CN106766888A - 熔炼炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了熔炼炉，包括：炉体，设置第一开口和第二开口；燃烧组件，包括第一子燃烧组件和第二子燃烧组件，均包括依次相连的蓄热室、第一通道和第二通道，第一子燃烧组件与第一开口相连通，第二子燃烧组件与第二开口相连通，蓄热室内包括蓄热区和混合区，蓄热区依次填充有蓄热体小球和脱硝蓄热体；空气管组件，分别与第一子燃烧组件和第二子燃烧组件连通；煤气管组件，分别与第一子燃烧组件和第二子燃烧组件相连；还原剂供给组件，分别与第一子燃烧组件和第二子燃烧组件上的还原剂喷枪相连；排烟管组件，分别与第一子燃烧组件和第二子燃烧组件相连通。采用该熔炼炉可以显著降低烟气中氮氧化物排放，并且烟气余热得到充分利用。

Description

熔炼炉

技术领域

本发明属于燃气蓄热脱硝燃烧技术领域，具体而言，本发明涉及熔炼炉。

背景技术

随着我国经济的飞速发展，天然气、石油和煤等化石燃料等能源得到更加广泛的应用，使得环境问题日益严峻，因此引起了一系列环境问题，如酸雨、臭氧层破坏、温室效应等，使得我们的生存环境愈加严峻。我国以煤炭为主的能源结构决定了我国的氮氧化物和硫氧化物排放量一直处于居高不下的状况，大量污染性气体的排放，使得环境问题日益严峻，不仅严重影响我国人民的生产生活，而且不利于我国经济的可持续发展。因此，环境问题得到了国家越来越多的关注。

人类活动排放的NO_X90％以上来自燃料燃烧过程。各种工业炉窑、民用炉灶、机动车及其他内燃机中的燃料高温燃烧时，燃料中的含氮物质氧化生成NO_X，参与燃烧的空气中的N₂和O₂也会生成NO_X。从能源结构来看，我国的一次能源和发电能源构成中，煤占据了绝对的主导地位。并且我国80％以上的煤是直接燃烧的，特别是用于电站、工业锅炉及民用锅炉中。因此，相当长的时期内，烟气中的NO_X排放是导致我国大气NO_X污染的一个主要因素，如何减少固定源排放的NO_X是大气环境治理的一个重要课题。

因此，现有燃烧过程产生氮氧化物污染环境的问题亟待解决。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种熔炼炉，采用该熔炼炉可以显著降低烟气中氮氧化物排放，并且烟气余热得到充分利用。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种熔炼炉。根据本发明的实施例的，所述熔炼炉包括：

炉体，所述炉体的侧壁上设置第一开口和第二开口；

燃烧组件，所述燃烧组件包括第一子燃烧组件和第二子燃烧组件，所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件均包括依次相连的蓄热室、第一通道和第二通道，所述第一子燃烧组件上的第二通道与所述第一开口相连通，所述第二子燃烧组件上的第二通道与所述第二开口相连通，所述蓄热室内自上而下包括被格栅间隔开的蓄热区和混合区，所述蓄热区依次填充有蓄热体小球和脱硝蓄热体，并且所述蓄热体小球靠近所述第一通道，所述混合区靠近所述脱硝蓄热体的一侧设置有还原剂喷枪，所述混合区的底端布置有清灰孔，所述第一通道上设置有点火枪，所述第二通道上设置有煤气喷枪；

空气管组件，所述空气管组件分别与所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件上的靠近所述脱硝蓄热体的一侧相连通，并且所述空气管组件交替地向所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件提供空气；

煤气管组件，所述煤气管组件分别与所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件上的煤气喷枪相连，并且所述煤气管组件交替地向所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件提供煤气；

还原剂供给组件，所述还原剂供给组件分别与所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件上的还原剂喷枪相连，并且所述还原剂供给组件交替地向所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件内的混合区提供还原剂；

排烟管组件，所述排烟管组件分别与所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件上的靠近所述脱硝蓄热体的一侧相连通；

其中，所述空气管组件和所述煤气管组件同时向所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件中的其中一个提供空气和煤气时，所述还原剂供给组件向所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件中的另一个供给所述还原剂，并且烟气从所述排烟管组件的与第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件中的另一个连通的部分排出。

根据本发明实施例的熔炼炉通过在炉体上设置与炉膛相连通的且具有蓄热室的第一个第二燃烧组件，使得两个燃烧组件蓄热和放热状态交替进行，当一个燃烧组件处于蓄热状态时，炉膛内的高温烟气进入蓄热室进行蓄热，并且在蓄热室中于脱硝蓄热体和还原剂的作用下可以脱除烟气中的氮氧化物，从而使得烟气达标排放(NO_x含量可控制在40～60PPm，脱除率可达98％以上)，而当该燃烧组件处于放热状态时，常温空气经蓄热室在脱硝蓄热体和蓄热体小球的作用下预热后再供给至炉膛中参与燃烧，从而使得烟气余热得以充分利用，而与其他单独设置脱硝装置的技术相比，本申请起脱硝作用的蓄热体结构简单且成本低廉。由此，本申请中通过将脱硝和蓄热技术有效结合，可以在实现降低烟气中氮氧化物排放的同时实现烟气余热的充分利用。

