CN209098515U - 一种旋流叶片分离式煤粉分流喷枪及低NOx石灰生产设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋流叶片分离式煤粉分流喷枪及低NOx石灰生产设备，其中旋流叶片分离式煤粉分流喷枪，包括具有横向管路和纵向管路的煤粉管道；所述纵向管路的上端连通所述横向管路，所述纵向管路的下端为煤粉喷口，所述纵向管路的下端斜向引至旁侧形成引流管；所述纵向管路的内部设有向下穿出并纵向延伸的直流管，以及位于所述直流管上端正上方的旋流叶片；所述引流管的输煤浓度大于所述直流管的输煤浓度，且所述引流管的煤粉喷口高于所述直流管的煤粉喷口。该煤粉分流喷枪可有效降低石灰窑等石灰生产设备的NOx排放量，从而使其在生产石灰时满足环保要求。

Description

一种旋流叶片分离式煤粉分流喷枪及低NOx石灰生产设备

技术领域

本实用新型涉及冶金化工行业的石灰生产设备，特别是石灰生产设备的煤粉喷枪。本实用新型还涉及设有所述煤粉喷枪的石灰生产设备。

背景技术

在冶金化工行业，一般所称的石灰指的是生石灰(CaO)，生石灰是由石灰石(主要成分CaCO₃)在石灰窑内经过950℃～1100℃高温煅烧释放出CO₂后生成。

石灰是冶金行业中的重要辅助原料，在炼铁原料烧结、炼铁还原过程、铁水预处理过程及炉外精炼过程中，石灰作为添加剂，起到脱磷、脱硫的作用，其质量的好坏对钢材性能的影响至关重要。

据测量，近年某新建双膛石灰窑烟气出口处的NOx浓度平均可达130mg/m³，瞬时浓度超过160mg/m³，虽然目前的NOx排放浓度能够满足当前国家标准的排放要求，但是随着国家环保要求越来越严格，石灰窑NOx排放标准的收紧将势在必行(最新发布的工业炉窑NOx排放标准已降至100mg/m³)。

请参考图1、图2，图1为一种典型石灰双膛立窑的煤粉喷枪的结构示意图；图2为图1中所示一个纵向管路与横向管路相连通的示意图。

如图所示，在生产时，石灰双膛立窑的窑本体内部堆积满待焙烧的石灰石，煤粉通过煤粉总管进入煤粉喷枪内，最后在石灰石料层内部喷出，在喷出口形成高温区域，对石灰石进行高温焙烧从而形成产品。

这种煤粉喷枪内的煤粉未有效分流，在生产中，煤粉是整体从喷枪喷入石灰石料层内部参与燃烧生产，在石灰石料层内极易形成局部长期高温、富氧的燃烧区域，从而在该区域产生大量的热力型NOx，会造成石灰窑烟气中NOx浓度居高不下，对整套石灰窑系统的合格生产带来负面影响。

因此，如何进一步降低石灰窑的NOx排放浓度，成为本领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种旋流叶片分离式煤粉分流喷枪。该喷枪可有效降低石灰窑等石灰生产设备的NOx排放量，从而使其在生产石灰时满足环保要求。

本实用新型的另一目的是提供一种设有所述旋流叶片分离式煤粉喷枪的石灰生产设备。

为实现上述目的，本实用新型提供一种旋流叶片分离式煤粉分流喷枪，包括具有横向管路和纵向管路的煤粉管道；所述纵向管路的上端连通所述横向管路，所述纵向管路的下端为煤粉喷口，所述纵向管路的下端斜向引至旁侧形成引流管；所述纵向管路的内部设有向下穿出并纵向延伸的直流管，以及位于所述直流管上端正上方的旋流叶片；所述引流管的输煤浓度大于所述直流管的输煤浓度，且所述引流管的煤粉喷口高于所述直流管的煤粉喷口。

优选地，所述直流管向下延伸的长度大于所述引流管。

优选地，所述直流管的直径小于所述纵向管路，所述直流管的外壁与所述纵向管路的内壁之间形成与所述引流管连通的环形通道。

优选地，所述引流管包括斜向段和纵向段；所述纵向段平行于所述直流管，其下端为煤粉喷口。

优选地，所述旋流叶片的转轴轴线与所述纵向管路的轴线同轴布置。

优选地，所述旋流叶片包括转轴和叶片，所述转轴通过连接件与所述纵向管路的内壁相连接。

优选地，所述叶片的安装倾斜角度为5-10度。

优选地，所述横向管路设有多个所述纵向管路，各所述纵向管路并排平行间隔分布，其上端均连通所述横向管路。

为实现上述另一目的，本实用新型提供一种低NOx石灰生产设备，包括设有窑膛的石灰窑本体，所述窑膛具有煅烧带并设有向所述煅烧带输入燃料以进行煅烧的燃烧器，所述燃烧器为上述任一项所述的旋流叶片分离式煤粉分流喷枪。

