CN103411420B - 回转窑富氧局部增氧射流助燃节能减排*** - Google Patents
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Abstract
回转窑富氧局部增氧射流助燃节能减排***，包括一套燃烧器内富氧喷嘴和多套燃烧器外富氧喷嘴，以及将部分富氧气体直接送入窑尾分解炉的富氧输送***，还有富氧发生装置及富氧预热装置；其特征在于：燃烧器内富氧喷嘴喷口斜面与该富氧喷嘴中轴线垂直面的最大夹角C为1°~15°，且斜面朝向为倾向燃烧器的正下方；燃烧器外富氧喷嘴主要分布于燃烧器的下半部分，对于逆时针旋转的回转窑，燃烧器左下四分之一窑头罩罩壁部分均布N个富氧喷嘴，燃烧器右下四分之一窑头罩罩壁部分均布M个富氧喷嘴，1≤N≤3，1≤M≤5，N≤M，右下四分之一窑头罩罩壁部分的上侧安装有一个燃烧器右上侧富氧喷嘴。
Description
技术领域
本发明涉及回转窑富氧局部增氧射流助燃节能减排***，适用于所有回转窑，属于富氧燃烧和回转窑节能科技领域。
背景技术
一般的回转窑采用普通空气助燃或整体增氧助燃，普通空气助燃燃烧效果不佳，而采用整体增氧助燃则有投资大、副作用多如炉龄明显下降、NOX明显提高等，但局部增氧助燃技术比较复杂，特别是富氧气体送入回转窑内的位置和角度及富氧气体的分布等，直接影响到富氧助燃的节能减排效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种回转窑富氧喷嘴的布置及富氧气体分布等以优化提高回转窑富氧助燃效果的回转窑富氧局部增氧射流助燃节能减排***。
回转窑富氧局部增氧射流助燃节能减排***，包括一套燃烧器内富氧喷嘴和多套燃烧器外富氧喷嘴，以及将部分富氧气体直接送入窑尾分解炉的富氧输送***，还有富氧发生装置及富氧预热装置；其特征在于：
1、燃烧器内富氧喷嘴是在燃烧器喷口区安装一个带有斜面的富氧喷嘴，燃烧器内富氧喷嘴喷口斜面与该富氧喷嘴中轴线垂直面的最大夹角C为1°~15°，且斜面朝向为倾向燃烧器的正下方，燃烧器内富氧喷嘴喷口斜面不超出燃烧器燃料喷口，富氧气体通过燃烧器内中心孔再经燃烧器内富氧喷嘴喷口喷射到回转窑内燃烧器的前端助燃。
2、燃烧器外富氧喷嘴主要分布于燃烧器的下半部分，燃烧器外富氧喷嘴安装在燃烧器外富氧喷枪的前端，燃烧器外富氧喷嘴在回转窑转筒的并垂直回转窑转筒中轴线的截面与燃烧器燃料喷口在回转窑转筒的并垂直回转窑转筒中轴线的截面之间的垂直距离P，P为0 mm ~800 mm，每支燃烧器外富氧喷枪均单独与燃烧器中轴线在同一个平面上，且与燃烧器中轴线成一个夹角D，D为1°~60°，每支燃烧器外富氧喷枪的喷口端与燃烧器燃料喷口端的距离S，比该燃烧器外富氧喷枪靠近窑头罩罩壁的位置与燃烧器燃料喷口的另一端靠近窑头罩罩壁的位置的距离L近，即S<L，S为10 mm ~1000 mm，L为100 mm ~2000 