另外，根据本发明上述实施例的熔炼炉还可以具有如下附加的技术特征：

在本发明的一些实施例中，所述空气管组件包括：空气总管；第一空气支管和第二空气支管，所述第一空气支管分别与所述空气总管和所述第一子燃烧组件上的靠近所述脱硝蓄热体的一侧相连通，所述第二空气支管分别与所述空气总管和所述第二子燃烧组件上的靠近所述脱硝蓄热体的一侧相连通；第一控制阀，所述第一控制阀连接至所述空气总管、所述第一空气支管和所述第二空气支管以控制所述空气总管与所述第一空气支管和所述第二空气支管中的其中一个导通。

在本发明的一些实施例中，所述排烟管组件包括：排烟总管；第一排烟支管和第二排烟支管，所述第一排烟支管分别与所述排烟总管和所述第一子燃烧组件上的靠近所述脱硝蓄热体的一侧相连通，所述第二排烟支管分别与所述排烟总管和所述第二子燃烧组件上的靠近所述脱硝蓄热体的一侧相连通；第二控制阀，所述第二控制阀连接至所述排烟总管、所述第一排烟支管和所述第二排烟支管以控制所述排烟总管与所述第一供气支管和所述第二供气支管中的其中一个导通。

在本发明的一些实施例中，所述熔炼炉，进一步包括：第一三通阀，所述第一三通阀具有第一口、第二口和第三口，所述第一口与所述第一子燃烧组件上的靠近所述脱硝蓄热体的一侧相连通，所述第二口与所述第一空气支管相连通，所述第三口与所述第一排烟支管相连通；第二三通阀，所述第二三通阀具有第四口、第五口和第六口，所述第四口与所述第二子燃烧组件上的靠近所述脱硝蓄热体的一侧相连通，所述第五口与所述第二空气支管相连通，所述第六口与所述第二排烟支管相连通。

在本发明的一些实施例中，所述还原剂供给组件包括：还原剂总管；第一还原剂支管和第二还原剂支管，所述第一还原剂支管分别与所述还原剂总管和所述第一子燃烧组件上的还原剂喷枪相连，所述第二还原剂支管分别与所述还原剂总管和所述第二子燃烧组件的还原剂喷枪相连；第三控制阀，所述第一控制阀连接至所述还原剂总管、所述第一还原剂支管和所述第二还原剂支管以控制所述还原剂总管与所述第一还原剂支管和所述第二还原剂支管中的其中一个导通。

在本发明的一些实施例中，所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述第三控制阀分别独立地为三通阀或快切阀。

在本发明的一些实施例中，所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件对称设置在所述炉体的两侧。

在本发明的一些实施例中，所述煤气喷枪包括多个，并且所述多个煤气喷枪在所述第二通道的周向上均匀分布，并且所述煤气喷枪的出气方向与所述第二通道的夹角呈30度；任选的，所述煤气喷枪为三个；任选的，所述点火枪包括多个。

在本发明的一些实施例中，所述还原剂喷枪的喷嘴为雾化喷嘴。由此，可以显著提高烟气中的脱硝效率。

在本发明的一些实施例中，所述脱硝蓄热体包括：50～100重量份的无机粉料；5～40重量份的脱硝催化剂；以及0～10重量份的添加剂。由此，可以进一步提高烟气中的脱硝效率。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的熔炼炉的结构示意图；

图2是根据本发明再一个实施例的熔炼炉中的脱销蓄热体的制备方法流程示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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。

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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，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；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，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。

在本发明中，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。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种熔炼炉。根据本发明的实施例，参考图1，熔炼炉包括：炉体100、燃烧组件200、空气管组件300、煤气管组件400、排烟管组件500和还原剂供给组件600。

根据本发明的一个实施例，参考图1，炉体100的侧壁上设置第一开口101和第二开口102。具体的，炉体可以为现有技术中的可以进行熔炼的各种炉体，例如可以为熔铝炉。

根据本发明的再一个实施例，参考图1，燃烧组件200包括第一子燃烧组件21和第二子燃烧组件22，并且第一子燃烧组件和第二子燃烧组件的工作状态交替进行，即当第一子燃烧组件处于蓄热状态时，第二子燃烧组件处于放热状态，当第一子燃烧组件处于放热状态时，第二子燃烧组件处于蓄热状态。

根据本发明的一个具体实施例，参考图1，第一子燃烧组件21和第二子燃烧组件22均包括依次相连的蓄热室23、第一通道24和第二通道25，并且第一子燃烧组件21上的第二通道25与第一开口101相连通，第二子燃烧组件22上的第二通道25与第二开口102相连通，从而使得第一子燃烧组件和第二子燃烧组件分别与炉膛导通。