优选地，所述石灰窑本体在对应于所述引流管煤粉喷口的位置设有第一温度检测装置，并在对应于所述直流管煤粉喷口的位置设有第二温度检测装置。

本实用新型所提供的煤粉喷枪具有分流功能，其纵向管路的下端形成引流管并设有直流管和旋流叶片，在进行实际生产时，从喷煤总管方向喷来的煤粉束在经过旋流叶片后会自动分成两股不同的流束，引流管内的流束为富煤流束，直流管内的流束为贫流束，其中富煤流束的出口较贫煤流束的出口位置加靠上，这样就在石灰窑内形成两个位置的两股浓度不同煤粉束的喷吹分布，从而实现了石灰窑在生产时的浓淡燃烧，进而有效抑制了石灰窑内NOx的生成量，可有效降低石灰窑等石灰生产设备的NOx排放量，使其在生产石灰时满足环保要求。

本实用新型所提供的低NOx石灰生产设备设有上述旋流叶片分离式煤粉分流喷枪，由于所述旋流叶片分离式煤粉分流喷枪具有上述技术效果，则设有该旋流叶片分离式煤粉分流喷枪的低NOx石灰生产设备也应具有相应的技术效果。

附图说明

图1为一种典型石灰双膛立窑的煤粉喷枪的结构示意图；

图2为图1中所示一个纵向管路与横向管路相连通的示意图；

图3为本实用新型实施例公开的一种旋流叶片分离式煤粉分流喷枪的结构示意图；

图4为图3中所述旋流叶片的结构示意图。

图中：

1.石灰窑窑体 2.喷煤总管 3.煤粉喷枪 4.旋流叶片分离式煤粉分流喷枪41.煤粉管 42.旋流叶片 43.直流管 44.引流管 421.转轴 422.叶片

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

在本文中，“上、下、内、外”等用语是基于附图所示的位置关系而确立的，根据附图的不同，相应的位置关系也有可能随之发生变化，因此，并不能将其理解为对保护范围的绝对限定；而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

请参考图3、图4，图3为本实用新型实施例公开的一种旋流叶片分离式煤粉分流喷枪的结构示意图；图4为图3中所述旋流叶片的结构示意图。

如图所示，在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的旋流叶片分离式煤粉分流喷枪4主要由煤粉管41、旋流叶片42以及直流管43等组成，在实际安装时，每个石灰生产设备，例如双膛石灰窑，在内部可沿周向均匀设置多组旋流叶片分离式煤粉分流喷枪4。

煤粉管41具有横向管路和纵向管路，横向管路用于穿过石灰窑窑体的侧壁沿径向向内部延伸，每一个横向管路可带有多个纵向管路，若带有多个纵向管路，则这些纵向管路并排间隔分布，其上端均连通横向管路，下端为煤粉喷口，用于向石灰窑的窑膛内部喷入煤粉，以形成燃烧区，对生石灰进行煅烧。

纵向管路的下端斜向引至旁侧形成引流管44，纵向管路的内部设有向下穿出并纵向延伸的直流管43，直流管43的直径小于纵向管路，直流管43的外壁与纵向管路的内壁之间形成与引流管44连通的环形通道，引流管44分为斜向段和纵向段，其纵向段平行于直流管43，其下端为煤粉喷口。

引流管44的输煤浓度大于直流管43的输煤浓度，工作时引流管44内部传输的流束为富煤流束，直流管43的输煤浓度小于引流管44，工作时直流管43内部传输的流束为贫煤流束，直流管43向下延伸的长度大于引流管44，引流管44的煤粉喷口高于直流管43的煤粉喷口。

引流管44和直流管43用于向石灰窑的窑膛内部喷入煤粉，以形成燃烧区，对生石灰进行煅烧，引流管44的煤粉喷口所对应的区域形成主燃烧区，直流管43的煤粉喷口所对应的区域形成位于主燃烧区下游的再燃烧区。

旋流叶片42位于直流管43上端的正上方，旋流叶片42布置为转轴轴线与纵向管路的轴线重合，旋流叶片42包括转轴421和叶片422，转轴421通过连接件(图中所示为支架)安装在纵向管路的内壁上，叶片422的安装倾斜角度为5-10度，类似风车叶片的结构，以保证煤粉流过时，在煤粉冲击力的带动下，叶片422无需额外动力就能够自动旋转。

