CN104100972A - 一种再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器及其实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器及其实现方法。一种再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器的实现方法，包括将蓄热室与烧嘴连接在一起，其特征在于，还包括：将蓄热室设置成上为蓄热部、下为倾斜通道的结构；在所述蓄热部内竖直安装蓄热体；在所述蓄热体的上方安装用于引入助燃空气及排除烟气的气体进出口；将所述倾斜通道设置成竖直段和拐角段，使所述竖直段位于所述蓄热体之下，使所述拐角段倾斜向下延伸，并使其上端连通所述竖直段；将所述烧嘴安置在所述蓄热室的下方。本发明改变了常规蓄热式燃烧器排烟及燃烧方式带来的问题，大大减少积灰堵塞蓄热体通道，更换蓄热球周期大大延长，燃烧效率更高，NOx物排放大大降低。

Description

一种再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器及其实现方法

技术领域

本发明涉及一种用于再生铝熔炼行业的蓄热式燃烧器，尤其涉及一种再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器及其实现方法。

背景技术

目前，再生铝熔炼行业普遍采用常规蓄热式燃烧器，常规蓄热式燃烧器中的蓄热体能够将烟气中的热量积蓄起来传递给助燃空气，起到了热交换器的作用，节能效果比较显著。但是，常规结构的蓄热式燃烧器应用于再生铝熔炼行业存在以下两个主要的缺点：

1、再生铝熔炼行业所采用的熔炼材料多为回收的垃圾废铝，而垃圾废铝含有的杂质太多，致使其燃烧时产生的烟气中含有大量的粉尘及杂质，而且成份复杂。常规蓄热式燃烧器为烧嘴位于蓄热室上方的结构，燃烧时产生的热烟气会自上而下进入到蓄热室进行换向循环工作，烟气中含有大量的粉尘及杂质会积聚在蓄热体上方，致使蓄热体通道非常易堵，通常只要一个星期基至更短就需更换蓄热球，故而劳动操作强度很大，而一旦换球不及时，能耗就会迅速增加，节能效果受到很大影响；

2、目前国内大多数蓄热式燃烧器内部结构均采用中间部位走燃料，周围走预热空气（预热后的助燃空气）的形式，该形式会造成以下缺点：预热空气温度达到800℃以上时，NOx物生成量急剧增加，环保指标超标；中间的燃料喷射组件（燃料套管和燃料喷枪）长期处于高温且带腐蚀性的烟气环境中，很容易被烧坏，即使通入冷却风进行保护，使用寿命也很短。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器的实现方法。本发明对常规蓄热式燃烧器的结构做了一系列改进，不仅使该再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器的换球周期延长，具备良好的节能效果；而且使燃料和助燃空气充分混合后燃烧，降低了NOx物排放量。

本发明的另一目的是提供一种再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器。

根据本发明第一目的，提供了一种再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器的实现方法，包括将蓄热室与烧嘴连接在一起，优选地：

