[发明专利]水泥熟料旋窑用双旋流混合型富氧喷煤管

说明书

技术领域 发明涉及一种具有“富氧空气局部助燃、煤风内外侧双旋流混合、大速差大推力射流”等技术特征的水泥熟料旋窑用双旋流混合型富氧喷煤管，适用于建材行业水泥和耐火材料旋窑，冶金行业旋窑、化工行业旋窑和石灰行业旋窑，多通道燃烧气化反应器或喷嘴处理粉料等装置使用。

背景技术 目前水泥生产面临产能过剩、煤电能源价格上涨等严峻形势。应用节能新技术如富氧燃烧及旋流燃烧，发挥现有回转窑(又称旋窑)生产潜力，是企业提高产品市场竞争力的关键。喷煤管关系到系统产量、热耗和环境保护问题，旋窑稳定性、窑皮及窑衬砌使用寿命。喷煤管煤耗占生产线综合能耗比例高达30％～50％。实践表明：现有喷煤管大多数以常氧空气燃烧为主且难以解决大产量时煤粉和氧分子均匀混合问题，导致窑温偏低，单位熟料煤耗指标偏高，生产效率偏低。

专利CN201458983 U将富氧空气管道和分解炉及旋窑用喷煤管一次风管新设的侧管连通，将富氧空气混入喷煤管一次风中。专利CN203024574 U吹氧管穿过喷煤管中心管高速吹入火焰中心。专利CN202177298 U在熟料格栅冷却器上方增设垂直燃烧器，预热富氧空气混入二次风中被吸入窑内。该专利使得工艺变复杂。专利CN102705837 A将富氧空气直接加入到供风管内，专利CN102913939 A富氧空气由旋窑及分解炉风机吸入，使得喷煤枪用风全部替换为富氧空气。专利CN103672886 A在喷煤管轴流风通道外增设富氧空气喷枪，喷枪喷口布置于轴流风喷嘴外侧圆周下部中心角≤270°圆弧上。该专利强化了火焰-物料辐射传热，但结构复杂且难以精确制造。专利CN102434890A把二级膜分离得到的较高纯度渗透富氧气送进喷煤管中心风管，较低纯度滞留富氧气送进喷煤管轴流风管。富氧空气简单地只注入喷煤管中心风或一次风中，会出现局部高温、NO_x排放增加和窑温分布不均匀等问题。富氧空气简单地注入喷煤管二次风或简单替代全部用风，富氧空气利用效率不高，会出现富氧空气浪费增加，日常运行费用增加等问题。专利CN103496863 A公开一种四通道喷煤管富氧煅烧方法，不涉及新装置。

开发结构简单、空气/富氧空气与粉煤混合均匀、发挥旋窑生产潜能和提高烧结效率的富氧喷煤管，具有良好的经济、节能环保和社会效益。

发明内容 为了克服现有多通道喷煤管因燃用常氧空气、大产量时煤粉与氧分子不均匀混合原因，出现窑温偏低、煤耗偏高及生产效率偏低等缺点，发明公布一种具有“富氧空气局部助燃、煤风内外侧双旋流混合、大速差大推力射流”等技术特征，满足挖掘旋窑生产潜能需要、富氧空气利用率高的水泥熟料旋窑用双旋流混合型富氧喷煤管。

水泥熟料旋窑用双旋流混合型富氧喷煤管，包括由内到外顺序套装且共轴线的一个中心圆筒和四个柱锥筒，每个柱锥筒包括一个圆锥台筒和一个圆筒，圆筒出口端面和圆锥台筒进口端小底面满焊连结，四个圆锥台筒等锥度等高且小底面共面，中心圆筒出口端面和四个圆锥台筒大底面共面，由内到外中心圆筒和四个柱锥筒围成的通道依次为点火枪通道、中心风通道，煤风通道，内风通道和轴流风通道，内风通道的锥状通道内布置旋流器使内风旋流高速喷出，中心风通道出口端面满焊连接一块均布小孔的圆环板使中心风以众多小射流方式平行于中心风通道轴线喷出，与传统四通道喷煤管不同的是在中心风通道里增设一个圆筒出口端面满焊连结圆锥台筒进口端小底面，且和中心风通道共轴线的柱锥筒，增设的柱锥筒的圆锥台筒和煤风通道内管的圆锥台筒等锥度等高且大底面共面，煤风通道和中心风通道之间的环形通道为富氧空气通道，富氧空气通道宽度不超过内风通道宽度的一半，富氧空气通道的锥状通道内布置旋流器使富氧空气高速旋流喷出，富氧空气通道旋流器和内风通道旋流器的导流片渐变角相等。

以粉煤为燃料的建材行业新型干法水泥熟料烧结、耐火材料干燥、石灰锻烧，冶金行业干燥、氧化焙烧，化工行业氧化焙烧和环保行业焚烧用回转窑装置，多通道燃烧气化反应器或喷嘴处理粉料场所，都可以使用本发明。

发明经济、节能环保和社会效益显著。工业应用表明：窑内燃烧温度提高100℃～150℃，单位熟料产品煤耗下降5％～10％，节煤率5％～10％，粉煤燃烧时间10％～15％，旋窑产能提高10％～15％，助燃风量及风压、烟气流量、含CO、NO_x及温度均有降低或减少，随烟气带走热量损失减少，能用烟煤、褐煤等劣质低热值煤替代原燃用的优质无烟煤。

附图说明