一种对管道内低温烟气直接加热的装置的制作方法

本实用新型属于环保节能器械技术领域，具体涉及一种对管道内的低温烟气直接加热的装置。

背景技术：

钢铁企业既是工业企业的能源消耗大户，又是环境污染的重点区域。钢铁企业的污染包含固废、废液和废气三种形态的多种类的污染，其中废气污染包括有害成分对环境的污染和温度对温室效应的影响。钢铁企业的废气主要来源于固体燃料和气体燃料燃烧后形成的一种气态废弃物，该气态废弃物（简称：烟气）不仅还有SO2、NOX等有害物质，而且还具有一定的温度，会带来周围环境温度的上升。现为了解决烟气的环境污染影响程度，在实现对烟气热量充分回收和除尘的基础上，又开始对烟气进行脱硫、脱硝、脱白等净化处置。目前烟气的脱硫方式主要有湿法、半干法和干法三种方式，脱硝方式主要包括活性炭和催化剂二种方法，但其前提是必须确保烟气含尘量低和具有180℃-280℃的温度条件，因此烟气经过脱硫再进行脱硝是比较合理的工艺，但因烟气经过脱硫后的温度约为50℃-160℃（湿法脱硫为下限值、干法脱硫为上限值），即低温烟气，故对脱硫后的低温烟气在进入脱硝前需要进行加热升温处理，否则不能满足工艺技术要求。

传统上对低温烟气加热的方式主要有采用外置加热炉法和热交换器法二种加热方式。外置热风炉加热法是将热风炉燃烧产生的高温烟气经热风管路进入低温烟气管道混合提高温度，考虑到热风炉燃烧后的高温烟气特点，加热炉必须配置耐材隔热和保温管道，这样不仅带来设备的投资较大，而且仍会因管道散热造成热量利用效率下降。热交换加热需要配置优质的高温介质才能实现升温目标，最终带来不经济，同时热交换器的选型和材质均会需较大的投资成本。

因此，获得对低温烟气合适的新加热方式，不仅可以最大程度地减少过程热损失，而且也能减少设备占地和投资额，同时具备动态调节加热温度的能力，这样才能满足现有烟气净化工艺技术要求。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对上述问题，提供一种对管道内的低温烟气直接加热的装置，将燃烧器直接安装在低温烟气管道上，通过燃烧器产生的高温废气直接与管道内的低温烟气进行混和并升温，以满足烟气净化处置工艺的温度要求。

本实用新型通过以下技术方案实现：

一种对管道内的低温烟气直接加热的装置，包括低温烟气道，所述装置还包括钢制短管、烟气紊流板、喷枪、枪包以及螺旋卡槽；所述钢制短管两端通过法兰与低温烟气道固定连接，钢制短管的内外表面分别设有耐火层和保温层；所述钢制短管内侧设有多个烟气紊流板，所述烟气紊流板与耐火层固定连接；所述钢制短管外侧设有多组喷枪和枪包，所述喷枪和枪包的个数相对应；枪包底部与保温层固定连接，枪包的口部倾斜设置并与钢制短管形成夹角，该夹角为锐角，所述喷枪通过枪包插入钢制短管的内部；所述螺旋卡槽设于枪包的口部，喷枪通过枪体上设置的卡栓与所述螺旋卡槽密封固定连接。

本实用新型更进一步改进方案是，所述喷枪配置有燃料通道、燃料阀、一次助燃空气阀、二次助燃空气阀以及电子点火器；所述电子点火器设于喷枪内部的燃料通道中，喷枪头部设有燃料阀，喷枪枪体两侧分别设有一次助燃空气阀和二次助燃空气阀；所述燃料阀、一次助燃空气阀以及二次助燃空气阀通过喷枪枪体与燃料通道连接。

本实用新型所述的钢制短管采用内衬耐材外配保温材料的结构，钢制短管长度由喷枪数量决定；所述烟气紊流器在短管内侧设置改变高温烟气方向的装置，目的是提高混合效果；所述喷枪是将燃料在助燃空气和电子点火器的共同作用下提供充分燃烧的场所；所述枪包和螺旋卡槽是将喷枪固定在钢制短管上，并采用90°的螺旋卡口装置进行固定和密封，这样方便于拆卸操作；所述电子点火器是在温度作用下自动通电点火，以确保燃料和助燃风始终持续燃烧状态。

本实用新型更进一步改进方案是，所述喷枪和枪包的个数由低温烟气道中烟气的温度和流量决定；相邻喷枪在钢制短管上间隔距离大于200mm。上述间隔距离的控制可以确保高低温烟气的充分混和。

