CN210107397U - 用于敞开式焙烧炉的燃烧器和具有它的敞开式焙烧炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于敞开式焙烧炉的燃烧器和具有它的敞开式焙烧炉。所述用于敞开式焙烧炉的燃烧器包括：底盘，底盘上设有第一补氧孔和第二补氧孔；第一调节件，第一调节件可移动地设在底盘上，第一调节件与第一补氧孔配合以便调节第一补氧孔的开口大小；第二调节件，第二调节件在打开第二补氧孔的打开位置与关闭第二补氧孔的关闭位置之间可移动地设置；保护管，保护管设在底盘上；和燃气喷射管，燃气喷射管设在底盘上，燃气喷射管的至少一部分位于保护管内。根据本实用新型实施例的燃烧器具有NOx生成量少、延长敞开式焙烧炉的炉体寿命、调节速度快、调节精度高等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及焙烧炉领域，具体地，涉及用于敞开式焙烧炉的燃烧器，还涉及具有该燃烧器的敞开式焙烧炉。
背景技术
随着现代炭素企业产能的不断增大(特别是大型电解铝厂)，敞开式焙烧炉被广泛应用。为了生产出合格的碳素阳极制品，需要采用燃烧装置对敞开式焙烧炉内的生阳极进行焙烧加热，其中燃烧器是燃烧装置的核心执行部件。现有的燃烧器容易产生大量的NOx(氮氧化物)，给后续环保工序带来较大压力。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的问题，提供用于敞开式焙烧炉的燃烧器和具有该燃烧器的敞开式焙烧炉。
为了实现上述目的，本实用新型第一方面提供一种用于敞开式焙烧炉的燃烧器，所述用于敞开式焙烧炉的燃烧器包括：底盘，所述底盘上设有第一补氧孔和第二补氧孔；第一调节件，所述第一调节件可移动地设在所述底盘上，所述第一调节件与所述第一补氧孔配合以便调节所述第一补氧孔的开口大小；第二调节件，所述第二调节件在打开所述第二补氧孔的打开位置与关闭所述第二补氧孔的关闭位置之间可移动地设置；保护管，所述保护管设在所述底盘上；和燃气喷射管，所述燃气喷射管设在所述底盘上，所述燃气喷射管的至少一部分位于所述保护管内。
根据本实用新型的燃烧器具有NOx生成量少、延长敞开式焙烧炉的炉体寿命、调节速度快、调节精度高的优点。
优选地，所述底盘包括：本体，所述本体上设有所述第一补氧孔和所述第二补氧孔，所述第一调节件可移动地设在所述本体上，所述保护管和所述燃气喷射管中的每一者设在所述本体上；和连接管，所述连接管可拆卸地设在所述本体上。
优选地，所述第一调节件套设在所述底盘上，所述第一调节件上设有与所述第一补氧孔配合的第三补氧孔。
优选地，所述第一调节件通过紧固件安装在所述底盘上。
优选地，所述第二补氧孔为多个，多个所述第二补氧孔沿所述底盘的周向间隔开地设置，所述第二调节件为多个，多个所述第二调节件一一对应地与多个所述第二补氧孔配合。
优选地，所述燃气喷射管包括：安装段，所述安装段设在所述底盘上；和喉管段，所述喉管段可拆卸地设在所述安装段上。
优选地，所述保护管上设有第四补氧孔。
优选地，所述保护管由碳化硅制成，所述保护管包括管体和设在所述管体上的安装部，所述燃烧器进一步包括：压板，所述压板设在所述底盘上，所述安装部夹持在所述压板与所述底盘之间，其中所述压板与所述安装部之间设有石棉件。
优选地，所述本体的燃气通道的壁面包括第一安装面、第二安装面和支撑面，所述第一安装面和所述第二安装面中的每一者上设有内螺纹，所述燃烧器进一步包括密封垫片，所述密封垫片设在所述支撑面上，其中所述连接管通过螺纹与所述第一安装面相连，所述连接管抵靠在所述密封垫片上，所述燃气喷射管通过螺纹与所述第二安装面相连，所述燃气喷射管抵靠在所述密封垫片上，所述密封垫片在所述燃气喷射管的轴向上位于所述燃气喷射管与所述连接管之间。
本实用新型第二方面提供敞开式焙烧炉，所述敞开式焙烧炉包括根据本实用新型第一方面所述的用于敞开式焙烧炉的燃烧器。
根据本实用新型的敞开式焙烧炉具有NOx生成量少、使用寿命长的优点。
