CN213599834U - 一种用于侧吹炉的下层风口铜水套及侧吹炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于侧吹炉的下层风口铜水套及侧吹炉，铜水套包括两个端壁水套和两个侧壁水套，两个端壁水套和两个侧壁水套围合形成炉膛，所述侧壁水套上固定有用于向炉膛内喷射助燃气体的第一风嘴，以及用于向炉膛内喷射可燃气体和助燃气体的第二风嘴。由此，作为热源的煤被可燃气体取代，在炉料中只需加入少量煤作还原剂，原煤投入减小至5%左右，从源头上大大减小了烟气中SO2的含量。
Description
技术领域
本实用新型属于火法冶炼设备技术领域，具体涉及一种用于侧吹炉的下层风口铜水套及侧吹炉。
背景技术
富氧侧吹熔炼技术被广泛应用于含危废及重金属的固体废弃物的处理，在提取固废中的有价金属后，其炉渣可作为水泥生产的原料再次利用。行业中的富氧侧吹炉普遍采用从炉体一层风口铜水套两侧风嘴吹入高压富氧气体，富氧气体起助燃作用的同时对炉内溶池中的炉渣进行鼓动和搅拌，使燃烧和反应更充分，便于渣与液分离和沉降。工作中实际炉体两侧的风嘴是一开一备相对错位开启状态。每个喷嘴吹出的富氧气体长度约为炉膛跨度的3/4，与之相对应未开启的喷嘴口附近会有约1/4段无富氧气体到达。尽管如此，喷嘴气压也不能加大，以免富氧气体吹至对面铜水套上，造成水套烧毁和损坏。由于一层风口铜水套上的风嘴为富氧气体风嘴，作为提拱热量和起还原作用的煤只能与其它炉料一起从炉顶加料口投入。煤在燃烧过程中产生的SO2则通后工序脱硫来处理。随着国家对环保要求的进一步提高，燃煤加脱硫的工艺亦有些不合时宜。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种减小烟气中SO2的含量的用于侧吹炉的下层风口铜水套及侧吹炉。
为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
一种用于侧吹炉的下层风口铜水套，包括两个端壁水套和两个侧壁水套，两个端壁水套和两个侧壁水套围合形成炉膛，所述侧壁水套上固定有用于向炉膛内喷射助燃气体的第一风嘴，以及用于向炉膛内喷射可燃气体和助燃气体的第二风嘴；
作为第一风嘴的一种具体结构形式，所述第一风嘴包括第一风嘴头以及与第一风嘴头相连的第一风管座，第一风管座包括与所述第一风嘴头连通的窥视管以及连通于所述窥视管上侧的倾斜管，所述倾斜管用于供助燃气体通入。
作为第二风嘴的一种具体结构形式，所述第二风嘴包括第二风嘴头以及与第二风嘴头相连的第二风管座，所述第二风管座上固定有与所述第二风嘴头连通的助燃气体管，以及与所述第二风嘴头连通的可燃气体管。
由此，作为热源的煤被可燃气体（以天然气为例）取代，在炉料中只需加入少量煤作还原剂，原煤投入减小至5%左右，从源头上大大减小了烟气中SO2的含量。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述侧壁水套上的第一风嘴和第二风嘴均设有至少两个，第一风嘴和第二风嘴沿侧壁水套的长度方向交替布置。
所述侧壁水套上的第一风嘴与另一侧壁水套上的第二风嘴相对设置。
两种不同风嘴采用对开、错位、交替方式来布置，使整个炉膛内的熔池无死角、全方位被富氧气体鼓动和搅拌，燃烧产生的热量分布更均衡，反应更加充分。
所有第一风嘴和第二风嘴的中心线均位于同一水平面上。以确保对炉内物料保持最佳的加热、扰动和搅拌效果，形成具有一定厚度稳定高效的反应层。
所述第二风管座背向第二风嘴头的侧端面上开设贯穿第二风管座两个侧端面的通孔，所述通孔中穿设有连通助燃气体进气管与第二风嘴头的进气管，所述进气管的外壁和通孔的内壁之间形成连通可燃气体管与第二风嘴头的进气通道。可燃气体和助燃气体分别通过单独的通道进入风嘴头中，以避免可燃气体（优选天然气）和助燃气体（优选富氧气体）在风管座中混合燃烧，造成热量损失。
