高效低排放高温低氧热风炉的制作方法_2

文档序号:9485272阅读:来源:国知局
>[0020]也可以采用另一种方式实现助燃空气预热温度和氧气含量的独立调节。在系统包括热风炉,切断阀,调节阀,热风炉用煤气管道,热风炉用助燃空气管道,高温混气烟道,低温烟道,低温预热系统,来自管网的煤气总管,助燃空气总管,热风炉用助燃风机,换热后烟道,助燃空气低温预热管道的基础上,增加高温预热系统,高温烟道,高温预热后总烟道,助燃空气旁通管道,助燃空气高温预热管道。助燃空气低温预热管道位于高温预热系统和低温预热系统之间,将高温预热系统和低温预热系统连接起来,用于输送低温预热后的助燃空气。助燃空气高温预热管道位于高温预热系统和热风炉用助燃空气管道之间,将高温预热系统和热风炉用助燃空气管道连接起来,用于输送高温预热后的助燃空气。助燃空气旁通管道分别与助燃空气低温预热管道和助燃空气高温预热管道连接,将助燃空气低温预热管道和助燃空气高温预热管道连接起来,高温预热系统检修时,助燃空气旁通管用于输送助燃空气进入热风炉。高温烟道位于热风炉和高温预热系统之间,将热风炉和高温预热系统连接起来,用于输送高温烟气。高温预热后总烟道位于高温预热系统和低温预热系统之间,将高温预热系统和低温预热系统连接起来,用于将高温预热后的烟气输送进低温预热系统。高温混气烟道位于高温烟道和助燃空气高温预热管道之间,将高温烟道和助燃空气高温预热管道连接起来,用于将一部分高温烟气送入助燃空气内,与助燃空气混合后,经热风炉用助燃空气管道进入热风炉。低温烟道位于热风炉和高温烟道之间,将热风炉和高温烟道连接起来,用于输送热风炉排出的低温烟气,与高温烟气混合后进入高温预热系统。
[0021]在实际应用中,由于炼铁工艺的不同,如高炉炼铁、熔融还原炼铁等,工况也不相同。传统的高炉炼铁工艺中,由于高炉容积、冶炼强度、工艺流程、工作制度、煤气条件等因素千差万别,对热风炉产生的热风温度和风量要求也完全不同。另外,不同工程选用的热风炉形式也不尽相同,包括顶燃式、内燃式、外燃式及球式等形式的热风炉。本发明高效低排放高温低氧热风炉的特点就是:通过对燃烧炉产生的高温烟气的生成量、温度、氧含量等参数的精确控制,可对热风炉用助燃空气的预热温度和氧气含量进行精确控制,在单烧低热值煤气的情况下,连续稳定的为高炉提供温度大于等于1250°C的热风,并可随时根据生产情况进行快速调节,保证高风温的同时,严格控制助燃空气的氧含量,从而有效控制氮氧化物的生成量。由于本发明高效低排放高温低氧热风炉对具体热风炉的形式没有限制,因此本热风炉不仅适用于新建的高炉炼铁等工程,也完全适用于高炉大修等改造工程。
[0022]综上所述,本发明高效低排放高温低氧热风炉的主要优点如下:
[0023]1)适用于不同的冶金工艺流程,包括高炉炼铁工艺,熔融还原炼铁工艺等;
[0024]2)对不同高炉的炉容、冶炼强度、工艺流程、工作制度、煤气条件等都能灵活适应,适用范围广;
[0025]3)不受热风炉具体形式的限制,可与现有的各种形式的热风炉灵活组合;
[0026]4)不仅适用于新建项目,还适用于大修改造工程;
[0027]5)通过对燃烧炉的燃烧进行精确控制,实现对热风炉用助燃空气的预热温度和氧气含量等参数的精确控制,进而实现热风炉内的高温低氧燃烧;
[0028]6)在单烧低热值煤气的情况下,可为用户稳定提供温度大于等于1250°C的高温热风;
[0029]7)高温低氧的燃烧方式,消除了局部高温区,烟气温度场更均匀,同时有效抑制了NOx等污染及有害物的生成和排放,有利于保护环境;
[0030]8)可与各种助燃空气和煤气的低温预热装置组合使用,充分回收烟气余热,进一步提高本热风炉的热效率。
【附图说明】
[0031]图1是本发明的一种结构示意图。其中,热风炉1、切断阀2、调节阀3、热风炉用煤气管道4、热风炉用助燃空气管道5、高温混气烟道6、低温烟道7、低温预热系统8、来自管网的煤气总管9,助燃空气总管10,热风炉用助燃风机11,换热后烟道12,助燃空气低温预热管道17。
[0032]图2是本发明的另一种结构示意图。其中,热风炉1、切断阀2、调节阀3、热风炉用煤气管道4、热风炉用助燃空气管道5、高温混气烟道6、低温烟道7、低温预热系统8、来自管网的煤气总管9,助燃空气总管10,热风炉用助燃风机11,换热后烟道12,高温烟道13,高温预热系统14,高温预热后烟道15,助燃空气旁通管道16,助燃空气低温预热管道17,助燃空气高温预热管道18。
