CN108351101A - 燃烧器以及用于燃烧器的微细固体物供给装置 - Google Patents

燃烧器以及用于燃烧器的微细固体物供给装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于将反应气体以及微细固体物供给至悬浮熔炼炉的反应炉身中的燃烧器，比如精矿燃烧器、焙砂燃烧器、或者冰铜燃烧器、或者使用这些的混合物的燃烧器。本发明还涉及一种用于燃烧器的微细固体物供给装置，所述燃烧器为比如精矿燃烧器、焙砂燃烧器、或者冰铜燃烧器、或者使用这些的混合物的燃烧器。所述微细固体物供给装置包括：所述微细固体物排出通道(1)中的、在所述微细固体物排出通道(1)的下游出口端(8)的上游的气体出口(11)。所述气体出口(11)包括螺旋形路径引导构件，其被构造成促进气体围绕所述微细固体物排出通道(1)的中心轴线A沿螺旋形流动路径从所述气体出口(11)流动。

Description

燃烧器以及用于燃烧器的微细固体物供给装置
技术领域
本发明涉及一种如在独立权利要求1的前序部分中所限定的燃烧器。
本发明还涉及一种如在独立权利要求14的前序部分中所限定的用于燃烧器的微细固体物供给装置。
本发明还涉及一种如在权利要求27中所限定的包括有微细固体物供给装置的燃烧器。
背景技术
公开文献WO 2015/054739提出一种用于与固体燃料燃烧器一同使用的分散装置。所述分散装置包括通道，颗粒材料可通过所述通道朝向出口区域流动以从其分散，所述流能至少部分地围绕所述通道的纵向轴线旋转。所述分散装置还包括在所述出口区域处或附近布置于所述通道内的下游引导装置，所述下游引导装置被构造成至少减小所述旋转运动，以使得所述流沿与所述通道的纵向轴线对准的方向以大致均匀的方式朝向所述出口区域前进。
发明内容
本发明的目的是提供一种燃烧器以及一种微细固体物供给装置，其提供均匀的固体物供给分配。
所述燃烧器的特征在于独立权利要求1的限定。
在从属权利要求2至13中限定所述燃烧器的优选实施例。
所述用于燃烧器的微细固体物供给装置的特征相对应地在于独立权利要求14的限定。
在从属权利要求15至26中限定所述用于燃烧器的微细固体物供给装置的优选实施例。
本发明还涉及一种如在权利要求27中所限定的包括有微细固体物供给装置的燃烧器。
本发明基于引导气体在微细固体物排出通道的下游出口端的上游的螺旋形流动路径中流动。气体的该螺旋形流动路径致使在所述气体出口的下游的所述微细固体物排出通道中流动的微细固体物也在螺旋形流动路径中流动。所述微细固体物的该螺旋形流动路径均衡所述微细固体物流中的沿水平方向的可能的不均匀性，因为微细固体物供给分配的不均匀性的竖直方向将部分地与太少的微细固体物供给以及部分地与太多的微细固体物供给重叠。由于沿竖直方向供给反应气体，反应气体将穿过与太少的微细固体物供给重叠的部分以及与太多的微细固体物供给重叠的部分两者。由微细固体物的螺旋形流动路径所引起的竖直的分配不精确性以并不影响反应炉身性能的如此小的时段发生。这一点的结果是，微细固体物的均匀的分配，其对于炉的反应炉身中的反应气体与微细固体物之间的反应具有积极的作用。
由于使用气体而不是机械螺旋形流动装置来引起微细固体物的螺旋形流动路径，因此微细固体物流将为更均匀的，因为微细固体物的流动路径中不存在机械装置。
附图说明
在下文中，将参考附图更具体地描述本发明，其中：
图1示出所述燃烧器的第一实施例；
图2示出所述燃烧器的第二实施例；
图3示出所述燃烧器的第三实施例；
图4示出所述燃烧器的第四实施例；
图5示出所述燃烧器的第五实施例；
图6示出所述燃烧器的第六实施例；
图7示出所述微细固体物供给装置的第一实施例；
图8示出所述微细固体物供给装置的第二实施例；
图9示出所述微细固体物供给装置的第三实施例；
图10示出所述微细固体物供给装置的第四实施例；
图11示出所述微细固体物供给装置的第五实施例；以及
图12示出所述微细固体物供给装置的第六实施例。
具体实施方式
本发明涉及一种用于将反应气体以及微细固体物供给至悬浮熔炼炉的反应炉身中的燃烧器，比如精矿燃烧器、焙砂燃烧器、或者冰铜燃烧器、或者使用这些材料的混合物的燃烧器，以及涉及一种用于燃烧器的微细固体物供给装置，所述燃烧器为比如精矿燃烧器、焙砂燃烧器、或者冰铜燃烧器、或者使用这些材料的混合物的燃烧器。
