CN209588041U - 一种水泥窑等离子强化螺旋火焰浓缩器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水泥窑等离子强化螺旋火焰浓缩器，燃烧管一端设置有第一煤粉管，第二煤粉管一端设置有还原组件，燃烧管与第一套管之间的空隙处为第一环形腔，第一套管顶端一侧安装有第二煤粉管，浓缩锥内壁均匀开设有导流槽，第一套管一端设置有冷却组件，第二套管与第一套管之间为第二环形腔，第二套管套接与冷却管一端，冷却管与排气管之间为第三环形腔，本实用新型由于煤粉中心氧量小，燃烧平缓，火焰中心温度相对较低，窑内热力型NOx的生成量大幅减少，NOx还原为N₂，使NOx的总体产生量大幅度降低，运行维护成本较低，排气管被冷却管包裹，冷空气通过进气管进入第三环形腔内部，对排气管进行冷却，降低温度，安全性更高，便于检修。

Description

一种水泥窑等离子强化螺旋火焰浓缩器

技术领域

本实用新型涉及水泥窑减排技术领域，具体为一种水泥窑等离子强化螺旋火焰浓缩器。

背景技术

水泥行业是氮氧化物排放量最大的行业之一。熟料烧成系统是产生氮氧化物的主要工艺环节，水泥窑降低氮氧化物排放的技术分为二类；一类是前端控制技术，通过采用低氮燃烧、分级燃烧以及改变燃料物化性能、改变物料配方和优化工艺等技术控制NOx的生成；第二类是后端治理技术，即在燃烧后的烟气尾段加装SCR法、SNCR法等脱销装置，通过喷入还原剂将氮氧化物还原成无害成分。

但是目前的水泥生产线大多采用后端治理的方案，还原剂耗量较高，而且对预热塔架相关金属构架及设备腐蚀严重，运行维护成本较高，排气管发热严重，需要检修时冷却时间长，降低工作效率。

实用新型内容

本实用新型提供一种水泥窑等离子强化螺旋火焰浓缩器，可以有效解决上述背景技术中提出的水泥生产线大多采用后端治理的方案，还原剂耗量较高，而且对预热塔架相关金属构架及设备腐蚀严重，运行维护成本较高，排气管发热严重，需要检修时冷却时间长，降低工作效率的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种水泥窑等离子强化螺旋火焰浓缩器，包括燃烧管，所述燃烧管一端设置有第一煤粉管，所述燃烧管另一端设置有导流锥，所述燃烧管底端一侧安装有等离子发生器，所述等离子发生器输入端与外部电源输出端电性相连；

所述第二煤粉管一端设置有还原组件，所述还原组件包括第一套管、第一环形腔、旋流片、第二煤粉管、浓缩锥、导流槽和排气管，所述第一套管套接于燃烧管一端，所述燃烧管与第一套管之间的空隙处为第一环形腔，所述第一环形腔靠近导流锥一侧设置有旋流片，所述第一套管顶端一侧安装有第二煤粉管，所述第一套管一端安装有浓缩锥，所述浓缩锥内壁均匀开设有导流槽，所述浓缩锥一端安装有排气管。

优选的，所述燃烧管与第一煤粉管通过法兰盘相连。

优选的，所述旋流片两侧均设置有支撑环，且支撑环套接于燃烧管一端。

优选的，所述第一套管一端设置有冷却组件，所述冷却组件包括第二套管、第二环形腔、径向导流片、冷却管、第三环形腔和进气管，所述第二套管套接于第一套管一端，所述第二套管与第一套管之间为第二环形腔，所述第二环形腔一端安装有径向导流片，所述第二套管套接与冷却管一端，所述冷却管靠近第二套管一端套接有端盖，所述冷却管与排气管之间为第三环形腔，所述第二套管顶端一侧安装有进气管。

优选的，所述第二套管套接于第一套管一端处设置有密封环。

优选的，所述第三环形腔内部均匀分布有导热片。

优选的，所述进气管一端通过软管连接有风机，且风机输入端与外部电源输出端电性相连。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型结构科学合理，使用安全方便：

