[发明专利]模拟高炉喷吹燃料燃烧的实验方法及装置

权利要求书

1.一种模拟高炉喷吹燃料燃烧的实验装置，其特征在于，所述装置包括依次连通且同轴布置的高温气体产生单元(100)、高温气体加速单元(200)、喷吹燃料燃烧单元(300)和尾气冷却净化单元(400)；所述高温气体产生单元(100)设置热风输送单元(110)以及吹氧单元(120)，实现对高炉喷吹热风和热风的含氧量的模拟；所述高温气体加速单元(200)实现对高炉热风速度的模拟；所述喷吹燃料燃烧单元(300)设置固体燃料喷吹装置(310)和气体燃料喷吹装置(320)，实现对固体燃料和气体燃料在高炉中喷吹过程的模拟；所述尾气冷却净化单元(400)对高温烟气进行冷却和净化；

所述高温气体产生单元(100)产生的高温高压含氧气体输送至所述高温气体加速单元(200)进行加速，得到的高温高速含氧气体输送至所述喷吹燃料燃烧单元(300)，与喷吹的燃料固体和气体燃料接触燃烧，得到的高温烟气进入所述尾气冷却净化单元(400)中冷却并净化；

所述热风输送单元(110)包括燃气输送单元、氧气输送单元以及用于混合燃气和助燃氧气的预混室(113)；所述吹氧单元(120)包括燃烧室(121)、安装于所述燃烧室(121)侧壁的第一氧气浓度调节喷枪(122)和第二氧气浓度调节喷枪(123)；所述预混室(113)与所述燃烧室(121)连通，所述预混室(113)的侧壁设置点火孔(130)，所述点火孔(130)内安装点火装置，对所述预混室(113)内的燃气和助燃氧气进行点火，产生高温高压烟气；所述高温高压烟气进入所述燃烧室(121)，与第一氧气浓度调节喷枪(122)和第二氧气浓度调节喷枪(123)喷吹的氧气结合，得到高温高压含氧气体，实现对高炉热风温度和热风的含氧量的模拟。

2.根据权利要求1所述的模拟高炉喷吹燃料燃烧的实验装置，其特征在于，所述喷吹燃料燃烧单元(300)还设置与所述高温气体加速单元(200)连通的燃料燃烧室(330)；所述燃料燃烧室(330)侧壁安装若干支热电偶(340)，用于检测所述高温高速含氧气体与喷吹燃料燃烧前后的温度；所述固体燃料喷吹装置(310)和气体燃料喷吹装置(320)设置于所述燃料燃烧室(330)的侧壁，实现固体燃料和气体燃料快速均匀输送到所述燃料燃烧室(330)中，与由所述高温气体加速单元(200)输送的高温高速含氧气体接触燃烧，实现高炉喷吹燃料燃烧过程的模拟。

3.根据权利要求1所述的模拟高炉喷吹燃料燃烧的实验装置，其特征在于，所述高温气体加速单元(200)设置依次连通的混合室(210)、喉管(220)和扩张室(230)；所述混合室(210)与所述高温气体产生单元(100)的燃烧室(121)连接，所述扩张室(230)连通所述喷吹燃料燃烧单元(300)，对所述高温气体产生单元(100)输送的高温高压含氧气体进行加速，得到高温高速含氧气体，实现高炉热风速度的模拟。

4.根据权利要求1所述的模拟高炉喷吹燃料燃烧的实验装置，其特征在于，所述尾气冷却净化单元(400)设置与所述喷吹燃料燃烧单元(300)连通的喷雾除尘冷却室(410)；所述喷雾除尘冷却室(410)的侧边上部设置喷雾冷却水管(420)和喷雾冷却喷嘴(430)，所述喷雾冷却水管(420)外接冷却水，并与所述喷雾冷却喷嘴(430)连通，实现对高温尾气的冷却；所述喷雾除尘冷却室(410)的末端顶部设置燃烧尾气出口(440)，底部设置除尘冷却废液出口(450)；所述除尘冷却废液出口(450)将吸附高温烟气中的未燃固体颗粒后汇聚到所述喷雾除尘冷却室(410)底部的废液排出。

5.根据权利要求1所述的模拟高炉喷吹燃料燃烧的实验装置，其特征在于，所述燃气输送单元包括依次连通的燃气通道(111)和燃气喷嘴(112)，所述燃气喷嘴(112)延伸至所述预混室(113)内；所述氧气输送单元包括连通的助燃氧气通道(114)、助燃氧气室(115)以及氧气喷嘴(116)；所述助燃氧气室(115)同轴设置于所述燃气通道(111)和燃气喷嘴(112)外侧，所述氧气喷嘴(116)同轴设置于所述燃气喷嘴(112)的外侧，以提高燃气和氧气的混合性。