1.本实用新型属于冶金及选矿装备技术领域，尤其涉及一种磁化焙烧回转窑气氛控制用燃烧器。
背景技术：
2.回转窑还原焙烧广泛应用于弱磁性铁矿石的磁化焙烧和软
锰矿的还原焙烧等行业的工业生产。一般而言，弱磁性铁矿石的回转窑磁化焙烧反应温度为650℃～800℃，软锰矿的回转窑还原焙烧反应温度为700℃～850℃，反应所需温度不是很高但需高温保持时间较长，且窑内气氛场需分区控制。气氛场分区控制的原则为：料层反应区域内及反应区域附近需维持还原性气氛；而为了使燃料充分利用，提高燃料的燃烬率，燃烧区(即料层上部空腔)要求维持氧化性气氛。传统的多通道燃烧器均为中心通道提供燃料、外部通道提供助燃气，这种燃烧方式助燃气流在外层包裹燃料流，反应料层附近区域的烟气大部分为未被燃烧用尽的空气，产生较强的氧化气氛场，不利于还原反应所需气氛场的形成；同时，在采用燃烧性能和反应活性较差的普通燃煤时，为了提高煤的燃烬率、降低煤耗，有些焙烧厂不得不采用增氧装置实施增氧燃烧，导致料层分界面区域内氧分压较高，这更加不利于气氛场的分区控制，导致无法维持回转窑内气-固反应所需的气氛场，容易引起已经还原的焙烧矿被二次氧化，降低焙烧产品的还原率。
3.因此，针对传统燃烧器存在的上述缺陷，研发一种气氛控制燃烧器，对需要调控反应气氛的高温焙烧过程具有重要的现实意义。
技术实现要素：
4.本实用新型目的在于提供一种磁化焙烧回转窑气氛控制用燃烧器，从而解决上述问题。
5.为实现上述目的，本实用新型公开了一种磁化焙烧回转窑气氛控制用燃烧器，包括燃料供入通道和一次风供入通道，所述燃料供入通道间隙套接在所述一次风供入通道的外侧，所述燃料供入通道的一端设置有燃料输出口，另一端设置有燃料供入口，所述一次风供入通道的一端设置有一次风输出口，另一端设置有一次风供入口。
6.进一步的，所述燃料供入通道的另一端安装有燃料渐扩管和燃料直管，所述燃料渐扩管套接在所述一次风供入通道外，该燃料渐扩管与所述燃料供入通道的另一端连接，所述燃料直管的一端安装在所述燃料渐扩管的侧壁上，另一端设置有所述燃料供入口。
7.进一步的，所述燃料直管的另一端设置有用于连接外部设备的燃料直管法兰。
8.进一步的，所述燃料输出口和一次风输出口的边缘平齐设置。
9.进一步的，所述燃料供入通道设置为通入气体燃料。
10.进一步的，还包括二次风供入通道，所述二次风供入通道套接在所述一次风供入通道另一端的外侧，该二次风供入通道的一端设置有二次风输出口，另一端设置有二次风供入口，所述二次风输出口靠近所述燃料供入口设置。
11.进一步的，所述二次风供入通道设置为可相对一次风供入通道轴向调节。
12.进一步的，所述二次风供入通道的另一端安装有二次风渐扩管和二次风直管，所述二次风渐扩管套接在所述二次风供入通道外，该二次风渐扩管与所述二次风供入通道的另一端连接，所述二次风直管的一端安装在所述二次风渐扩管的侧壁上，另一端设置有所述二次风供入口。
13.进一步的，所述二次风直管的另一端设置有用于连接外部设备的二次风直管法兰。
14.进一步的，所述燃料供入通道和一次风供入通道、所述二次风供入通道和一次风供入通道之间均通过耐高温钢材隔开，所述燃料供入通道设置为通入气体燃料或者粉状固体燃料。
15.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
16.1、本实用新型燃烧器中心通道为助燃气通道，燃料流分布于助燃气的外部包裹助燃空气流。这种燃烧方式燃料在径向向内和向外两个方向上双梯度扩散，燃料燃烧反应发生区域更加靠近物料层，大幅度降低了料层分界面区域内o2分压，从而控制物料反应区域气氛，避免已经还原完全的焙烧矿二次氧化，从而提高了焙烧产品的还原率。
17.2、本实用新型燃烧器不设置燃料和空气的旋流通道和预混区，燃料主要依靠一次风射流过程中卷入而实现与空气的混合，烟气流动过程压力损失相对较小、喷射距离相对更远，因而燃烧速度较传统燃烧器的燃烧速度慢、燃烧强度稍弱，可以降低火焰峰值温度、延长高温区火焰长度，在避免反应炉内局部温度过高的同时延长了物料的高温维持时间，确保还原反应完全进行。
18.3、实用新型燃烧器相对于传统燃烧器，燃料喷射距离更远，燃料在反应炉内分布更加均匀，从而降低了火焰峰值温度，避免局部温度过高而产生大量热力型nox气体的问题，使得燃烧和还原过程更加绿色、环保。
19.4、本实用新型燃烧器可用于煤粉、生物质等固体燃料或(和)煤气、天然气、高炉煤气等气体燃料的燃烧，对燃料的适应性更强；同时使用气体燃料时，可不设置二次风供入通道，设备结构更加简单、可靠。