首先将更具体地描述所述燃烧器以及所述燃烧器的某些实施例以及变形。
燃烧器包括微细固体物排出通道1，其在径向外部由所述微细固体物排出通道1的壁2限定，并且其在径向内部由布置于微细固体物排出通道1中的微细固体物分散装置3限定，以使得微细固体物排出通道1具有环形横截面。
燃烧器包括环形反应气体通道4，其包围微细固体物排出通道1并且其在径向外部由反应气体通道4的反应气体通道壁5限定并且其在径向内部由微细固体物排出通道1的壁2限定。
微细固体物分散装置3具有分散气体开口6以及用于将分散气体传导至分散气体开口6的分散气体通道7。
微细固体物分散装置3延伸到微细固体物排出通道1的下游出口端8之外。
微细固体物分散装置3在微细固体物排出通道1的下游出口端8处具有增大的段9，在该增大的段中微细固体物分散装置3的直径沿朝向微细固体物分散装置3的自由末端10的方向增加。
燃烧器在微细固体物排出通道1的下游出口端8的上游、在微细固体物排出通道1中包括气体出口11。
气体出口11包括螺旋形路径引导构件(比如多个单独的喷嘴的周边排)，其被构造成促进气体围绕微细固体物排出通道1的中心轴线A沿螺旋形流动路径从气体出口11流动。气体排出的气体出口流动动量以及相对于竖直轴线的倾斜角必须为足够的，以便在微细固体物流上引起旋转运动。螺旋形引导构件或者各个喷嘴相对于竖直轴线的合适的排出角介于30°与150°之间。螺旋形引导构件或者多个单独的喷嘴的周边排的合适的排出速度根据微细固体物供给速度、气体组分以及气体排出的竖直位置介于5m/s至300m/s之间。利用对气体的流量控制调节排出速度。
气体例如可为或者包括氮或氧。
燃烧器可在微细固体物排出通道1中的气体出口11的上游、在微细固体物排出通道1中包括分隔壁12，其中分隔壁12将微细固体物排出通道1分成多个部分，并且分隔壁12为平面的并且沿微细固体物排出通道1的中心轴线A的方向延伸。若燃烧器包括这样的分隔壁12，则分隔壁12与微细固体物排出通道1的下游出口端8之间的距离优选地、但并非必须地、介于0.1m与3m之间，比如介于0.5m与1.5m之间。
燃烧器可在环形反应气体通道4与微细固体物分散装置3的分散气体通道7之间包括环形气体通道13，如图1至6中所示。
燃烧器可在环形反应气体通道4与微细固体物分散装置3的分散气体通道7之间包括环形气体通道13，以使得环形气体通道13布置于微细固体物排出通道1中，如图1和2中所示。
燃烧器可在环形反应气体通道4与微细固体物分散装置3的分散气体通道7之间包括环形气体通道13，以使得环形气体通道13在微细固体物分散装置3处布置于微细固体物排出通道1中，如图1中所示。
燃烧器可在环形反应气体通道4与微细固体物分散装置3的分散气体通道7之间包括环形气体通道13，以使得环形气体通道13在微细固体物排出通道1的微细固体物排出通道壁2处布置于微细固体物排出通道1中，如图2中所示。
燃烧器可在环形反应气体通道4与微细固体物分散装置3的分散气体通道7之间包括环形气体通道13，以使得环形气体通道13设置于微细固体物分散装置3中，如图3中所示。
燃烧器可在环形反应气体通道4与微细固体物分散装置3的分散气体通道7之间包括环形气体通道13，以使得环形气体通道13设置于微细固体物排出通道1的微细固体物排出通道壁2中，如图4中所示。
燃烧器可包括在距离微细固体物排出通道1的下游出口端8第一距离处布置于微细固体物排出通道1的下游出口端8的上游的第一组气体出口11，以及在距离微细固体物排出通道1的下游出口端8第二距离处布置于微细固体物排出通道1的下游出口端8的上游的第二组气体出口11，其中所述第二距离比所述第一距离长，如图5中所示。
燃烧器可在环形反应气体通道4与微细固体物分散装置3的分散气体通道7之间包括环形气体通道13，以使得环形气体通道13设置于距离微细固体物排出通道壁2一定距离处以及距离微细固体物分散装置3一定距离处，如图6中所示。
气体开口优选地、但并非必须地、在微细固体物分散装置3的增大的段9的上游布置于微细固体物排出通道1中。
接下来，将更具体地描述用于燃烧器(比如精矿燃烧器、焙砂燃烧器、或者冰铜燃烧器、或者使用这些的混合物的燃烧器)的微细固体物供给装置以及所述微细固体物供给装置的某些实施例和变形。
