CN201652347U - 一种炭素焙烧炉用新型射吸蓄热式高效燃烧器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种炭素焙烧炉用新型射吸蓄热式高效燃烧器，主要由上盘、固定在上盘上下两侧的燃气进气管和下筒体、设置在下筒体内部并与上盘固定相连的燃气喷射装置、以及与燃气喷射装置相连接的喷管组成，其特征在于：在下筒体的内部设有将整个下筒体分隔成上空腔体和下空腔体的隔板，且在该上空腔体的内部还设有一个将其分隔成外环行空腔和内环行空腔的隔筒；隔筒的底部与隔板之间形成有燃气流道缝隙；在燃气进气管的出气端管壁上还设有一个以上的出气孔，同时在外环行空腔和内环行空腔内部还均填充有刚玉砂。本实用新型不仅能大幅度提高热效率，而且还能节约燃气约30％左右。

Description

一种炭素焙烧炉用新型射吸蓄热式高效燃烧器

技术领域

本实用新型涉及一种燃烧器，具体是指一种炭素焙烧炉用新型射吸蓄热式高效燃烧器。

背景技术

目前国内的炭素阳极焙烧炉所用燃烧器，多为老式配风直喷式燃烧器。这种燃烧器的配风采用人工控制，由于受到操作员的技能影响，因此会使得这种燃烧器的配风不易控制，进风量与燃气输入量不匹配，会经常造成火道内燃烧不充分，或局部过烧。而当燃烧不充分时，进入的温度较低的燃气既相当于给炉内吹入冷风，同时不受控的机械风门在炉内负压的作用下，源源不断地向炉内吸入冷空气，在这双重作用下，造成了燃气的热效率低，炉温波动大，不易控制。大量浪费了燃气，降低了生产效率，使阳极的生产成本居高不下。同时，燃气在火道内燃烧后所产生的烟气还具有很高的温度，但这些温度却不能被有效的利用，而是白白的浪费掉，因此这些燃烧器同样也存在不能很好的重复利用能源的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服目前这些燃烧器热效率低、不易控制，以及不能很好重复利用燃气燃烧后所生成的烟气的缺陷，提供一种热效率高、易控制且结构简单的炭素焙烧炉用新型射吸蓄热式高效燃烧器。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：一种炭素焙烧炉用新型射吸蓄热式高效燃烧器，主要由上盘、分别固定在上盘上下两侧的燃气进气管和下筒体、设置在下筒体内部并与上盘固定相连的燃气喷射装置、以及与该燃气喷射装置相连接的喷管组成。同时，在燃气喷射装置上设有一个以上的进气孔，在下筒体的内部设有将整个下筒体分隔成上空腔体和下空腔体的隔板，且在该上空腔体的内部还设有一个将其分隔成外环行空腔和内环行空腔的隔筒，该隔筒的底部与隔板之间形成有燃气流道缝隙；在燃气进气管的出气端管壁上还设有一个以上的出气孔，且该燃气进气管依次经出气孔、外环行空腔、燃气流道缝隙及内环行空腔后与燃气喷射装置上的进气孔相连通，同时在外环行空腔和内环行空腔内部还均填充有刚玉砂。

进一步地，所述的出气孔的数量为10个，且每个出气孔的中心线均垂直于燃气进气管的中心轴线。

所述的燃气喷射装置由一端与上盘固定相连接、另一端与混合管固为一体的套管，以及设置在混合管内部的内六方螺栓组成。在内六方螺栓内部设有通孔，所述的进气孔则设置在套管的管壁上，而在混合管上还设有一个连接孔；所述的进气孔经通孔后分别与混合管和连接孔相连通，且所述喷管与混合管的另一端相连接。

为了便于充分利用火道内的高温烟气，在下空腔体的内部填充有耐火泥，且在该耐火泥的内部还形成有一道与连接孔相连通的烟气进气流道。

为了更好的实现本实用新型，所述的进气孔的数量为14个，且每个进气孔的直径均为4mm；同时在上盘上还覆盖有一层耐高温保温布；在上盘的下周边上还设有一圈环行的耐高温矩形编绳，所述的下筒体位于该耐高温矩形编绳所形成的环的内部。

同时，所述的燃气流道缝隙的宽度为5mm，所述的刚玉砂的直径为5～8mm。

为了便于拆卸，在上盘上还设有与套管相连接并可拆卸的上盖螺丝，且所述烟气进气流道的中心轴线与喷管的中心轴线之间还存在一个夹角a，且盖夹角a的取值范围为0°≤a≤90°。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

(1)本实用新型的下筒体内部形成有外环行空腔和内环行空腔，且在其内部还均填充有刚玉砂，因此从燃气进气管进入的燃气经刚玉砂后能充分得到预热，使进入的混合燃气燃烧更充分，不仅能大幅度提高热效率，而且还能节约燃气约30％左右。

(2)本实用新型还设有烟气进气流道，能有效地将火道内所产生的高温烟气进行重复利用，将其与预热后的燃气再进行一次充分预热，不仅使得燃气的升温速度快，而且还具有很好的热振动传导效果。

