【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高炉煤气燃烧器，特别是涉及一种多模态工作高炉煤气富氧燃烧器。
技术介绍
1、高炉煤气是高炉炼铁过程中的一种重要副产品，每冶炼一吨生铁时就会产生约3000m3的高炉煤气，这些煤气携带的能量约占钢铁产业总能量的15％，具有极高的二次利用价值。高炉煤气主要成分为n2、co、co2、h2及少量其他组分，可燃物质只有co和h2，co占可燃成分90％以上。高炉煤气的热值仅为3300～4200kj/m3。高炉煤气可燃成分少，热值低，在空气助燃情况下存在不易点燃、燃烧易熄火、燃烧温度低、燃烧不完全等问题，给实际使用造成很大隐患。因此，目前高炉煤气并没有得到充分利用，大量高炉煤气被浪费。
2、现有技术的高炉煤气燃烧器设计不能很好的解决高炉煤气燃烧温度低、燃烧不稳定及排放物中氮氧化物浓度高的问题，同时单一的助燃气体不能很好的适应不同工况，很难投入实际的工业生产。为了将高炉煤气充分利用，避免资源浪费以及污染大气，本专利技术提供一种可以用于实际工业生产的高炉煤气燃烧器。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，以解决现有技术存在的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，包括：
3、壳体，所述壳体内同轴固定连接有一级预燃管，所述一级预燃管与所述壳体内壁之间设置有间隔，所述壳体内竖向分割形成第一区间和第二区间，所述壳体的外壁上固定连通有高炉煤气进气管，所述高炉煤气进
4、一级助燃系统，所述一级助燃系统包括第一助燃单元和第二助燃单元，所述第一助燃单元穿过所述壳体并伸入所述一级预燃管，所述第二助燃单元垂直固定连接在所述第一助燃单元上，且所述第二助燃单元与所述第一助燃单元连通；
5、二级助燃系统，所述二级助燃系统固定连接在所述壳体的外侧壁上，且与所述壳体内的所述第二区间连通；
6、点火单元，所述点火单元设置在所述壳体上，所述点火单元的工作端并伸入所述一级预燃管并与所述第一助燃单元对应设置；
7、其中，所述第一区间与所述一级预燃管内腔连通，所述一级预燃管位于所述第二区间内的一端设置为敞口。
8、根据本专利技术提供的多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，所述第一助燃单元包括套管，所述套管穿过所述外壳并伸入所述一级预燃管，所述套管与所述壳体同轴设置，所述套管与所述一级预燃管、所述壳体固定连接，所述壳体内同轴固定连接有氧气管，所述氧气管的输出端并伸入所述一级预燃管内且与所述点火单元对应设置，所述氧气管与所述套管之间设置有间隔，所述氧气管上设置有氧气阀门。
9、根据本专利技术提供的多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，所述第二助燃单元包括垂直固定连接在所述套管侧壁上的一级空气进气管，所述一级空气进气管与所述氧气管与所述套管之间的所述间隔连通，所述一级空气进气管上设置有一级空气阀门，所述间隔内安装有旋流片。
10、根据本专利技术提供的多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，所述二级助燃系统包括垂直固定连接在所述壳体侧壁上的二级空气进气管，所述二级空气进气管与所述壳体内的所述第二区间连通，所述二级空气进气管上设置有二级空气阀门。
11、根据本专利技术提供的多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，所述点火单元包括固定连接在所述壳体侧壁上的点火枪，所述点火枪的工作端并伸入所述一级预燃管内并于所述氧气管输出端对应设置。
12、根据本专利技术提供的多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，所述氧气管的输出端周向等间距开设有若干氧气喷孔，所述氧气喷孔的轴线与所述氧气管中心轴之间的夹角为45°。
13、根据本专利技术提供的多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，所述一级预燃管位于所述第一区间内一端的侧壁上周向等间距开设有若干列高炉煤气孔，所述第一区间与所述一级预燃管的内腔通过所述高炉煤气孔连通。
14、根据本专利技术提供的多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，所述壳体内竖向固定连接有隔板，所述隔板对所述壳体内部进行分割形成所述第一区间和所述第二区间，所述隔板中心位置开设有安装孔，所述一级预燃管固定连接在所述隔板的所述安装孔内。
15、根据本专利技术提供的多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，所述高炉煤气进气管通入所述第一区间内的高炉气体的温度为600℃-800℃。
16、根据本专利技术提供的多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，所述壳体远离所述套管一端的外壁上设置有隔热层。
17、本专利技术公开了以下技术效果：
18、1.本专利技术提供的多模态工作高炉煤气富氧燃烧器采取了高炉煤气预热的策略，高炉煤气的预热使用的是蓄热式燃烧的方式，在提高燃烧温度的同时，降低了出口气体的温度，提高了能量利用效率。
19、2.本专利技术提供的多模态工作高炉煤气富氧燃烧器采取了分级燃烧的策略，使用氧气和一级空气参与一级燃烧，使用二级空气参与二级燃烧，同时可以在一定范围内调节一二级助燃气体提供氧气的比例。
