一种处理钒钛还原回转窑废气装置的燃烧室结构及工艺的制作方法

本发明涉及钒钛预还原回转窑废气处理领域，尤其涉及一种处理钒钛还原回转窑废气装置的燃烧室结构及工艺。

背景技术：

在一种钒钛生产工艺过程中会通过回转窑设备对钒钛矿进行预还原处理。回转窑内为正压还原性气氛，不含o2。回转窑出风口要求控制微正压(10～30pa)。在预还原反应后会产生含有少量h2、co(可燃物含量≤15％)和较高含尘量(约20～30g/nm³)的高温(600～700℃)可燃废气。灰分中含有大量的碳粉(c)，此部分废气必须经过处理后才可以排放。由于可燃物含量很低，高温空气和冷空气混合后的温度约为350℃，并且由于不可燃物质的影响，所以此种废气不易稳定完全燃烧。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种处理钒钛还原回转窑废气装置的燃烧室结构及工艺，针对工艺要求和废气成分将废气处理为不含可燃物的安全废气，使燃烧后的废气可被余热锅炉等热回收设备进行热量回收，同时确保达标排放。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种处理钒钛还原回转窑废气装置的燃烧室结构，包括点火稳燃蓄热装置、二次风装置、燃烧室、可燃废气入口，所述燃烧室的一端连接可燃废气入口，另一端为燃烧烟气出口，在燃烧室的底部设有排灰口，在燃烧室的内壁上设有耐磨凸台，在燃烧室内出口处设有挡墙，所述二次风装置环向布置在燃烧室内壁中；所述点火稳燃蓄热装置设置在可燃废气入口、通向燃烧室，所述可燃废气入口为收缩扩散结构。

所述二次风装置包括二次风入口、二次风总管、二次风支管、二次风喷嘴，所述二次风入口从燃烧室端部引入，连接二次风总管，二次风总管环向布置在燃烧室的内壁中，若干个二次风支管轴向设置、径向均布在燃烧室的内壁中，二次风支管的端部连接二次风总管，二次风支管上设置有若干个二次风喷嘴与燃烧室连通，所述二次风喷嘴沿燃烧器轴向分布、与燃烧室径向倾斜设置，所有二次风喷嘴的倾斜方向一致。

所述二次风喷嘴沿燃烧室轴向以不同管径分组布置。

一种处理钒钛还原回转窑废气的燃烧工艺：

通过点火稳燃蓄热装置点火，在可燃废气入口向燃烧室内形成长明火焰，对燃烧室进行升温操作，控制燃烧室燃烧烟气出口处压力为0～-50pa；可燃废气被引射进入燃烧室内燃烧；当燃烧室温度达到800～900℃时开启二次风机，向燃烧室内通入二次旋流助燃风，调节二次风风量，控制燃烧室燃烧烟气出口温度为850～950℃；不可燃灰尘在燃烧室的燃烧段和燃尽段分两段进行沉降，燃烧段中的不可燃尘粒在运动中碰撞到顶壁耐磨凸台掉落下来落入排灰口，燃尽段的不可燃灰尘被挡墙阻挡，使灰尘落入最后的排灰口；不含可燃物的安全废气从燃烧室的燃烧烟气出口排出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的结构简单，易于工程实现。

1)本发明具有两级除尘功能，利用重力除尘原理，在燃烧段和燃尽段分两段进行除尘，可有效去除50％以上的不可燃灰尘，减小后续工段对设备的影响。燃烧段中的不可燃尘粒在运动中碰撞到顶壁凸起处时掉落下来落入第二、第三排灰斗。燃尽段处设有耐火耐磨挡墙，阻挡烟尘，使烟尘落入第四排灰斗。

2)本发明的二次风系统为径向切圆燃烧，二次风在燃烧室内为涡旋流场，使气体搅动剧烈，氧气和可燃物混合均匀，燃烧完全。

3)本发明的二次风有预热和隔热保温的功能，二次风管分布于燃烧室夹层之中，在加热过程中起到冷却炉壁的作用，可以节约隔热材料的消耗，节约设备投资15％。

4)本发明设有点火稳燃、蓄热装置，可以在点火口维持超过900℃的高温，保证燃料的稳定可燃，适应较大的燃料成分变化。

5)本发明为负压运行设备，环境友好，不冒火，不泄露污染物。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1的a-a断面图。

图3为图1的b-b断面图。

图4为本发明的整体外观图。

图中：1一次风换热引射装置，2可燃废气入口，3点火稳燃蓄热装置，4二次风装置，5燃烧室，2-1耐磨耐温层，2-2蓄热层，2-3隔热层，4-1二次风入口，4-2二次风总管，4-3二次风支管，4-4二次风喷嘴，5-1耐火材料，5-2挡墙，5-3防磨层，5-4燃烧烟气出口，5-5第二、第三排灰口，5-6第四排灰口，5-7耐磨凸台，5-8人孔门。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

