一种焙烧炉燃烧喷嘴的制作方法

本实用新型涉及一种焙烧炉燃烧喷嘴，属于铝用炭素领域。

背景技术：

电解铝是最为常见的一种电解工艺，操作时，氧化铝作为溶质，通入强大的直流电后，在950℃-970℃下，在阴、阳两极上进行电化学反应。电解槽则是常见的用于通过电解机理制备得到金属的常用设备，从其结构上来讲，一般由槽体、阳极和阴极组成。

阴极炭块是铝电解槽的重要组成部份，是由一定粒度配比的电煅无烟煤、石墨碎或石油焦、与作为粘结剂的熔融沥青制作成阴极糊料，再经过以下处理制备得到：

第一步，对以上原料进行混捏；

第二步、成型得到阴极生坯；

第三步、对成型后的阴极生坯进行焙烧处理，使阴极生坯在特定的填充料环境中进行间接热处理，使阴极生坯中的粘结剂分解、挥发份排出、逐步实现焦化，从而形成C-C结构，使阴极生坯定型炭化，最终满足铝电解槽所需的阴极炭块理化性能；

第四步、对经焙烧后的阴极炭块进行机加工制作。

其中，焙烧工序是阴极炭块制作过程中最为关键的步骤。

制作时，焙烧工序主要设备包括焙烧炉，焙烧炉中燃烧器是重要的组成部分，而燃烧喷嘴又是燃烧器中的关键部件。

从焙烧角度来看，燃烧喷嘴的结构影响着天然气的燃烧效率、火焰长度和形状、火焰的表面温度及NOx化合物的生成，对于阴极炭块的成型以及其性能起着至关重要的作用。

现有技术中，常见的燃烧器喷嘴结构仅由一级变径管组成，同时设置燃烧架燃气压力为10000-30000Pa，天然气燃烧后喷入火道的火焰为束状，着火点与喷嘴距离较大约200-500mm，火焰有效长度约为1000-1200mm，火焰表面温度较高约为1500度。

由于现有技术中对于天然气的出口压力设置过大，使得天燃气燃烧后产生了束状火焰，同时着火点与喷嘴距离较远，也在一定程度上影响了燃烧效率。此外，火焰有效长度不足也说明天然气与空气接触时间不充分、接触面积小而影响天然气燃气效率。而且从环保角度来讲，现有技术中的燃烧喷嘴结构设置使得天然气过度集中造成火焰表面温度过高，加速了NOx 化合物生成而破坏环境。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种燃烧喷嘴，可以降低火焰表面温度，有效控制 NOx化合物生成，有效提高天燃气燃烧效率。

本实用新型是通过以下解决方案实现的：

一种燃烧喷嘴，设置有进气管，在所述进气管外套设有支撑套筒，在支撑套筒上周向开设有进气孔；

在支撑套筒上还设置有至少三个固定孔，在固定孔内开设有螺纹结构；若干固定孔在高度方向上具有间隔，且在高度方向上均低于进气孔的设置位置；还设置有：

调节套筒，套设在所述支撑套筒外；在调节套筒上开设有贯通孔；

蝶形螺母，适于贯穿所述贯通孔并与所述固定孔连接，固定连接所述调节套筒和支撑套筒；

位于最高处的固定孔和进气孔的垂直高度等于调节套筒上贯通孔到调节套筒顶端的高度；位于中间的固定孔和进气孔的垂直高度大于调节套筒上贯通孔到调节套筒顶端的高度，且高度差等于进气孔高度的1/2；位于最低处的固定孔和进气孔的垂直高度大于调节套筒上贯通孔到调节套筒顶端的高度，且高度差大于进气孔高度；

所述进气管由上而下依次由进气段、收缩段和扩张段组成，所述收缩段的内径小于扩张段的内径，所述扩张段的内径小于所述进气段的内径；所述扩张段的长度为3-5cm，扩张段与收缩段管径比1.5-2.0；

所述进气管的进气段突出于所述支撑套筒外。

所述进气管由相适配的基础管和调压管组成，基础管套设于所述调压管外，所述调压管由上而下依次由增压管和减压管组成，所述减压管的内径大于所述增压管的内径。

在所述调压管内由上而下依次由增压管、减压管交错组成，形成内径相等的1、2、3···N级增压管和内径相等的1、2、3···N级减压管，所述减压管的内径大于所述增压管的内径。

所述1、2、3···N级增压管的内径依次降低，所述1、2、3···N 级减压管的内径也依次降低。

所述支撑套筒包括底座，所述底座向上延伸设置有延伸管，所述延伸管向上延伸形成收缩部，所述收缩部与所述进气管抵触固定连接。

所述支撑套筒向下延伸还设置有延伸端，在延伸端设置有圆形盖板。

本实用新型具有下述优点：

本实用新型所述的燃烧喷嘴，设置进气管为变径结构，从而实现了增压、减压依次替换的效果，使得天燃气作为燃气进入燃烧喷嘴时，可以在变径中不断调整燃气的压力状态，同时设置合理的变径管长度以及变径比，使得天燃气在喷入火道后形成的火焰呈发散状，当燃烧嘴喷喷出的燃气进入火道内后就可迅速发散，火道内的天然气或挥发份燃烧更加充分，火道温度与焙烧升温曲线更吻合，火道内的垂直温差由实施前的150-200℃，降低为50-100℃，大大改善了垂直温差，提高了均温性能，阴极炭块的理化性能得到改善。同时，本实用新型所述的燃烧喷嘴还可通过上述设置将着火点与喷嘴距离调整为不大于50mm，火焰有效长度达到了1400-1600mm，将火焰表面温度控制在低于1400度，减少了NOx化合物的生成，降低了对环境的破坏。而且从能耗上来讲，使用该喷嘴后，系统的天然气消耗由每天的2900m³降低为每天的2700m³，降低率约为6.8％。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中

