[实用新型]一种脉动旋流铜冶炼喷嘴

说明书

技术领域

本实用新型涉及铜、镍、铅冶金技术领域，确切地说涉及一种脉动旋流铜冶炼喷嘴。

背景技术

喷嘴是悬浮铜冶炼的最核心设备，目前，世界上主要有文丘里型喷嘴和中央扩散型喷嘴，文丘里喷嘴的主要缺点是要求工艺风流速大，故不适应高富氧和高投料量；中央扩散型喷嘴主要缺点是扩散性大，导致粒子间碰撞机率小，反应不完全，氧利用率低，烟尘发生率高，热负荷大，炉壁冲刷腐蚀严重，限制单台闪速炉的高产能。

发明内容

本实用新型的目的是克服文丘里型喷嘴和中央扩散型喷嘴的不足，提供一种脉动旋流铜冶炼喷嘴，它使通过喷嘴的工艺富氧空气形成旋流，利用在旋流中心通入脉冲气流使工艺富氧空气产生脉动，同时旋流和脉动能使通过喷嘴的物料颗粒与氧充分、均匀、合理的结合，形成高旋脉动流体，并能将高旋脉动流体在反应器内维持。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种脉动旋流铜冶炼喷嘴，它包括由外向内布置的物料通道、主工艺富氧空气通道、脉动氧枪和脉动燃料烧嘴，它们组成套筒状结构，具有同一个圆心和中心线，顶部互不相通；在物料通道进口处安装流化给料器；主工艺富氧空气通道的空腔内插入脉动氧枪，在脉动氧枪的出口外层是旋流器，旋流器固定在脉动氧枪上。

所述物料通道中部为文丘里喷管状的收缩，出口处为水冷元件或耐高温材料元件。

所述物料通道、主工艺富氧空气通道、脉动氧枪和脉动燃料烧嘴的进口相互间采用法兰的对接。

所述主工艺富氧空气通道通过两条管道与工艺富氧空气管道对接，两条管道上分别安装有拉瓦尔喷管和调节阀。

所述脉动氧枪的进口处安装风力传动叶。

本实用新型的脉动旋流法铜冶炼喷嘴，为脉动旋流喷嘴，该喷嘴形状为漏斗形或圆筒形，由外向内的剖面结构为：物料通道→主工艺富氧空气通道→脉动氧枪→脉动燃料烧嘴。物料通道、主工艺富氧空气通道、脉动氧枪、脉动燃料烧嘴是以喷嘴中心组成的同心圆，喷嘴的出口部分采用水冷元件或耐高温材料制作；在物料通道进口处安装流化给料器，用以控制物料在进口处的速度，并将物料流态化使之能均匀进入喷嘴的通道中；中部呈环形向内收缩，使物料改变运动方向与主工艺富氧空气充分混合；在主工艺富氧空气通道的中心插入脉动氧枪，脉动氧枪出口的外侧安装有旋流器，在脉动氧枪的进口(喷嘴主体内)处安装有风力传动叶片，工艺富氧空气或压缩空气经过拉瓦尔喷管增速后吹向风力传动叶片，带动旋流器高速运转，将混合流体转换为高旋流体；工业纯氧或富氧空气经过流量调节后通过脉动氧枪以脉冲的方式进入到混合旋流体的中心，由于脉冲气流在旋流体中心风量变化的松涨作用引起混合旋流体的脉动，在旋流体内制造出轴向和径向的脉动紊流；在以上流态化、旋流器、脉冲气流的共同作用下，将进入喷嘴的工艺富氧空气和物料(干精矿)转换为一种高频脉动的旋转混合流体；在脉动氧枪中间插入脉动燃料烧嘴，用以保持热平衡和产生脉动紊流；主工艺富氧空气、脉动氧枪进口通过旁通管道与工艺富氧空气总管道对接，在工艺富氧空气总管道和脉动氧枪的进气管道上安装有流量调节阀门和检测仪表，根据投料量和燃料量的不同，控制风量；脉动燃料烧嘴通过管道与整压、整流等组成的阀组连接；物料通道进口通过溜管与运输设备对接。

其工作原理为：混合了造渣溶剂的干燥物料和反应用富氧空气通过各自的输送设备进入到加料喷嘴，在喷嘴中进行混合形成一种高含尘(物料颗粒)的流体，通过安装在喷嘴中的旋流器使气、固两相混合流体形成高旋流由喷嘴喷出；工业纯氧和燃料通过喷嘴中心的管道以脉动形态进入到高含尘(物料颗粒)的旋流体中心，引起混合旋流体脉动，形成脉动旋流体喷入到冶金炉内。

本实用新型的有效益果：一是物料与氧混合均匀，粒子间的碰撞机率高；二是产能大，能耗低，投资少；三是结构简单、控制、操作、维护方便、可靠。

附图说明：

图1是本实用新型的所述的设备结构示意图。

其中，1物料通道，2旋流器，3脉动氧枪，4流化给料器，5主工艺富氧空气通道，6风力传动叶片，7拉瓦尔喷管，8脉动燃料烧嘴，9调节阀。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型做进一步说明。