CN221094188U - 一种富氢气体与煤粉复合喷枪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种富氢气体与煤粉复合喷枪，属于冶金行业高炉风口喷吹装置技术领域。技术方案是：外套管（1）的直径和长度大于喷煤枪管（22）的直径和长度，外套管（1）与喷煤枪管（22）形成同一中心轴位置关系，外套管（1）一端与喷煤枪管（22）入口端焊接在一起，外套管（1）另一端为混合燃料出口（23），喷煤枪管（22）出口端位于外套管（1）中间部位，喷煤枪管（22）出口端至外套管（1）的混合燃料出口（23）之间形成混合腔（12）；富氢气体喷入管（5）连接在靠近喷煤枪管（22）入口端的外套管（1）上，氮气喷入管（9）连接在富氢气体喷入管（5）上。本实用新型的有益效果是：能够使富氢固态燃料充分燃烧，安全可靠。

Description

一种富氢气体与煤粉复合喷枪

技术领域

本实用新型涉及一种富氢气体与煤粉复合喷枪，属于冶金行业高炉风口喷吹装置技术领域。

背景技术

高炉炼铁通常采用喷吹煤粉或气体燃料替代部分焦炭，以降低炼铁焦比，如果使用富氢气体燃料还可以减少CO₂排放。富氢气体燃料在风口前燃烧为高炉冶炼提供热量和还原剂的同时，还能够改善高炉炉料的还原过程，促进间接还原的发展，降低直接还原度，进而能够降低高炉冶炼的燃料消耗。

高炉喷吹富氢气体需要专门的喷枪完成，目前，能够实施高炉喷吹富氢气体的喷吹装置包括直管插入式、套筒直管插入式以及风口整体式。

直管插入式喷枪的特点是结构简单，使用寿命长和更换方便的特点，但对于富氢固态燃料例如煤粉和富氢气体共同喷吹的高炉来说，在风口套有限的空间内布置两根喷枪存在相互影响，煤粉流容易冲刷风口套内壁的问题。

套筒直管插入式喷枪是在煤粉喷枪的枪体上又加了一层套管，在内管中喷吹煤粉，外管和内管之间的环道内喷吹富氢气体，实现了一根喷枪同时喷吹煤粉和富氢气体的操作，但套筒直管插入式喷枪喷口处内部为煤粉流股，外部为富氢气体流股，煤粉喷管出口端与热风接触，并且受到高速喷出的煤粉颗粒冲刷，容易磨损，限制喷枪使用寿命，并且富氢气体与煤粉相互影响，造成煤粉燃烧率降低、未燃煤粉含量增加，进而影响高炉生产的稳定顺行。

风口整体式喷枪将富氢气体喷枪整体铸入风口套，减小了富氢气体喷吹对煤粉喷吹的干扰，实现了富氢气体和煤粉高效喷吹与燃烧，但整体式喷枪影响了风口套内部冷却水道的结构，对风口套的寿命产生了不利影响，同时不能实现富氢气体喷枪的单独更换，造成风口整体式喷枪的造价贵和使用寿命低。

专利202210687494.X设计了一种减少高炉风口结焦的燃料喷吹方法及复合燃料喷枪，是靠沿周向设置4～8个扇形气体通道并调节来实现富氢气体在管内的均匀分布，使得喷枪结构过于复杂，且不方便调整。

专利202210412295.8一种高炉富氢固态燃料和富氢气体燃料组合式喷吹装置,采用套管内喷固态燃料，套管外喷气态燃料，然而气态燃料优选与高炉热风逆向气流喷吹，造成风口前端的压力损失，对高炉冶炼不利。

因此有必要实用新型一种富氢气体与煤粉复合喷枪及喷吹方法，并克服上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种富氢气体与煤粉复合喷枪，能够使富氢固态燃料充分燃烧，安全可靠，解决背景技术中存在的问题。

本实用新型的技术方案是：

一种富氢气体与煤粉复合喷枪，包含外套管、富氢气体喷入管、氮气喷入管和喷煤枪管，外套管的直径和长度大于喷煤枪管的直径和长度，外套管与喷煤枪管形成同一中心轴位置关系，外套管一端与喷煤枪管入口端焊接在一起，外套管另一端为混合燃料出口，喷煤枪管出口端位于外套管中间部位，喷煤枪管出口端至外套管的混合燃料出口之间形成混合腔；富氢气体喷入管连接在靠近喷煤枪管入口端的外套管上，氮气喷入管连接在富氢气体喷入管上。

所述喷煤枪管入口端依次与煤枪逆止阀、煤枪球阀和喷煤金属软管相连接。

所述富氢气体喷入管依次与富氢气体球阀、富氢气体逆止阀和富氢气体金属软管相连接。

所述氮气喷入管依次与氮气球阀和氮气金属软管相连接。

所述外套管上设置有与风口直吹管连接的法兰。

本实用新型的有益效果是：外套管和喷煤枪管构成喷枪筒体，成半套筒结构，形成富氢气体对喷煤枪出口介质的引射效果，实现富氢气体与煤粉的均匀混合，使得喷煤的燃烧效果得到改善；喷煤枪和富氢气体喷入管增加逆止阀，有效防止了高温煤气流倒流，起到了安全喷吹作用；单独喷吹某种介质时，都可在混合腔内实现二次扩散，提高喷吹均匀程度。