1.第一煤粉管通入煤粉在燃烧状态通入第一套管内，第二煤粉管通入的煤粉由于煤粉中心氧量小，燃烧平缓，火焰中心温度相对较低，窑内热力型NOx的生成量大幅减少，NOx还原为N₂，使NOx的总体产生量大幅度降低，还原剂耗量较低，运行维护成本较低。

2.排气管被冷却管包裹，冷空气通过进气管进入第三环形腔内部，对排气管进行冷却，降低温度，安全性更高，便于检修。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型燃烧管的安装结构示意图；

图3是本实用新型第一套管的安装结构示意图；

图4是本实用新型第二套管的安装结构示意图；

图中标号：1、燃烧管；2、第一煤粉管；3、导流锥；4、等离子发生器；

5、还原组件；501、第一套管；502、第一环形腔；503、旋流片；504、第二煤粉管；505、浓缩锥；506、导流槽；507、排气管；

6、冷却组件；601、第二套管；602、第二环形腔；603、径向导流片；604、冷却管；605、第三环形腔；606、进气管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例：如图1-4所示，本实用新型提供一种技术方案，一种水泥窑等离子强化螺旋火焰浓缩器，包括燃烧管1，燃烧管1一端设置有第一煤粉管2，为了便于连接燃烧管1与第一煤粉管2，燃烧管1与第一煤粉管2通过法兰盘相连，燃烧管1另一端设置有导流锥3，燃烧管1底端一侧安装有等离子发生器4，等离子发生器4输入端与外部电源输出端电性相连。

第一煤粉管2一端设置有还原组件5，还原组件5包括第一套管501、第一环形腔502、旋流片503、第二煤粉管504、浓缩锥505、导流槽506和排气管507，第一套管501套接于燃烧管1一端，第一套管501与燃烧管1之间的空隙处为第一环形腔502，第一环形腔502靠近导流锥3一侧设置有旋流片503，为了便于安装旋流片503，旋流片503两侧均设置有支撑环，且支撑环套接于燃烧管1一端，第一套管501顶端一侧安装有第二煤粉管504，第一套管501一端安装有浓缩锥505，浓缩锥505内壁均匀开设有导流槽506，浓缩锥505一端安装有排气管507。

第一套管501一端设置有冷却组件6，冷却组件6包括第二套管601、第二环形腔602、径向导流片603、冷却管604、第三环形腔605和进气管606，第二套管601套接于第一套管501一端，为了封闭第二套管601与第一套管501之间的缝隙，第二套管601套接于第一套管501一端处设置有密封环，第二套管601与第一套管501之间为第二环形腔602，第二环形腔602一端安装有径向导流片603，第二套管601套接与冷却管604一端，冷却管604靠近第二套管601一端套接有端盖，冷却管604与排气管507之间为第三环形腔605，为了提高散热效果，第三环形腔605内部均匀分布有导热片，第二套管601顶端一侧安装有进气管606，为了便于向进气管606通入冷空气，进气管606一端通过软管连接有风机，且风机输入端与外部电源输出端电性相连。

