Форсунка для вдувания угольной пыли

ФОРСУНКА ДЛЯ ВДУВАНИЯ УГОЛЬНОЙ ПЫЛИ Настоящее изобретение предлагает форсунку для вдувания угольной пыли (10) для подачи угольной пыли с заднего конца форсунки к переднему концу (11) форсунки 10. Форсунка (10) содержит внешнюю трубу (12) для подачи окислительного газа и установленную коаксиально во внешней трубе (12) внутреннюю трубу (14) для подачи угольной пыли. Внутренняя труба (14) образует разделительную стенку для отделения угольной пыли от окислительного газа. Непрерывность разделительной стенки, по меньшей мере, частично нарушена в области вблизи переднего конца (11) форсунки (10), образуя тем самым зону (16) смешения внутри форсунки (10) для вдувания угольной пыли. Согласно основному варианту изобретения внешняя труба (12) и внутренняя труба (11) имеют, по существу, одинаковую длину, и при этом внутренняя труба (14) имеет по меньшей мере одно боковое отверстие (18, 20) вблизи переднего конца форсунки, что позволяет смешивать угольную пыль и окислительный газ в форсунке (10) для вдувания угольной пыли вблизи переднего конца (11). 014345 Введение Данное изобретение относится к форсункам для вдувания угольной пыли, в частности для подачи угольной пыли в фурму доменной печи. Предшествующий уровень техники Обычно форсунки для вдувания угольной пыли используются для инжекции в доменную печь угольной пыли в качестве заменителя кокса. Угольная пыль пневматически подается через форсунку и сжигается возле головки форсунки. Горение угольной пыли стимулируется подачей кислорода к головке форсунки. Так называемая технология Оксикоул (Oxycoal) представляет собой инжекционную форсунку,имеющую внутреннюю трубу для подачи угольной пыли и окружающую внутреннюю трубу внешнюю трубу, служащую для подачи кислорода. Кислород вступает в контакт с угольной пылью в головке форсунки и улучшает горение угольной пыли. ЕР 1060272 описывает, что горение угольной пыли можно улучшить, а стабильность пламени повысить, если между соосными трубами установить завихритель потока так, чтобы сообщить вращательное движение подаваемого к головке форсунки потоку кислорода. Однако эффект завихрителя потока очень зависит от геометрии форсунки. Но если угол винтовой линии слишком высок, то поток кислорода уходит от потока угольной пыли и эффективность горения снижается. Если угол винтовой линии слишком мал, то улучшение эффективности горения очень незначительно. В ЕР 1060272 также предлагается нанести на внешнюю поверхность внутренней трубы вблизи головки форсунки множество лунок для уменьшения сопротивления потоку и улучшения смешения угольной пыли с кислородом возле головки форсунки. Хотя данная система при определенных условиях может быть полезна для повышения эффективности горения, этот эффект не гарантирован и существует риск гашения пламени. Следовательно, потребуется снова поджигать пламя. Кроме того, модификация форсунки или посредством установления завихрителя потока, или посредством нанесения совокупности лунок на поверхности может оказаться затратной. ЕР 0447908 описывает форсунку для вдувания угольной пыли, содержащую внешнюю трубу для подачи окислительного газа и внутреннюю трубу для подачи угольной пыли. Внутренняя труба служит разделительной стенкой между угольной пылью и окислительным газом. Согласно ЕР 0447908, внутренняя труба короче внешней трубы, образуя тем самым зону смешения внутри форсунки для вдувания угольной пыли вблизи ее переднего конца. Это является достаточно простым и дешевым способом создания зоны смешения внутри форсунки. Зона смешения внутри форсунки обеспечивает улучшенное горение пламени. Однако смешение угольной пыли и окислительного газа в зоне смешения является полностью свободным в зоне смешения. Цель изобретения Таким образом, целью настоящего изобретения является создание улучшенной форсунки для вдувания угольной пыли. Эта цель достигается с помощью форсунки для вдувания угольной пыли согласно п.1 формулы изобретения. Общее описание изобретения Поставленная задача решена за счет того, что предложена форсунка для вдувания угольной пыли для транспорта угольной пыли от заднего конца форсунки к переднему концу форсунки, при этом форсунка содержит внешнюю трубу для подачи окислительного газа и установленную коаксиально во внешней трубе внутреннюю трубу для подачи угольной пыли, причем внутренняя труба образует разделительную стенку для отделения угольной пыли от окислительного газа. Непрерывность разделительной стенки, по меньшей мере, частично