本发明专利技术提供了一种高炉喷吹富氢燃料装置，所述装置包括：风口套、富氢气体喷枪和富氢固体燃料喷枪；所述风口套包括外套、内套、前帽、后帽及其围成的冷却水道；所述富氢气体喷枪安装于所述冷却水道内；所述富氢气体喷枪的富氢气体喷吹口位于所述风口套内壁；所述风口套的后端与直吹管连接，所述富氢固体燃料喷枪斜插于所述直吹管侧壁，在沿着所述风口套的风口套中心线的长度方向上，所述富氢固体燃料喷枪的富氢固体燃料喷吹口与所述富氢气体喷吹口相比，距离所述后帽更近。本发明专利技术解决了传统高炉喷吹装置难以实现富氢气体燃料与富氢固体燃料同时的问题，具有燃烧效率高，装置结构紧凑、冷却效果好、可靠安全和使用寿命长的优点。可靠安全和使用寿命长的优点。可靠安全和使用寿命长的优点。
【技术实现步骤摘要】
一种高炉喷吹富氢燃料装置
[0001]本专利技术涉及高炉炼铁领域，具体地涉及一种高炉喷吹富氢燃料装置。
技术介绍
[0002]全球气候变化是当今人类社会面临的重大挑战之一，而中国作为世界碳排放量最多的国家，在全球气候治理中起着关键的作用。中国是钢铁生产大国，2020年粗钢产量为10.53亿吨，占世界粗钢产量的56.5％。钢铁生产作为资源和能源密集型行业，每年消耗的工业能耗占全国工业总能耗的16％左右，CO2排放也占到全国工业总碳排放的15％左右，降低钢铁生产能耗及碳排放是国家实现“碳达峰”和“碳中和”的关键。在钢铁生产流程中铁前系统(包括高炉、焦化、烧结和球团)能量消耗和污染物排放占到钢铁工业能耗的70％以上，是实现钢铁工业节能减排工作的重点。
[0003]氢冶金以氢作为还原剂进行钢铁生产，能够大幅度降低钢铁产品的碳排放，是钢铁行业实现“双碳”目标的重要技术措施。氢冶金也称作富氢冶金，主要包括高炉喷吹富氢燃料技术、氢基直接还原炼铁技术等，中国有90％以上钢铁产品都为高炉
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转炉长流程，推动高炉喷吹富氢燃料技术更符合中国钢铁行业可持续发展的发展需求。富氢燃料包括天然气、焦炉煤气、油田伴生气、氢气等，目前国内有关高炉喷吹富氢燃料的基础研究和应用研究较少，特别是未能解决富氢煤气喷吹与煤粉等富氢固体燃料共同喷吹时风口前燃烧效率低的问题。因此需要研制一种高炉喷吹富氢燃料装置，实现提升喷吹燃料燃烧效率，降低高炉冶炼CO2排放量，助力钢铁行业早日实现“双碳”目标。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种高炉喷吹富氢燃料装置。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供的一种高炉喷吹富氢燃料装置是通过如下技术方案来实现：
[0006]一种高炉喷吹富氢燃料装置，所述装置包括：风口套(10)、富氢气体喷枪(30)和富氢固体燃料喷枪(20)；所述风口套(10)包括外套(4)、内套 (5)、前帽(8)、后帽(14)及其围成的冷却水道；所述富氢气体喷枪(30) 安装于所述冷却水道内；所述富氢气体喷枪(30)的富氢气体喷吹口(32)位于所述风口套(10)内壁；以及所述风口套(10)的后端与直吹管(23)连接，所述富氢固体燃料喷枪(20)斜插于所述直吹管(23)侧壁，在沿着所述风口套的风口套中心线(11)的长度方向上，所述富氢固体燃料喷枪(20)的富氢固体燃料喷吹口(21)与所述富氢气体喷吹口(32)相比，距离所述后帽更近。
[0007]作为本专利技术的一种优选实施方式，其中，所述后帽(14)连接出水管(1) 和进水管(2)。
[0008]作为本专利技术的一种优选实施方式，其中，所述冷却水道由前后腔隔板(6) 分为前腔冷却水道(7)和后腔冷却水道(3)，在后腔冷却水道中沿着所述风口套中心线(11)的长度方向上设置轴向的后腔隔板(15)。
[0009]作为本专利技术的一种优选实施方式，其中，所述富氢气体喷枪(30)位于所述后腔冷却水道(3)内的两片后腔隔板(15)之间，所述冷却水道用于对所述富氢气体喷枪(30)进行冷却降温。
[0010]作为本专利技术的一种优选实施方式，其中，所述富氢固体燃料喷吹口(32) 位于所述风口套中心线(11)上。
[0011]作为本专利技术的一种优选实施方式，其中，所述直吹管(23)的直吹管中心线(9)与所述风口套中心线(11)的夹角为风口套中心线水平夹角(16)，所述风口套中心线水平夹角(16)取值范围为1
°
至7
°
之间。
[0012]作为本专利技术的一种优选实施方式，其中，所述富氢气体喷枪(30)位于所述出水管(1)一侧，所述富氢气体喷枪(30)与所述风口套的风口套后帽中心水平线(18)的夹角为富氢气体喷枪水平夹角(31)，富氢气体喷枪水平夹角 (31)取值范围为
‑
30
°
至+60
°
。
[0013]作为本专利技术的一种优选实施方式，其中，所述富氢气体喷吹口(32)与所述前帽(8)的距离小于所述风口套(10)总长度的2/3。
[0014]作为本专利技术的一种优选实施方式，其中，所述富氢固体燃料喷吹口(21) 与所述前帽(8)的距离大于所述富氢气体喷吹口(32)与所述前帽(8)的距离。
[0015]作为本专利技术的一种优选实施方式，其中，所述富氢固体燃料喷枪(20)位于所述进水管(2)一侧，所述富氢固体燃料喷枪(20)与所述风口套的风口套前帽中心水平线(19)的夹角为富氢固体燃料喷枪水平夹角(22)，所述富氢固体燃料喷枪水平夹角(22)取值范围为
‑
30
°
至+60
°
。
[0016]作为本专利技术的一种优选实施方式，其中，富氢气体包括天然气、人工燃气、液化气中的一种或多种混合气，富氢固体燃料包括煤粉、生物质、废塑料、废橡胶及其炭化物中的一种或多种混合物。
[0017]作为本专利技术的一种优选实施方式，其中，富氢气体和富氢固体燃料分别单独喷吹，或者同时喷吹。