(3)本实用新型的射流火焰长，能大大减小垂直火道内的上下温差，从而能有效的延长炉体的使用寿命。

(4)本实用新型的燃气流速快，能使燃烧器底部温度降低到800℃左右，从而有效的减小了燃烧器的烧损。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型的燃气喷射装置的剖面结构示意图。

图3为本实用新型的下筒体的主视结构示意图。

图4为图3所示的俯视结构示意图。

图5为本实用新型的燃气进气管的结构示意图。

其中，图中附图标记对应的零部件名称为：

1-燃气进气管，2-上盘，3-下筒体，4-混合管，5-隔板，6-内六方螺栓，7-上盖螺丝，8-喷管，9-隔筒，10-耐高温矩形编绳，11-耐高温保温布，12-外环行空腔，13-内环行空腔，14-刚玉砂，15-耐火泥，16-烟气进气流道，17-燃气流道缝隙，18-套管，19-进气孔，20-通孔，21-连接孔，22-出气孔。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例

如图1所示，本实用新型的上盘2为一个圆形的金属板，在该上盘2的正中央开有一个大通孔，在该大通孔的附近则还开有一个小通孔。在上盘2的下侧面上设有一个与上盘2固为一体的下筒体3，该下筒体3的结构如图3、4所示，即该下筒体3为一个金属圆筒，其横截面呈圆环形，且在该金属圆筒的底部附近还设有十字条板。

在下筒体3的内部还设有一个水平放置的隔板5，从而将整个下筒体3的内部分隔成两个腔体，位于隔板5与上盘2之间的腔体为上空腔体，位于隔板5与十字条板之间的腔体为下空腔体。同时，在上空腔体的内部还设有一个一端与上盘2固定相连的环行的隔筒9，由于该隔筒9的直径和高度均要小于上空腔体的直径和高度，因此在上空腔体的内部就形成了一个外环行空腔12和一个位于该外环行空腔12内侧的内环行空腔13。

燃气进气管1的结构如图5所示，在该燃气进气管1的出气端(即燃气进气管1穿过上盘2的小通孔而位于外环行空腔12内部的一端)的管壁上设有10个直径为4mm的出气孔22。为了确保使用效果，燃气进气管1的最佳管径确定为20mm，外环行空腔12的外径为180mm，其内径为120mm。且所述的出气孔22分成两层均匀的分布在燃气进气管1的管壁上，每个出气孔22的中心线均垂直与该燃气进气管1的中心轴线。当该燃气进气管1的出气端经小通孔位于外环行空腔12的内部以后，该燃气进气管1需要与上盘2固为一体。

由于隔筒9的高度要小于上空腔体的高度，因此隔筒9的底部与隔板5之间存有一个宽度为5mm的燃气流道缝隙17。通过该燃气流道缝隙17，外环形空腔12就与内环形空腔13相连通。同时，在内环形空腔13的内部还固定有图2所示的燃气喷射装置。

如图2所示，该燃气喷射装置由套管18、混合管4以及作为喷头的内六方螺栓6组成。其中，套管18的上端设置在上盘2正中央所开的大通孔内部，且该套管18还与上盘2形成一个整体；套管18的下端则与混合管4的上端密封相连接。所述的内六方螺栓6设置在套管18的内部并与混合管4的内部螺纹连接，且在内六方螺栓6的内部还设有一个将套管18和混合管4相连通的通孔20。混合管4的下端则连接有喷管8，为了确保使用效果，该套管18的中心轴线、混合管4的中心轴线、内六方螺栓6的中心线以及喷管18的中心轴线均要位于同一条直线上。

为了便于燃气的进入，经流体力学计算后，在套管18的管壁上还设有14个直径均为4mm的进气孔19，且这14个进气孔19分上下两圈分布在套管18上。同时，在混合管4的管壁上也还设有一个连接孔21，且在上盘2上还设有一个用于密封大通孔的上盖螺丝7。

为了便于对从燃气进气管1进入的燃气进行预热，在上空腔体的内部填充有刚玉砂14，即在外环行空腔12和内环行空腔13的内部均匀的填充有刚玉砂14；相应的，为了便于再次利用火道内的高温烟气，在下空腔体的内部则填充有耐火泥15。考虑到燃气流道缝隙17的宽度只有5mm，因此所填充刚玉砂14的直径范围在5mm～8mm之间。同时，为了确保火道内的高温烟气能顺畅的进入混合管4内部，在下空腔体内部所填充的耐火泥15内部留有一道与连接孔21相连通的烟气进气流道16，且该烟气进气流道16的中心轴线与喷管8的中心轴线之间存在一个取值范围为0°～90°夹角a。根据长时间时间和计算得知，该夹角a的最佳取值为26°。