附图说明
图1是根据本实用新型实施例的燃烧器的局部结构示意图；
图2是根据本实用新型实施例的燃烧器的局部结构示意图；
图3是根据本实用新型实施例的燃烧器的局部剖视图；
图4是图1中的A区域的放大图；
图5是图3中的B区域的放大图。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
下面参考附图描述根据本实用新型实施例的用于敞开式焙烧炉的燃烧器1。如图1-图4所示，根据本实用新型实施例的用于敞开式焙烧炉的燃烧器1包括底盘10、第一调节件20、第二调节件30、保护管40和燃气喷射管50。
底盘10上设有第一补氧孔110和第二补氧孔120。第一调节件20可移动地设在底盘10上，第一调节件20与第一补氧孔110配合以便调节第一补氧孔110的开口大小。换言之，可以通过移动第一调节件20，来改变第一补氧孔110的被第一调节件20遮盖的部分的大小。第二调节件30在打开第二补氧孔120的打开位置与关闭第二补氧孔120的关闭位置之间可移动地设置。保护管40设在底盘10上。燃气喷射管50设在底盘10上，燃气喷射管50的至少一部分位于保护管40内。
根据本实用新型实施例的燃烧器1通过设置第一补氧孔110和第二补氧孔120，从而可以通过第一补氧孔110和第二补氧孔120补充空气(氧气)。具体而言，燃气(例如煤气、天然气、兰碳气和石油气中的至少一种)可以通过底盘10进入到燃气喷射管50内，燃气喷射管50将该燃气喷射出去。由此可以在燃气喷射管50的喷射口附近产生负压(文丘里效应)，燃烧器1周围的空气通过第一补氧孔110和第二补氧孔120被吸入到敞开式焙烧炉的火道内，以便与该燃气进行混合、燃烧。
根据本实用新型实施例的燃烧器1通过设置第一调节件20和第二调节件30，从而可以调节第一补氧孔110的开口大小以及打开、关闭第二补氧孔120。由此可以调节被吸入到火道内的空气量，从而可以调节火道内的火焰温度，进而调节火道内的温度及其分布。
具体而言，燃烧过程中产生的NOx主要来自于以下三个方面：(1)燃料型NOx(燃料中的固定氮生成的NOx)；(2)热力型NOx(高温下N2和O2反应生成的NOx)；(3)瞬时型NO(低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的NO)。由于敞开式焙烧炉的火道结构特点，燃烧过程中产生的NOx主要来源于高温火道(加热炉室)内产生的热力型NOx。
热力型NOx的形成有以下特点：在室温条件下，几乎没有NO和NO2生成，并且全部的NO转化成NO2；在800K左右，NO与NO2生成量仍然很小，但NO生成量已经超过NO2；在常规燃烧温度下(大于1500K)，有可观的NO生成，但NO2仍然很少。
当火道内的温度过高时，可以关闭第二补氧孔120和/或减小第一补氧孔110的开口大小，以便减小被吸入到火道内的空气量。由此可以降低火道内的火焰温度，从而可以降低火道内的温度。由此可以抑制NOx产生，从而可以大幅降低燃烧器1产生的NOx的浓度。其中，燃烧器1产生的NOx的浓度仅约为现有的燃烧器产生的NOx的浓度的1/20。
而且，通过调节第一补氧孔110的开口大小以及打开或关闭第二补氧孔120，从而可以调节火道内的温度及其分布，进而可以避免火道内出现局部热点(高温点)。由此可以减少对火道的耐火材料的侵蚀，从而可以延长敞开式焙烧炉的炉体寿命。
此外，可以通过利用第二调节件30打开、关闭第二补氧孔120，来较大幅度地改变被吸入到火道内的空气量；可以通过移动第一调节件20，来比较精确地改变第一补氧孔110的开口大小，以便较小幅度地、比较精确地改变被吸入到火道内的空气量。由此可以利用第二调节件30对该空气量进行粗调，利用第一调节件20对该空气量进行精调，从而不仅可以加快调节速度，而且可以提高调节精确，以便更好地、更加精确地控制火道内的温度及其分布。
因此，根据本实用新型实施例的燃烧器1具有NOx生成量少、延长敞开式焙烧炉的炉体寿命、调节速度快、调节精度高等优点。
