一种纯氧烧嘴的制作方法

1.本实用新型涉及到加热装置技术领域，具体为一种纯氧烧嘴。


背景技术：

2.烧嘴是工业运用十分广泛的设备，大多使用在炉窑，固废焚烧气化，能源电力等领域；而在固体废弃物的气化领域多为普通的空气配风烧嘴，基于空气配风燃烧的烧嘴燃烧效率低；空气中含有近79％的惰性气体，这些惰性气体在与天然气的燃烧中吸收了大量的热，使相对密闭空间内的温度始终无法达到较高的温度；无法与天然气反应的惰性气体随后在焚烧气化过程中成为尾气，容易带走大量的飞灰和重金属，也为后端的尾气治理增添负担和成本。
3.在固体废弃物的超高温熔融工艺中多采用等离子体火炬，等离子体火炬对于需要超高温运行的工艺有着很好的优势；但等离子体火炬在满足高温工况下需要付出较大的能耗，且自身运行寿命对比烧嘴来讲要短得多，一般的品牌基本在数百小时的使用寿命；运行能耗大，造价和使用成本高，成为等离子体火炬的劣势。
4.纯氧烧嘴对比等离子体火炬具有造价和能耗较低优势，在固体废弃物处理过程中也能达到1900℃以上炉内工况；纯氧对比空气燃烧效率更高，但随之也隐藏安全隐患；因此在保证安全的前提下，如何优化设计来实现低成本和较完美的火焰燃烧效果，是需要继续完善的重点。