根据本发明的再一个具体实施例，参考图1，蓄热室23内自上而下包括被格栅间隔开的蓄热区231和混合区232，蓄热区231依次填充有蓄热体小球233和脱硝蓄热体234，并且蓄热体小球233靠近第一通道24，混合区232靠近脱硝蓄热体234的一侧设置有还原剂喷枪26，混合区232的底端布置有清灰孔201，第一通道24上设置有点火枪27，第二通道25上设置有煤气喷枪28。具体的，首先将常温空气依次经蓄热体、第一通道和第二通道依次供给至炉体内，同时通过设置在第二通道上的煤气喷枪向炉体内供给煤气与空气混合，并且通过点火枪点火使得含有煤气和空气的混合气体燃烧为炉体内供热，而当第一子燃烧组件处于蓄热状态时，停止向第一子燃烧组件内供给常温空气、煤气和还原剂，使得炉体内产生的高温烟气以及经第一子燃烧组件上的第二通道和第一通道进入蓄热室，在蓄热室内依次经过蓄热体小球和脱硝蓄热体，同时通过设置在混合区的还原剂喷枪提供还原剂，使得高温烟气在蓄热室内进行蓄热和脱硝后排放，并且烟气中携带的部分粉尘会沉积在混合区中；而当第一子燃烧组件处于放热状态时，常温空气依次经第一子燃烧组件上的脱硝蓄热体和蓄热体小球预热后经第一通道和第二通道供给至炉体内参与燃烧，同时通过设置在第二通道上煤气喷枪向炉体内供给煤气与预热后空气混合燃烧，并且隔一段时间打开混合区底端的清灰孔清除混合区沉积的粉尘，其中，蓄热室中的脱硝蓄热体和蓄热体小球被不同的格栅支撑。

根据本发明的又一个具体实施例，参考图1，第一子燃烧组件21和第二子燃烧组件22对称设置在炉体100的两侧。

根据本发明的又一个具体实施例，煤气喷枪28可以包括多个，并且多个煤气喷枪28在第二通道25的周向上均匀分布，并且煤气喷枪28的出气方向与第二通道25的夹角呈30度。由此，可以显著提高煤气与空气的混合效率，从而提高炉体内混合气体的燃烧效率。具体的，煤气喷枪28可以为三个。

根据本发明的又一个具体实施例，点火枪27可以包括多个。具体的，点火枪可以为电子点火枪。

根据本发明的又一个具体实施例，还原剂喷枪26的喷嘴为雾化喷嘴。由此，采用气泡雾化技术，使用高压压缩空气作为雾化介质，使还原剂喷出的瞬间雾化为小雾滴，雾滴颗粒可达到40μm以下，能够很好的与烟气混合均匀，从而提高烟气中氮氧化物的脱除率。具体的，还原剂可以为氨水或尿素。

根据本发明的又一个具体实施例，脱硝蓄热体234可以包括：50～100重量份的无机粉料；5～40重量份的脱硝催化剂；以及0～10重量份的添加剂。

根据本发明的再一个实施例，上述无机粉料的组成并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一个具体实施例，无机粉料可以包括：20～50重量份的焦宝石；15～40重量份的堇青石；6～20重量份的高岭土；以及15～30重量份的石英。

根据本发明的又一个实施例，上述脱硝催化剂的组成并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一个具体实施例，脱硝催化剂可以包括：10～60重量份的TiO₂-Al₂O₃复合氧化物载体；10～50重量份的活性炭主活性成分；5～20重量份的V₂O₅-WO₃复合氧化物辅助活性成分；以及0.1～20重量份的助剂，其中，所述助剂为铁和镧。

根据本发明的又一个实施例，上述TiO₂-Al₂O₃复合氧化物载体中Ti与Al元素的摩尔比并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一个具体实施例，TiO₂-Al₂O₃复合氧化物载体中Ti与Al元素的摩尔比可以为1：(0.01～2)。

根据本发明的又一个实施例，上述V₂O₅-WO₃复合氧化物辅助活性组分中V与W元素的摩尔比并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一个具体实施例，V₂O₅-WO₃复合氧化物辅助活性组分中V与W元素的摩尔比可以为1：(0.1～5)。

根据本发明的又一个实施例，上述助剂中铁和镧的质量并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一个具体实施例，助剂中铁和镧的质量可以分别独立地为上述脱硝蓄热体总质量的0.1～10％。

根据本发明的又一个实施例，上述添加剂的组成并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一个具体实施例，添加剂可以包括：1～10重量份的搪瓷；1～5重量份的粘结剂、润滑剂以及增塑保湿剂。

根据本发明的又一个实施例，上述粘结剂并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一个具体实施例，粘结剂可为甲基纤维素。

根据本发明的又一个实施例，上述润滑剂和增塑保湿剂并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一个具体实施例，润滑剂和增塑保湿剂可以均为甘油。