20.下面将参照附图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
21.构成本技术的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
22.图1是本实用新型优选实施例一公开的磁化焙烧回转窑气氛控制用燃烧器的结构示意图；
23.图2是本实用新型优选实施例公开的磁化焙烧回转窑气氛控制用燃烧器中物料和助燃气运动流线示意图；
24.图3是本实用新型优选实施例二公开的磁化焙烧回转窑气氛控制用燃烧器的结构示意图；
25.图4是本实用新型优选实施例二中燃烧器应用时回转窑内距窑头10m处co浓度分
布示意图。
26.图例说明：
27.1、燃料供入口；2、燃料供入通道；21、燃料输出口；23、燃料渐扩管；24、燃料直管；25、燃料直管法兰；3、一次风供入通道；31、一次风输出口；32、一次风供入口；33、一次风法兰；4、二次风供入通道；41、二次风输出口；42、二次风供入口；43、二次风渐扩管；44、二次风直管；45、二次风直管法兰。
具体实施方式
28.以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
29.实施例一：
30.如图1-2所示，本实用新型实施例公开了一种磁化焙烧回转窑气氛控制用燃烧器，为天然气燃烧器，包括燃料供入通道2和一次风供入通道3，燃料供入通道2通入的为煤气、天然气、高炉煤气等气体燃料。一次风供入通道3为圆形、天然气燃料供入通道2为圆环形，两者通过焊接连接。燃料供入通道2间隙套接在一次风供入通道3的外侧，同轴设置，且通过耐高温钢材隔开。燃料供入通道2的一端设置有燃料输出口21，另一端设置有燃料供入口1，一次风供入通道3的一端设置有一次风输出口31，另一端设置有一次风供入口32，一次风供入口32安装有一次风法兰33，从而便于连接外部供风管道，燃料输出口21和一次风输出口31的边缘平齐设置，便于装配时的定位和安装。
31.在本实施例中，燃料供入通道2的另一端安装有燃料渐扩管23和燃料直管24，燃料渐扩管23和燃料直管24的轴线相垂直，通过焊接连接。燃料渐扩管23套接在一次风供入通道3外，该燃料渐扩管23与燃料供入通道2的另一端焊接连接，燃料直管24的一端安装在燃料渐扩管23的侧壁上，另一端设置有燃料供入口1，通过燃料渐扩管23和燃料直管24边缘将外部燃料注入燃料供入通道2内，避免燃料直管24无法直接焊接到燃料供入通道2上的问题。
32.在本实施例中，燃料直管24的另一端设置有用于连接外部设备的燃料直管法兰25，从而与外部的天然气储存装置或天然气管道通过法兰和管道连接。依据天然气喷入量合理调节一次风的送风量，从而维持反应炉内部区域理想的还原气氛场分布。
33.实施例二：
34.如图3-4所示，本实用新型实施例公开了一种磁化焙烧回转窑气氛控制用燃烧器，为煤粉燃烧器，其结构布局与实施例一基本相同，不同之处在于，还包括二次风供入通道4，同样为圆形或圆环形，二次风供入通道4套接在一次风供入通道3另一端的外侧，通过耐高温钢材隔开。该二次风供入通道4的一端设置有二次风输出口41，另一端设置有二次风供入口42，二次风输出口41靠近燃料供入口1设置，从而，通过二次风供入通道4的喷引射作用将燃料供入通道2内的煤粉高速喂入反应炉内。
35.在本实施实例中，二次风供入通道4设置为可相对一次风供入通道3轴向调节，即二次风输出口41的插入深度可调节，从而灵活调节燃烧器燃料的喷引射效果。
36.在本实施实例中，二次风供入通道4的另一端安装有二次风渐扩管43和二次风直管44，二次风渐扩管43和二次风直管44的轴向相垂直，二次风渐扩管43套接在一次风供入
通道3外，该二次风渐扩管43与二次风供入通道4的另一端焊接连接，二次风直管44的一端安装在二次风渐扩管43的侧壁上，另一端设置有二次风供入口42，从而依据煤粉喷入量合理调节二次风和一次风送风量，可维持反应炉内部区域理想的还原气氛场分布。
37.在本实施实例中，二次风直管44的另一端设置有用于连接外部设备的二次风直管法兰45，从而便于与外部的气体供给装置通过管道连接。
38.进一步的，本实施例中采用的为本实用新型的燃煤燃烧器，该燃烧器安装于规格为φ4m×50m的回转窑上，燃煤的理化参数如表1所示。
39.表1燃煤的理化参数分析结果
40.灰份(％)挥发份(％)着火点温度℃固定碳(％)热值(千卡/kg)硫含量(％)834.6636954.587687.4/68430.37