微细固体物供给装置包括微细固体物排出通道1，其在径向外部由微细固体物排出通道1的微细固体物排出通道壁2限定并且其在径向内部由布置于微细固体物排出通道1中的微细固体物分散装置3限定，以使得微细固体物排出通道1具有环形横截面。
微细固体物分散装置3具有分散气体开口6以及用于将分散气体传导至分散气体开口6的分散气体通道7。
微细固体物分散装置3延伸到微细固体物排出通道1的下游出口端8之外。
微细固体物分散装置3在微细固体物排出通道1的下游出口端8处具有增大的段9，在增大的段中微细固体物分散装置3的直径沿朝向微细固体物分散装置3的自由末端10的方向增加。
微细固体物供给装置在微细固体物排出通道1的下游出口端8的上游、在微细固体物排出通道1中包括气体出口11。
气体出口11包括螺旋形路径引导构件(比如多个单独的喷嘴的周边排)，其被构造成促进气体围绕微细固体物排出通道1的中心轴线A沿螺旋形流动路径从气体出口11流动。气体排出的气体出口流动动量以及相对于竖直轴线的倾斜角必须为足够的，以便在微细固体物流上引起旋转运动。螺旋形引导构件或者各个喷嘴相对于竖直轴线的合适的排出角介于30°与150°之间。螺旋形引导构件或者多个单独的喷嘴的周边排的合适的排出速度根据微细固体物供给速度、气体组分以及气体排出的竖直位置介于5m/s至300m/s之间。利用对气体的流量控制调节排出速度。
气体例如可为或者包括氮或氧。
微细固体物供给装置可在微细固体物排出通道1中的气体出口11的上游在微细固体物排出通道1中包括分隔壁12，其中分隔壁12将微细固体物排出通道1分成多个部分，并且分隔壁12为平面的并且沿微细固体物排出通道1的中心轴线A的方向延伸。若燃烧器包括这样的分隔壁12，则分隔壁12与微细固体物排出通道1的下游出口端8之间的距离优选地、但并非必须地、介于0.1m与3m之间，比如介于0.5m与1.5m之间。
微细固体物供给装置可包括包围微细固体物分散装置3的分散气体通道7的环形气体通道13，如图7至12中所示。
微细固体物供给装置可包括包围微细固体物分散装置3的分散气体通道7的环形气体通道13，以使得环形气体通道13布置于微细固体物排出通道1中，如图7和8中所示。
微细固体物供给装置可包括包围微细固体物分散装置3的分散气体通道7的环形气体通道13，以使得环形气体通道13在微细固体物分散装置3处布置于微细固体物排出通道1中，如图7中所示。
微细固体物供给装置可包括包围微细固体物分散装置3的分散气体通道7的环形气体通道13，以使得环形气体通道13在微细固体物排出通道1的微细固体物排出通道壁2处布置于微细固体物排出通道1中，如图8中所示。
微细固体物供给装置可包括包围微细固体物分散装置3的分散气体通道7的环形气体通道13，以使得环形气体通道13设置于微细固体物分散装置3中，如图9中所示。
微细固体物供给装置可包括包围微细固体物分散装置3的分散气体通道7的环形气体通道13，以使得环形气体通道13设置于微细固体物排出通道1的微细固体物排出通道壁2中，如图10中所示。
微细固体物供给装置可包括在距离微细固体物排出通道1的下游出口端8第一距离处布置于微细固体物排出通道1的下游出口端8的上游的第一组气体出口11，以及在距离微细固体物排出通道1的下游出口端8第二距离处布置于微细固体物排出通道1的下游出口端8的上游的第二组气体出口11，其中所述第二距离比所述第一距离长，如图11中所示。
微细固体物供给装置可包括包围微细固体物分散装置3的分散气体通道7的环形气体通道13，以使得环形气体通道13设置于距离微细固体物排出通道壁2一定距离处以及距离微细固体物分散装置3一定距离处，如图12中所示。
气体开口优选地、但并非必须地、在微细固体物分散装置3的增大的段9的上游布置于微细固体物排出通道1中。
本发明还涉及一种包括有如上所述的微细固体物供给装置的燃烧器。
对于本发明所属领域的技术人员而言，显而易见的是，随着技术进步，可以以各种方式实施本发明的基本思想。本发明以及它的实施例因此并不限于以上示例，而是它们可在权利要求的范围内变化。

Claims (27)

1.一种用于将反应气体以及微细固体物供给至悬浮熔炼炉的反应炉身中的燃烧器，比如精矿燃烧器、焙砂燃烧器、或者冰铜燃烧器、或者使用这些的混合物的燃烧器，其中所述燃烧器包括：