将蓄热室设置成上为蓄热部、下为倾斜通道的结构；

在所述蓄热部内竖直安装蓄热体；

在所述蓄热体的上方安装用于引入助燃空气及排除烟气的气体进出口；

将所述倾斜通道设置成竖直段和拐角段，使所述竖直段位于所述蓄热体之下，使所述拐角段倾斜向下延伸，并使其上端连通所述竖直段；

将所述烧嘴安置在所述蓄热室的下方；

其中，当燃烧器处于蓄热状态时，炉腔内的热烟气依次经过烧嘴、倾斜通道的拐角段和竖直段、蓄热体和气体进出口后向上排出；

其中，当燃烧器处于燃烧状态时，助燃空气向下流动进入所述蓄热室预热后，通过所述烧嘴进入炉腔内，并且助燃空气在烧嘴内与燃料充分混合后进行燃烧，在炉腔内产生热烟气；

其中，在含有大量粉尘的所述热烟气经由所述蓄热体向上排出时，利用所述粉尘的重力使其积聚在所述拐角段上，从而避免蓄热体被粉尘堵塞的现象发生。

优选地，将所述烧嘴安置在所述蓄热室的下方的骤包括：将所述烧嘴倾斜向下设置，并使其上端连通所述拐角段，使其下端连通所述炉腔。

优选地，所述蓄热部和所述倾斜通道通过其外部设置的蓄热床将所述蓄热部和所述倾斜通道固定并连通；

其中，在所述蓄热床上且对应于所述蓄热体的底部位置处设置卸球口；所述卸球口的下方设置清灰口。

优选地，所述蓄热体由呈蜂窝状排列的蓄热球组成，且其下端连接固定有挡板砖；

其中，含有大量粉尘的所述热烟气经由所述由蓄热球组成的蓄热体向上排出时，所述粉尘会积聚在所述拐角段的蓄热床的底部倾斜面上并被清除。

优选地，所述清除积聚在所述拐角段的蓄热床的底部倾斜面上的所述粉尘的步骤包括：

当燃烧器处于燃烧状态时，积聚在所述拐角段的蓄热床的底部倾斜面上的大部分所述粉尘被从所述气体进出口进入并向下流动的助燃空气吹进炉腔内；

积聚在所述拐角段的蓄热床的底部倾斜面上的小部分所述粉尘通过人工定期从清灰口清除。

优选地，所述预热后的助燃空气在烧嘴内与燃料充分混合后进行燃烧的步骤包括：

在所述烧嘴的烧嘴砖上开设多个通孔，并在所述多个通孔内安装多个燃料枪；

安装在不同通孔中的不同燃料枪分别以不同的喷射角度向烧嘴喷口内喷射燃料；

所述烧嘴砖上开设的任意相邻的两个通孔的轴线与所述烧嘴喷口中心线形成不同夹角；

所述以不同喷射角度喷射的燃料与所述预热后的助燃空气在所述烧嘴喷口内充分混合后进行燃烧。

根据本发明第二目的，提供了一种再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器，包括相连接的蓄热室和烧嘴，所述烧嘴安置在所述蓄热室的下方；所述蓄热室由上为蓄热部、下为倾斜通道的结构设置而成；所述蓄热部内竖直安装有蓄热体，所述蓄热体的上方安装有用于引入助燃空气及排除烟气的气体进出口；所述倾斜通道设置成竖直段和拐角段，所述竖直段位于所述蓄热体之下，所述拐角段倾斜向下延伸，并且其上端连通所述竖直段。

优选地，所述烧嘴为倾斜向下设置，并且其上端与所述拐角段连通，其下端与炉腔连通。

优选地，所述蓄热部和所述倾斜通道的外部设置有将其固定并连通的蓄热床；

其中，在所述蓄热床上且对应于所述蓄热体的底部位置处设置有卸球口；所述卸球口的下方设置有清灰口；

其中，所述蓄热体由呈蜂窝状排列的蓄热球组成，且其下端连接固定有挡板砖。

优选地，所述烧嘴的烧嘴砖上开设有多个通孔；

其中，所述烧嘴砖上的开设的任意相邻的两个通孔的轴线与烧嘴喷口中心线的夹角不同。

本发明的有益效果体现在以下方面：

1）将蓄热室竖直向上设置于烧嘴之上，使烟气通过竖直设置的蓄热体向上排出，解决了积灰极易堵塞蓄热体通道的问题，从而延长了更换蓄热球的时间，减轻劳动强度，能耗也随之降低；

2）将蓄热室的下部设置成倾斜通道的结构，积聚在蓄热室倾斜通道拐角段的蓄热床上的大部分的灰尘可以通过自上而下进入的助燃空气吹进炉腔内，减轻人工处理的强度；

3）烧嘴砖上开设的任意相邻的两个通孔的轴线与烧嘴喷口中心线形成不同夹角，可以避免相邻燃料枪喷射的燃料同时在一个区间与助燃空气混合，避免了燃烧过于集中，进而避免燃烧温度峰值过高，抑制了NOx物的形成。