41.燃煤破碎后储存于粉煤仓内，通过计量装置精确计量后将粉煤通过本实用新型燃烧器喷入直回转窑内燃烧，回转窑内粉煤和助燃气流动轨迹示意图见图2，在回转窑内距窑头10m处co浓度分布示意图如图4所示。
42.从附图4的结果可知，本实用新型燃烧器燃烧后距窑头10m处co径向浓度近似呈“m”型分布，中心区域浓度低，往窑壁方向co浓度先升高后缓慢下降，与常规燃烧器燃烧后的径向co浓度相比，本实用新型燃烧器燃烧后中心处的co浓度更低而靠近窑壁处co浓度更高，这与物料反应所需的还原气氛场要求一致。
43.以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。技术特征：
1.一种磁化焙烧回转窑气氛控制用燃烧器，其特征在于，包括燃料供入通道(2)和一次风供入通道(3)，所述燃料供入通道(2)间隙套接在所述一次风供入通道(3)的外侧，所述燃料供入通道(2)的一端设置有燃料输出口(21)，另一端设置有燃料供入口(1)，所述一次风供入通道(3)的一端设置有一次风输出口(31)，另一端设置有一次风供入口(32)。2.根据权利要求1所述的磁化焙烧回转窑气氛控制用燃烧器，其特征在于，所述燃料供入通道(2)的另一端安装有燃料渐扩管(23)和燃料直管(24)，所述燃料渐扩管(23)套接在所述一次风供入通道(3)外，该燃料渐扩管(23)与所述燃料供入通道(2)的另一端连接，所述燃料直管(24)的一端安装在所述燃料渐扩管(23)的侧壁上，另一端设置有所述燃料供入口(1)。3.根据权利要求2所述的磁化焙烧回转窑气氛控制用燃烧器，其特征在于，所述燃料直管(24)的另一端设置有用于连接外部设备的燃料直管法兰(25)。4.根据权利要求1所述的磁化焙烧回转窑气氛控制用燃烧器，其特征在于，所述燃料输出口(21)和一次风输出口(31)的边缘平齐设置。5.根据权利要求1所述的磁化焙烧回转窑气氛控制用燃烧器，其特征在于，所述燃料供入通道(2)设置为通入气体燃料。6.根据权利要求1-5任一所述的磁化焙烧回转窑气氛控制用燃烧器，其特征在于，还包括二次风供入通道(4)，所述二次风供入通道(4)套接在所述一次风供入通道(3)另一端的外侧，该二次风供入通道(4)的一端设置有二次风输出口(41)，另一端设置有二次风供入口(42)，所述二次风输出口(41)靠近所述燃料供入口(1)设置。7.根据权利要求6所述的磁化焙烧回转窑气氛控制用燃烧器，其特征在于，所述二次风供入通道(4)设置为可相对一次风供入通道(3)轴向调节。8.根据权利要求6所述的磁化焙烧回转窑气氛控制用燃烧器，其特征在于，所述二次风供入通道(4)的另一端安装有二次风渐扩管(43)和二次风直管(44)，所述二次风渐扩管(43)套接在所述一次风供入通道(3)外，该二次风渐扩管(43)与所述二次风供入通道(4)的另一端连接，所述二次风直管(44)的一端安装在所述二次风渐扩管(43)的侧壁上，另一端设置有所述二次风供入口(42)。9.根据权利要求8所述的磁化焙烧回转窑气氛控制用燃烧器，其特征在于，所述二次风直管(44)的另一端设置有用于连接外部设备的二次风直管法兰(45)。10.根据权利要求6所述的磁化焙烧回转窑气氛控制用燃烧器，其特征在于，所述燃料供入通道(2)和一次风供入通道(3)、所述二次风供入通道(4)和一次风供入通道(3)之间均通过耐高温钢材隔开，所述燃料供入通道(2)设置为通入气体燃料或者粉状固体燃料。
技术总结
本实用新型公开了一种磁化焙烧回转窑气氛控制用燃烧器，包括燃料供入通道和一次风供入通道，燃料供入通道间隙套接在一次风供入通道的外侧，燃料供入通道的一端设置有燃料输出口，另一端设置有燃料供入口，一次风供入通道的一端设置有一次风输出口，另一端设置有一次风供入口。本实用新型燃烧器中心通道为助燃气通道，燃料流分布于助燃气的外部包裹助燃空气流。这种燃烧方式燃料在径向向内和向外两个方向上双梯度扩散，燃料燃烧反应发生区域更加靠近物料层，大幅度降低了料层分界面区域内O2分压，从而控制物料反应区域气氛，避免已经还原完全的焙烧矿二次氧化，从而提高了焙烧产品的还原率。还原率。还原率。
技术研发人员：陈雯 刘小银 李家林 彭泽友 陆晓苏
受保护的技术使用者：长沙矿冶研究院有限责任公司
技术研发日：2021.04.29
技术公布日：2022/4/13
声明：
“磁化焙烧回转窑气氛控制用燃烧器的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：长沙矿冶研究院有限责任公司
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2024年12月20日 ~ 22日 