本实用新型更进一步改进方案是，所述喷枪出口的断面与钢制短管径向垂直。上述垂直结构的设置可以减少高温废气直接冲击短管带来的损害。

本实用新型更进一步改进方案是，所述烟气紊流板以两个为一组，沿所述耐火层上下对称设于喷枪的出口处，每个喷枪对应设有一组烟气紊流板。

本实用新型更进一步改进方案是，所述耐火层采用砌砖或喷涂形成，所述耐火层的厚度为50-250mm。所述耐火层的厚度由燃料的热值和高温烟气量决定。

本实用新型更进一步改进方案是，所述保温层采用岩棉或玻璃棉进行保温，所述保温层厚度为50-100mm。

本实用新型更进一步改进方案是，所述钢制短管的直径与低温烟气道直径相同。

本实用新型与现有技术相比，具有如下优点：

(1)本实用新型所述的一种对管道内的低温烟气直接加热的装置能够实现对气体、液体和固体燃料进行燃烧从而产生高温废气管道中的低温烟气进行混和并升温，而且该喷枪具有在线点火功能，可以防止喷枪燃烧过程的突然变化并自动点火，以确保喷枪始终处于燃烧工作状态。操作过程中，可以利用流动的低温烟气对燃烧器进行冷却保护，此外也能对原低温烟气中含有的少量CO进行深度燃烧处理，最终通过调节燃烧器的高温烟气量来提高管道中低温烟气温度来满足烟气净化处置工艺的温度要求。

(2)本实用新型在充分利用低温烟气余热的基础上进行适当的加热升温，以满足烟气净化工艺技术要求，这样既能够充分利用低温烟气的余热，又能保护环境。

(3)本实用新型利用低温烟气的主要特点，喷枪的高温区域外壳在低温烟气的冷却保护下使用寿命较长，从而可以减少维修成本。

(4)本实用新型在原低温烟气管路上按照直接加热装置可以减少传统加热方式需要的占用一定的场地和加大的设备投资，有利于降低固定资产的投资成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型喷杆局部示意图。

图3是本实用新型高、低温烟气混合示意图

图中序号，1-钢制短管；2-烟气紊流板；3-喷枪；4-枪包；5-螺旋卡槽；6-低温烟气道；7-法兰；8-耐火层；9-保温层；10-卡栓；31-燃料通道；32-燃料阀、33-一次助燃空气阀、34-二次助燃空气阀、35-电子点火器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。

参阅图1-2，一种对管道内的低温烟气直接加热的装置，包括低温烟气道6，所述装置还包括钢制短管1、烟气紊流板2、喷枪3、枪包4以及螺旋卡槽5；所述钢制短管1两端通过法兰7与低温烟气道6固定连接，钢制短管1的内外表面分别设有耐火层8和保温层9；所述钢制短管1内侧设有多个烟气紊流板2，所述烟气紊流板2与耐火层8固定连接；所述钢制短管1外侧设有多组喷枪3和枪包4，所述喷枪3和枪包4的个数相对应；枪包4底部与保温层9固定连接，枪包4的口部倾斜设置并与钢制短管1形成夹角，该夹角为锐角，所述喷枪3通过枪包4插入钢制短管1的内部；所述螺旋卡槽5设于枪包4的口部，喷枪3通过枪体上设置的卡栓10与所述螺旋卡槽5密封固定连接。

本实施例中，所述喷枪3配置有燃料通道31、燃料阀32、一次助燃空气阀33、二次助燃空气阀34以及电子点火器35；所述电子点火器35设于喷枪3内部的燃料通道31中，喷枪3头部设有燃料阀32，喷枪3枪体两侧分别设有一次助燃空气阀33和二次助燃空气阀34；所述燃料阀32、一次助燃空气阀33以及二次助燃空气阀34通过喷枪枪体与燃料通道31连接。

本实施例中，所述喷枪3和枪包4的个数由低温烟气道中烟气的温度和流量决定；相邻喷枪3在钢制短管上间隔距离大于200mm。

本实施例中，所述喷枪3出口的断面与钢制短管1径向垂直。

本实施例中，所述烟气紊流板2以两个为一组，沿所述耐火层8上下对称设于喷枪3的出口处，每个喷枪3对应设有一组烟气紊流板2。

本实施例中，所述耐火层8采用砌砖或喷涂形成，所述耐火层8的厚度为50-250mm。

本实施例中，所述保温层9采用岩棉或玻璃棉进行保温，所述保温层9厚度为50-100mm。

本实施例中，所述钢制短管1的直径与低温烟气道6直径相同。

参见图3，本实用新型的具体运行过程如下：

一、将与低温烟气管道6直径相同的钢制短管1通过法兰7安装在加热的低温烟气管道6上，将喷枪3插入钢制短管1的枪包4内，并利用螺旋卡槽5紧固好；

二、打开电子点火器35，开启燃料阀32和一次助燃空气阀33，在电子点火器8的作用下使喷枪3点燃；

三、通过调节燃料的流量以及一次助燃空气阀33、二次助燃空气阀34中空气流量来实现喷枪3的最佳燃烧状态，喷枪3燃烧后的高温烟气从喷枪出口冲出后遇到烟气紊流板2并改变气流方向，与管道中的低温烟气接触并对其加热，从而实现烟气净化处置工艺中高、低温烟气的充分混和。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。