附图说明

图1是常规蓄热室燃烧器结构示意图；

图2是本发明再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器结构示意图；

图3是图2所示A-A剖视图；

图4是本发明烧嘴砖上开设的任意两个相邻通孔轴线与烧嘴喷口中心线的夹角示意图；

图5是处于燃烧状态的常规蓄热室燃烧器的气流走向图；

图6是处于蓄热状态的常规蓄热室燃烧器的气流走向图；

图7是处于燃烧状态的再生铝熔炼专用蓄热室燃烧器的气流走向图；

图8是处于蓄热状态的再生铝熔炼专用蓄热室燃烧器的气流走向图。

附图标记说明：1-蓄热室；11-蓄热体；12-竖直段；13-拐角段；14-蓄热床；141-卸球口；142-清灰口；2-烧嘴；21-烧嘴砖；211-通孔；22-烧嘴喷口；23-燃料枪；24-点火长明枪；3-气体进出口；4-挡板砖；5-连接件。

具体实施方式

如图1所示是目前普遍使用的常规蓄热室燃烧器结构示意图，包括：通过连接件5连接在一起的蓄热室1和烧嘴2，蓄热室1设置在烧嘴2的下方。其中，烧嘴2包括烧嘴砖21、烧嘴喷口22以及安装在烧嘴砖内的点火长明枪24；燃料枪23设置在连接件7的中心；蓄热室1包括竖直设置的蓄热体11和安置在蓄热体11外部的蓄热床14；气体进出口3位于蓄热体11的下方。

如图5所示，当常规蓄热室燃烧器处于燃烧状态时，助燃空气从位于蓄热体下方的气体进出口向上流动进入烧嘴，同时燃料枪向烧嘴喷口内喷射燃料，由于只有一支位于中心部位的燃料枪，致使喷射的燃料集中在一个区域与助燃空气混合燃烧，造成燃烧温度峰值过高，形成大量的NOx物。

如图6所示，当常规蓄热室燃烧器处于蓄热状态时，炉内烟气由烧嘴喷口中心吸入，此时燃料抢停止喷射燃料，烟气向下穿过蓄热体后从气体进出口排出，使烟气中含有的粉尘大量积聚在了蓄热体的上方，逐渐堵塞气体流经蓄热体的通道，增加更换蓄热球的频率，使劳动强度加大，而且更换蓄热球一旦不及时，能耗就会迅速增加，节能效果受到很大影响；并且燃料枪长期处于高温烟气的环境中，非常容易烧损。

本发明的再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器的实现方法解决了这些问题。

下面详细介绍本发明再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器的实现方法：如图2所示，在常规蓄热式燃烧器的基础上做了一系列改进，取消了连接件，直接将蓄热室1与烧嘴2连接在一起，且将烧嘴2安置在蓄热室1的下方，该结构不仅延长更换蓄热球的周期，具备良好的节能效果，而且具备NOx物排放低的特点。

具体步骤为，将蓄热室1设置成上为蓄热部、下为倾斜通道的结构，在所述蓄热部内竖直安装蓄热体11，在所述蓄热体的上方安装用于引入助燃空气及排除烟气的气体进出口3；将与所述蓄热部连通的倾斜通道设置成竖直段12和拐角段13，使所述竖直段位于所述竖直设置的蓄热体之下，并且蓄热体与竖直段之间还连接固定有挡板砖4；使所述拐角段倾斜向下延伸并使其上端连通所述竖直段。将烧嘴2倾斜向下设置，并且倾斜角度与所述拐角段一致；将烧嘴2的上端连通所述拐角段，下端连通炉腔。

具体地，如图2所示，所述蓄热部和倾斜通道的外部结构为将其固定并连通的蓄热床。蓄热部的蓄热床为竖直结构，倾斜通道的蓄热床包括竖直结构和拐角结构两部分。其中，在蓄热部的蓄热床上且对应于所述蓄热体的底部位置处设置有用于卸除蓄热球（蓄热体由呈蜂窝状排列的蓄热球组成）的卸球口141；在倾斜通道的蓄热床上设置有清灰口142，该清灰口142与卸球口在同一平面上且位于其下方，便于清灰。

