本实用新型属于合金烘烤技术领域，具体涉及一种合金烘烤用引风式预热烧嘴结构。
背景技术：
目前，钢铁厂普遍使用的合金烘烤燃烧器主要由空气管道、煤气管道构成，其结构是圆形空气管中套入另一根圆形煤气管道而形成两个密封的空气腔、煤气腔(即烧嘴结构)，它们均通过法兰与外部管道相连接。这种结构的合金烘烤燃烧器在烘烤合金时，不仅燃烧效率较低，而且燃烧时排放的烟气中含有大量热量释放到大气中。由此带来的问题是：污染环境，浪费能源，并对周围设备产生热辐射影响设备的使用寿命。
为解决上述问题，目前现有技术中采用的技术方案为：将燃烧产生的高温烟气通过热交换的形式对煤气和空气进行预热处理。例如，公开号为201420248220.1的实用新型公开了一种自预热燃烧器，该实用新型利用煤气预热管内包围的多根热气循环管道来增大烟气的散热面积，煤气进入煤气预热管从热气循环管道之间流过，以达到预热煤气的目的，但由于煤气预热管为直筒状且较短，因此煤气流通速度较快，预热时长短、预热效果差，且高温烟气经过与煤气的热交换后仍具有较高的热量，会造成一定程度的热污染。
综上所述，现有技术中的烧嘴多存在以下不足：煤气预热时间短、预热效果差、高温烟气排出易造成热污染。
技术实现要素：
本实用新型提供了一种合金烘烤用引风式预热烧嘴结构，可实现煤气的长时间预热、预热效果好，有效的冷却高温烟气，减少燃烧产生的热污染，于此同时可吸附烟气中的有害物质减少环境污染。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种合金烘烤用引风式预热烧嘴结构，包括上下贯通的烟气腔、设置于烟气腔下部中心的空气腔以及环绕于烟气腔外壁的曲折煤气管；所述烟气腔底部设有进烟口，顶部出烟口处设有冷却过滤装置，所述冷却过滤装置包括壳体以及环绕壳体侧壁分布的冷却腔；在壳体顶部和底部均分布有透气孔，壳体内部填充有吸附包，该吸附包由纱布包裹的吸附剂制成；所述冷却腔通过若干渗透孔与壳体内连通，且冷却腔外壁设有进水管，以通过该进水管向冷却腔内通入冷水，进而利用渗透孔保持吸附包始终处于浸湿状态；所述空气腔上部通过空气管道与外部空气源相连通；所述曲折煤气管下部通过煤气管道与外部煤气源相连通，上部通过连接管与空气腔中心处设有的传导管相连通，且传导管底部与空气腔连通，从而实现煤气与空气的混合。
作为本实用新型烧嘴的进一步优化：所述吸附包内的吸附剂是分子筛或活性炭。
作为本实用新型烧嘴的进一步优化：所述曲折煤气管围绕着烟气腔外壁螺旋排布。
作为本实用新型烧嘴的进一步优化：所述曲折煤气管环绕烟气腔外壁蜿蜒排布。
作为本实用新型烧嘴的进一步优化：所述烟气腔上部沿烟气上升方向依次设有径缩段、混合段和扩散段，其中，混合段与烟气腔下部侧壁平行，且直径小于下部侧壁，混合段与径缩段的内夹角为225~210度，与扩散段的内夹角为200~225度；所述径缩段下方设有开口朝上的l形的引射管，该引射管上部深入径缩段，下部穿过烟气腔侧壁与引射风源相连通。
作为本实用新型烧嘴的进一步优化：所述空气腔底部开口处设有自动点火器。
作为本实用新型烧嘴的进一步优化：所述曲折煤气管外围设有一圆筒状的保护壳。
有益效果
一、本实用新型的烧嘴采用煤气空气双预热模式，于高温烟气的两侧分别设置煤气腔和空气腔，煤气和空气流经过此处进行充分预热后进行混合，实现了快速升温的目的，进一步减少了煤气的消耗，实现了对高温烟气的再利用。
二、本实用新型的烧嘴设有围绕在烟气腔外壁的曲折煤气管，其中，曲折煤气管可设为沿烟气腔外壁蜿蜒排布，可最大程度的增加煤气的流通路程，减缓了煤气的流动速度，煤气预热时间长、预热效果好。
三、本实用新型的烧嘴上部设有径缩段、混合段和扩散段，引射管中引入的高速气流进入径缩段在紊动扩散作用下卷吸周围的烟气，随后与烟气在混合段混合并进行动量和质量交换，流动过程中速度逐渐均衡，随后混合流体进入扩散段，混合流体的压力因流动速度的降低而升高，于烟气腔出烟口处，混合流体的压力高于径缩段时烟气的压力，由此使烟气压力升高，密度变大，可达到防止烟气扩散的目的。