在进行实际生产时，从喷煤总管2方向喷来的煤粉束进入煤粉管41，在纵向管路内与旋流叶片42发生碰撞，由于受转轴421和有倾斜安装角度的叶片422联合作用，旋流叶片42会发生自旋转，从而利用离心力将煤粉束中的大颗粒甩到外侧，形成环形外侧的富煤粉束，最终从引流管44喷出，而内侧的贫煤粉束由位于旋流叶片42正下方的直流管43喷出。这样就有效地将原煤粉流束分为富流束和贫流束两股，其在石灰窑内形成两股浓度不同煤粉束的喷吹分布，从而实现了石灰窑在生产时的浓淡燃烧，进而有效抑制了石灰窑内NOx的生成量。

上述实施例仅是本实用新型的优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要作出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式。例如，引流管44与煤粉管41的纵向管路可以不是一体式结构，而改为分体组装式结构；或者，旋流叶片42采用其他方式安装在煤粉管41的纵向管路中，等等。由于可能实现的方式较多，这里就不再一一举例说明。

除了上述煤粉分流喷枪，本实用新型还提供一种低NOx石灰生产设备，具体为双膛石灰窑，包括设有窑膛的石灰窑窑体，其窑膛具有煅烧带并设有向煅烧带输入燃料以进行煅烧的燃烧器，其燃烧器为上文中的旋流叶片分离式煤粉分流喷枪，其余结构请参考现有技术。

进一步地，石灰窑窑体在对应于引流管44煤粉喷口的位置设有上喷煤位温度检测装置，并在对应于直流管43煤粉喷口的位置设有下喷煤位温度检测装置，例如S型热电偶等，以实时监测所述窑膛内部上、下喷煤位置的温度其作用是实时监测窑内上、下喷煤位的温度，为生产中的自适应控制提供数据支持。

以上对本实用新型所提供的煤粉分流喷枪及低NOx石灰生产设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种旋流叶片分离式煤粉分流喷枪，包括具有横向管路和纵向管路的煤粉管道；所述纵向管路的上端连通所述横向管路，所述纵向管路的下端为煤粉喷口，其特征在于，所述纵向管路的下端斜向引至旁侧形成引流管；所述纵向管路的内部设有向下穿出并纵向延伸的直流管，以及位于所述直流管上端正上方的旋流叶片；所述引流管的输煤浓度大于所述直流管的输煤浓度，且所述引流管的煤粉喷口高于所述直流管的煤粉喷口。

2.根据权利要求1所述的旋流叶片分离式煤粉分流喷枪，其特征在于，所述直流管向下延伸的长度大于所述引流管。

3.根据权利要求1所述的旋流叶片分离式煤粉分流喷枪，其特征在于，所述直流管的直径小于所述纵向管路，所述直流管的外壁与所述纵向管路的内壁之间形成与所述引流管连通的环形通道。

4.根据权利要求1所述的旋流叶片分离式煤粉分流喷枪，其特征在于，所述引流管包括斜向段和纵向段；所述纵向段平行于所述直流管，其下端为煤粉喷口。

5.根据权利要求1所述的旋流叶片分离式煤粉分流喷枪，其特征在于，所述旋流叶片的转轴轴线与所述纵向管路的轴线同轴布置。

6.根据权利要求1所述的旋流叶片分离式煤粉分流喷枪，其特征在于，所述旋流叶片包括转轴和叶片，所述转轴通过连接件与所述纵向管路的内壁相连接。

7.根据权利要求6所述的旋流叶片分离式煤粉分流喷枪，其特征在于，所述叶片的安装倾斜角度为5-10度。

8.根据权利要求1至7任一项所述的旋流叶片分离式煤粉分流喷枪，其特征在于，所述横向管路设有多个所述纵向管路，各所述纵向管路并排平行间隔分布，其上端均连通所述横向管路。

9.一种低NOx石灰生产设备，包括设有窑膛的石灰窑本体，所述窑膛具有煅烧带并设有向所述煅烧带输入燃料以进行煅烧的燃烧器，其特征在于，所述燃烧器为上述权利要求1至8任一项所述的旋流叶片分离式煤粉分流喷枪。

10.根据权利要求9所述的低NOx石灰生产设备，其特征在于，所述石灰窑本体在对应于所述引流管煤粉喷口的位置设有第一温度检测装置，并在对应于所述直流管煤粉喷口的位置设有第二温度检测装置。