并且，在正常生产中，富氧喷嘴向炉内吹入的高压富氧气体流量相对较大，喷出气体的有效距离约为炉体宽度的3/4。富氧喷嘴对面设置可燃混合气体喷嘴，设计结构为双风口形式，从此风口吹入的天然气和氧气在出口处混合后喷入炉内，此风口设计流量相对要少，喷出气体的有效距离约为炉体宽度的1/4左右。正好可弥补传统侧吹炉因只设富氧喷嘴而留下的死角。从而整个炉膛内的熔池无死角、全方位被富氧气体鼓动和搅拌，燃烧产生的热量分布更均衡，反应更加充分。
所述第二风嘴头中预埋有与进气管对接且共轴线的喷枪，所述喷枪的端面上开设有多条贯穿喷枪两个端面的进气孔，多个进气孔以喷枪端面的几何中心为中心呈放射状分布，喷枪中心部分的进气孔与进气管连通，喷枪边缘部分进气孔与进气通道连通。由此可燃气体与助燃气体分流后流速较小，能确保喷出气体的有效距离约为炉体宽度的1/4左右，且形成的束状喷流后被鼓入侧吹炉的熔池中，可对炉内熔体进行均匀搅拌，便于反应的充分进行。
作为喷枪的一种具体结构形式，所述喷枪由多个套管由内向外依次套接形成，除最外层的套管外，其余套管的外壁上均开设有多条贯穿套管两个端面的进气槽，所述进气槽与所述套管上套设的外层套管的内壁之间围合形成进气孔。
作为一个总的发明构思，本实用新型还提供一种侧吹炉，包括炉身，所述炉身包括从上至下依次拼接的三层铜水套，最下层的铜水套为上述的下层风口铜水套。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
采用本实用新型的侧吹炉，原料在炉膛内能就能获得热量分布均匀和燃烧反应充分的熔炼效果。同时用可燃气体取代煤作为热源也从源头上抑制了SO2的产生。
附图说明
图1为本实用新型实施例的用于侧吹炉的下层风口铜水套的结构示意图。
图2为第一风嘴的结构示意图。
图3为第二风嘴的结构示意图。
图4为图3的A-A剖视图。
图例说明：1、侧壁水套；2、端壁水套；3、炉膛；4、第一风嘴；41、第一风嘴头；42、第一风管座；421、窥视管；422、倾斜管；5、第二风嘴；51、第二风嘴头；52、第二风管座；521、通孔；53、助燃气体管；54、可燃气体管；55、进气管；56、进气通道；57、喷枪；571、进气孔；572、套管。
具体实施方式
以下结合具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。
实施例：
富氧侧吹炉结构从下至上一般包括炉缸、一二三层铜水套、四层钢水套和上升烟道。如图3所示，本实施例的铜水套应用于富氧侧吹炉的一层（即底层）铜水套，包括两个端壁水套2和两个侧壁水套1，两个端壁水套2和两个侧壁水套1围合形成炉膛3。
侧壁水套1由多个带风口水套单元拼接而成，带风口水套单元作为风嘴截体和炉膛侧壁结构，长宽由炉体容积决定，厚度按行业标准为130mm，其内预埋冷却水蛇形管，水套靠炉内侧开燕尾槽用作挂渣保护，且预留入风口通道和风嘴头安装位置。铜体整体浇涛而成。
风口铜水套固定在一连接框架6中，连接框架6通过螺栓把两个端壁水套2和两个侧壁水套1连接在一起，形成侧吹炉一层水套整体结构，中间空间为炉膛3，是炉料燃烧和反应的工作区。
侧壁水套1上固定有多个用于向炉膛3内喷射助燃气体的第一风嘴4，以及多个用于向炉膛3内喷射可燃气体和助燃气体的第二风嘴5。每个侧壁水套1上的第一风嘴4和第二风嘴5沿该侧壁水套1的长度方向交替布置。侧壁水套1上的第一风嘴4与另一侧壁水套1上的第二风嘴5相对设置。