四、本实用新型的烧嘴出烟口设有冷却过滤装置，该装置1内部设有含有活性炭等吸附剂的吸附包可吸附烟气中的有害物质减少环境污染，于此同时装置周围设有用于给烟气降温的冷却腔，该冷却腔中通有冷水，冷水可通过冷却过滤装置侧壁的渗透孔不断渗入吸附包中，高温烟气经过含有大量冷水的吸附包时，将热量传递给冷水，通过不断蒸发又不断渗入的冷水滴对高温烟气进行降温。
附图说明
图1为本实用新型烧嘴的内部结构示意图；
图2为本实用新型烧嘴实施例2的煤气管结构示意图；
图3为本实用新型烧嘴实施例1的煤气管结构示意图；
图4为本实用新型烧嘴的上部结构示意图；
图5为本实用新型烧嘴的冷却过滤装置内部结构示意图；
图6为本实用新型烧嘴的冷却过滤装置俯视结构示意图。
图中标记：1、烟气腔，2、空气腔，3、保护壳，4、空气管道，5、煤气管道，6、连接管，7、传导管，8、曲折煤气管，9、径缩段，10、混合段，11、扩散段，12、引射管，13、冷却过滤装置，1301、透气孔，1302、吸附包，1303、冷却腔，1304、进水管，1305、渗透孔，14、进烟口。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步的阐述。
实施例1
如图1所示，一种合金烘烤用引风式预热烧嘴结构，包括上下贯通的烟气腔1、设置于烟气腔1下部中心的空气腔2以及环绕于烟气腔1外壁的曲折煤气管8；所述烟气腔1底部设有进烟口14，顶部出烟口处设有冷却过滤装置13，如图5所示，所述冷却过滤装置13包括壳体以及环绕壳体侧壁分布的冷却腔1303；在壳体顶部和底部均分布有透气孔1301，壳体内部填充有吸附包1302，该吸附包1302由纱布包裹的吸附剂制成，吸附包1302内的吸附剂为分子筛或活性炭，可有效地吸附烟气中的有害物质减少环境污染；所述冷却腔1303通过若干渗透孔1306与壳体内连通，且冷却腔1303外壁设有进水管1304，以通过该进水管1304向冷却腔1303内通入冷水，进而利用渗透孔1306保持吸附包1302始终处于浸湿状态；所述渗透孔1306贯穿设置于冷却过滤装置13的壳体，冷却腔1303中冷水与冷却过滤装置13的壳体直接接触，间接冷却经过此处的高温烟气；如图6所示，冷却腔1306中的冷水通过渗透孔1306不断渗入吸附包1302中，高温烟气经过含有冷水的吸附包1302时，将热量传递给冷水，由此通过不断蒸发又不断渗入的冷水对高温烟气进行降温。
所述空气腔2上部通过空气管道4与外部空气源相连通，空气通过空气管道4进入空气腔2内与煤气混合并参与燃烧；所述曲折煤气管8下部通过煤气管道5与外部煤气源相连通，上部通过连接管6与空气腔2中心处设有的传导管7相连通，且传导管7底部与空气腔2连通，从而实现煤气与空气的混合，通过在烟气腔1内外两侧分别设置曲折煤气管8和空气腔2实现煤气空气的双预热，提高了烧嘴的升温速度，进一步节约能源，对高温烟气进行散热的同时实现了烟气的再利用；另外，空气腔2底部开口处设有自动点火器，混合后的气体经过点燃产生火焰从空气腔2底部喷出。
为方便烧嘴的安全使用，在曲折煤气管8外围设有一圆筒状的保护壳3，防止人们接触烧嘴时被烫伤。
为更好的实现煤气的充分预热，如图3所示，曲折煤气管8环绕烟气腔1外壁蜿蜒排布，曲折煤气管8为两片式，从煤气管道5出口处沿烟气腔1竖直外壁向上延伸并于烟气腔1中部回折继续向下延伸，如此往复回折分布于烟气腔1两侧，并汇接于连接管6；通过此结构的曲折煤气管8可最大程度的延长煤气的流通路程，实现煤气的充分预热。