运行时，温度较低的燃气从燃气进气管1进入到外环行空腔12内部，在气压作用下，该燃气沿外环形空腔12的上部穿梭流动于刚玉砂14所形成的缝隙中；当外环行空腔12上部压力增大到气量渐饱和后，外环行空腔12上部燃气下压并通过燃气流道缝隙17进入内环形空腔13内部，在气压的作用下，该燃气便通过套管18上的进气孔19进入到套管18的内部。

由于整个下筒体3均是放置在焙烧炉的火井内部，因此火井口的高温便会辐射到下筒体3内部的刚玉砂14上，经刚玉砂14后的燃气便会得到充分的预热，形成较高温度的预热燃气。在气压的作用下，预热后的燃气便会经内六方螺栓6喷出，由于容积变小，压力变大，流速增加，因此在流出内六方螺栓6时，在该内六方螺栓6的周围便会形成局部真空形成负压。而火道中的高温烟气和热空气便会被抽吸，从而通过烟气进气流道16进入到混合管4内部对预热后的燃气再次进行加热，使其能够充分燃烧。

同时，考虑到保温效果，在上盘2的上侧表面覆盖有一层耐高温保温布11；为了确保上盘2与火井口密封良好，在上盘2的下侧表面周边还设有一圈耐高温矩形编绳10。如上所述，便可以很好的实现本实用新型。

Claims (10)

1.一种炭素焙烧炉用新型射吸蓄热式高效燃烧器，主要由上盘(2)、分别固定在上盘(2)上下两侧的燃气进气管(1)和下筒体(3)、设置在下筒体(3)内部并与上盘(2)固定相连的燃气喷射装置、以及与该燃气喷射装置相连接的喷管(8)组成，其特征在于：在燃气喷射装置上设有一个以上的进气孔(19)，在下筒体(3)的内部设有将整个下筒体(3)分隔成上空腔体和下空腔体的隔板(5)，且在该上空腔体的内部还设有一个将其分隔成外环行空腔(12)和内环行空腔(13)的隔筒(9)，该隔筒(9)的底部与隔板(5)之间形成有燃气流道缝隙(17)；在燃气进气管(1)的出气端管壁上还设有一个以上的出气孔(22)，且该燃气进气管(1)依次经出气孔(22)、外环行空腔(12)、燃气流道缝隙(17)及内环行空腔(13)后与燃气喷射装置上的进气孔(19)相连通，同时在外环行空腔(12)和内环行空腔(13)内部还均填充有刚玉砂(14)。

2.根据权利要求1所述的一种炭素焙烧炉用新型射吸蓄热式高效燃烧器，其特征在于：所述的出气孔(22)的数量为10个，且每个出气孔(22)的中心线均垂直于燃气进气管(1)的中心轴线。

3.根据权利要求1所述的一种炭素焙烧炉用新型射吸蓄热式高效燃烧器，其特征在于：所述的燃气喷射装置由一端与上盘(2)固定相连接、另一端与混合管(4)固为一体的套管(18)，以及设置在混合管(4)内部的内六方螺栓(6)组成；在内六方螺栓(6)内部设有通孔(20)，所述的进气孔(19)则设置在套管(18)的管壁上，而在混合管(4)上还设有一个连接孔(21)；所述的进气孔(19)经通孔(20)后分别与混合管(4)和连接孔(21)相连通，且所述喷管(8)与混合管(4)的另一端相连接。

4.根据权利要求3所述的一种炭素焙烧炉用新型射吸蓄热式高效燃烧器，其特征在于：在所述下空腔体的内部填充有耐火泥(15)，且在该耐火泥(15)的内部还形成有一道与连接孔(21)相连通的烟气进气流道(16)。

5.根据权利要求3所述的一种炭素焙烧炉用新型射吸蓄热式高效燃烧器，其特征在于：所述的进气孔(19)的数量为14个，且每个进气孔(19)的直径均为4mm。

6.根据权利要求1～5任一项所述的炭素焙烧炉用新型射吸蓄热式高效燃烧器，其特征在于：在上盘(2)上还覆盖有一层耐高温保温布(11)。

7.根据权利要求6所述的炭素焙烧炉用新型射吸蓄热式高效燃烧器，其特征在于：在上盘(2)的下周边上还设有一圈环行的耐高温矩形编绳(10)，所述的下筒体(3)位于该耐高温矩形编绳(10)所形成的环的内部。

8.根据权利要求7所述的炭素焙烧炉用新型射吸蓄热式高效燃烧器，其特征在于：所述的燃气流道缝隙(17)的宽度为5mm，所述的刚玉砂(14)的直径为5～8mm。

9.根据权利要求8所述的炭素焙烧炉用新型射吸蓄热式高效燃烧器，其特征在于：在上盘(2)上还设有与套管(18)相连接并可拆卸的上盖螺丝(7)。

10.根据权利要求4所述的炭素焙烧炉用新型射吸蓄热式高效燃烧器，其特征在于：所述烟气进气流道(16)的中心轴线与喷管(8)的中心轴线之间还存在一个夹角a，且该夹角a的取值范围为0°≤a≤90°。

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