如图1-图4所示，在本实用新型的一些实施例中，燃烧器1可以包括底盘10、第一调节件20、第二调节件30、保护管40和燃气喷射管50。
底盘10包括本体130和连接管140。本体130上设有第一补氧孔110和第二补氧孔120，第一调节件20可移动地设在本体130上，保护管40和燃气喷射管50中的每一者设在本体130上。连接管140可拆卸地设在本体130上。
通过使连接管140可拆卸地设在本体130上，从而可以方便地根据本体130与燃烧架的金属软管之间的距离，选择适宜长度的连接管140。由此可以使燃烧器1能够用于不同尺寸、不同型号的敞开式焙烧炉，从而可以扩大燃烧器1的使用范围。具体而言，连接管140的上端部可以通过金属软管与燃烧架的电磁阀出口相连，经电磁阀脉冲喷射而出的可燃气体(燃气)可以通过该金属软管进入到连接管140内。
优选地，连接管140通过螺纹可拆卸地设在本体130上。由此可以更加方便地、更加稳固地将本体130和连接管140安装在一起。如图3所示，本体130和连接管140都具有燃气131、141，本体130的燃气通道131与连接管140的燃气通道141连通。
如图3所示，第一调节件20套设在底盘10上，即第一调节件20可以是管状或圆筒状。由此可以更加容易地、更加稳固地将第一调节件20安装在底盘10上。具体地，第一调节件20套设在本体130上。
可以通过沿第一调节件20的轴向(例如上下方向，上下方向如图3中的箭头C所示)移动第一调节件20，来调节(改变)第一补氧孔110的开口大小。
如图4所示，第一调节件20上设有与第一补氧孔110配合的第三补氧孔210。具体而言，当第三补氧孔210和第一补氧孔110在第一调节件20的径向上相对时，第三补氧孔210可以与第一补氧孔110连通。由此燃烧器1周围的空气可以依次通过第三补氧孔210和第一补氧孔110进入到底盘10内，进而进入到敞开式焙烧炉的火道内。
可以通过改变第三补氧孔210和第一补氧孔110在第一调节件20的径向上相对(重合)的部分的大小，来改变第一补氧孔110的开口大小，进而改变从第一补氧孔110吸入到敞开式焙烧炉的火道内的空气量。其中，可以通过旋转(转动)第一调节件20和/或沿第一调节件20的轴向移动第一调节件20，来改变第三补氧孔210和第一补氧孔110在第一调节件20的径向上相对(重合)的部分的大小。
如图1和图3所示，第一调节件20通过紧固件610(例如螺栓或螺钉)安装在底盘10上。由此可以使第一调节件20更加稳固地安装在底盘10上，从而可以避免因第一调节件20出现不希望的移动而改变第一补氧孔110的开口大小(改变从第一补氧孔110吸入到敞开式焙烧炉的火道内的空气量)。
具体地，第一调节件20通过紧固件610安装在本体130上。例如，本体130上设有螺纹孔，第一调节件20上设有过孔220，过孔220可以沿第一调节件20的周向或轴向延伸，紧固件610的端部可以穿过过孔220且螺纹配合在本体130上的螺纹孔内。
如图2所示，在本实用新型的一个实施例中，第二补氧孔120为多个，多个第二补氧孔120沿底盘10的周向间隔开地设置。第二调节件30为多个，多个第二调节件30一一对应地与多个第二补氧孔120配合。也就是说，第二调节件30的数量可以等于第二补氧孔120的数量，每个第二调节件30在打开一个第二补氧孔120的打开位置与关闭一个第二补氧孔120的关闭位置之间可移动地设置。
由此可以在更大的范围内调节被吸入到火道内的空气量，即可以使被吸入到火道内的空气量在更大的范围内变化，从而可以使燃烧器1能够用于更多不同尺寸、不同型号的敞开式焙烧炉，以便扩大燃烧器1的使用范围。
优选地，位于该关闭位置的第二调节件30的至少一部分螺纹配合在第二补氧孔120内。由此可以方便地打开和关闭第二补氧孔120。例如，第二调节件30可以是丝堵。