为防止热交换后的烟气扩散，如图4所示，在烟气腔1上部沿烟气上升方向依次设有径缩段9、混合段10和扩散段11，其中，混合段10与烟气腔1下部侧壁平行，且直径小于下部侧壁，混合段10与径缩段9的内夹角为225~210度，与扩散段11的内夹角为200~225度；所述径缩段9下方设有开口朝上的l形的引射管12，该引射管12上部深入径缩段9，下部穿过烟气腔1侧壁与引射风源相连通。引射管12中引入的高速气流进入径缩段9在紊动扩散作用下卷吸周围的烟气，随后与烟气在混合段10混合并进行动量和质量交换，流动过程中速度逐渐均衡，随后混合流体进入扩散段11，混合流体的压力因流动速度的降低而升高，于烟气腔1出烟口处，混合流体的压力高于径缩段9时烟气的压力，由此使烟气压力升高，密度变大，达到防止烟气扩散的目的。
本实用新型的工作流程如下：烧嘴燃烧产生的高温烟气通过进烟口14进入烟气腔1，煤气和空气在两侧的曲折煤气管8和空气腔2内与烟气进行热交换实现自身的预热，其中煤气曲折煤气管8延长预热时间，实现了煤气的充分预热，预热后的煤气和空气于空气腔2底部进行混合并点燃，火焰从空气腔2底部开口喷出；热交换后的烟气上升至上部径缩段9被高速气流卷吸，后于混合段10混合并进行动量和质量交换，随后混合流体进入扩散段11，混合流体的压力因流动速度的降低而升高，于烟气腔1出烟口处，混合流体的压力高于径缩段9时烟气的压力，烟气密度变大，烟气不再扩散；随后烟气经过冷却过滤装置13，烟气中的有害物质被吸附包1302中的吸附剂过滤，与此同时冷却腔1303内的冷水通过渗透孔1306不断渗入吸附包1302中，高温烟气经过含有大量冷水的吸附包1302时，将热量传递给冷水，通过不断蒸发又不断渗入的冷水滴对高温烟气进行降温。
本实施例为本实用新型的最佳实施例。
实施例2
本实施例是在实施例1基础上的进一步改进，如图2所示，所述曲折煤气管8采用一片式，围绕着烟气腔1外壁螺旋排布。此结构可增加煤气的预热路程，并且增加煤气的预热时间，实现煤气的充分预热。
1.一种合金烘烤用引风式预热烧嘴结构，其特征在于：包括上下贯通的烟气腔（1）、设置于烟气腔（1）下部中心的空气腔（2）以及环绕于烟气腔（1）外壁设置的曲折煤气管（8）；所述烟气腔（1）底部设有进烟口（14），顶部出烟口处设有冷却过滤装置（13），所述冷却过滤装置（13）包括壳体以及环绕壳体侧壁分布的冷却腔（1303）；在壳体顶部和底部均分布有透气孔（1301），壳体内部填充有吸附包（1302），该吸附包（1302）由纱布包裹的吸附剂制成；所述冷却腔（1303）通过若干渗透孔（1306）与壳体内连通，且冷却腔（1303）外壁设有进水管（1304），以通过该进水管（1304）向冷却腔（1303）内通入冷水，进而利用渗透孔（1306）保持吸附包（1302）始终处于浸湿状态；所述空气腔（2）上部通过空气管道（4）与外部空气源相连通；所述曲折煤气管（8）下部通过煤气管道（5）与外部煤气源相连通，上部通过连接管（6）与空气腔（2）中心处设有的传导管（7）相连通，且传导管（7）底部与空气腔（2）连通，从而实现煤气与空气的混合。
2.如权利要求1所述一种合金烘烤用引风式预热烧嘴结构，其特征在于：所述吸附包（1302）内的吸附剂是分子筛或活性炭。
3.如权利要求1所述一种合金烘烤用引风式预热烧嘴结构，其特征在于：所述曲折煤气管（8）围绕着烟气腔（1）外壁螺旋排布。
4.如权利要求1所述一种合金烘烤用引风式预热烧嘴结构，其特征在于：所述曲折煤气管（8）环绕烟气腔（1）外壁蜿蜒排布。
5.如权利要求1所述一种合金烘烤用引风式预热烧嘴结构，其特征在于：所述烟气腔（1）上部沿烟气上升方向依次设有径缩段（9）、混合段（10）和扩散段（11），其中，混合段（10）与烟气腔（1）下部侧壁平行，且直径小于下部侧壁，混合段（10）与径缩段（9）的内夹角为225~210度，与扩散段（11）的内夹角为200~225度；所述径缩段（9）下方设有开口朝上的l形的引射管（12），该引射管（12）上部深入径缩段（9），下部穿过烟气腔（1）侧壁与引射风源相连通。
6.如权利要求1所述一种合金烘烤用引风式预热烧嘴结构，其特征在于：所述空气腔（2）底部开口处设有自动点火器。
7.如权利要求1所述一种合金烘烤用引风式预热烧嘴结构，其特征在于：所述曲折煤气管（8）外围设有一圆筒状的保护壳（3）。
技术总结