附图说明

图1为喷枪整体结构示意图；

图2为喷枪筒体主视图；

图3为喷枪筒体侧视图；

图中：1、外套管；2、煤枪逆止阀；3、煤枪球阀；4、喷煤金属软管；5、富氢气体喷入管；6、富氢气体球阀；7、富氢气体逆止阀；8、富氢气体金属软管；9、氮气喷入管；10、氮气球阀；11、氮气金属软管；12、混合腔；21、连接法兰；22、喷煤枪管；23、混合燃料出口。

具体实施方式

以下结合附图，通过实例对本实用新型作进一步说明。

参照附图1-3，一种富氢气体与煤粉复合喷枪，包含外套管1、富氢气体喷入管5、氮气喷入管9和喷煤枪管22，外套管1的直径和长度大于喷煤枪管22的直径和长度，外套管1与喷煤枪管22形成同一中心轴位置关系，外套管1一端与喷煤枪管22入口端焊接在一起，外套管1另一端为混合燃料出口23，喷煤枪管22出口端位于外套管1中间部位，喷煤枪管22出口端至外套管1的混合燃料出口23之间形成混合腔12；富氢气体喷入管5连接在靠近喷煤枪管22入口端的外套管1上，氮气喷入管9连接在富氢气体喷入管5上。

在本实施例中，参照附图1-2，喷枪整体采用半套筒结构，包括外套管1、煤枪逆止阀2、煤枪球阀3、富氢气体喷入管5、富氢气体球阀6、富氢气体逆止阀7、氮气喷入管9、氮气球阀10、连接法兰21和喷煤枪管22，外套管1采用耐磨不锈钢材质，外套管1与喷煤枪管22形成同一中心轴位置关系，外套管1尾部与喷煤枪枪身满焊焊接，喷煤枪管22出口位于外套管1中间部位，外套管1上设置与风口直吹管的连接法兰21。

喷煤枪管22和富氢气体喷吹管5上分别设置有煤枪逆止阀2和富氢气体逆止阀7。富氢气体喷吹管5上的富氢气体逆止阀7前设有氮气喷吹管9，其上设氮气球阀10。喷煤枪管22、富氢气体喷入管5和氮气喷入管9都分别通过金属软管与其喷吹源相连。

在具体应用过程中，本实用新型中的外套管1通过连接法兰21与风口直吹管连接。

当富氢气体与煤粉同时喷吹时，打开富氢气体球阀6和煤枪球阀3，关闭氮气球阀10，使富氢气体压力大于煤粉喷吹管压力100kPa，外套管1内高速的富氢气体使喷煤枪管22出口端的煤粉被加速，形成富氢气体与煤粉的混合流，在混合腔12内混合均匀，通过复合混合燃料出口23弥散的喷入炉内，从而使得喷煤的燃烧效果得到改善；

当只喷吹富氢气体时，打开富氢气体球阀6，同时关闭氮气球阀10和煤枪球阀3，使氢气体压力大于炉内压力；

当喷吹煤粉时，打开煤枪球阀3，同时关闭氮气球阀10和富氢气体球阀6，使煤粉喷吹压力大于炉内压力。

当富氢气体与煤粉同时停止喷吹时，打开氮气喷入管9上的氮气球阀10，同时关闭富氢气体球阀6和煤枪球阀3，使氮气压力大于炉内压力。

Claims (5)

1.一种富氢气体与煤粉复合喷枪，其特征在于：包含外套管（1）、富氢气体喷入管（5）、氮气喷入管（9）和喷煤枪管（22），外套管（1）的直径和长度大于喷煤枪管（22）的直径和长度，外套管（1）与喷煤枪管（22）形成同一中心轴位置关系，外套管（1）一端与喷煤枪管（22）入口端焊接在一起，外套管（1）另一端为混合燃料出口（23），喷煤枪管（22）出口端位于外套管（1）中间部位，喷煤枪管（22）出口端至外套管（1）的混合燃料出口（23）之间形成混合腔（12）；富氢气体喷入管（5）连接在靠近喷煤枪管（22）入口端的外套管（1）上，氮气喷入管（9）连接在富氢气体喷入管（5）上。

2.根据权利要求1所述的一种富氢气体与煤粉复合喷枪，其特征在于：所述喷煤枪管（22）入口端依次与煤枪逆止阀（2）、煤枪球阀（3）和喷煤金属软管（4）相连接。

3.根据权利要求2所述的一种富氢气体与煤粉复合喷枪，其特征在于：所述富氢气体喷入管（5）依次与富氢气体球阀（6）、富氢气体逆止阀（7）和富氢气体金属软管（8）相连接。

4.根据权利要求3所述的一种富氢气体与煤粉复合喷枪，其特征在于：所述氮气喷入管（9）依次与氮气球阀（10）和氮气金属软管（11）相连接。

5.根据权利要求4所述的一种富氢气体与煤粉复合喷枪，其特征在于：所述外套管（1）上设置有与风口直吹管连接的法兰（21）。