[0018]本专利技术的有益效果在于：本专利技术可以实现富氢气体和富氢固体燃料的同时喷吹，解决了富氢气体与富氢固体燃料同时喷吹时在风口前端燃烧效率低的问题，且装置结构紧凑、冷却效果好、可靠安全、使用寿命长的优点。
附图说明
[0019]图1为本专利技术一种高炉喷吹富氢燃料装置结构示意图；
[0020]图2为本专利技术一种高炉喷吹富氢燃料装置剖面示意图；
[0021]图中1
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出水管；2
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进水管；3
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后腔冷却水道；4
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外套；5
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内套；6
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前后腔隔板；7
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前腔冷却水道；8
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前帽；9
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直吹管中心线；10
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风口套，11
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风口套中心线； 12
‑
风口套热风通道；13
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堵头；14
‑
后帽；15
‑
后腔隔板；16
‑
风口套中心线水平夹角；17
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清砂孔；18
‑
风口套后帽中心水平线；19
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风口套前帽中心水平线；20
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富氢固体燃料喷枪；21
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富氢固体燃料喷吹口；22
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富氢固体燃料喷枪水平夹角；23
‑ꢀ
直吹管；30
‑
富氢气体喷枪；31
‑
富氢气体喷枪水平夹角；32
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富氢气体喷吹口。
具体实施方式
[0022]以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明，以使本专利技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本专利技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术的实施例本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高炉喷吹富氢燃料装置，其特征在于，所述装置包括：风口套(10)、富氢气体喷枪(30)和富氢固体燃料喷枪(20)；所述风口套(10)包括外套(4)、内套(5)、前帽(8)、后帽(14)及其围成的冷却水道；所述富氢气体喷枪(30)安装于所述冷却水道内；所述富氢气体喷枪(30)的富氢气体喷吹口(32)位于所述风口套(10)内壁；以及所述风口套(10)的后端与直吹管(23)连接，所述富氢固体燃料喷枪(20)斜插于所述直吹管(23)侧壁，在沿着所述风口套的风口套中心线(11)的长度方向上，所述富氢固体燃料喷枪(20)的富氢固体燃料喷吹口(21)与所述富氢气体喷吹口(32)相比，距离所述后帽更近。2.根据权利要求1所述的高炉喷吹富氢燃料装置，其特征在于：所述后帽(14)连接出水管(1)和进水管(2)。3.根据权利要求1所述的高炉喷吹富氢燃料装置，其特征在于：所述冷却水道由前后腔隔板(6)分为前腔冷却水道(7)和后腔冷却水道(3)，在后腔冷却水道中沿着所述风口套中心线(11)的长度方向上设置轴向的后腔隔板(15)。4.根据权利要求3所述的高炉喷吹富氢燃料装置，其特征在于：所述富氢气体喷枪(30)位于所述后腔冷却水道(3)内的两片后腔隔板(15)之间，所述冷却水道用于对所述富氢气体喷枪(30)进行冷却降温。5.根据权利要求1所述的高炉喷吹富氢燃料装置，其特征在于：所述富氢固体燃料喷吹口(32)位于所述风口套中心线(11)上。6.根据权利要求1所述的高炉喷吹富氢燃料装置，其特征在于：所述直吹管(23)的直吹管中心线(9)与所述风口套中心线(11)的夹角为风口套中心线水平夹角(16)，所述风口套中心线水平夹角(16)取值...
【专利技术属性】
技术研发人员：王广伟，宁晓钧，贺鑫杰，王晶，燕培钦，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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