具体的，本申请的脱硝蓄热体可以为球状、条状或蜂窝体状等。若催化剂为球状，催化剂直径可以为3～6mm；若催化剂为条状，可以为圆柱体形状，直径可以为3～6mm，长度可以为10～60mm；若催化剂为蜂窝状，可以为长方体、正方体，也可以为圆形、扇形、椭圆形等，尺寸一般可以为150mm×150mm×150mm、250mm×200mm×150mm等，孔径一般为10mm×10mm、15mm×15mm等，外形、尺寸、孔径可根据具体工况、使用环境等综合因素考虑后确定。蜂窝体状是优选的，这是因为蜂窝状催化剂的比表面积相较其他形状的催化剂大，催化剂与反应介质的接触面更大，催化反应效率更高。当催化剂为蜂窝体状时，催化剂的比表面积在320m²/m³以上，机械强度＞8MPa，还原氮氧化物的催化活性可高达96％。

具体的，本申请中的脱硝蓄热体中由于掺有铁和镧，能够有效促进催化剂的低温活性，使得该脱硝蓄热体适用温度范围150～750℃，最佳适用范围200～350℃。

由此，根据本发明的实施例，本发明提出的脱硝蓄热体至少具有下述优点之一：

根据本发明的实施例，本发明提出的脱硝蓄热体兼具脱硝、蓄热功能，无需单独设置蓄热体和脱硝催化剂，能节省布置空间，节约成本。通过脱硝蓄热体的蓄热作用，根据需要进行布置，可以使脱硝蓄热体内的催化剂稳定在最适宜温度范围内进行脱硝反应，脱硝效率高，减排效果显著。

根据本发明的实施例，该脱硝蓄热体通过添加搪瓷使得该脱硝蓄热体的硬度得到明显改善，同时显著提高了脱硝蓄热体的耐磨性和耐腐蚀性。

根据本发明的实施例，该脱硝蓄热体以活性炭为主要活性组分，以V₂O₅-WO₃为辅助活性组分，并掺杂铁和镧，使得该该脱硝蓄热体具有较高的反应活性和宽泛的活性温度范围。

为了方便理解，下面参考图2对本发明上述实施例的脱硝蓄热体的制备方法进行详细描述。根据本发明的实施例，该方法包括：

S100：将无机粉料、添加剂与水进行混合捏合炼制

该步骤中，将无机粉料、添加剂与水进行混合捏合炼制，以便得到泥料。由此，有利于后续得到蜂窝体胚料，且添加剂的加入可显著提高后续所得脱硝蓄热体的品位。

根据本发明的一个实施例，无机粉料和添加剂的混合比例并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，无机粉料和添加剂的质量比可以为(50～100)：(1～10)。

根据本发明的再一个实施例，上述无机粉料的组成并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一个具体实施例，无机粉料可以包括：20～50重量份的焦宝石；15～40重量份的堇青石；6～20重量份的高岭土；以及15～30重量份的石英。

根据本发明的又一个实施例，上述添加剂的组成并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一个具体实施例，添加剂可以包括：1～10重量份的搪瓷；1～5重量份的粘结剂、润滑剂以及增塑保湿剂。

根据本发明的又一个实施例，上述粘结剂并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一个具体实施例，粘结剂可为甲基纤维素。

根据本发明的又一个实施例，上述润滑剂和增塑保湿剂并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。根据本发明的一个具体实施例，润滑剂和增塑保湿剂可以均为甘油。

S200：将泥料进行陈腐、真空精炼和真空挤制

该步骤中，将泥料进行陈腐、真空精炼和真空挤制，以便得到蜂窝体胚料。发明人发现，泥料经过陈腐可使泥料中的无机粉料、添加剂和水三者之间混合均匀且反应充分；真空精炼有助于提高蜂窝体胚料的品位；而真空挤制有助于形成蜂窝体状的蜂窝体胚料。

根据本发明的一个实施例，陈腐的温度和时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，陈腐的温度可以为15～25摄氏度，时间可以为24～48小时。由此，可以显著提高所得脱硝蓄热体的蓄热和脱硝性能。

S300：将蜂窝体胚料进行定型、干燥和烧制

该步骤中，将蜂窝体胚料进行定型、干燥和烧制，以便得到蓄热体胚体。由此，可进一步提高脱硝蓄热体的品位。

根据本发明的一个实施例，烧制的温度并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，烧制的温度可以为1200～1400摄氏度。

S400：将钛源溶液、铝源溶液与氨水进行共沉淀，并将活性炭与含有氢氧化钛和氢氧化铝的沉淀混合物进行混合

该步骤中，将钛源溶液、铝源溶液与氨水进行共沉淀，以便得到含有氢氧化钛和氢氧化铝的沉淀混合物，并将活性炭与上述含有氢氧化钛和氢氧化铝的沉淀混合物进行混合。发明人发现，活性炭具有非常发达的空隙结构和巨大的比表面积，因而具有很强的吸附性，同时，因活性炭表面含有多元含氧官能团，能优先吸附烟气中的SO₂和水蒸气，将之氧化并生成H₂SO₄，由此，在脱硝催化剂中加入活性炭既不影响脱硝催化剂的活性，还能显著增强脱硝催化剂的抗SO₂和抗水蒸气中毒性能。