微细固体物排出通道(1)，其在径向外部由所述微细固体物排出通道(1)的微细固体物排出通道壁(2)限定，并且其在径向内部由布置于所述微细固体物排出通道(1)中的微细固体物分散装置(3)限定，以使得所述微细固体物排出通道(1)具有环形横截面，以及
环形反应气体通道(4)，其包围所述微细固体物排出通道(1)并且其在径向外部由所述环形反应气体通道(4)的反应气体通道壁(5)限定，并且其在径向内部由所述微细固体物排出通道(1)的所述微细固体物排出通道壁(2)限定，
其中，所述微细固体物分散装置(3)具有分散气体开口(6)以及用于将分散气体传导至所述分散气体开口(6)的分散气体通道(7)，
其中，所述微细固体物分散装置(3)延伸到所述微细固体物排出通道(1)的下游出口端(8)之外，以及
其中，所述微细固体物分散装置(3)在所述微细固体物排出通道(1)的所述下游出口端(8)处具有增大的段(9)，在该增大的段中所述微细固体物分散装置(3)的直径沿朝向所述微细固体物分散装置(3)的自由末端(10)的方向增加，
其特征在于，
包括所述微细固体物排出通道(1)中的、在所述微细固体物排出通道(1)的下游出口端(8)的上游的气体出口(11)，
所述气体出口(11)包括螺旋形路径引导构件，所述螺旋形路径引导构件被构造成促进气体围绕所述微细固体物排出通道(1)的中心轴线A沿螺旋形流动路径从所述气体出口(11)流动。
2.根据权利要求1所述的燃烧器，其特征在于，
包括所述微细固体物排出通道(1)中的、在所述微细固体物排出通道(1)中的所述气体出口(11)的上游的分隔壁(12)，
所述分隔壁(12)将所述微细固体物排出通道(1)分成多个部分，以及
所述分隔壁(12)为平面的并且沿所述微细固体物排出通道(1)的所述中心轴线A的方向延伸。
3.根据权利要求2所述的燃烧器，其特征在于，
所述分隔壁(12)与所述微细固体物排出通道(1)的所述下游出口端(8)之间的距离介于0.1m与3m之间。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的燃烧器，其特征在于，
包括所述环形反应气体通道(4)与所述微细固体物分散装置(3)的所述分散气体通道(7)之间的环形气体通道(13)。
5.根据权利要求4所述的燃烧器，其特征在于，
所述环形气体通道(13)布置于所述微细固体物排出通道(1)中。
6.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，
所述环形气体通道(13)布置于所述微细固体物分散装置(3)处。
7.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，
所述环形气体通道(13)布置于所述微细固体物排出通道(1)的所述微细固体物排出通道壁(2)处。
8.根据权利要求5所述的燃烧器，其特征在于，
所述环形气体通道(13)设置于距离所述微细固体物排出通道壁(2)一定距离处以及距离所述微细固体物分散装置(3)一定距离处。
9.根据权利要求4所述的燃烧器，其特征在于，
所述环形气体通道(13)设置于所述微细固体物分散装置(3)中。
10.根据权利要求4所述的燃烧器，其特征在于，
所述环形气体通道(13)设置于所述微细固体物排出通道(1)的所述微细固体物排出通道壁(2)中。
11.根据权利要求1至10中的任一项所述的燃烧器，其特征在于，
所述燃烧器包括在距离所述微细固体物排出通道(1)的所述下游出口端(8)第一距离处布置于所述微细固体物排出通道(1)的所述下游出口端(8)的上游的第一组气体出口(11)，以及
所述燃烧器包括在距离所述微细固体物排出通道(1)的所述下游出口端(8)第二距离处布置于所述微细固体物排出通道(1)的所述下游出口端(8)的上游的第二组气体出口(11)，其中所述第二距离比所述第一距离长。
12.根据权利要求1至11中的任一项所述的燃烧器，其特征在于，
所述气体开口在所述微细固体物分散装置(3)的所述增大的段(9)的上游布置于所述微细固体物排出通道(1)中。
13.根据权利要求1至12中的任一项所述的燃烧器，其特征在于，
所述螺旋形路径引导构件包括多个单独的喷嘴的周边排。