нарушена в области вблизи переднего конца форсунки, образуя тем самым зону смешения внутри форсунки для вдувания угольной пыли. Согласно основному варианту изобретения внешняя труба и внутренняя труба имеют, по существу, одинаковую длину, и при этом внутренняя труба имеет по меньшей мере одно боковое отверстие вблизи переднего конца форсунки, что позволяет смешивать угольную пыль и окислительный газ в форсунке для вдувания угольной пыли вблизи переднего конца. В отличие от известных из уровня техники форсунок, где угольная пыль смешивается с окислительными газами после прохождения головки форсунки, нарушение непрерывности разделительной стенки внутри форсунки позволяет начать смешение компонентов внутри форсунки. Было установлено,что это способствует воспламенению и обеспечивает стабильность пламени. Действительно, если смешение происходит внутри форсунки, вблизи ее переднего конца, то горение пламени поддерживается в стабильном режиме и менее подвержено затуханию из-за внешних факторов. Смешение угольной пыли с окислительными газами внутри форсунки также способствует воспламенению; самовоспламенение также улучшается. Настоящее устройство, с внешней и внутренней трубами, по существу, с одинаковой длиной и внутренней трубой, имеющей по меньшей мере одно боковое отверстие вблизи переднего конца форсунки,позволяет улучшить управление смешения угольной пыли и окислительного газа внутри форсунки. Частичное смешение угольной пыли и горючего газа улучшает управление температурой смеси, что умень-1 014345 шает выгорание носовой части форсунки. Может быть выполнено несколько боковых отверстий в виде прорезей. Например, последовательность из четырех продольных прорезей может быть равномерно размещена по окружности конца внутренней трубы. Эти прорези могут простираться до переднего конца внутренней трубы. Прорези могут иметь ширину от 0,5 до 10 мм. Число и размеры прорезей могут быть изменены в зависимости от степени смешения внутри форсунки. Согласно другому варианту может быть выполнено несколько боковых отверстий в виде расточенных отверстий. Эти расточенные отверстия могут иметь диаметр от 1 до 10 мм и предпочтительно быть расположены с зигзагообразным размещением. Число, размеры и расположение расточенных отверстий может меняться в зависимости от желаемой степени смешения внутри форсунки. Предпочтительно внешняя и/или внутренняя трубы являются цилиндрическими. Длина зоны смешения может составлять от 5 до 100 мм. Зона смешения может иметь длину, по существу, сопоставимую с диаметром внутренней трубы. Окислительным газом, используемым в связи с форсункой для вдувания угольной пыли, предпочтительно является кислород. Краткое описание фигур Настоящее изобретение становится более наглядным из описания нескольких, не ограничивающих объем защиты вариантов осуществления изобретения со ссылкой на чертежи. На этих фигурах одинаковые ссылочные позиции соответствуют одинаковым элементам устройства. Фиг. 1 - разрез передней части известной из уровня техники форсунки для вдувания угольной пыли; фиг. 2 - разрез передней части форсунки для вдувания угольной пыли согласно первому варианту осуществления изобретения; фиг. 3 - разрез передней части форсунки для вдувания угольной пыли согласно второму варианту осуществления изобретения. Детальное описание изобретения со ссылкой на фигуры На фиг. 1, 2 и 3 показана передняя часть форсунки для вдувания угольной пыли 10 для транспортировки угольной пыли от заднего конца (не показан) к переднему концу 11 форсунки 10. Такая форсунка состоит из внешней трубы 12 для подачи окислительного газа и внутренней трубы 14, через которую подается угольная пыль. Внутренняя труба 14 образует разделительную стенку для отделения угольной пыли от окислительного газа. Согласно изобретению непрерывность разделительной стенки, по меньшей мере, частично нарушена в области вблизи переднего конца 11 форсунки 10, образуя тем самым зону 16 смешения внутри форсунки 10. Благодаря зоне смешения 16, которая образована посредством нарушения непрерывности разделительной стены, угольная пыль и окислительный газ могут смешиваться уже внутри форсунки 10, что увеличивает стабильность пламени и способствует воспламенению смеси. Такое пламя менее подвержено изменчивым условиям вне форсунки, по крайне мере пока пламя продолжает гореть, по меньшей мере, в зоне 16 смешения форсунки 10. В известных из уровня техники форсунках для вдувания угольной пыли, как показано на фиг. 1, защита которых не испрашивается