本实用新型的工作原理及使用流程：本实用新型为一种水泥窑等离子强化螺旋火焰浓缩器，风煤粉经整流后以旋流状态通过第一煤粉管2进入燃烧管1，与反应器侧面安装的等离子发生器4产生的垂直于煤粉流向的电弧等离子体相遇，等离子发生器4型号为HYDH-20，煤粉流在等离子体高能活性作用下逸出挥发份，可燃挥发份被电弧引燃放热，消耗煤风中的氧气，并以火焰形态经导流锥3进入第一套管501，第二煤粉管504通入的煤粉经旋流片503进入第一套管501与火焰相遇，汇入的煤粉被同时加热，汇合后的煤粉火焰混合流经过浓缩锥505的螺旋导流槽506调制加速后以螺旋流进入，在其中完成均压并以螺旋轨迹喷入窑内，由于一次风煤粉中风量有限，煤粉在反应器内释放的挥发份只有约70％完全燃烧，但煤风中的氧量几乎被消耗殆尽，在内部形成沿流程温度不断升高、氧量不断下降的反应氛围，进入射流内第一套管501的煤粉混合流处于高度贫氧状态，但因高温膨胀，其流速可提高1倍以上，高温贫氧的煤粉流以实心螺旋状高速喷入窑内，形成沿燃烧器轴线浓淡分离的局面，沿轴线浓侧气流中氧含量很小，煤粉在还原性气氛下燃烧，挥发物中的含氮基团可将NO还原为N2，同时，也由于煤粉中心氧量小，燃烧平缓，火焰中心温度相对较低，窑内热力型NOx的生成量大幅减少，使NOx的总体产生量大幅度降低，还原剂耗量较低，运行维护成本较低，排气管507被冷却管604包裹，冷空气通过进气管606进入第三环形腔605内部，对排气管507进行冷却，降低温度，安全性更高，便于检修。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种水泥窑等离子强化螺旋火焰浓缩器，包括燃烧管(1)，其特征在于：所述燃烧管(1)一端设置有第一煤粉管(2)，所述燃烧管(1)另一端设置有导流锥(3)，所述燃烧管(1)底端一侧安装有等离子发生器(4)，所述等离子发生器(4)输入端与外部电源输出端电性相连；

所述第一煤粉管(2)一端设置有还原组件(5)，所述还原组件(5)包括第一套管(501)、第一环形腔(502)、旋流片(503)、第二煤粉管(504)、浓缩锥(505)、导流槽(506)和排气管(507)，所述第一套管(501)套接于燃烧管(1)一端，所述燃烧管(1)与第一套管(501)之间的空隙处为第一环形腔(502)，所述第一环形腔(502)靠近导流锥(3)一侧设置有旋流片(503)，所述第一套管(501)顶端一侧安装有第二煤粉管(504)，所述第一套管(501)一端安装有浓缩锥(505)，所述浓缩锥(505)内壁均匀开设有导流槽(506)，所述浓缩锥(505)一端安装有排气管(507)。

2.根据权利要求1所述的一种水泥窑等离子强化螺旋火焰浓缩器，其特征在于，所述燃烧管(1)与第一煤粉管(2)通过法兰盘相连。

3.根据权利要求1所述的一种水泥窑等离子强化螺旋火焰浓缩器，其特征在于，所述旋流片(503)两侧均设置有支撑环，且支撑环套接于燃烧管(1)一端。

4.根据权利要求1所述的一种水泥窑等离子强化螺旋火焰浓缩器，其特征在于，所述第一套管(501)一端设置有冷却组件(6)，所述冷却组件(6)包括第二套管(601)、第二环形腔(602)、径向导流片(603)、冷却管(604)、第三环形腔(605)和进气管(606)，所述第二套管(601)套接于第一套管(501)一端，所述第二套管(601)与第一套管(501)之间为第二环形腔(602)，所述第二环形腔(602)一端安装有径向导流片(603)，所述第二套管(601)套接与冷却管(604)一端，所述冷却管(604)靠近第二套管(601)一端套接有端盖，所述冷却管(604)与排气管(507)之间为第三环形腔(605)，所述第二套管(601)顶端一侧安装有进气管(606)。

5.根据权利要求4所述的一种水泥窑等离子强化螺旋火焰浓缩器，其特征在于，所述第二套管(601)套接于第一套管(501)一端处设置有密封环。

6.根据权利要求4所述的一种水泥窑等离子强化螺旋火焰浓缩器，其特征在于，所述第三环形腔(605)内部均匀分布有导热片。

7.根据权利要求4所述的一种水泥窑等离子强化螺旋火焰浓缩器，其特征在于，所述进气管(606)一端通过软管连接有风机，且风机输入端与外部电源输出端电性相连。