[0033]图3是本发明的另一种结构示意图。其中,热风炉1、切断阀2、调节阀3、热风炉用煤气管道4、热风炉用助燃空气管道5、高温混气烟道6、低温烟道7、低温预热系统8、来自管网的煤气总管9,助燃空气总管10,热风炉用助燃风机11,换热后烟道12,高温烟道13,高温预热系统14,助燃空气旁通管道16,助燃空气低温预热管道17,助燃空气高温预热管道18,高温预热后总烟道19。
【具体实施方式】
[0034]图1、图2和图3分别是本发明的具体实现方式
[0035]由图1可知,本发明高效低排放高温低氧热风炉包括:热风炉1、切断阀2、调节阀3、热风炉用煤气管道4、热风炉用助燃空气管道5、高温混气烟道6、低温烟道7、低温预热系统8、来自管网的煤气总管9,助燃空气总管10,热风炉用助燃风机11,换热后烟道12,助燃空气低温预热管道17。
[0036]来自煤气管网的低热值煤气经来自管网的煤气总管9进入低温预热系统8,将煤气预热至200°C左右,经热风炉用煤气管道4,调节阀3,切断阀2,进入热风炉1进行燃烧。
[0037]热风炉用助燃空气由热风炉用助燃风机11提供,经助燃空气总管10后进入低温预热系统8,被预热至200°C左右,低温预热后的助燃空气经助燃空气低温预热管道17进入热风炉用助燃空气管道5。高温混气烟道6从热风炉1的燃烧室或蓄热室上部引出,将1000°C以上的高温烟气送入热风炉用助燃空气管道5中,高温烟气与低温预热后的助燃空气在热风炉用助燃空气管道5中混合,得到温度大于等于800°C,氧气的体积百分比小于等于18%热风炉高温低氧助燃空气,高温低氧助燃空气经热风炉用助燃空气管道5,调节阀3,切断阀2进入热风炉1,与低热值煤气发生反应,表现为高温低氧燃烧,为蓄热室提供热量。
[0038]热风炉1燃烧产生的高温烟气经蓄热室换热后,从低温烟道7排出。由于热风炉1是周期性工作,因此烟气在一定的温度范围内波动,平均温度约为300°C。热风炉烟气经切断阀2进入低温烟道7,经低温预热系统8换热后排走或供其它用户使用。
[0039]热风炉1是中低热值煤气和高温低氧助燃空气的最终用户。热风炉1的形式可以是顶燃式、内燃式、外燃式等,也可以是球式热风炉。热风炉1内的燃烧器可以是预混型燃烧器或扩散型燃烧器。低热值煤气与高温低氧助燃空气在热风炉内发生高温低氧燃烧反应,整个热风炉燃烧室内温度均匀,相应的生成均匀的高温烟气流场。由于消除了局部高温区,因此可有效抑制氮氧化物的生成量,既稳定提供高风温,又控制了氮氧化物等污染物的产生。
[0040]图2是本发明的另一种实现方式。其中,热风炉1、切断阀2、调节阀3、热风炉用煤气管道4、热风炉用助燃空气管道5、高温混气烟道6、低温烟道7、低温预热系统8、来自管网的煤气总管9,助燃空气总管10,热风炉用助燃风机11,换热后烟道12,高温烟道13,高温预热系统14,高温预热后烟道15,助燃空气旁通管道16,助燃空气低温预热管道17,助燃空气高温预热管道18。
[0041]来自煤气管网的低热值煤气经来自管网的煤气总管9进入低温预热系统8,将煤气预热至200°C左右,经热风炉用煤气管道4,调节阀3,切断阀2,进入热风炉1进行燃烧。
[0042]热风炉用助燃空气由热风炉用助燃风机11提供,经助燃空气总管10后进入低温预热系统8,被预热至200°C左右,低温预热后的助燃空气经助燃空气低温预热管道17进入高温预热系统14,被预热至500°C以上,得到高温预热助燃空气,经助燃空气高温预热管道18进入热风炉用助燃空气管道5。高温烟道13从热风炉1的燃烧室或蓄热室上部引出,将1000°C以上的高温烟气从热风炉中引出,一部分高温烟气经高温混气烟道6进入助燃空气高温预热管道18,与高温预热后的助燃空气混合后,得到温度大于等于800°C,氧气的体积百分比小于等于18%热风炉高温低氧助燃空气,高温低氧助燃空气经热风炉用助燃空气管道5,调节阀3,切断阀2进入热风炉1,与低热值煤气发生反应,表现为高温低
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