專利名稱：一種廢舊塑料熱解氣預(yù)混煤粉噴吹用噴槍的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種高爐煤粉噴吹技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種利用廢舊塑料熱解氣替代部分煤粉的噴吹裝置。
背景技術(shù)：
煤粉噴吹燃燒提供熱能的方法在各種熱能動(dòng)力生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，尤以高爐煉鐵過程中的燃料噴吹應(yīng)用突出，面對日益高漲的用煤量，以及煤炭資源的過度使用和排放限制，傳統(tǒng)的高爐噴煤作為熱能來源的現(xiàn)狀必須有所改觀。近些年，國內(nèi)研究重點(diǎn)在降低煤粉著火點(diǎn)、減少未燃煤粉、改進(jìn)噴槍等方面，提出了多種基于煤粉的噴吹方法。例如I、采用交叉射流，使交叉式雙煤槍在煤粉燃燒的模擬試驗(yàn)中得了比單槍高的燃燒率；2、對煤粉噴吹部分進(jìn)行改造，采取噴吹罐底流化上出料經(jīng)濃相混合輸送入噴煤總管，提高了整體設(shè)備工作的可靠性；3、對貧煤、貧瘦煤的優(yōu)化處理方法。絕大多數(shù)國內(nèi)外噴吹都是在常規(guī)鼓風(fēng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行富氧噴煤，這些方法均通過改進(jìn)工藝和系統(tǒng)組成改善煤炭利用率，減少焦炭比例，一定程度上緩解了煉焦成本和排放，但對于煤炭資源的依賴依然很重，資源消耗量依然難以有效控制。另一方面，研究者也在不斷尋找新型噴吹燃料，有的學(xué)者提出了改善燃煤效率的催化方法，還有的選用石油焦替代部分噴吹用煤，也可改善煤粉的燃燒性能、降低能耗。分析認(rèn)為，新型輔助燃劑的開發(fā)應(yīng)充分利用再生或廢舊資源，減少不可再生資源的應(yīng)用，上述方法雖可一定程度減少煤炭資源的依賴，但不能解決其他不可再生資源的消耗。隨著節(jié)能方法和技術(shù)的深入研究，國外研究者主要將目光轉(zhuǎn)向更有潛力和可開發(fā)性的廢舊資源身上，尤其是廢舊高分子材料的潛能開發(fā)。而塑料廢棄物能源化處理后可以作為工業(yè)熱能源的重要補(bǔ)充。常見廢舊塑料H/C比高、灰分低，能源化處理為燃料用于生產(chǎn)，為煤炭利用質(zhì)量的提升，三廢排放的減少，能源供應(yīng)的多元化，提供了新的途徑，包括面向高爐噴吹過程的廢舊塑料能源化應(yīng)用。但是塑料完全取代煤粉進(jìn)行噴吹燃燒所需技術(shù)和設(shè)備投入巨大，對企業(yè)生產(chǎn)實(shí)施帶來很大困難；其次，由于熱塑性塑料的特性決定其在直接噴吹過程中會(huì)出現(xiàn)粘性堵塞和燃燒不充分的情況?，F(xiàn)有廢舊塑料的噴吹燃燒技術(shù)主要集中在以下兩種方法(I)直接將單純的廢舊塑料噴入高爐內(nèi)。這種方法設(shè)備投入大、塑料預(yù)處理費(fèi)用高，且易產(chǎn)生堵槍的后果。(2)將廢舊塑料預(yù)處理后打碎，與煤粉較高溫度下混合，形成共熔物后再破碎，然后隨煤粉噴入高爐。這種方法也將混合燃料預(yù)處理工藝復(fù)雜化，且燃料的混合度不易控制。