见图1-图4，一种处理钒钛还原回转窑废气装置的燃烧室结构，包括点火稳燃蓄热装置3、二次风装置4、燃烧室5、可燃废气入口2，所述燃烧室5的一端连接可燃废气入口2，另一端为燃烧烟气出口5-4，在燃烧室5的底部设有排灰口，在燃烧室5的内壁上设有耐磨凸台5-7，在燃烧室5内出口处设有挡墙5-2，所述二次风装置4环向布置在燃烧室1内壁中；所述点火稳燃蓄热装置3设置在可燃废气入口2、通向燃烧室5，所述可燃废气入口2为收缩扩散结构。

可燃废气入口2由蓄热砖砌筑，从内到外依次为耐磨耐温层2-1，蓄热层2-2，隔热层2-3。

所述二次风装置4包括二次风入口4-1、二次风总管4-2、二次风支管4-3、二次风喷嘴4-4，所述二次风入口4-1从燃烧室5端部引入，连接二次风总管4-2，二次风总管4-2环向布置在燃烧室5的内壁中，若干个二次风支管4-3轴向设置、径向均布在燃烧室5的内壁中，二次风支管4-3的端部连接二次风总管4-2，二次风支管4-3上设置有若干个二次风喷嘴4-4与燃烧室5连通，所述二次风喷嘴4-4沿燃烧器5轴向分布、与燃烧室5径向倾斜设置，所有二次风喷嘴4-4的倾斜方向一致。二次风装置4的二次风入口4-1布置在燃烧室5的两侧，二次风总管4-2环向布置于燃烧室5端部。

所述二次风喷嘴4-4沿燃烧室5轴向以不同管径分组布置。

二次风装置4的形状不限于图中所示的圆形截面，也可以是方形或其他形状。二次风总管4-2和二次风支管4-3包覆在燃烧室5内壁的耐火材料5-1中。

燃烧室5由耐火材料5-1围成筒形，在燃烧室5上还设有检修人孔门5-8，燃烧室5外形不限于图中所示的圆形截面，也可以是方形。燃烧室5出口挡墙5-2平行于燃烧室5燃烧烟气出口5-4，错位上下布置，高度不小于燃烧室筒内半径，如果燃烧室为矩形，则高度不小于燃烧室立面高度的一半，最高是直径或内高的2/3，图2中所示是最小尺寸。

本发明还设置燃烧室出口温度计、燃烧室出口压力表。燃烧室出口压力表和燃烧室出口温度计位于燃烧室5燃烧烟气出口5-4。

燃烧室5出口压力由用户所选风机的风量大小调节进行控制。

点火稳燃蓄热装置3采用高热值可燃气体或液体，布置于可燃废气入口2、燃烧室5入口处。点火稳燃蓄热装置3采用燃烧机或燃气燃烧器或燃油燃烧器。点火稳燃蓄热装置3含有点火风机、火焰检测器、烧嘴、燃气燃油控制阀门和比例调节器。

稳燃蓄热装置3的蓄热功能为可燃废气入口2所用的蓄热层2-1所提供，蓄热层2-1采用蓄热材料砌筑，可以保持烧嘴处的温度高于900℃，保证可燃气体的稳定燃烧。

一种处理钒钛还原回转窑废气的燃烧工艺：

设备初始运行前必须进行吹扫，通过燃烧室5燃烧烟气出口5-4后方设置的风机将燃烧室5内部的可燃气体抽除。

通过点火稳燃蓄热装置3点火，在可燃废气入口2向燃烧室5内形成长明火焰，对燃烧室5进行升温操作，控制燃烧室5燃烧烟气出口5-4处压力为0～-50pa；可燃废气被引射进入燃烧室5内燃烧；当燃烧室5温度达到800～900℃时开启二次风机，向燃烧室5内通入二次旋流助燃风，调节二次风风量，控制燃烧室5燃烧烟气出口5-4温度为850～950℃；不可燃灰尘在燃烧室5的燃烧段和燃尽段分两段进行沉降，燃烧段中的不可燃尘粒在运动中碰撞到顶壁耐磨凸台5-7掉落下来落入排灰口，燃尽段的不可燃灰尘被挡墙5-2阻挡，使灰尘落入最后的排灰口；不含可燃物的安全废气从燃烧室5的燃烧烟气出口5-4排出。

可燃废气入口2连接一次风换热引射装置1，可燃废气先进入一次风换热引射装置1，通过一次风换热引射装置1将可燃废气引射入可燃废气入口2。