mm；对于逆时针旋转的回转窑，燃烧器左下四分之一窑头罩罩壁部分均布N个富氧喷嘴，燃烧器右下四分之一窑头罩罩壁部分均布M个富氧喷嘴，1≤N≤3，1≤M≤5，N≤M，右下四分之一窑头罩罩壁部分的上侧安装有一个燃烧器右上侧富氧喷嘴，该燃烧器右上侧富氧喷嘴喷口最高位置与燃烧器中心点连线和燃烧器中心水平线间的夹角A为1°~30°；因为回转窑逆时针旋转，回转窑转筒内的物料分布为右下四分之一转筒内部分动态物料比左下四分之一转筒内部分动态物料多，且物料在右下四分之一转筒内部分为动态从右向左翻滚，右下四分之一转筒内部分物料的需热量明显要比左下四分之一转筒内部分物料需热多，这就需要提高右下四分之一转筒内部分物料附近的燃烧温度和燃烧放热，因此，右下四分之一窑头罩罩壁部分安装的富氧喷嘴要比左下四分之一窑头罩罩壁部分安装的富氧喷嘴稍多。
3、燃烧器内富氧喷嘴喷口截面形状为圆形，燃烧器外富氧喷嘴喷口截面形状为椭圆形或矩形。
4、左下四分之一窑头罩罩壁部分的N个富氧喷嘴和右下四分之一窑头罩罩壁部分的M个富氧喷嘴及燃烧器右上侧的一个富氧喷嘴均分布于以燃烧器中心点为圆心的同一个圆的圆周上，且富氧喷嘴喷口截面形状为椭圆形的喷嘴其椭圆形长轴均相切于该圆周上，富氧喷嘴喷口截面形状为矩形的喷嘴其矩形长轴均相切于该圆周上。
5、燃烧器外富氧喷嘴喷口均为一个斜面，燃烧器外富氧喷嘴喷口斜面与该富氧喷嘴中轴线垂直面的最大夹角B为1°~25°，且所有燃烧器外富氧喷嘴喷口斜面均朝向燃烧器的中心轴线。
6、燃烧器内富氧喷嘴喷射的富氧气体其流速小于燃烧器外富氧喷嘴喷射的富氧气体流速，从而使燃烧器内富氧喷嘴喷射的富氧气体扩散并与燃烧器喷射的燃料流混合助燃。
7、所述的富氧发生装置是真空变压吸附法（VPSA法）制氧装置，或者是膜法制氧装置，或者是深冷法（即空分法）制氧，提供的富氧浓度为30%~45%。
8、所述的富氧预热装置是利用回转窑的高温烟气进行预热，富氧气体预热的温度为180°~600°。
9、燃烧器外富氧喷枪伸出窑头罩罩壁300mm~2000mm，并由一个圆环和装在圆环上的多个螺杆调节控制燃烧器外富氧喷枪的角度，燃烧器外富氧喷枪穿过窑头罩罩壁的窑头罩罩壁孔要大于燃烧器外富氧喷枪的外径，从而使燃烧器外富氧喷枪能做一定的角度调控。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明能将富氧气体最大限度地送到燃烧最缺氧的地方，从而能较大地提高燃烧效率。
2、根据回转窑物料需热的分布，设计安装富氧喷嘴的分布，能最大限度地利用富氧气体来改变燃烧分布，从而满足物料需热的不均匀要求。
3、富氧喷嘴喷口的斜面有利于将富氧气体输送到燃烧火焰区域，以提高富氧助燃效果。
附图说明
图1是本发明实施例在工作时富氧喷嘴喷口的位置示意图；
图2是本发明的装置示意图；
图3是图2所示实施例中回转窑燃烧器外富氧喷嘴结构示意图；
图4是图2所示实施例中回转窑燃烧器内富氧喷嘴结构示意图；
图5是图2所示实施例中回转窑燃烧器外富氧喷嘴角度调节装置示意图；
图6是图2所示实施例中回转窑燃烧器外椭圆形截面富氧喷嘴示意图；
图7是图2所示实施例中回转窑燃烧器外矩形截面富氧喷嘴示意图。