綜上所述，高溫下廢舊塑料與煤粉的復(fù)合噴吹燃燒技術(shù)的重要目標(biāo)是強(qiáng)化燃燒，提高混合燃料的燃燒率。直接噴吹塑料顆?；蛟黾宇A(yù)混設(shè)備和工藝再噴入高爐，會(huì)帶來塑料堵塞、利用率低、投入成本高等難題。面向塑料的熱解噴吹燃燒新模式，基于塑料高溫軟化、熱解等特性，針對性開發(fā)新的技術(shù)和噴吹裝置促進(jìn)本研究的開展，成為急需解決的問題。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種廢舊塑料熱解氣預(yù)混煤粉噴吹用噴槍，使在噴吹過程中，形成氣固流場預(yù)混狀態(tài)，進(jìn)而廢舊塑料迅速熱解成為氣體與煤粉一起燃燒提供熱能，這樣不僅能解決塑料堵塞噴槍口問題，又不必對現(xiàn)有噴吹系統(tǒng)進(jìn)行大的改造，投入成本低，易實(shí)施。本實(shí)用新型提供的廢舊塑料熱解氣預(yù)混煤粉噴吹用噴槍，包括直吹管,為一設(shè)置氣流通道的直管,其一端為吹入端并記為后端,另一端為吹出端并記為前端；塑料預(yù)熱預(yù)旋腔，呈圓環(huán)形，套置在直吹管的外圍；與該塑料預(yù)熱預(yù)旋腔連通設(shè)有用于噴入塑料顆粒的塑料顆粒噴嘴；預(yù)混腔，呈圓環(huán)形，也套置在直吹管的外圍，且位于塑料預(yù)熱預(yù)旋腔的前方；與該預(yù)混腔連通設(shè)有用于注入煤粉的多個(gè)煤粉噴嘴；熱解氣輸送管，設(shè)置有多根，將所述塑料預(yù)熱預(yù)旋腔與所述的預(yù)混腔連通；所述的預(yù)混腔向后延伸出多根混合料輸送管，混合料輸送管的另一端與所述直吹管的后端連通。優(yōu)選的該噴槍中所述的混合料輸送管為連續(xù)的傾斜設(shè)置。優(yōu)選的，所述的直吹管、塑料預(yù)熱預(yù)旋腔、預(yù)混腔均為同軸線設(shè)置；所述的煤粉噴嘴、熱解氣輸送管、混合料輸送管分別繞該軸線均布設(shè)置。優(yōu)選的所述混合料輸送管的傾斜角度為12 14°。優(yōu)選的所述直吹管中氣流通道的直徑為15 25mm。本實(shí)用新型的有益效果是( I)本實(shí)用新型中的噴槍更適應(yīng)廢舊塑料/煤粉/氧氣的三相預(yù)混噴吹技術(shù).，(2)通過預(yù)熱、預(yù)混提高了裝置中三相混合度，改變混合物噴入燃燒前性態(tài)，降低混合物燃點(diǎn)，提高燃燒速度、燃燒率。(3)解決了塑料燃燒不充分和堵槍問題。提高了高爐綠色低碳性能，強(qiáng)化了燃燒質(zhì)量，同時(shí)解決了廢舊塑料環(huán)境污染問題和再資源化技術(shù)難題，是兼顧社會(huì)效益、環(huán)境效益和生產(chǎn)效益的綜合利用生產(chǎn)方式。
以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明圖I為本實(shí)用新型實(shí)施例的主視圖；圖2為本實(shí)用新型中噴槍實(shí)施例的俯視圖；圖3為本實(shí)用新型中噴槍實(shí)施例的左視圖。圖中1直吹管，2塑料預(yù)熱預(yù)旋腔，3預(yù)混腔，4混合料輸送管，5煤粉噴嘴，6塑料噴嘴，7熱解氣輸送管。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，該廢舊塑料熱解氣預(yù)混煤粉噴吹用噴槍，主要包括直吹管、塑料預(yù)熱預(yù)旋腔、預(yù)混腔、熱解氣輸送管、混合料輸送管。