如图2所示，烧嘴2具有烧嘴砖21、烧嘴喷口22及燃料枪23，如图3所示，烧嘴2还具有长明点火枪24，其中，烧嘴砖21开设有通向烧嘴喷口22的多个通孔211，且多个通孔211中安装有多支用于喷射燃料的燃料枪和一支长明点火枪，可根据实际工程需要，使安装在不同通孔中的不同燃料枪分别以不同的喷射角度向烧嘴喷口内喷射燃料，特别的，如图4所示，将烧嘴砖上开设的任意相邻的两个通孔的轴线与烧嘴喷口中心线形成不同夹角。

根据本发明再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器的实现方法而实现的再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器详细结构不再赘述，如图2所示。

下面将结合附图详细介绍本发明实现的再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器的燃烧和排烟蓄热方法。

如图7所示，当本发明再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器处于燃烧状态时，助燃空气经气体进出口3向下流动进入蓄热体11预热，预热后的助燃空气继续向下依次经过倾斜通道的竖直段12和拐角段13进入烧嘴，通过烧嘴的烧嘴喷口22进入炉腔内，同时安装在不同通孔中的不同燃料枪以不同喷射角度向烧嘴喷口内喷射燃料，特别的，任意相邻的两个燃料枪以不同喷射角度向烧嘴喷口内喷射燃料，以这种方式喷射的燃料与预热后的助燃空气在烧嘴喷口内充分混合后进行燃烧，燃烧后在炉腔内产生热烟气，这样可以避免燃料同时在一个区域与空气混合，避免了燃烧过于集中，从而避免燃烧温度峰值过高，抑制了NOx物的形成。

如图8所示，当本发明再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器处于蓄热状态时，在炉腔内形成的热烟气依次经过烧嘴的烧嘴喷口、倾斜通道的拐角段和竖直段以及竖直设置的蓄热体，由气体进出口向上排出。热烟气在经由蓄热球组成的蓄热体向上排出时，将其内含有的热量积蓄在蓄热体内，同时其内含有的大量粉尘由于重力作用不会积聚在蓄热体的上方，而是积聚在倾斜通道的拐角段上，从而避免蓄热体被粉尘堵塞的现象发生。这样一来，更换蓄热球的周期将大大延长，操作劳动强度降低，能耗指标更加稳定。

如图8所示，具体的，热烟气中含有的大量粉尘积聚在倾斜通道拐角段的蓄热床的底部倾斜面上。当燃烧器处于燃烧状态时，积聚在所述拐角段的蓄热床的底部倾斜面上的大部分粉尘被从气体进出口进入并向下流动的助燃空气吹进炉腔内；小部分所述粉尘通过人工定期从清灰口清除，可以解决灰尘积聚的问题。

本发明改变了常规蓄热式燃烧器排烟及燃烧方式带来的问题，大大减少积灰堵塞蓄热体通道，更换蓄热球周期大大延长，燃烧效率更高，NOx物排放大大降低。

尽管上述对本发明做了详细说明，但本发明不限于此，本技术领域的技术人员可以根据本发明的原理进行修改，因此，凡按照本发明的原理进行的各种修改都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器的实现方法，包括将蓄热室与烧嘴连接在一起，其特征在于，还包括：