技术实现要素：

5.针对现有技术中存在的问题，本实用新型提出了一种低成本、高混合精度的纯氧烧嘴。
6.本实用新型提出的技术方案如下：
7.一种纯氧烧嘴，包括喷嘴和与所述喷嘴相通的进气管体；所述喷嘴上设有贯穿的第一气孔和第二气孔，所述第一气孔与所述第二气孔在所述喷嘴上环形阵列分布，且所述第一气孔与所述第二气孔彼此交错设置；
8.所述进气管体包括第一气管和具有第二气流通道的第二气管，所述第一气管的内圆直径大于所述第二气管的外圆直径，所述第一气管套设在所述第二气管上以形成第一气流通道；
9.所述第一气孔与所述第一气流通道相通，所述第二气孔与所述第二气流通道相通。
10.进一步的，所述第二气管面向所述喷嘴的一端套设有端盖，所述端盖上穿设有多个第三气孔，每个所述第三气孔与每个所述第二气孔之间通过导管连通。
11.进一步的，所述第二气孔具有沉头部，所述沉头部位于所述喷嘴接近所述端盖的一端；所述导管的一端插接在所述第三气孔内，另一端插接在所述沉头部内。
12.进一步的，所述进气管体的外壁上还设置有水冷装置。
13.进一步的，所述水冷装置包括水冷管体和两个分隔件，所述水冷管体套设在所述进气管体上以形成水流通道；两个所述分隔件焊接在所述水冷管体和所述进气管体之间，两个所述分隔件与所述喷嘴间隔设置使得水流通道呈“u”型结构从而形成进水流道e和出水流道f。
14.采用本技术方案所达到的有益效果为：
15.1.本方案采用燃气(ch4)与氧气(o2)外部混合，具有很好的安全性；同时喷嘴采用气孔交错分布结构，燃气和氧气在喷嘴上合理交错分布喷出；这种布局提高了混合的精确，使两种气体在外部产生高效燃烧；并且使燃烧的过氧系数控制更为精准，在对加热炉内的气氛有严格要求的工况下，有着很大的优势。
16.2.本方案整体结构布局科学合理，加工和维护简单方便。适应大规模生产制造，具有很好的竞争优势。
17.3.本方案采用稳定的孔板结构作为烧嘴的喷嘴，结构整体性和可靠性强；外部设计有水冷装置，在水冷装置的降温下，喷嘴及进气管体都具有很长的使用寿命。
18.4.本方案将燃气与纯氧在喷嘴外部混合，运行安全稳定，规避了内混烧嘴依赖高速高压的复杂条件；在低压供气工况下，也能很好运行。
附图说明
19.图1为本烧嘴的平面视图。
20.图2为图1中b
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b的剖面示意图，展示烧嘴的整体结构。
21.图3为图2中c
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c的剖面图，展示水冷装置的结构。
22.图4为图1中a
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a的剖面图，展示水冷装置的结构。
23.图5为冷却水在水流通道内流动的示意图。
24.其中：10喷嘴、11第一气孔、12第二气孔、20进气管体、21第一气管、22第二气管、30端盖、31第三气孔、32导管、41水冷管体、42分隔件。
具体实施方式
25.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
26.本实施例提供了一种纯氧烧嘴，利用该纯氧烧嘴实现低成本、高燃烧效率和高安全性等特性。
27.参见图1
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图2，具体的，纯氧烧嘴包括喷嘴10和与喷嘴10相通的进气管体20，供燃烧用的甲烷和氧气通过低压设备进入到进气管体20中，最后同时从喷嘴10处喷出；这里的甲烷和氧气从喷嘴10内喷出是单独喷出的。
28.即在喷嘴10上设有贯穿的第一气孔11和第二气孔12，第一气孔11与第二气孔12在喷嘴10上环形阵列分布，并且第一气孔11与第二气孔12彼此交错设置；进气管体20包括第一气管21和具有第二气流通道的第二气管22，第一气管21的内圆直径大于第二气管22的外圆直径，第一气管21套设在第二气管22上以形成第一气流通道。
29.这里的第一气流通道为氧气的气体流道，第一气孔11与第一气流通道相通，即可以理解为：氧气通过低压设备注入第一气流通道后将直接从喷嘴10上的第一气孔11喷出；
第二气流通道为甲烷的气流通道，第二气孔12与第二气流通道相通，可以理解为：甲烷通过低压设备注入第二气流通道后将直接从喷嘴10上的第二气孔12喷出。
30.本方案通过对物理结构的优化，将两种气体分为彼此相互独立的多股，并且在喷嘴10上交错喷出，使两种气体在喷出烧嘴口的最近距离处达到了均匀混合；这样设计不仅使得气体燃烧充分，同时对烧嘴的过氧系数也做到了严格的控制；即过氧系数可控制在5％以下，在对炉内的还原气氛起到关键作用。
31.本实施例中，氧气与甲烷的相对独立喷射是通过端盖30实现的，即在第二气管22面向喷嘴10的一端套设有端盖30，端盖30上穿设有多个第三气孔31，每个第三气孔31与每个第二气孔12之间通过导管32连通。
32.这里利用多个导管32将第二气管22供应的甲烷气体分为多股，多股导管32在物理结构上起到了阻火器的效果；可选的，导管32为304不锈钢材质。
33.为了实现对结构的进一步优化，在第二气孔12中设置沉头部，沉头部位于喷嘴10接近端盖30的一端；导管32的一端插接在第三气孔31内，另一端插接在沉头部内。
34.在喷嘴10上设置沉头部，使导管32置于沉头部内部，防止导管32与喷嘴10端面的高温区接触；同时利用沉头部还可以给导管32限位，防止导管32松动。
35.为了保证整个喷嘴的有效使用，延长其使用寿命，本实施例中在进气管体20的外壁上还设置有水冷装置，利用水冷装置对整个烧嘴进行降温冷却处理，使得烧嘴即使处于高温环境也能够较长时间的工作。
36.参见图3
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图5，具体的，水冷装置包括水冷管体41和两个分隔件42，水冷管体41套设在进气管体20上以形成水流通道；两个分隔件42焊接在水冷管体41和进气管体20之间将水流通道分隔成两个空间；为了实现水流的正常流动，延长水流的流动路径，两个分隔件42与喷嘴10间隔设置使得水流通道呈“u”型结构从而形成进水流道e和出水流道f。
37.可以理解为，冷却水流从进水通道e流入，逐渐流向靠近喷嘴10的位置，因为分隔件42与喷嘴10之间留有间隔，使得水流在间隔处折返流向出水通道f内，最终的水流路径呈“u”型；通过这样设置，使得水流能够更好的吸收烧嘴上产生的热量，并且，通过延长水流路径的方式来保证对烧嘴的有效降温，使得烧嘴即使处于高温环境也能够较长时间的运行。
38.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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。