图1是本实用新型所述燃烧喷嘴的结构示意图；

图2是本实用新型所述燃烧喷嘴中进气管的结构示意图；

图中附图标记表示为：1-进气管，2-支撑套筒，3-调节套筒，4-蝶形螺母，5-进气孔，6-基础管，7-增压管，8-减压管。

具体实施方式

本实用新型公开的一种燃烧喷嘴，其结构如图1所示，其包括进气管1，在进气管1外套设有支撑套筒2，在支撑套筒2上周向开设有进气孔5；作为优选的实施方式，进气孔5的设置一般会均匀设置，其设置的目的是为了实现氧气或者空气的进入，从而为燃烧提供气体养分。在支撑套筒2外还套设有调节套筒3。

为了实现支撑套筒2和调节套筒3的固定连接，本实用新型的实施方式是在支撑套筒2上设置有至少三个固定孔，在固定孔内开设有螺纹结构；对于固定孔的设置，要求若干固定孔在高度方向上具有间隔，且在高度方向上均低于进气孔5的设置位置；同时还需要在调节套筒3上开设有贯通孔；最后，通过设置的蝶形螺母4实现固定，对于蝶形螺母4的设置要求其适于贯穿所述贯通孔并与所述固定孔适配连接，从而通过螺母将支撑套筒2和调节套筒3旋紧固定。

在本实用新型中调节套筒3的关键作用在于，要调整进气孔5的进气量，所以在本实用新型所述的燃烧喷嘴中，要严格设置固定孔、进气孔5、贯通孔的位置，以满足位于最高处的固定孔和进气孔5的垂直高度等于调节套筒3上贯通孔到调节套筒3顶端的高度；位于中间的固定孔和进气孔5 的垂直高度大于调节套筒3上贯通孔到调节套筒3顶端的高度，且高度差等于进气孔5高度的1/2；位于最低处的固定孔和进气孔5的垂直高度大于调节套筒3上贯通孔到调节套筒3顶端的高度，且高度差大于进气孔5高度。当然，当选择设置大于三个固定孔时，其余固定孔分布于上述最高处固定孔和最低处固定孔之间即可。

此外，本实用新型所述的燃烧喷嘴还进一步设置所述进气管1由上而下依次由进气段、收缩段和扩张段组成，所述收缩段的内径小于扩张段的内径，所述扩张段的内径小于所述进气段的内径；所述扩张段的长度为 3-5cm，扩张段与收缩段的管径比1.5-2.0；所述进气管1的进气段突出于所述支撑套筒2外。

作为上述实施方式的变换，也可以选择设置所述进气管1由相适配的基础管6和调压管组成，基础管套设于所述调压管外，所述调压管由上而下依次由增压管7和减压管8组成，所述减压管8的内径大于所述增压管7 的内径。

当然，对于变径结构，也可以选择在所述调压管内由上而下依次由增压管7、减压管8交错组成，形成内径相等的1、2、3···N级增压管7 和内径相等的1、2、3···N级减压管8，所述减压管8的内径大于所述增压管7的内径。对于上述设置，还是要尽可能满足本实用新型所公开的基础的变径管长度和变径比的要求。

所述1、2、3···N级增压管7的内径依次降低，所述1、2、3···N 级减压管8的内径也依次降低。

作为进一步优选的实施方式，优选所述支撑套筒2包括底座，所述底座向上延伸设置有延伸管，所述延伸管向上延伸形成收缩部，所述收缩部与所述进气管1抵触固定连接。

作为最优选的实施方式，为了更好地实现燃烧喷嘴和焙烧炉的配合使用，所述支撑套筒2向下延伸还设置有延伸端，在延伸端设置有圆形盖板。使用时，将燃烧喷嘴点燃后，即可以将燃烧喷嘴插入焙烧炉中，此时可以利用圆形盖板将燃烧喷嘴密封于焙烧炉内，便于使用和装配。

本实用新型所述的燃烧喷嘴在工作时，燃气经进气管1进入燃烧喷嘴内，氧气或者空气经进气孔5进入燃烧喷嘴内，之后点燃喷嘴，此时经进气孔5进入的气体作为燃气的燃烧养分保障燃气的燃烧，气体经进气管1 后经过变径结构，通过增压、减压来调整燃气进入燃烧区之前的压力，保障了气体的充分燃烧。在实际使用过程中，随着气体燃烧的进程，是需要调整燃烧养分的进入量的，这就需要通过调整进气孔5的进气面积，此时，旋开蝶形螺母4，调整调节套筒3向上移动，可以根据需要将调节套筒3 上的贯通孔和适宜的支撑套筒2上的固定孔对应，将蝶形螺母4旋入选择的贯通孔和固定孔内，实现旋紧。从而将进气面积减小。相反地，就将调节套筒3向下移动，将进气孔5面积增大。

虽然本实用新型已经通过上述具体实施方式对其进行了详细阐述，但是，本专业普通技术人员应该明白，在此基础上所做出的未超出权利要求保护范围的任何形式和细节的变化，均属于本实用新型所要保护的范围。