настоящей патентной заявкой, внутренняя труба 14 является более короткой, чем внешняя труба 12, тем самым полностью нарушая непрерывность разделительной стенки в зоне смешения 16. Угольная пыль и окислительный газ полностью свободны для смешения в зоне 16 смешения. Согласно первому варианту осуществления изобретения, как показано на фиг. 2, внешняя и внутренняя труба имеют, по существу, одинаковую длину, и нарушение непрерывности в разделительной стенке создается посредством последовательности из четырех прорезей 18, выполненных во внутренней трубе 14. Благодаря прорезям 18, угольная пыль и окислительный газ могут смешиваться в зоне 16 смешения. В представленном варианте осуществления прорези 18 являются параллельными друг другу и параллельными к оси внутренней трубы 12, и они простираются по всей длине зоны 16 смешения. Однако, следует отметить, что эти прорези 18 могут быть ориентированы под углом к оси внутренней трубы 12 и простираться только по части зоны 16 смешения. Действительно, степень смешения в зоне 16 смешения может быть изменена путем варьирования соответствующего числа прорезей 18, их размеров и ориентации. Согласно второму варианту осуществления изобретения, как представлено на фиг. 3, внешняя труба 12 и внутренняя труба 14 имеют, по существу, одинаковую длину, и нарушение непрерывности в разделительной стене создается несколькими расточенными отверстиями 20, расположенными на внутренней трубе 14. Благодаря расточенным отверстиям 20 угольная пыль и окислительный газ могут смешиваться в зоне 16 смешения. В рассматриваемом варианте осуществления расточенные отверстия расположены с зигзагообразным размещением, и они простираются по всей длине зоны 16 смешения. Следует отметить,что расточенные отверстия 20 во внутренней трубе могут быть расположены также и в ином порядке или простираться только по части зоны смешения. Действительно, степень смешения в зоне 16 смешения может быть изменена путем варьирования соответствующего числа расточенных отверстий 20, их размеров и ориентации.-2 014345 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Форсунка для вдувания угольной пыли для подачи угольной пыли от заднего конца форсунки к переднему концу форсунки, при этом форсунка содержит внешнюю трубу для подачи окислительного газа и установленную коаксиально во внешней трубе внутреннюю трубу для подачи угольной пыли, причем внутренняя труба образует разделительную стенку для отделения угольной пыли от окислительного газа,непрерывность разделительной стенки, по меньшей мере, частично нарушена в области вблизи переднего конца форсунки, образуя тем самым зону смешения внутри форсунки для вдувания угольной пыли,отличающаяся тем, что внешняя труба и внутренняя труба имеют, по существу, одинаковую длину,и при этом внутренняя труба имеет по меньшей мере одно боковое отверстие вблизи переднего конца форсунки, что позволяет смешивать угольную пыль и окислительный газ в форсунке для вдувания угольной пыли вблизи переднего конца. 2. Форсунка для вдувания угольной пыли по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя труба имеет несколько боковых отверстий, выполненных в виде прорезей. 3. Форсунка для вдувания угольной пыли по п. 2, отличающаяся тем, что внутренняя труба имеет передний конец и прорези простираются до переднего конца внутренней трубы. 4. Форсунка для вдувания угольной пыли по п.2, отличающаяся тем, что прорези имеют ширину от 0,5 до 10 мм. 5. Форсунка для вдувания угольной пыли по п.1, отличающаяся тем, что внутренняя труба имеет несколько боковых отверстий, выполненных в виде расточенных отверстий. 6. Форсунка для вдувания угольной пыли по п.5, отличающаяся тем, что расточенные отверстия имеют диаметр от 1 до 10 мм. 7. Форсунка для вдувания угольной пыли по п.5, отличающаяся тем, что расточенные отверстия расположены с зигзагообразным размещением. 8. Форсунка для вдувания угольной пыли по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что внешняя труба является цилиндрической и/или внутренняя труба является цилиндрической. 9. Форсунка для вдувания угольной пыли по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что зона смешения имеет длину от 5 до 100 мм. 10. Форсунка для вдувания угольной пыли по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что зона смешения имеет длину, по существу, сопоставимую с диаметром внутренней трубы. 11. Форсунка для вдувания угольной пыли по любому из пп.1-7, отличающаяся тем, что окислительным газом является кислород.