其中，直吹管為一設(shè)置氣流通道的直管,其一端為吹入端并記為后端,另一端為吹出端并記為前端。塑料預(yù)熱預(yù)旋腔，呈圓環(huán)形，套置在直吹管的外圍；與該塑料預(yù)熱預(yù)旋腔連通設(shè)有用于噴入塑料顆粒的塑料顆粒噴嘴；預(yù)混腔，呈圓環(huán)形，也套置在直吹管的外圍，且位于塑料預(yù)熱預(yù)旋腔的前方；與該預(yù)混腔連通設(shè)有用于注入煤粉的多個(gè)煤粉噴嘴；熱解氣輸送管，設(shè)置有多根，將所述塑料預(yù)熱預(yù)旋腔與所述的預(yù)混腔連通；所述的預(yù)混腔向后延伸出多根混合料輸送管，混合料輸送管的另一端與所述直吹管的后端連通。優(yōu)選的該噴槍中所述的混合料輸送管為連續(xù)的傾斜設(shè)置。更進(jìn)一步的優(yōu)選所述混合料輸送管的傾斜角度為12 14°。該傾斜設(shè)置及傾斜角度的設(shè)置有利于混合料的氣力輸送效率及燃料供給的充分且能有利于三相混合比例及均勻性以及有利于保持三相混合的性態(tài)。優(yōu)選的，所述的直吹管、塑料預(yù)熱預(yù)旋腔、預(yù)混腔均為同軸線設(shè)置；所述的煤粉噴嘴、熱解氣輸送管、混合料輸送管分別繞該軸線均布設(shè)置。此種同軸及均布設(shè)置有利于塑料熱解氣與煤粉的混合均勻。優(yōu)選的所述直吹管中氣流通道的直徑為15 25mm。該直徑尺寸對三相混合中氧氣的量有影響，從而影響三相混合后的著火點(diǎn)，也對混合后的燃料輸送速度有影響。經(jīng)試驗(yàn)后，決定采用該尺寸效果較佳。其利用上述噴槍對廢舊塑料熱解氣預(yù)混煤粉實(shí)施噴吹的方法，包括以下步驟a)廢舊塑料在預(yù)處理后，加工成塑料顆粒；b)塑料顆粒由塑料顆粒噴嘴輸送進(jìn)入塑料預(yù)熱預(yù)旋腔，形成旋流，并在該塑料預(yù)熱預(yù)旋腔內(nèi)快速熱解生產(chǎn)烴類熱解氣體；c)煤粉噴嘴向預(yù)混腔內(nèi)處注入煤粉；煤粉迅速與塑料顆粒熱解產(chǎn)生的熱解氣體充分混合；d)經(jīng)預(yù)混后的塑料熱解氣與煤粉經(jīng)混合料輸送管導(dǎo)出，在混合腔出口與直吹管導(dǎo)入的壓縮空氣混合接觸,并在吹出端高溫下開始著火,最終混合物隨直吹管進(jìn)入高爐風(fēng)口，開始燃燒，發(fā)生混合燃料的燃燒反應(yīng)。該方法中，步驟a)中所述塑料顆粒的粒徑為3飛mm。該粒徑有利于高溫?zé)峤獬浞郑灿欣跉饬斔图锤唢L(fēng)壓下噴吹入塑料預(yù)熱預(yù)旋腔。步驟b)中塑料顆粒進(jìn)行所述熱解的溫度為1200° C。該溫度值有利于使上述塑料顆粒充分熱解，不會(huì)產(chǎn)生堵槍的現(xiàn)象。步驟c)中所述的煤粉的顆粒粒徑為05(H). 75mm。該煤粉顆粒的粒徑，有利于與熱解氣、壓縮空氣混合，且對混合后的料的著火點(diǎn)有影響，有利于降低著火點(diǎn)，有利于燃燒更充分。 步驟b)中所述塑料顆粒通過風(fēng)壓不小于I. 5Mpa的氮?dú)庥伤芰项w粒噴嘴噴入塑料預(yù)熱預(yù)旋腔；步驟c)中所述煤粉也是通過風(fēng)壓不小于I. 5Mpa的氮?dú)庾⑷腩A(yù)混腔。保證輸送效果，不會(huì)產(chǎn)生堵塞。而且還有利于物料的混合更均勻，及對物料的混合比產(chǎn)生影響，使得物料性態(tài)保持，從而對最終的燃燒效果產(chǎn)生有利影響。