侧吹炉一层铜水套炉膛区域是侧吹炉的生产和反应的工作区域，炉内熔融反应主要在一层铜水套炉膛内进行，第一风嘴4通入富氧气流，第二风嘴5通入天然气和助燃氧气混合气流，这些气流一方面参与反应，另一方面对炉内熔融液体进行扰动搅拌。所有第一风嘴4和第二风嘴5的中心线均位于同一水平面上，以确保对炉内熔融液体的最佳扰动搅拌效果。
参见图2，第一风嘴4包括第一风嘴头41以及与第一风嘴头41相连的第一风管座42，第一风管座42包括与第一风嘴头41连通的窥视管421以及连通于窥视管421上侧的倾斜管422，倾斜管422用于供助燃气体通入。
第一风嘴4与传统侧吹炉风嘴一样采用单通道设计，流量为约800-1000m3/h设计压力为0.08-0.15Map。
参见图3，第二风嘴5包括第二风嘴头51以及与第二风嘴头51相连的第二风管座52，第二风管座52上固定有与第二风嘴头51连通的助燃气体管53，以及与第二风嘴头51连通的可燃气体管54。
第二风管座52背向第二风嘴头51的侧端面上开设贯穿第二风管座52两个侧端面的通孔521，通孔521中穿设有连通助燃气体进气管55与第二风嘴5头的进气管55，进气管55的外壁和通孔521的内壁之间形成连通可燃气体管54与第二风嘴5头的进气通道56。
第二风嘴5为双通道设计，根据管口截面图，中间为助燃的氧气通道，设计流量约200m3/h，压力为0.2-0.3 MaP，外围为天然气通道，设计流量约为100m3/h，压力为0.2Map,氧氧与天然气在出口处快速混合。持续向炉内吹入可燃混合气体。
第二风嘴头51中预埋有与进气管55对接且共轴线的喷枪57，喷枪57的端面上开设有多条贯穿喷枪57两个端面的进气孔571，多个进气孔571以喷枪57端面的几何中心为中心呈放射状分布，喷枪57中心部分的进气孔571与进气管55连通，喷枪57边缘部分进气孔571与进气通道56连通。
本实施例中，喷枪57由多个套管572由内向外依次套接形成，除最外层的套管572外，其余套管572的外壁上均开设有多条贯穿套管572两个端面的进气槽，进气槽与套管572上套设的外层套管572的内壁之间围合形成进气孔571。此外，最内层的套管内腔也形成进气孔571。
侧吹炉在生产过程中，从外部网管提供的富氧气体和天然气按设计的气体流量与压力通过第一风嘴4和第二风嘴5同时从所有风嘴向炉膛内喷入。结合图1所示合理风嘴分布，原料在炉膛内能就能获得热量分布均匀和燃烧反应充分的熔炼效果。同时用天然气取代煤作为热源也从源头上抑制了CO2的产生。
以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请做任何形式的限制，虽然本申请以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限制本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案的范围内，利用上述揭示的技术内容做出些许的变动或修饰均等同于等效实施案例，均属于技术方案范围内。
Claims (8)
1.一种用于侧吹炉的下层风口铜水套，包括两个端壁水套（2）和两个侧壁水套（1），两个端壁水套（2）和两个侧壁水套（1）围合形成炉膛（3），其特征在于，所述侧壁水套（1）上固定有用于向炉膛（3）内喷射助燃气体的第一风嘴（4），以及用于向炉膛（3）内喷射可燃气体和助燃气体的第二风嘴（5）；
所述第一风嘴（4）包括第一风嘴头（41）以及与第一风嘴头（41）相连的第一风管座（42），第一风管座（42）包括与所述第一风嘴头（41）连通的窥视管（421）以及连通于所述窥视管（421）上侧的倾斜管（422），所述倾斜管（422）用于供助燃气体通入；
所述第二风嘴（5）包括第二风嘴头（51）以及与第二风嘴头（51）相连的第二风管座（52），所述第二风管座（52）上固定有与所述第二风嘴头（51）连通的助燃气体管（53），以及与所述第二风嘴头（51）连通的可燃气体管（54）。