根据本发明的一个实施例，在S400中，含有钛源溶液、铝源溶液与氨水的混合液的pH并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，含有钛源溶液、铝源溶液与氨水的混合液的pH可以为9～11。

该步骤中，具体的，将钛源溶液、铝源溶液、氨水通过并流的方式，按一定流速滴入装有少量去离子水的反应釜中，该反应釜中设有搅拌装置，保证溶液混合均匀、反应充分，并且钛源溶液与铝源溶液滴入速度相同，控制氨水的滴入速度，将反应液的pH值控制在9～11之间，共沉淀得到氢氧化钛与氢氧化铝的沉淀混合物，最后将活性炭与上述得到的沉淀混合物混合。

S500：将偏钨酸铵、偏钒酸铵试剂溶解于草酸中

该步骤中，将偏钨酸铵、偏钒酸铵试剂溶解于草酸中。发明人发现，将偏钨酸铵、偏钒酸铵试剂溶解于草酸中有利于偏钨酸铵、偏钒酸铵在催化剂中均匀分散，从而提高脱硝蓄热体的品位。

根据本发明的一个实施例，含有偏钨酸铵、偏钒酸铵试剂和草酸的混合液的pH并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，含有偏钨酸铵、偏钒酸铵试剂和草酸的混合液的pH可以为5～7。

S600：将氯化铁和氯化镧与S500所得溶液进行混合

该步骤中，将氯化铁和氯化镧与S500所得溶液进行混合，以便得到含有钨、钒、铁、镧的混合溶液。

S700：将S300所得蓄热体胚体进行酸化处理后浸渍于S400所得到的含有活性炭的沉淀混合物中

该步骤中，将S300所得蓄热体胚体进行酸化处理后浸渍于S400所得到的含有活性炭的沉淀混合物中。

根据本发明的一个实施例，浸渍的温度和时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，浸渍的温度可以为35～60摄氏度，时间可以为8～15h。

该步骤中，具体的，将S300所得蓄热体胚体用去离子水清洗后进行酸活化处理，然后清洗沥干后浸渍于S400所得到的含有活性炭的沉淀混合物中。

S800：将S700中得到的蓄热体进行干燥和焙烧处理

该步骤中，将S700中得到的蓄热体进行干燥和焙烧处理，由此，可脱除该蓄热体中的多余水分，可进一步提高脱硝蓄热体的品位。

根据本发明的一个实施例，干燥的温度和时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，干燥的温度可以为85～115摄氏度，时间可以为8～15h。

根据本发明的再一个实施例，焙烧的温度和时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，焙烧的温度可以为350～750摄氏度，时间可以为5～8h。

该步骤中，具体的，将S700得到的蓄热体取出并将其孔内的残余吹净，然后在85～115℃条件下干燥8～15h后，在350～750℃条件下焙烧5～8h后称重。反复数次，直至重量不再增加。

S900：将S800得到的固体浸渍入等体积的含有钨、钒、铁、镧的混合溶液中，并且进行干燥和焙烧处理

该步骤中，将S800得到的固体浸渍入等体积的含有钨、钒、铁、镧的混合溶液中，并且进行干燥和焙烧处理，以便得到脱硝蓄热体。

根据本发明的一个实施例，浸渍的温度和时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，浸渍的温度可以为15～30摄氏度，时间可以为8～15h。

根据本发明的再一个实施例，干燥的温度和时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，干燥的温度可以为85～115摄氏度，时间可以为8～15h。

根据本发明的又一个实施例，焙烧的温度和时间并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，根据本发明的一个具体实施例，焙烧的温度可以为350～600摄氏度，时间可以为5～8h。

需要说明的是，制备过程中钛源溶液、铝源溶液、氨水、偏钨酸铵、偏钒酸铵、氯化铁、氯化镧、活性炭等原料的的浓度或用量以能满足最终所得脱硝蓄热体中的脱硝催化剂(脱硝蓄热体中脱硝催化剂为5～40重量份)包括：10～60重量份的TiO₂-Al₂O₃复合氧化物载体；10～50重量份的活性炭主活性成分；5～20重量份的V₂O₅-WO₃复合氧化物辅助活性成分；0.1～20重量份的助剂，其中，所述助剂为铁和镧，所述TiO₂-Al₂O₃复合氧化物载体中Ti与Al元素的摩尔比为1：(0.01～2)；所述V₂O₅-WO₃复合氧化物辅助活性组分中V与W元素的摩尔比为1：(0.1～5)；所述助剂中铁和镧的质量分别独立地为所述脱硝蓄热体总质量的0.1～10％为准。

根据本发明的又一个实施例，参考图1，空气管组件300分别与第一子燃烧组件21和第二子燃烧组件22上的靠近脱硝蓄热体234的一侧相连通，并且空气管组件300交替地向第一子燃烧组件21和第二子燃烧组件22提供空气。具体的，例如，第一子燃烧组件处于蓄热状态时，空气管组件向第二子燃烧组件供给空气，而当第二子燃烧组件处于蓄热状态时，空气管组件向第一子燃烧组件供给空气。