20、3.本专利技术多模态工作高炉煤气富氧燃烧器有多种工作模式，其助燃气体可以分为纯空气、纯氧气及富氧空气三种不同的情况。对于纯空气助燃，则通第一助燃单元止氧气进入参与燃烧；对于纯氧气助燃，则通过第二助燃单元及二级助燃系统控制阻止空气进入参与燃烧；对于富氧空气助燃，则通过第一助燃单元及第二助燃单元分别控制适量氧气及一级空气进入一级预燃管参与一级燃烧，通过控制二级助燃系统控制适量二级空气参与二级燃烧，富氧程度由第一助燃单元控制的氧气流量决定。
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1.一种多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，其特征在于：所述第一助燃单元包括套管(2)，所述套管(2)穿过所述外壳并伸入所述一级预燃管(11)，所述套管(2)与所述壳体(18)同轴设置，所述套管(2)与所述一级预燃管(11)、所述壳体(18)固定连接，所述壳体(18)内同轴固定连接有氧气管(1)，所述氧气管(1)的输出端并伸入所述一级预燃管(11)内且与所述点火单元对应设置，所述氧气管(1)与所述套管(2)之间设置有间隔，所述氧气管(1)上设置有氧气阀门(3)。
3.根据权利要求2所述的一种多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，其特征在于：所述第二助燃单元包括垂直固定连接在所述套管(2)侧壁上的一级空气进气管(6)，所述一级空气进气管(6)与所述氧气管(1)与所述套管(2)之间的所述间隔连通，所述一级空气进气管(6)上设置有一级空气阀门(7)，所述间隔内安装有旋流片(5)。
4.根据权利要求1所述的一种多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，其特征在于：所述二级助燃系统包括垂直固定连接在所述
5.根据权利要求2所述的一种多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，其特征在于：所述点火单元包括固定连接在所述壳体(18)侧壁上的点火枪(17)，所述点火枪(17)的工作端并伸入所述一级预燃管(11)内并于所述氧气管(1)输出端对应设置。
6.根据权利要求2所述的一种多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，其特征在于：所述氧气管(1)的输出端周向等间距开设有若干氧气喷孔(4)，所述氧气喷孔(4)的轴线与所述氧气管(1)中心轴之间的夹角为45°。
7.根据权利要求1所述的一种多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，其特征在于：所述一级预燃管(11)位于所述第一区间(13)内一端的侧壁上周向等间距开设有若干列高炉煤气孔(12)，所述第一区间(13)与所述一级预燃管(11)的内腔通过所述高炉煤气孔(12)连通。
8.根据权利要求1所述的一种多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，其特征在于：所述壳体(18)内竖向固定连接有隔板(14)，所述隔板(14)对所述壳体(18)内部进行分割形成所述第一区间(13)和所述第二区间(15)，所述隔板(14)中心位置开设有安装孔，所述一级预燃管(11)固定连接在所述隔板(14)的所述安装孔内。
9.根据权利要求1所述的一种多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，其特征在于：所述高炉煤气进气管(8)通入所述第一区间(13)内的高炉气体的温度为600℃-800℃。
10.根据权利要求2所述的一种多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，其特征在于：所述壳体(18)远离所述套管(2)一端的外壁上设置有隔热层(16)。
...【技术特征摘要】
1.一种多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，其特征在于：所述第一助燃单元包括套管(2)，所述套管(2)穿过所述外壳并伸入所述一级预燃管(11)，所述套管(2)与所述壳体(18)同轴设置，所述套管(2)与所述一级预燃管(11)、所述壳体(18)固定连接，所述壳体(18)内同轴固定连接有氧气管(1)，所述氧气管(1)的输出端并伸入所述一级预燃管(11)内且与所述点火单元对应设置，所述氧气管(1)与所述套管(2)之间设置有间隔，所述氧气管(1)上设置有氧气阀门(3)。
3.根据权利要求2所述的一种多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，其特征在于：所述第二助燃单元包括垂直固定连接在所述套管(2)侧壁上的一级空气进气管(6)，所述一级空气进气管(6)与所述氧气管(1)与所述套管(2)之间的所述间隔连通，所述一级空气进气管(6)上设置有一级空气阀门(7)，所述间隔内安装有旋流片(5)。
4.根据权利要求1所述的一种多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，其特征在于：所述二级助燃系统包括垂直固定连接在所述壳体(18)侧壁上的二级空气进气管(9)，所述二级空气进气管(9)与所述壳体(18)内的所述第二区间(15)连通，所述二级空气进气管(9)上设置有二级空气阀门(10)。
5.根据权利要求2所述的一种多模态工作高炉煤气富氧燃烧器，其特征在于：所述点火单元包括固定连...
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