[实用新型]浸入式煤氧喷枪

说明书

本实用新型属于浸入熔渣中喷吹煤粉和氧气的冶金喷枪。主要用于高温还原冶炼的冶金过程。利用煤粉和氧气在高温熔渣中燃烧放热，提高冶炼过程的熔池温度，完成高温冶炼过程。

通常情况下，在高炉炼铁、电炉炼钢和其它高温过程中，利用预热空气、富氧或纯氧燃烧煤粉，为系统提供所需要的热量。煤粉和氧气等助燃气体主要在炉内固体或液体表面燃烧。由于受周围环境温度和空间的限制，煤粉的燃烧效率低，气体产物中未燃尽的煤粉量高。燃烧过程还产生NO_x、SO_x等有害气体，污染环境。

喷吹煤粉和氧气的冶金喷枪一般采用环缝管通氧气，中心管通煤粉的水冷式喷枪结构，这种结构使用是容易发生因喷枪压力波动而产生的熔渣倒灌现象，使喷枪出口堵塞。

本实用新型的目的在于提供一种能提高煤粉燃烧效率、防止熔渣倒罐现象、避免喷枪出口堵塞的浸入式煤氧喷枪。

基于上述目的，本实用新型浸入式煤氧喷枪，它由煤粉环管、一次氧气管、冷却水套、煤粉氧气混合室、法兰、枪头等组成，其特征在于：在枪尾煤粉环管的中心安装有二次氧气管，所述煤粉环管与所述二次氧气管的管径比为15-20，所述二次氧气管插入枪尾煤粉环管的深度为20-50mm。

使用时，煤氧枪枪体端头埋入高温熔渣中喷吹煤粉和氧气，枪端头裸露在高温熔渣的部分靠挂渣层保护，从而达到正常工作状态。

本实用新型是将煤粉和氧气喷入熔渣中燃烧。燃烧过程产生的大量热量被周围热容值比较高的高温熔渣所吸收。由于喷吹过程造成良好的熔池搅拌效果，熔渣与周围环境的热交换充分，提高了煤粉燃烧的效率，使熔池升温快，热效率高。由于煤粉燃烧的助燃剂为氧气，煤粉燃烧过程的气体产物在穿过一定厚度的高温熔渣时，可过滤掉其中所含的大部分有害成分(NOx降低90％、SOx降低96％等)和粉尘(降低80％)。从熔池逸出的废气量比用空气或富氧燃烧时产生的废气量大为减少，降低了废气处理量。

本实用新型采用环缝管通氧气，中心管通煤粉的水冷式喷枪结构。为提高煤氧射流对熔池的穿透深度及搅拌能力，氧气射流从拉瓦尔管形式的喷口喷出。为防止因喷枪压力波动而可能产生的熔渣倒灌现象，使喷枪出口堵塞，在喷枪出口处适当位置安装一氧气射流引射装置，确保煤粉和氧气在喷出时具有较大的出口速度和冲击力。本实用新型二次氧与煤氧混合气体的速度出口比为3-5。

与现有技术相比，具有如下优点：提高煤粉燃烧效率及减少燃烧气体产物中NOx、SOx和粉尘含量，减少气体生成量，提高废气处理效率，降低废气处理设备的投资，防止熔渣倒罐现象、避免喷枪出口堵塞。

现结合附图对本实用新型的喷枪结构作进一步说明。

图1是本实用新型煤氧喷枪整体结构示意图。

图2是本实用新型煤氧喷枪工作状态示意图。

图1、图2中1为煤粉环管，2为二次氧喉口，3为一次氧进气口，4为回水管，5为煤粉氧气混合室，6为固定枪体的法兰，7为枪体冷却水套，8为煤氧枪枪头，9为一次氧气管，10为二次氧气管，11为煤粉管，12为炉体，13为熔渣。

由图2可见：在工作状态下，通过固定法兰6把枪体与炉体12固定。冷却水套7连接外循环水管路，冷却水冷却枪体。煤粉和二次氧分别进入煤粉环管1和一次氧气管9，再由枪体出口喷出，一次氧气由外接主氧管路进入一次氧管。二次氧管10固定在煤粉环管1的中心，其出口处在枪体出口的适当位置，由外接氧气支路单独控制。煤氧枪枪体端头埋入高温熔渣中喷吹煤粉和氧气，枪端头裸露在高温熔渣的部分靠挂渣层保护，从而达到正常工作状态。