根据本发明的一个具体实施例，参考图1，空气管组件300包括：空气总管31、第一空气支管32、第二空气支管33以及第一控制阀34。

根据本发明的再一个具体实施例，参考图1，第一空气支管32分别与空气总管31和第一子燃烧组件21上的靠近脱硝蓄热体234的一侧相连通，且适于将常温空气经第一空气支管供给至第一子燃烧组件中。

根据本发明的又一个具体实施例，参考图1，第二空气支管33分别与空气总管31和第二子燃烧组件22上的靠近脱硝蓄热体234的一侧相连通，且适于将常温空气经第二空气支管供给至第二子燃烧组件中。

根据本发明的又一个实施例，参考图1，第一控制阀34连接至空气总管31、第一空气支管32和第二空气支管33以控制空气总管31与第一空气支管32和第二空气支管33中的其中一个导通，从而可以根据实际需要选择向第一子燃烧组件和第二子燃烧组件中供给常温空气。

根据本发明的又一个实施例，参考图1，煤气管组件400分别与第一子燃烧组件21和第二子燃烧组件22上的煤气喷枪28相连，并且煤气管组件28交替地向第一子燃烧组件21和第二子燃烧组件22提供煤气。具体的，例如，第一子燃烧组件处于蓄热状态时，煤气管组件向第二子燃烧组件供给煤气，而当第二子燃烧组件处于蓄热状态时，煤气管组件向第一子燃烧组件供给煤气。

根据本发明的又一个实施例，参考图1，排烟管组件500分别与第一子燃烧组件51和第二子燃烧组件52上的靠近脱硝蓄热体234的一侧相连通。

根据本发明的一个具体实施例，参考图1，排烟管组件500包括：排烟总管51、第一排烟支管52、第二排烟支管53和第二控制阀54。

根据本发明的再一个具体实施例，参考图1，第一排烟支管52分别与排烟总管51和第一子燃烧组件21上的靠近脱硝蓄热体234的一侧相连通，且适于将第一子燃烧组件换热后的烟气经第一排烟支管排至排烟管组件中。

根据本发明的又一个具体实施例，参考图1，第二排烟支管53分别与排烟总管51和第二子燃烧组件22上的靠近脱硝蓄热体234的一侧相连通，且适于将第二子燃烧组件换热后的烟气经第二排烟支管排至排烟管组件中。

根据本发明的又一个具体实施例，参考图1，第二控制阀54连接至排烟总管51、第一排烟支管52和第二排烟支管53以控制排烟总管51与第一供气支管52和第二供气支管53中的其中一个导通，从而可以根据实际需要选择向第一子燃烧组件和第二子燃烧组件中换热后的烟气排放至烟气管组件中。

根据本发明的又一个实施例，参考图1，还原剂供给组件600分别与第一子燃烧组件21和第二子燃烧组件22上的还原剂喷枪26相连，并且还原剂供给组件600交替地向第一子燃烧组件21和第二子燃烧组件22内的混合区提供还原剂。具体的，例如，第一子燃烧组件处于蓄热状态时，还原剂供给组件向第一子燃烧组件供给还原剂，而当第二子燃烧组件处于蓄热状态时，还原剂供给组件向第二子燃烧组件供给还原剂。

根据本发明的一个具体实施例，参考图1，还原剂供给组件600包括：还原剂总管61、第一还原剂支管62、第二还原剂支管63以及第三控制阀64。

根据本发明的再一个具体实施例，参考图1，第一还原剂支管62分别与还原剂总管61和第一子燃烧组件21上的还原剂喷枪26相连，且适于通过第一还原剂支管向第一子燃烧组件中供给还原剂。

根据本发明的再一个具体实施例，参考图1，第二还原剂支管63分别与还原剂总管61和第二子燃烧组件22上的还原剂喷枪26相连，且适于通过第二还原剂支管向第二子燃烧组件中供给还原剂。

根据本发明的又一个具体实施例，参考图1，第三控制阀64连接至还原剂总管61、第一还原剂支管62和第二还原剂支管63以控制还原剂总管61与第一还原剂支管62和第二还原剂支管63中的其中一个导通，从而可以根据实际需要选择向第一子燃烧组件和第二子燃烧组件中供给还原剂。