如图3所示，在本实用新型的一个示例中，燃气喷射管50包括安装段510和喉管段520。安装段510设在底盘10上，例如安装段510设在本体130上。喉管段520可拆卸地设在安装段510上，例如喉管段520通过螺纹与安装段510相连。
由此可以方便地根据敞开式焙烧炉的具体工况，对喉管段520进行更换，以便选择适当的喉管段520，从而可以通过更换喉管段520，来更好地适应、满足不同的敞开式焙烧炉的具体工况以及敞开式焙烧炉的不同工况，以便扩大燃烧器1的应用范围。
在本实用新型的一个具体示例中，如图3所示，燃烧器1可以进一步包括密封垫片80，本体130的燃气通道131的壁面包括第一安装面132、第二安装面133和支撑面134，第一安装面132和第二安装面133上都设有内螺纹。密封垫片80设在支撑面134上。连接管140通过螺纹与第一安装面132相连，连接管140抵靠在密封垫片80上。
燃气喷射管50(安装段510)通过螺纹与第二安装面133相连，燃气喷射管50(安装段510)抵靠在密封垫片80上。其中，密封垫片80在燃气喷射管50的轴向(连接管140的轴向)上位于燃气喷射管50与连接管140之间。例如，连接管140抵靠在密封垫片80的上表面上，燃气喷射管50抵靠在密封垫片80的下表面上。
由此可以进一步提高连接管140与本体130之间的密封性、本体130与燃气喷射管50之间的密封性以及连接管140与燃气喷射管50之间的密封性，从而可以进一步避免燃气泄漏。
优选地，支撑面134可以是圆环形，支撑面134的外沿可以与第一安装面132的下沿相连，支撑面134的内沿可以与第二安装面133的上沿相连。
如图3所示，保护管40上设有第四补氧孔410。由此可以使燃烧器1的结构更加合理。
在本实用新型的一些示例中，保护管40由碳化硅制成。由于碳化硅在高温下具有较好的刚性和强度，因此可以提高保护管40的使用寿命，进而可以有效地改善敞开式焙烧炉的焙烧工艺的一致性、降低工人劳动强度。
如图3所示，保护管40包括管体420和设在管体420上的安装部430。燃烧器1进一步包括压板70，压板70设在底盘10上，安装部430夹持在压板70与底盘10之间。其中，压板70与安装部430之间设有石棉件90。
由此不仅可以更加方便地将保护管40安装在底盘10上以及从底盘10上拆卸下来，以便提高保护管40的装卸效率、更换效率，而且可以提高保护管40与底盘10的密封性。也就是说，本申请提供了两种不同材质之间的一种新型连接方式。
优选地，石棉件90可以是环形(例如圆环形)，石棉件90可以套设在管体420上，即管体420可以穿过石棉件90。压板70可以是环形(例如圆环形)，压板70可以套设在管体420上，即管体420可以穿过压板70。压板70可以通过紧固件620(例如螺栓或螺钉)安装在底盘10上。
如图3所示，在本实用新型的一个示例中，本体130的远离连接管140的端面(例如本体130的下表面136)上设有容纳槽135，保护管40的安装部430位于容纳槽135内，压板70设在本体130的下表面136上。例如，压板70可以粘贴在本体130的下表面136上，压板70还可以通过紧固件620压制在本体130的下表面136上。
优选地，安装部430可以是环形(例如圆环形)，安装部430的内沿可以与管体420相连。管体420和安装部430可以一体成型，即保护管40可以是一体件。
本实用新型还提供了敞开式焙烧炉。根据本实用新型实施例的敞开式焙烧炉包括根据本实用新型上述实施例的燃烧器1。
因此，根据本实用新型实施例的敞开式焙烧炉具有NOx生成量少、使用寿命长等优点。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (10)
1.一种用于敞开式焙烧炉的燃烧器(1)，其特征在于，包括：
底盘(10)，所述底盘(10)上设有第一补氧孔(110)和第二补氧孔(120)；
第一调节件(20)，所述第一调节件(20)可移动地设在所述底盘(10)上，所述第一调节件(20)与所述第一补氧孔(110)配合以便调节所述第一补氧孔(110)的开口大小；