图1-7中：1、回转窑转筒 2、物料在回转窑内的动态位置线 3、物料 4、燃烧器外富氧喷嘴喷口 5、回转窑转筒旋转方向 6、燃烧器 7、燃烧器燃料喷口 8、燃烧器内中心孔 9、燃烧器右上侧富氧喷嘴喷口最高位置与燃烧器中心点连线和燃烧器中心水平线间的夹角A 10、窑头罩罩壁 11、窑头热富氧气 12、高温烟气 13、回转窑体 14、富氧发生装置 15、富氧预热装置 16、热富氧气 17、常温富氧气 18、中温烟气 19、分解炉富氧入口 20、分解炉 21、 燃烧器外富氧喷嘴喷口斜面 22、燃烧器外富氧喷嘴喷口斜面与该富氧喷嘴中轴线垂直面的最大夹角B 23、燃烧器内富氧喷嘴喷口斜面 24、燃烧器内富氧喷嘴喷口斜面与该富氧喷嘴中轴线垂直面的最大夹角C 25、螺杆 26、圆环 27、圆环与窑头罩连接杆 28、窑头罩罩壁孔 29、燃烧器外富氧喷嘴 30、椭圆形截面富氧喷嘴 31、椭圆形长轴 32、椭圆形短轴 33、椭圆形截面富氧喷嘴喷口 34、矩形截面富氧喷嘴 35、矩形短轴 36、矩形截面富氧喷嘴喷口 37、矩形长轴 38、燃烧器外富氧喷枪 。
具体实施方式
在图1—7所示的实施例中：回转窑富氧局部增氧射流助燃节能减排***，包括一套燃烧器内富氧喷嘴和多套燃烧器外富氧喷嘴29，以及将部分富氧气体直接送入窑尾分解炉20的富氧输送***，还有富氧发生装置14及富氧预热装置15；其特征在于：燃烧器内富氧喷嘴是在燃烧器喷口区安装一个带有斜面的富氧喷嘴，燃烧器内富氧喷嘴喷口斜面与该富氧喷嘴中轴线垂直面的最大夹角C24为1°~15°，且斜面朝向为倾向燃烧器6的正下方，燃烧器内富氧喷嘴喷口斜面23不超出燃烧器燃料喷口7，富氧气体通过燃烧器内中心孔8再经燃烧器内富氧喷嘴喷口喷射到回转窑内燃烧器6的前端助燃。
燃烧器外富氧喷嘴29主要分布于燃烧器6的下半部分，燃烧器外富氧喷嘴29安装在燃烧器外富氧喷枪38的前端，燃烧器外富氧喷嘴29在回转窑转筒1的并垂直回转窑转筒1中轴线的截面与燃烧器燃料喷口7在回转窑转筒1的并垂直回转窑转筒1中轴线的截面之间的垂直距离P，P为0 mm ~800 mm，每支燃烧器外富氧喷枪38均单独与燃烧器6中轴线在同一个平面上，且与燃烧器6中轴线成一个夹角D，D为1°~60°，每支燃烧器外富氧喷枪38的喷口端与燃烧器燃料喷口7端的距离S，比该燃烧器外富氧喷枪38靠近窑头罩罩壁10的位置与燃烧器燃料喷口7的另一端靠近窑头罩罩壁10的位置的距离L近，S为10 mm ~1000 mm，L为100 mm ~2000 mm；对于逆时针旋转的回转窑，燃烧器6左下四分之一窑头罩罩壁10部分均布N个富氧喷嘴，燃烧器6右下四分之一窑头罩罩壁10部分均布M个富氧喷嘴，1≤N≤3，1≤M≤5，N≤M，右下四分之一窑头罩罩壁10部分的上侧安装有一个燃烧器右上侧富氧喷嘴，该燃烧器右上侧富氧喷嘴喷口最高位置与燃烧器中心点连线和燃烧器中心水平线间的夹角A9为1°~30°；因为回转窑逆时针旋转，回转窑转筒1内的物料3分布为右下四分之一转筒内部分动态物料比左下四分之一转筒内部分动态物料多，且物料3在右下四分之一转筒内部分为动态从右向左翻滚，右下四分之一转筒内部分物料的需热量明显要比左下四分之一转筒内部分物料需热多，这就需要提高右下四分之一转筒内部分物料附近的燃烧温度和燃烧放热，因此，右下四分之一窑头罩罩壁10部分安装的富氧喷嘴要比左下四分之一窑头罩罩壁10部分安装的富氧喷嘴稍多。