權(quán)利要求1.一種廢舊塑料熱解氣預(yù)混煤粉噴吹用噴槍，其特征是，包括 直吹管，為一設(shè)置氣流通道的直管，其一端為吹入端并記為后端，另一端為吹出端并記為前端； 塑料預(yù)熱預(yù)旋腔，呈圓環(huán)形，套置在直吹管的外圍；與該塑料預(yù)熱預(yù)旋腔連通設(shè)有用于噴入塑料顆粒的塑料顆粒噴嘴； 預(yù)混腔，呈圓環(huán)形，也套置在直吹管的外圍，且位于塑料預(yù)熱預(yù)旋腔的前方；與該預(yù)混腔連通設(shè)有用于注入煤粉的多個(gè)煤粉噴嘴； 熱解氣輸送管，設(shè)置有多根，將所述塑料預(yù)熱預(yù)旋腔與所述的預(yù)混腔連通； 所述的預(yù)混腔向后延伸出多根混合料輸送管，混合料輸送管的另一端與所述直吹管的后端連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種廢舊塑料熱解氣預(yù)混煤粉噴吹用噴槍，其特征是，所述的混合料輸送管為連續(xù)的傾斜設(shè)置。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種廢舊塑料熱解氣預(yù)混煤粉噴吹用噴槍，其特征是，所述的直吹管、塑料預(yù)熱預(yù)旋腔、預(yù)混腔均為同軸線設(shè)置；所述的煤粉噴嘴、熱解氣輸送管、混合料輸送管分別繞該軸線均布設(shè)置。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種廢舊塑料熱解氣預(yù)混煤粉噴吹用噴槍，其特征是所述混合料輸送管的傾斜角度為12 14°。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種廢舊塑料熱解氣預(yù)混煤粉噴吹用噴槍，其特征是所述直吹管中氣流通道的直徑為15 25mm。
專利摘要一種廢舊塑料熱解氣預(yù)混煤粉噴吹用噴槍及噴吹方法，其特征是，包括直吹管，為一設(shè)置氣流通道的直管，后端為吹入端，前端為吹出端；塑料預(yù)熱預(yù)旋腔，呈圓環(huán)形，套置在直吹管的外圍，且其連通設(shè)有塑料顆粒噴嘴；預(yù)混腔，呈圓環(huán)形，也套置在直吹管的外圍，且位于塑料預(yù)熱預(yù)旋腔前方，其連通有多個(gè)煤粉噴嘴；熱解氣輸送管，設(shè)置有多根，將所述塑料預(yù)熱預(yù)旋腔與所述的預(yù)混腔連通；預(yù)混腔向后延伸出多根混合料輸送管，混合料輸送管另一端與直吹管的后端連通。在噴吹過程中，形成氣固流場預(yù)混狀態(tài)，進(jìn)而廢舊塑料迅速熱解成為氣體與煤粉一起燃燒提供熱能，這樣不僅能解決塑料堵塞噴槍口問題，又不必對現(xiàn)有噴吹系統(tǒng)進(jìn)行大的改造，投入成本低，易實(shí)施。
文檔編號(hào)C21B5/00GK202626214SQ20122032097
公開日2012年12月26日 申請日期2012年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月4日
發(fā)明者史巖彬 申請人:山東輕工業(yè)學(xué)院, 史巖彬