第二调节件(30)，所述第二调节件(30)在打开所述第二补氧孔(120)的打开位置与关闭所述第二补氧孔(120)的关闭位置之间可移动地设置；
保护管(40)，所述保护管(40)设在所述底盘(10)上；和
燃气喷射管(50)，所述燃气喷射管(50)设在所述底盘(10)上，所述燃气喷射管(50)的至少一部分位于所述保护管(40)内。
2.根据权利要求1所述的用于敞开式焙烧炉的燃烧器(1)，其特征在于，所述底盘(10)包括：
本体(130)，所述本体(130)上设有所述第一补氧孔(110)和所述第二补氧孔(120)，所述第一调节件(20)可移动地设在所述本体(130)上，所述保护管(40)和所述燃气喷射管(50)中的每一者设在所述本体(130)上；和
连接管(140)，所述连接管(140)可拆卸地设在所述本体(130)上。
3.根据权利要求1所述的用于敞开式焙烧炉的燃烧器(1)，其特征在于，所述第一调节件(20)套设在所述底盘(10)上，所述第一调节件(20)上设有与所述第一补氧孔(110)配合的第三补氧孔(210)。
4.根据权利要求3所述的用于敞开式焙烧炉的燃烧器(1)，其特征在于，所述第一调节件(20)通过紧固件(610)安装在所述底盘(10)上。
5.根据权利要求1所述的用于敞开式焙烧炉的燃烧器(1)，其特征在于，所述第二补氧孔(120)为多个，多个所述第二补氧孔(120)沿所述底盘(10)的周向间隔开地设置，所述第二调节件(30)为多个，多个所述第二调节件(30)一一对应地与多个所述第二补氧孔(120)配合。
6.根据权利要求1所述的用于敞开式焙烧炉的燃烧器(1)，其特征在于，所述燃气喷射管(50)包括：
安装段(510)，所述安装段(510)设在所述底盘(10)上；和
喉管段(520)，所述喉管段(520)可拆卸地设在所述安装段(510)上。
7.根据权利要求1所述的用于敞开式焙烧炉的燃烧器(1)，其特征在于，所述保护管(40)上设有第四补氧孔(410)。
8.根据权利要求1所述的用于敞开式焙烧炉的燃烧器(1)，其特征在于，所述保护管(40)由碳化硅制成，所述保护管(40)包括管体(420)和设在所述管体(420)上的安装部(430)，所述燃烧器(1)进一步包括：压板(70)，所述压板(70)设在所述底盘(10)上，所述安装部(430)夹持在所述压板(70)与所述底盘(10)之间，其中所述压板(70)与所述安装部(430)之间设有石棉件(90)。
9.根据权利要求2所述的用于敞开式焙烧炉的燃烧器(1)，其特征在于，所述本体(130)的燃气通道(131)的壁面包括第一安装面(132)、第二安装面(133)和支撑面(134)，所述第一安装面(132)和所述第二安装面(133)中的每一者上设有内螺纹，所述燃烧器(1)进一步包括密封垫片(80)，所述密封垫片(80)设在所述支撑面(134)上，其中所述连接管(140)通过螺纹与所述第一安装面(132)相连，所述连接管(140)抵靠在所述密封垫片(80)上，所述燃气喷射管(50)通过螺纹与所述第二安装面(133)相连，所述燃气喷射管(50)抵靠在所述密封垫片(80)上，所述密封垫片(80)在所述燃气喷射管(50)的轴向上位于所述燃气喷射管(50)与所述连接管(140)之间。
10.一种敞开式焙烧炉，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的用于敞开式焙烧炉的燃烧器(1)。
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Applications Claiming Priority (1)
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| GR01 | Patent grant | ||
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