燃烧器内富氧喷嘴喷口截面形状为圆形，燃烧器外富氧喷嘴喷口4截面形状为椭圆形或矩形。
左下四分之一窑头罩罩壁10部分的N个富氧喷嘴和右下四分之一窑头罩罩壁10部分的M个富氧喷嘴及燃烧器右上侧的一个富氧喷嘴均分布于以燃烧器6中心点为圆心的同一个圆的圆周上，且富氧喷嘴喷口截面形状为椭圆形的喷嘴其椭圆形长轴31均相切于该圆周上，富氧喷嘴喷口截面形状为矩形的喷嘴其矩形长轴37均相切于该圆周上。
燃烧器外富氧喷嘴喷口4均为一个斜面，燃烧器外富氧喷嘴喷口斜面与该富氧喷嘴中轴线垂直面的最大夹角B22为1°~25°，且所有燃烧器外富氧喷嘴喷口斜面21均朝向燃烧器6的中心轴线。
燃烧器内富氧喷嘴喷射的富氧气体其流速小于燃烧器外富氧喷嘴29喷射的富氧气体流速，从而使燃烧器内富氧喷嘴喷射的富氧气体扩散并与燃烧器6喷射的燃料流混合助燃。
所述的富氧发生装置14是真空变压吸附法（VPSA法）制氧装置，或者是膜法制氧装置，或者是深冷法（即空分法）制氧，提供的富氧浓度为30%~45%。
所述的富氧预热装置15是利用回转窑的高温烟气12进行预热，富氧气体预热的温度为180℃~600℃。
燃烧器外富氧喷枪38伸出窑头罩罩壁10为300mm~2000mm，并由一个圆环26和装在圆环26上的多个螺杆25调节控制燃烧器外富氧喷枪38的角度，燃烧器外富氧喷枪38穿过窑头罩罩壁10的窑头罩罩壁孔28要大于燃烧器外富氧喷枪38的外径，从而使燃烧器外富氧喷枪38能做一定的角度调控。
Claims (5)
1.回转窑富氧局部增氧射流助燃节能减排***，包括一套燃烧器内富氧喷嘴和多套燃烧器外富氧喷嘴（29），以及将部分富氧气体直接送入窑尾分解炉（20）的富氧输送***，还有富氧发生装置（14）及富氧预热装置（15）；其特征在于：燃烧器内富氧喷嘴是在燃烧器喷口区安装一个带有斜面的富氧喷嘴，燃烧器内富氧喷嘴喷口斜面与该富氧喷嘴中轴线垂直面的最大夹角C（24）为1°~15°，且斜面朝向为倾向燃烧器（6）的正下方，燃烧器内富氧喷嘴喷口斜面（23）不超出燃烧器燃料喷口（7），富氧气体通过燃烧器内中心孔（8）再经燃烧器内富氧喷嘴喷口喷射到回转窑内燃烧器（6）的前端助燃；燃烧器外富氧喷嘴（29）主要分布于燃烧器（6）的下半部分，燃烧器外富氧喷嘴（29）安装在燃烧器外富氧喷枪（38）的前端，燃烧器外富氧喷嘴（29）在回转窑转筒（1）的并垂直回转窑转筒（1）中轴线的截面与燃烧器燃料喷口（7）在回转窑转筒（1）的并垂直回转窑转筒（1）中轴线的截面之间的垂直距离P，P为0 mm ~800 mm，每支燃烧器外富氧喷枪（38）均单独与燃烧器（6）中轴线在同一个平面上，且与燃烧器（6）中轴线成一个夹角D，D为1°~60°，每支燃烧器外富氧喷枪（38）的喷口端与燃烧器燃料喷口（7）端的距离S，比该燃烧器外富氧喷枪（38）靠近窑头罩罩壁（10）的位置与燃烧器燃料喷口（7）的另一端靠近窑头罩罩壁（10）的位置的距离L近，即S<L，S为10 