2.根据权利要求1所述的用于侧吹炉的下层风口铜水套，其特征在于，所述侧壁水套（1）上的第一风嘴（4）和第二风嘴（5）均设有至少两个，第一风嘴（4）和第二风嘴（5）沿侧壁水套（1）的长度方向交替布置。
3.根据权利要求1所述的用于侧吹炉的下层风口铜水套，其特征在于，所述侧壁水套（1）上的第一风嘴（4）与另一侧壁水套（1）上的第二风嘴（5）相对设置。
4.根据权利要求1-3任一项所述的用于侧吹炉的下层风口铜水套，其特征在于，所有第一风嘴（4）和第二风嘴（5）的中心线均位于同一水平面上。
5.根据权利要求1-3任一项所述的用于侧吹炉的下层风口铜水套，其特征在于，所述第二风管座（52）背向第二风嘴头（51）的侧端面上开设贯穿第二风管座（52）两个侧端面的通孔（521），所述通孔（521）中穿设有连通助燃气体进气管（55）与第二风嘴（5）头的进气管（55），所述进气管（55）的外壁和通孔（521）的内壁之间形成连通可燃气体管（54）与第二风嘴（5）头的进气通道（56）。
6.根据权利要求5所述的用于侧吹炉的下层风口铜水套，其特征在于，所述第二风嘴头（51）中预埋有与进气管（55）对接且共轴线的喷枪（57），所述喷枪（57）的端面上开设有多条贯穿喷枪（57）两个端面的进气孔（571），多个进气孔（571）以喷枪（57）端面的几何中心为中心呈放射状分布，喷枪（57）中心部分的进气孔（571）与进气管（55）连通，喷枪（57）边缘部分进气孔（571）与进气通道（56）连通。
7.根据权利要求6所述的用于侧吹炉的下层风口铜水套，其特征在于，所述喷枪（57）由多个套管（572）由内向外依次套接形成，除最外层的套管（572）外，其余套管（572）的外壁上均开设有多条贯穿套管（572）两个端面的进气槽，所述进气槽与所述套管（572）上套设的外层套管（572）的内壁之间围合形成进气孔（571）。
8.一种侧吹炉，包括炉身，所述炉身包括从上至下依次拼接的三层铜水套，其特征在于，最下层的铜水套为权利要求1-7任一项所述的用于侧吹炉的下层风口铜水套。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114034188A (zh) * | 2021-11-12 | 2022-02-11 | 安徽超威环保科技有限公司 | 一种复合用清洁能源的再生铅冶炼富氧侧吹炉装置及工艺 |
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2020
- 2020-09-17 CN CN202022047685.9U patent/CN213599834U/zh active Active
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Assignee: Anhui Tianshuo Metal Materials Co.,Ltd. Assignor: HUNAN RUIYI ZIHUAN TECHNOLOGY CO.,LTD. Contract record no.: X2023980050649 Denomination of utility model: A lower layer tuyere copper water jacket and side blowing furnace for side blowing furnace Granted publication date: 20210702 License type: Common License Record date: 20231213 |