根据本发明的又一个实施例，第一控制阀34、第二控制阀54和第三控制阀64分别独立地为三通阀或快切阀。

根据本发明的一个实施例，空气管组件300和煤气管组件400同时向第一子燃烧组件21和第二子燃烧组件22中的其中一个提供空气和煤气时，还原剂供给组件600向第一子燃烧组件21和第二子燃烧组件22中的另一个供给还原剂，并且烟气从排烟管组件500的与第一子燃烧组件21和第二子燃烧组件22中的另一个连通的部分排出。具体的，以第一子燃烧组件蓄热，第二子燃烧组件放热为例，通过空气管组件向第二子燃烧组件的蓄热室供给空气，同时通过燃气管组件向第二子燃烧组件的第二通道供给燃气，而通过还原剂供给组件向第一子燃烧组件的混合区供给还原剂，换热和脱硝后的烟气经第一子燃烧组件依次经第二通道、第一通道、蓄热体小球和脱硝蓄热体后排入烟气管组件中；反之，当第二子燃烧组件蓄热，第一子燃烧组件放热，通过空气管组件向第一子燃烧组件中的蓄热室供给空气，同时通过燃气管组件向第一子燃烧组件的第二通道供给燃气，而通过还原剂供给组件向第二子燃烧组件的混合区供给还原剂，换热和脱硝后的烟气依次经第二子燃烧组件的第二管道、第一管道、蓄热体小球和脱硝蓄热体后排入烟气管组件中。

发明人发现，通过在炉体上设置与炉膛相连通的且具有蓄热室的第一个第二燃烧组件，使得两个燃烧组件蓄热和放热状态交替进行，当一个燃烧组件处于蓄热状态时，炉膛内的高温烟气进入蓄热室进行蓄热，并且在蓄热室中于脱硝蓄热体和还原剂的作用下可以脱除烟气中的氮氧化物，从而使得烟气达标排放(NO_x含量可控制在40～60PPm)，而当该燃烧组件处于放热状态时，常温空气经蓄热室在脱硝蓄热体和蓄热体小球的作用下预热后再供给至炉膛中参与燃烧，从而使得烟气余热得以充分利用，而与其他单独设置脱硝装置的技术相比，本申请起脱硝作用的蓄热体结构简单且成本低廉。由此，本申请中通过将脱硝和蓄热技术有效结合，可以在实现降低烟气中氮氧化物排放的同时实现烟气余热的充分利用。

参考图1，本发明实施例的熔炼炉进一步包括：第一三通阀700和第二三通阀800。

根据本发明的实施例，第一三通阀700具有第一口701、第二口702和第三口703，第一口701与第一子燃烧组件21上的靠近脱硝蓄热体234的一侧相连通，第二口702与第一空气支管32相连通，第三口703与第一排烟支管52相连通。

根据本发明的实施例，第二三通阀800具有第四口801、第五口802和第六口803，第四口801与第二子燃烧组件22上的靠近脱硝蓄热体234的一侧相连通，第五口802与第二空气支管33相连通，第六口803与第二排烟支管53相连通。

为了方便理解，下面对采用本发明实施例的熔炼炉的操作过程进行详细描述。以炉体为熔铝炉为例，通过空气管组件向第一子燃烧组件中供给空气，使得空气依次经第一子燃烧组件上的蓄热室、第一通道和第二通道进入炉膛内，同时通过煤气管组件向第一子燃烧组件的第二通道中供给煤气，使得煤气与空气混合，然后通过设置在第一通道上的点火枪点燃炉膛内含有煤气和空气的混合气体，使其燃烧为炉膛供热(待温度稳定后，炉膛内的温度维持在1000～1100摄氏度)，而炉膛内产生的高温烟气依次经第二子燃烧组件上的第二通道和第一通道进入蓄热室，依次经蓄热室的蓄热体小球(烟气温度降至450摄氏度以下)和脱硝蓄热体，同时通过还原剂供给组件向第二子燃烧组件的混合区供给还原剂，使得还原剂与烟气混合后在脱硝蓄热体完成蓄热和脱硝，最终排至排烟管组件中，而第二子燃烧组件中蓄热完全，停止向第二子燃烧组件中供给还原剂，停止向第一子燃烧组件中供给空气和煤气，而向第二子燃烧组件中供给空气和煤气，向第一子燃烧组件中供给还原剂，使得常温空气依次经第二子燃烧组件的蓄热室预热后再经第一通道和第二通道进入炉膛，而煤气经第二通道进入炉膛燃烧，而此时炉膛内的高温烟气经第一子燃烧组件的第二通道、第一通道和蓄热室完成蓄热和脱硝后排至排烟管组件中，然后待第二子燃烧组件放热完全和第一子燃烧组件蓄热完全后，切换其状态，并且通过控制使得第一子燃烧组件的蓄热(放热)时间和第二子燃烧组件的放热(蓄热)时间相同，从而可以使得第一子燃烧组件和第二子燃烧组件交替进行蓄热和放热，并且该过程中炉内气氛、温度比较均匀，炉内温度波动在±5摄氏度，另外在第一子燃烧组件和第二子燃烧组件运行一段时间后根据实际需要打开第一子燃烧组件和第二子燃烧组件底端的清灰孔，清理混合区中沉积的粉尘。

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发明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。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种熔炼炉，其特征在于，包括：

