CN103968409A - 一种高温低氧燃烧装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温低氧燃烧装置，包括有燃烧系统、蓄热系统、中央控制系统、烟气回抽系统；其中，所述燃烧系统包括炉膛和一延伸入炉膛的烧嘴，该烧嘴连接有燃料供应管道；所述蓄热系统包括有第一蓄热室与第二蓄热室、一四通换向阀、与四通换向阀连接的鼓风机以及引风机、进风管道和排风管道；所述烟气回抽系统包括有进风管道与排风管道之间的烟气回抽管道和回抽风机。通过中央控制系统的控制，由烟气回抽系统将一定流量的不含氧气的烟气抽回进风管道，将进风管道内的助燃气体氧气含量降低到设计的水平形成低氧助燃气体，再通过蓄热系统将进风管道内的低氧助燃气体送入炉膛与燃料混合，实现高温低氧燃烧。
Description
技术领域
本发明属于熔炉燃烧技术领域，涉及一种高温低氧燃烧装置。
背景技术
在我国的有色金属工业中，为了减少熔化炉生产过程中的燃料消耗，近几年以燃料加热方式对物料进行熔化。随着能源价格不断上涨，燃料的消耗成本在加工成本中所占比例越来越高，并伴随自然资源的大量消耗及大量的碳排放。火焰不换向式高温空气燃烧技术可以大量节省燃料，降低碳排放，因而被许多企业采用。
但该高温空气燃烧技术组织燃料在高温条件下燃烧，极大地提高了热力型氮氧化物（NOx）的生成量，导致污染物NOx的大量排放。
同时，该高温空气燃烧技术组织燃料在高温条件下燃烧，也极大地提高了工件的氧化速度和氧化量（即烧损），降低了成品率，造成极大的浪费。
故，针对上述现有技术存在的缺陷，实有必要进行开发研究，以提供一种方案，在节省燃料的同时，减少物料的烧损和氮氧化物的生成。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种高温低氧燃烧装置，可使燃料在低氧条件下充分燃烧，在节能的同时，极大地降低烧损和NOx的排放量。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种高温低氧燃烧装置，包括有燃烧系统、蓄热系统、中央控制系统、烟气回抽系统；其中，所述燃烧系统包括炉膛和一延伸入炉膛的烧嘴，该烧嘴连接有燃料供应管道；所述蓄热系统包括分别通过第一连接风口，第二连接风口连接炉膛的第一蓄热室与第二蓄热室、连接于第一蓄热室与第二蓄热室之间的四通换向阀、与四通换向阀连接的鼓风机以及引风机、连接四通换向阀与鼓风机和引风机的进风管道和排风管道；所述烟气回抽系统包括有进风管道与排风管道之间的烟气回抽管道和回抽风机。
进一步地，所述第一蓄热室与四通换向阀之间通过第一连接管道连接；而所述第二蓄热室与四通换向阀之间通过第二连接管道连接。
进一步地，所述四通换向阀通过进风管道连接鼓风机。
进一步地，所述四通换向阀通过排风管道连接引风机。
进一步地，所述烟气回抽管道连接回抽烟气入口与回抽烟气出口，烟气回抽管道中间连接有回抽风机。
本发明通过中央控制系统的控制，由进风管道与排风管道之间的烟气回抽系统，将一定流量的不含氧气的烟气抽回进风管道，将进风管道内的助燃气体氧气含量降低到设计的水平形成低氧助燃气体；低氧助燃气体再通过第一蓄热室与第二蓄热室、四通换向阀等组成的蓄热系统将进风管道内的低氧助燃气体加热到1100 ℃ 以上的高温送入炉膛，与燃烧系统的烧嘴送入的燃料混合，实现高温低氧燃烧。
附图说明
图1是本发明的结构原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语 “上”、“下”、“前”、“后”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参照图1所示，本发明高温低氧燃烧装置包括有燃烧系统、蓄热系统、中央控制系统（未图示）和烟气回抽系统；其中，所述燃烧系统包括炉膛和一延伸入炉膛的烧嘴，该烧嘴连接有燃料供应管道；所述蓄热系统包括分别通过第一连接风口2，第二连接风口18连接炉膛1的第一蓄热室3与第二蓄热室16、连接于第一蓄热室3与第二蓄热室16之间的四通换向阀11、与四通换向阀11连接的鼓风机15以及引风机7、连接四通换向阀与鼓风机和引风机的进风管道14和排风管道10；所述烟气回抽系统包括有进风管道14与排风管道10之间的烟气回抽管道6和回抽风机8；所述中央控制系统包括有电控柜、电控柜、以及各部件之间的若干信号线。
所述第一蓄热室3与四通换向阀11之间通过第一连接管道5连接；而所述第二蓄热室16与四通换向阀11之间通过第二连接管道13连接。所述四通换向阀11通过进风管道14连接鼓风机15，所述四通换向阀11还通过排风管道10连接引风机7。
所述烟气回抽管道6连接回抽烟气入口9与回抽烟气出口12，烟气回抽管道6中间连接有回抽风机8.
