一种节能高效型烧结、球团烟气脱硝用补热炉的制作方法

本实用新型涉及冶炼钢铁烟气处理领域，尤其涉及一种节能高效型烧结、球团烟气脱硝用补热炉。

背景技术：

钢铁冶炼行业是高耗能重污染的一个行业。有数据显示，在冶炼钢铁过程中铁矿烧结、球团工序会产生约48％的NOx，是NOx的最大污染物来源。目前，国家和地方政府出台各种文件以控制钢铁烧结、球团工业烟气中NOx的排放浓度限值。

烟气脱硝技术有湿法和干法之分，主要有气相反应法、液体吸收法、吸附法、液膜法、微生物法等，其中脱硝效率最高、技术最为成熟的是选择性催化还原(SCR)脱硝工艺。但目前得到广泛商业应用的SCR催化剂反应温度一般在260～400℃，而烧结、球团烟气温度一般为120～160℃(脱硫前)或50～110℃(湿法或半干法脱硫后)，故无论SCR脱硝反应器布置在脱硫前还是脱硫后，即使通过GGH(气气换热器)用脱硝后烟气加热脱硝前烟气，由于换热器端差是不可避免的，故均仍需利用外部热源对脱硝前烟气进行补热、升温，用于补热、升温的烟气炉必不可少，目前已投用的这类补热炉普遍存在热效率较低、浪费能源等问题。具体问题如下：(1)在以高炉煤气为燃料时，炉膛内温度一般低于950摄氏度，多数在900摄氏度左右，如此温度虽然能够在一定程度上减少炉膛散热损失，但是却易造成煤气燃料的不完全燃烧，从而降低了高炉煤气的利用率。(2)也有为了提高煤气利用率，控制较高的炉膛内温度，例如1000-1200摄氏度，此温度范围内，煤气利用率较高，相应的对于炉体及出口烟道要求较高，现有的补热炉有采用“陶瓷纤维毯+轻质高铝砖(或轻质粘土砖)+高铝砖”复合内衬结构，此结构使得炉壳外表温度较高，为了将炉壳外表温度控制在50℃以下，在普碳钢炉壳外侧再设保温层，导致炉壳自身温度超出了普碳钢的长期安全使用温度，降低了烟气炉使用寿命；也有烟气炉采用陶瓷纤维模块内衬，虽然保证了炉壳外表温度不超高，但是纤维模块耐高温烟气冲刷性较差，使用寿命较短，且散发出的纤维有导致SCR催化剂堵塞的可能性，对SCR催化剂的运行很不利。

技术实现要素：

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种节能高效型烟气脱硝用补热炉，包括一炉体，所述炉体内部形成一燃烧通道，在炉体的一端设置有前端墙，在前端墙上设有与高炉煤气燃烧器相连的煤气进口，在炉体的另一端连接有出口烟道，所述炉体包括由外向内依次设置的外壳体、内壳体和内衬，所述外壳体和所述内壳体之间围成一余热利用夹层，在余热利用夹层靠近所述前端墙的一侧开设有与炉体内部空间连通的助燃空气出口，在余热利用夹层靠近所述出口烟道的一侧开设有助燃空气进口；

所述内衬由外向内依次设置有保温层、隔热层、耐火层。

所述保温层采用陶瓷纤维毯，所述隔热层采用轻质高铝砖或轻质粘土砖，所述耐火层采用轻质莫来石砖。

在余热利用夹层内沿炉体轴线方向设有若干块导流板，每块导流板的两侧分别与外壳体和内壳体相连，相邻导流板之间形成气流通道。

在导流板上设有用于连通相邻气流通道的连通口。

所述前端墙通过由外向内依次设置的陶瓷纤维毯和轻质莫来石浇注料复合而成。

所述出口烟道的侧壁通过由外向内依次设置的陶瓷纤维毯和陶瓷纤维浇注料或轻质高铝砖复合而成。

在前端墙上沿其周向方向均匀开设若干助燃空气出口。

在所述炉体上还设有泄爆口、测温孔、测压孔和用于检修的人孔。

在所述炉体的底部设置有鞍型支座。

本实用新型采用上述结构，所具有的优点是：该节能高效型烧结、球团烟气脱硝用补热炉，通过设置余热利用夹层，将通入其中的部分助燃空气预热，不仅节省了助燃空气加热燃料消耗，而且能够通过换热将内壳体和外壳体维持在较低温度范围内，在一定程度上延长了普碳钢材质的内壳体和外壳体的使用寿命，并实现了外壳体外表面低温控制。通过设置保温层、隔热层、耐火层的复合内衬层，更好的降低了炉体内热量损失。

通过在余热利用夹层内设置导流板，更好的实现了助燃空气在余热利用层内较为均匀的分散，较为充分地利用了散失至内壳体和外壳体的热量。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为图1中沿A-A向剖视结构示意图；

