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3720351A (en) * 1971-05-06 1973-03-13 Babcock & Wilcox Co Pulverized fuel delivery system for a blast furnace
US4311670A (en) * 1976-09-22 1982-01-19 A. Ahlstrom Osakeyhtio Fluidized bed reactor system
CN1232538A (zh) * 1996-10-01 1999-10-20 奥托昆普技术公司 用于输送并引导反应气体及固体进入熔炼炉的方法及一种为实现该目的而设计的可多级调节的燃烧器
CN105492854A (zh) * 2013-06-17 2016-04-13 哈奇有限公司 用于颗粒状馈送材料的馈送流动调节器

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ZA751163B (en) * 1974-03-07 1976-01-28 Occidental Petroleum Corp Mixing particulate materials
US4373994A (en) * 1981-09-28 1983-02-15 Occidental Research Corporation Pyrolysis process and apparatus
US6843185B1 (en) * 2003-06-27 2005-01-18 Maxon Corporation Burner with oxygen and fuel mixing apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3720351A (en) * 1971-05-06 1973-03-13 Babcock & Wilcox Co Pulverized fuel delivery system for a blast furnace
US4311670A (en) * 1976-09-22 1982-01-19 A. Ahlstrom Osakeyhtio Fluidized bed reactor system
CN1232538A (zh) * 1996-10-01 1999-10-20 奥托昆普技术公司 用于输送并引导反应气体及固体进入熔炼炉的方法及一种为实现该目的而设计的可多级调节的燃烧器
CN105492854A (zh) * 2013-06-17 2016-04-13 哈奇有限公司 用于颗粒状馈送材料的馈送流动调节器

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