炉体，所述炉体的侧壁上设置第一开口和第二开口；

燃烧组件，所述燃烧组件包括第一子燃烧组件和第二子燃烧组件，所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件均包括依次相连的蓄热室、第一通道和第二通道，所述第一子燃烧组件上的第二通道与所述第一开口相连通，所述第二子燃烧组件上的第二通道与所述第二开口相连通，所述蓄热室内自上而下包括被格栅间隔开的蓄热区和混合区，所述蓄热区依次填充有蓄热体小球和脱硝蓄热体，并且所述蓄热体小球靠近所述第一通道，所述混合区靠近所述脱硝蓄热体的一侧设置有还原剂喷枪，所述混合区的底端布置有清灰孔，所述第一通道上设置有点火枪，所述第二通道上设置有煤气喷枪；

空气管组件，所述空气管组件分别与所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件上的靠近所述脱硝蓄热体的一侧相连通，并且所述空气管组件交替地向所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件提供空气；

煤气管组件，所述煤气管组件分别与所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件上的煤气喷枪相连，并且所述煤气管组件交替地向所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件提供煤气；

还原剂供给组件，所述还原剂供给组件分别与所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件上的还原剂喷枪相连，并且所述还原剂供给组件交替地向所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件内的混合区提供还原剂；

排烟管组件，所述排烟管组件分别与所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件上的靠近所述脱硝蓄热体的一侧相连通；

其中，所述空气管组件和所述煤气管组件同时向所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件中的其中一个提供空气和煤气时，所述还原剂供给组件向所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件中的另一个供给所述还原剂，并且烟气从所述排烟管组件的与第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件中的另一个连通的部分排出。

2.根据权利要求1所述的熔炼炉，其特征在于，所述空气管组件包括：

空气总管；

第一空气支管和第二空气支管，所述第一空气支管分别与所述空气总管和所述第一子燃烧组件上的靠近所述脱硝蓄热体的一侧相连通，所述第二空气支管分别与所述空气总管和所述第二子燃烧组件上的靠近所述脱硝蓄热体的一侧相连通；

第一控制阀，所述第一控制阀连接至所述空气总管、所述第一空气支管和所述第二空气支管以控制所述空气总管与所述第一空气支管和所述第二空气支管中的其中一个导通。

3.根据权利要求2所述的熔炼炉，其特征在于，所述排烟管组件包括：

排烟总管；

第一排烟支管和第二排烟支管，所述第一排烟支管分别与所述排烟总管和所述第一子燃烧组件上的靠近所述脱硝蓄热体的一侧相连通，所述第二排烟支管分别与所述排烟总管和所述第二子燃烧组件上的靠近所述脱硝蓄热体的一侧相连通；

第二控制阀，所述第二控制阀连接至所述排烟总管、所述第一排烟支管和所述第二排烟支管以控制所述排烟总管与所述第一供气支管和所述第二供气支管中的其中一个导通。

4.根据权利要求3所述的熔炼炉，其特征在于，进一步包括：

第一三通阀，所述第一三通阀具有第一口、第二口和第三口，所述第一口与所述第一子燃烧组件上的靠近所述脱硝蓄热体的一侧相连通，所述第二口与所述第一空气支管相连通，所述第三口与所述第一排烟支管相连通；

第二三通阀，所述第二三通阀具有第四口、第五口和第六口，所述第四口与所述第二子燃烧组件上的靠近所述脱硝蓄热体的一侧相连通，所述第五口与所述第二空气支管相连通，所述第六口与所述第二排烟支管相连通。

5.根据权利要求1所述的熔炼炉，其特征在于，所述还原剂供给组件包括：

还原剂总管；

第一还原剂支管和第二还原剂支管，所述第一还原剂支管分别与所述还原剂总管和所述第一子燃烧组件上的还原剂喷枪相连，所述第二还原剂支管分别与所述还原剂总管和所述第二子燃烧组件的还原剂喷枪相连；

第三控制阀，所述第一控制阀连接至所述还原剂总管、所述第一还原剂支管和所述第二还原剂支管以控制所述还原剂总管与所述第一还原剂支管和所述第二还原剂支管中的其中一个导通。

6.根据权利要求2-5中任一项所述的熔炼炉，其特征在于，所述第一控制阀、所述第二控制阀和所述第三控制阀分别独立地为三通阀或快切阀。

7.根据权利要求1所述的熔炼炉，其特征在于，所述第一子燃烧组件和所述第二子燃烧组件对称设置在所述炉体的两侧。

8.根据权利要求1所述的熔炼炉，其特征在于，所述煤气喷枪包括多个，并且所述多个煤气喷枪在所述第二通道的周向上均匀分布，并且所述煤气喷枪的出气方向与所述第二通道的夹角呈30度；

任选的，所述煤气喷枪为三个；

任选的，所述点火枪包括多个。

9.根据权利要求1所述的熔炼炉，其特征在于，所述还原剂喷枪的喷嘴为雾化喷嘴。

10.根据权利要求1所述的熔炼炉，其特征在于，所述脱硝蓄热体包括：

50～100重量份的无机粉料；

5～40重量份的脱硝催化剂；以及

0～10重量份的添加剂。