将蓄热室设置成上为蓄热部、下为倾斜通道的结构；

在所述蓄热部内竖直安装蓄热体；

在所述蓄热体的上方安装用于引入助燃空气及排除烟气的气体进出口；

将所述倾斜通道设置成竖直段和拐角段，使所述竖直段位于所述蓄热体之下，使所述拐角段倾斜向下延伸，并使其上端连通所述竖直段；

将所述烧嘴安置在所述蓄热室的下方；

其中，当燃烧器处于蓄热状态时，炉腔内的热烟气依次经过烧嘴、倾斜通道的拐角段和竖直段、蓄热体和气体进出口后向上排出；

其中，当燃烧器处于燃烧状态时，助燃空气向下流动进入所述蓄热室预热后，通过所述烧嘴进入炉腔内，并且助燃空气在烧嘴内与燃料充分混合后进行燃烧，在炉腔内产生热烟气；

其中，在含有大量粉尘的所述热烟气经由所述蓄热体向上排出时，利用所述粉尘的重力使其积聚在所述拐角段上，从而避免蓄热体被粉尘堵塞的现象发生。

2.如权利要求1所述的再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器的实现方法，其特征在于，将所述烧嘴安置在所述蓄热室的下方的骤包括：将所述烧嘴倾斜向下设置，并使其上端连通所述拐角段，使其下端连通所述炉腔。

3.如权利要求2所述的再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器的实现方法，其特征在于，所述蓄热部和所述倾斜通道通过其外部设置的蓄热床将所述蓄热部和所述倾斜通道固定并连通；

其中，在所述蓄热床上且对应于所述蓄热体的底部位置处设置卸球口；所述卸球口的下方设置清灰口。

4.如权利要求3所述的再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器的实现方法，其特征在于，所述蓄热体由呈蜂窝状排列的蓄热球组成，且其下端连接固定有挡板砖；

其中，含有大量粉尘的所述热烟气经由所述由蓄热球组成的蓄热体向上排出时，所述粉尘会积聚在所述拐角段的蓄热床的底部倾斜面上并被清除。

5.如权利要求4所述的再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器的实现方法，其特征在于，所述清除积聚在所述拐角段的蓄热床的底部倾斜面上的所述粉尘的步骤包括：

当燃烧器处于燃烧状态时，积聚在所述拐角段的蓄热床的底部倾斜面上的大部分所述粉尘被从所述气体进出口进入并向下流动的助燃空气吹进炉腔内；

积聚在所述拐角段的蓄热床的底部倾斜面上的小部分所述粉尘通过人工定期从清灰口清除。

6.如权利要求5所述的再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器的实现方法，其特征在于，所述预热后的助燃空气在烧嘴内与燃料充分混合后进行燃烧的步骤包括：

在所述烧嘴的烧嘴砖上开设多个通孔，并在所述多个通孔内安装多个燃料枪；

安装在不同通孔中的不同燃料枪分别以不同的喷射角度向烧嘴喷口内喷射燃料；

所述烧嘴砖上开设的任意相邻的两个通孔的轴线与所述烧嘴喷口中心线形成不同夹角；

所述以不同喷射角度喷射的燃料与所述预热后的助燃空气在所述烧嘴喷口内充分混合后进行燃烧。

7.一种再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器，包括相连接的蓄热室和烧嘴，其特征在于，所述烧嘴安置在所述蓄热室的下方；所述蓄热室由上为蓄热部、下为倾斜通道的结构设置而成；所述蓄热部内竖直安装有蓄热体，所述蓄热体的上方安装有用于引入助燃空气及排除烟气的气体进出口；所述倾斜通道设置成竖直段和拐角段，所述竖直段位于所述蓄热体之下，所述拐角段倾斜向下延伸，并且其上端连通所述竖直段。

8.如权利要求7所述的再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器，其特征在于，所述烧嘴为倾斜向下设置，并且其上端与所述拐角段连通，其下端与炉腔连通。

9.如权利要求8所述的再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器，其特征在于，所述蓄热部和所述倾斜通道的外部设置有将其固定并连通的蓄热床；

其中，在所述蓄热床上且对应于所述蓄热体的底部位置处设置有卸球口；所述卸球口的下方设置有清灰口；

其中，所述蓄热体由呈蜂窝状排列的蓄热球组成，且其下端连接固定有挡板砖。

10.如权利要求9所述的再生铝熔炼专用蓄热式燃烧器，其特征在于，所述烧嘴的烧嘴砖上开设有多个通孔；

其中，所述烧嘴砖上的开设的任意相邻的两个通孔的轴线与烧嘴喷口中心线的夹角不同。