工作时，由鼓风机15送入的常温空气、回抽风机8回抽的低温烟气在进风管道14中混合形成低氧助燃气体，通过四通换向阀11、再经过第一连接管道5进入第一蓄热室3时，第一蓄热室3内的耐火蓄热球的热量传给了低氧助燃气体，使低氧助燃气体升温达到1100℃以上的高温，经过第一连接风口2进入炉膛，该高温低氧助燃气体在炉膛内与烧嘴17供应的燃料形成高温低氧的燃烧环境；燃烧产物（烟气）经过第二连接风口18进入第二蓄热室16，将热量传给第二蓄热室16内的耐火蓄热球。烟气温度从1200℃降低到150℃以下，从第二连接管道13、四通换向阀11进入排风管道10。低温烟气由于引风机7和回抽风机8的作用，到达回抽烟气入口9处时分流成两个部分，一部份经过引风机7排放到环保烟道中，另一部分经过回抽风机8进入进风管道14与空气混合形成低氧助燃气体。
当换向阀11换向后，低氧助燃气体通过四通换向阀11、再经过第二连接管道13进入第二蓄热室16时，第二蓄热室16内的耐火蓄热球由吸热变为放热，将热量传给了低氧助燃气体，使低氧助燃气体升温达到1100℃以上的高温，经过第二连接风口18进入炉膛1，该高温低氧助燃气体在炉膛内与烧嘴17供应的燃料形成高温低氧燃烧；燃烧产物（烟气）经过第一连接风口2进入第一蓄热室3，这时第一蓄热室3内的耐火蓄热球不再是放热而是吸收烟气中的热量，将烟气的温度降到150度以下，从第一连接管道5、四通换向阀11进入排风管道10。
由此可见，随着换向阀的换向，从第一连接管道5到第二连接管道13之间的气体和热量流动方向都已经切换方向。进气、烟气排放反复更换，耐火球放热、蓄热也伴随变化，低氧助燃气体温度始终保持在1000-1100℃（比炉温低80~150℃）、排烟温度也始终保持在150度以下。这样就将大量的烟气余热回送到了炉膛内部重复使用，同时又实现了低氧气浓度下的燃烧组织方式。
本发明实施例中，所述四通换向阀11和鼓风机15、引风机7、回抽风机8等都置于电脑的控制下，可实现对各部件的自动调节控制。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高温低氧燃烧装置，包括有燃烧系统、蓄热系统、中央控制系统，其特征在于：还包括有烟气回抽系统；其中，所述燃烧系统包括炉膛和一延伸入炉膛的烧嘴，该烧嘴连接有燃料供应管道；所述蓄热系统包括分别通过第一连接风口，第二连接风口连接炉膛的第一蓄热室与第二蓄热室、连接于第一蓄热室与第二蓄热室之间的四通换向阀、与四通换向阀连接的鼓风机以及引风机、连接四通换向阀与鼓风机和引风机的进风管道和排风管道；所述烟气回抽系统包括有进风管道与排风管道之间的烟气回抽管道和回抽风机。
2.如权利要求1所述的高温低氧燃烧装置，其特征在于：所述第一蓄热室与四通换向阀之间通过第一连接管道连接；而所述第二蓄热室与四通换向阀之间通过第二连接管道连接。
3.如权利要求2所述的高温低氧燃烧装置，其特征在于：所述四通换向阀通过进风管道连接鼓风机。
4.如权利要求3所述的高温低氧燃烧装置，其特征在于：所述四通换向阀通过排风管道连接引风机。
5.如权利要求1所述的高温低氧燃烧装置，其特征在于：所述烟气回抽管道连接回抽烟气入口与回抽烟气出口，烟气回抽管道中间连接有回抽风机。
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