mm ~1000 mm，L为100 mm ~2000 mm；对于逆时针旋转的回转窑，燃烧器（6）左下四分之一窑头罩罩壁（10）部分均布N个富氧喷嘴，燃烧器（6）右下四分之一窑头罩罩壁（10）部分均布M个富氧喷嘴，1≤N≤3，1≤M≤5，N≤M，右下四分之一窑头罩罩壁（10）部分的上侧安装有一个燃烧器右上侧富氧喷嘴，该燃烧器右上侧富氧喷嘴喷口最高位置与燃烧器中心点连线和燃烧器中心水平线间的夹角A（9）为1°~30°；因为回转窑逆时针旋转，回转窑转筒（1）内的物料（3）分布为右下四分之一转筒内部分动态物料比左下四分之一转筒内部分动态物料多，且物料（3）在右下四分之一转筒内部分为动态从右向左翻滚，右下四分之一转筒内部分物料的需热量明显要比左下四分之一转筒内部分物料需热多，这就需要提高右下四分之一转筒内部分物料附近的燃烧温度和燃烧放热，因此，右下四分之一窑头罩罩壁（10）部分安装的富氧喷嘴要比左下四分之一窑头罩罩壁（10）部分安装的富氧喷嘴稍多；左下四分之一窑头罩罩壁（10）部分的N个富氧喷嘴和右下四分之一窑头罩罩壁（10）部分的M个富氧喷嘴及燃烧器右上侧的一个富氧喷嘴均分布于以燃烧器（6）中心点为圆心的同一个圆的圆周上，且富氧喷嘴喷口截面形状为椭圆形的喷嘴其椭圆形长轴（31）均相切于该圆周上，富氧喷嘴喷口截面形状为矩形的喷嘴其矩形长轴（37）均相切于该圆周上；燃烧器外富氧喷嘴喷口（4）均为一个斜面，燃烧器外富氧喷嘴喷口斜面与该富氧喷嘴中轴线垂直面的最大夹角B（22）为1°~25°，且所有燃烧器外富氧喷嘴喷口斜面（21）均朝向燃烧器（6）的中心轴线；燃烧器内富氧喷嘴喷射的富氧气体其流速小于燃烧器外富氧喷嘴（29）喷射的富氧气体流速，从而使燃烧器内富氧喷嘴喷射的富氧气体扩散并与燃烧器（6）喷射的燃料流混合助燃。
2.如权利要求1所述的回转窑富氧局部增氧射流助燃节能减排***，其特征在于：燃烧器内富氧喷嘴喷口截面形状为圆形，燃烧器外富氧喷嘴喷口（4）截面形状为椭圆形或矩形。
3.如权利要求1所述的回转窑富氧局部增氧射流助燃节能减排***，其特征在于：所述的富氧发生装置（14）是真空变压吸附法（VPSA法）制氧装置，或者是膜法制氧装置，或者是深冷法（即空分法）制氧，提供的富氧浓度为30%~45%。
4.如权利要求1所述的回转窑富氧局部增氧射流助燃节能减排***，其特征在于：所述的富氧预热装置（15）是利用回转窑的高温烟气（12）进行预热，富氧气体预热的温度为180℃~600℃。
5.如权利要求1所述的回转窑富氧局部增氧射流助燃节能减排***，其特征在于：燃烧器外富氧喷枪（38）伸出窑头罩罩壁（10）为300mm~2000mm，并由一个圆环（26）和装在圆环（26）上的多个螺杆（25）调节控制燃烧器外富氧喷枪（38）的角度，燃烧器外富氧喷枪（38）穿过窑头罩罩壁（10）的窑头罩罩壁孔（28）要大于燃烧器外富氧喷枪（38）的外径，从而使燃烧器外富氧喷枪（38）能做一定的角度调控。
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