14.一种用于燃烧器的微细固体物供给装置，所述燃烧器为比如精矿燃烧器、焙砂燃烧器、或者冰铜燃烧器、或者使用这些的混合物的燃烧器，其中所述微细固体物供给装置包括：
微细固体物排出通道(1)，其在径向外部由所述微细固体物排出通道(1)的微细固体物排出通道壁(2)限定，并且其在径向内部由布置于所述微细固体物排出通道(1)中的微细固体物分散装置(3)限定，以使得所述微细固体物排出通道(1)具有环形横截面，以及
其中，所述微细固体物分散装置(3)具有分散气体开口(6)以及用于将分散气体传导至所述分散气体开口(6)的分散气体通道(7)，
其中，所述微细固体物分散装置(3)延伸到所述微细固体物排出通道(1)的下游出口端(8)之外，以及
其中，所述微细固体物分散装置(3)在所述微细固体物排出通道(1)的所述下游出口端(8)处具有增大的段(9)，在该增大的段中所述微细固体物分散装置(3)的直径沿朝向所述微细固体物分散装置(3)的自由末端(10)的方向增加，
其特征在于，
包括所述微细固体物排出通道(1)中的、在所述微细固体物排出通道(1)的所述下游出口端(8)的上游的气体出口(11)，
所述气体出口(11)包括螺旋形路径引导构件，所述螺旋形路径引导构件被构造成促进气体围绕所述微细固体物排出通道(1)的中心轴线A沿螺旋形流动路径从所述气体出口(11)流动。
15.根据权利要求14所述的微细固体物供给装置，其特征在于，
包括所述微细固体物排出通道(1)中的、在所述微细固体物排出通道(1)中的所述气体出口(11)的上游的分隔壁(12)，
所述分隔壁(12)将所述微细固体物排出通道(1)分成多个部分，以及
所述分隔壁(12)为平面的并且沿所述微细固体物排出通道(1)的中心轴线A的方向延伸。
16.根据权利要求15所述的微细固体物供给装置，其特征在于，
所述分隔壁(12)与所述微细固体物排出通道(1)的所述下游出口端(8)之间的距离介于0.1m与3m之间。
17.根据权利要求14至16中的任一项所述的微细固体物供给装置，其特征在于，
包括包围所述微细固体物分散装置(3)的所述分散气体通道(7)的环形气体通道(13)。
18.根据权利要求17所述的微细固体物供给装置，其特征在于，
所述环形气体通道(13)布置于所述微细固体物排出通道(1)中。
19.根据权利要求18所述的微细固体物供给装置，其特征在于，
所述环形气体通道(13)布置于所述微细固体物分散装置(3)处。
20.根据权利要求18所述的微细固体物供给装置，其特征在于，
所述环形气体通道(13)布置于所述微细固体物排出通道(1)的所述微细固体物排出通道壁(2)处。
21.根据权利要求18所述的微细固体物供给装置，其特征在于，
所述环形气体通道(13)设置于距离所述微细固体物排出通道壁(2)一定距离处以及距离所述微细固体物分散装置(3)一定距离处。
22.根据权利要求17所述的微细固体物供给装置，其特征在于，
所述环形气体通道(13)设置于所述微细固体物分散装置(3)中。
23.根据权利要求17所述的微细固体物供给装置，其特征在于，
所述环形气体通道(13)设置于所述微细固体物排出通道(1)的所述微细固体物排出通道壁(2)中。
24.根据权利要求14至23中的任一项所述的微细固体物供给装置，其特征在于，
所述燃烧器包括在距离所述微细固体物排出通道(1)的所述下游出口端(8)第一距离处布置于所述微细固体物排出通道(1)的所述下游出口端(8)的上游的第一组气体出口(11)，以及
所述燃烧器包括在距离所述微细固体物排出通道(1)的所述下游出口端(8)第二距离处布置于所述微细固体物排出通道(1)的所述下游出口端(8)的上游的第二组气体出口(11)，其中所述第二距离比所述第一距离长。
25.根据权利要求14至24中的任一项所述的微细固体物供给装置，其特征在于，
所述气体开口在所述微细固体物分散装置(3)的所述增大的段(9)的上游布置于所述微细固体物排出通道(1)中。
26.根据权利要求14至25中的任一项所述的微细固体物供给装置，其特征在于，
所述螺旋形路径引导构件包括多个单独的喷嘴的周边排。
27.一种燃烧器，其包括根据权利要求14至26中的任一项所述的微细固体物供给装置。
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