图3为本实用新型的俯视图；

图4为图3中沿B-B向剖视结构示意图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，但是，本申请还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本申请的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

实施例1：

如图1-4中所示，本实施例中，该节能高效型烧结、球团烟气脱硝用补热炉，包括一炉体1，所述炉体1内部形成一燃烧通道2，在炉体1的一端设置有前端墙3，在前端墙3上设有与高炉煤气燃烧器4相连的煤气进口5，其中高炉煤气燃烧器4可直接从市面上购买，其中高炉煤气燃烧器上还设置有第一助燃空气进口41、点火枪42、高炉煤气进口43。使用时，通过高炉煤气燃烧器4将高炉煤气和绝大部分助燃空气通入炉体1内燃烧，在炉体1的另一端连接有出口烟道6，完全燃烧产生的热烟气经出口烟道6通入到脱硝烟道中使用，所述炉体1包括由外向内依次设置的外壳体7、内壳体8和内衬9，所述外壳体7和所述内壳体8之间围成一余热利用夹层10，在余热利用夹层10靠近所述前端墙3的一侧开设有与炉体1内部空间连通的助燃空气出口11，在余热利用夹层10靠近所述出口烟道6的一侧开设有助燃空气进口12，煤气燃烧所述的大部分助燃空气通过高炉煤气燃烧器4上的第一助空气进口41进入炉体1内，少部分助燃空气从余热利用夹层10换热后通入炉体1内。

所述内衬9由外向内依次设置有保温层901、隔热层902、耐火层903。内衬可杜绝炉体内大部分热量散发，只有少部分热量散发至普碳钢材质的内壳体8和外壳体7，又由于在其之间形成的余热利用夹层10内通入助燃空气换热，不仅可控制外壳体7外表面的温度低至50摄氏度以下，且在使用过程中可将内壳体8和外壳体7的温度控制较低范围内，在一定程度上延长了内壳体8和外壳体7使用寿命。所述保温层901采用陶瓷纤维毯，陶瓷纤维毯具有较好的保温效果，所述隔热层902采用轻质高铝砖或轻质粘土砖，其导热系数比轻质莫来石砖小，隔热效果也较好，所述耐火层903采用轻质莫来石砖，其耐高温性能良好，可承受1500摄氏度左右的高温，高炉煤气燃烧时，局部温度很高，采用轻质莫来石砖，对炉体造成的损害较小，且和高铝砖相比，能减少散热量、重量和蓄热量。而采用三者的复合内衬，可杜绝炉体内大部分热量散发，提高了热量利用率。

该节能高效型烧结、球团烟气脱硝用补热炉，相比较现有装置，能够较为充分的利用煤气燃烧所产生的热量，提高了热量利用率，在所需热量相同时，可节省燃料使用，达到了节能目的。

实施例2：

如图1-4所示，在第一个实施例的基础上，为了充分利用余热利用夹层内的热量，可在余热利用夹层10内沿炉体轴线方向设有若干块导流板13，每块导流板13的两侧分别与外壳体7和内壳体8相连，相邻导流板13之间形成气流通道14。导流通道的设置，可使得通入的助燃空气较为均匀的充斥于外壳体7和内壳体8之间，避免助燃空气流动偏斜时造成热量利用不充分现象的产生，从而避免了炉体外侧局部过热，影响普碳钢材质外壳体7和内壳体8的使用寿命。

在导流板13上设有用于连通相邻导流通道14的连通口15。可使各气流通道14内气流压力相互平衡，避免外壳体7和内壳体8某一处承受过强或过弱造成的受力不均现象。

所述前端墙3通过由外向内依次设置的陶瓷纤维毯和轻质莫来石浇注料复合而成。其中前端墙3也可以采用与炉体1侧壁相同的多层结构，但相对比来说，用上述两层复合结构，更加容易建造前端墙，且使用效果良好。

所述出口烟道6的侧壁通过由外向内依次设置的陶瓷纤维毯和陶瓷纤维浇注料或轻质高铝砖复合而成。采用此复合结构建造容易，且耐高温效果良好，可避免在煤气燃烧后产生的热烟气流经出口烟道6时，掺杂烧结烟气或冷风来降低出口烟道6温度，以维持出口烟道6较长使用寿命。

在前端墙3上沿其周向方向均匀开设若干助燃空气出口11。可均匀将助燃空气通入炉体内，便于与来自高炉煤气燃烧器的助燃空气、煤气混合气充分混合。

在所述炉体1上还设有泄爆口16、测温孔17、测压孔18和用于检修的人孔19。泄爆口16用于炉体内压力过高时泄气，避免压力过高对炉体造成损害；测温孔17以测量炉体内温度；测压孔18以测量炉体内压力，便于控制炉体内安全气压；人孔19用于进入炉体内部检修。

在所述炉体1的底部设置有鞍型支座20。便于将炉体1稳固放置于地面或钢结构平台上。

上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本领域技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员公知技术。