CN107859991B - 一种竖罐炼锌天然气供热的方法 - Google Patents

一种竖罐炼锌天然气供热的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出的是一种竖罐炼锌天然气供热的方法。在使用煤气蒸馏炉结构基本不改变的前提下，采用特别研制的专用天然气烧嘴从燃烧室端面送入，分为3层布置，全炉4个侧面燃烧室共设置天然气烧嘴12台。天然气经燃气减压阀减压后，与占助燃空气总量20%~30%的常温空气点火燃烧，形成高速旋转的轴向射流与燃烧室内炉气流动方向正交，并与经过换热室预热700℃的二次热空气强化混合燃烧；天然气与一次风采用一定的比例自动调节，二次风通过采用手动调整各热空气分道支口拉砖实现。蒸馏炉冷凝废气经由专用管道连接到蒸馏炉底部与换热室煤气筒砖相连，作为蒸馏炉备用燃料可替代天然气供热。采用本发明方法既能够利用天然气作为热源，也能够利用冷凝洗涤废气作为热源进行蒸馏。适宜作为煤气蒸馏炉不停产条件下实现天然气供热的方法应用；也适宜作为新建天然气蒸馏炉供热的方法应用。

Description

一种竖罐炼锌天然气供热的方法
技术领域
本发明涉及的是有色金属冶金领域的一种竖罐炼锌天然气供热的方法。
背景技术
竖罐蒸馏炉炼锌技术成熟，以往均采用发生炉煤气作为竖罐蒸馏炉的热源，该技术许多资料书籍中都有详细介绍。在环保质量要求越来越高的今天，发生炉制煤气技术已经不能满足环保要求，目前采用天然气替代了发生炉煤气作为竖罐蒸馏炉的热源。竖罐蒸馏炉连续生产，炉体寿命处在不同的周期，有相当的固定资产残值，如不能很好地利用，则存在极大的资产浪费。为了改善竖罐蒸馏炉炼锌的环境条件，解决在生产条件下天然气替代发生炉煤气的问题，实现清洁生产，本发明提出了一种竖罐炼锌天然气供热的方法。
发明内容
为了克服蒸馏炉结构复杂，工序间制约因素较多的缺点，本发明提出了一种竖罐炼锌天然气供热的方法。该方法通过天然气管道在蒸馏炉侧面布线、使用部分配风烧嘴从燃烧室正面补炉门多点送入，解决天然气替代发生炉煤气的技术问题。
发明解决技术问题所采用的技术方案是：
压力0.1MPa的天然气经燃气减压阀减压至6～8kPa后使用。然后通过风机启动箱开启送风机。压力开关对燃气、一次空气的压力进行监测，使其处于一定的范围内。烧嘴点火控制箱启动，点火变压器输出高压，在烧嘴内置点火电极上产生电火花，同时电磁阀开启，释放燃气，烧嘴开始点火。烧嘴点火成功后，火焰UV将信号传给PLC，点火成功指示灯亮，同时电磁阀持续开启。如点火失败，电磁阀快速切断,此时点火失败指示灯亮，同时PLC输出报警信号，报警器报警。点燃烧嘴后，使用计算机集中控制系统调节天然气电动调节阀和空气电动蝶阀，现场燃气手动阀和空气手动阀用于对燃气和空气的流量进行辅助调节，用以修正空燃比。通过持续供气为蒸馏炉提供热源。
经由步骤：
1、天然气减压：将调压柜送来的压力0.1MPa的天然气经燃气减压阀减压至6～8kPa后使用。
2、炉外供气风：天然气与一次空气经蒸馏炉侧管道分别送至燃烧室正面。
3、天然气点火：采用空压机与天然气同步送部分冷风直接与天然气混合燃烧，在一定程度上防止天然气升温过程中产生裂解积碳。
4、补充二次风：二次助燃空气依旧由蒸馏炉换热室底部进入筒砖预热，700℃的热风由炉内燃烧室侧面分多层送入。
5、半自动调整：使用计算机集中控制系统，在操作界面上手动输入燃气电动调节阀和空气电动调节阀开度数值，使二者单独动作，分别调节。
积极效果：采用本发明方法既能够利用天然气作为热源，也能够利用冷凝洗涤废气作为热源进行蒸馏，炉体改动小，改造周期短，投资少。能够在不影响正常生产的情况下利用天然气作为热源，替代煤气进行蒸馏，使用煤气蒸馏炉不停产条件下实现天然气供热的应用。适宜作为竖罐炼锌蒸馏炉天然气供热的方法应用。
具体实施方式
压力0.1MPa的天然气经燃气减压阀减压至6～8kPa后使用。然后通过风机启动箱开启送风机。压力开关对燃气、一次空气的压力进行监测，使其处于一定的范围内。烧嘴点火控制箱启动，点火变压器输出高压，在烧嘴内置点火电极上产生电火花，同时电磁阀开启，释放燃气，烧嘴开始点火。烧嘴点火成功后，火焰UV将信号传给PLC ，点火成功指示灯亮，同时电磁阀持续开启。如点火失败，电磁阀快速切断,此时点火失败指示灯亮，同时PLC输出报警信号，报警器报警。点燃烧嘴后，使用计算机集中控制系统调节天然气电动调节阀和空气电动蝶阀，现场燃气手动阀和空气手动阀用于对燃气和空气的流量进行辅助调节，用以修正空燃比。通过持续供气为蒸馏炉提供热源。
经由步骤：天然气减压—炉外供气风—天然气点火—补充二次风—半自动调整。
1、天然气减压：将调压柜送来的压力0.1MPa的天然气经燃气减压阀减压至6～8kPa后使用。
2、炉外供气风：天然气与一次空气经蒸馏炉侧管道分别送至燃烧室正面。
3、天然气点火：采用空压机与天然气同步送部分冷风直接与天然气混合燃烧，在一定程度上防止天然气升温过程中产生裂解积碳。
4、补充二次风：二次助燃空气依旧由蒸馏炉换热室底部进入筒砖预热，700℃的热风由炉内燃烧室侧面分多层送入。
5、半自动调整：使用计算机集中控制系统，在操作界面上手动输入燃气电动调节阀和空气电动调节阀开度数值，使二者单独动作，分别调节。
当使用冷凝洗涤废气作为热源进行蒸馏时，冷凝洗涤废气热源直接通入蒸馏炉内。
实施例：
天然气调压器自带高、低压切断功能，出口压力异常时可切断总管燃气；调压器下游还设置了燃气压力开关，燃气压力过低时切断所有烧嘴前电磁阀，避免烧嘴回火；燃气总管具备过滤、计量、调压、紧急切断功能，其中总管电磁阀用于排烟系统事故时紧急切断燃气；燃气总管设置旁路，旁路也配置调压器，在主气路过滤器堵塞或调压器故障时开启旁路可保障燃气临时供给。采用低风量、高风压的9-12型鼓风机供给一次风，风机一用一备；一次风总管上设置V锥流量计1台。一次风总管上也设置了压力开关，鼓风机故障导致一次风压力过低时切断所有烧嘴前电磁阀，保障使用安全。
为了简化操作，在东侧、西侧燃气总管和空气总管上设置电动调节阀进行总调。每台烧嘴的燃气和空气分别使用电动调节阀独立调节(可联动)，单台烧嘴可独立控制。PLC编制点火程序，强制执行熄火吹扫，提高操作安全性。楼面2F、3F、4F、5F各设置移动烧嘴燃气接口4个，共16个（0.1MPa），供烘炉及特殊作业使用。全炉设置燃气泄漏报警器6点，燃气泄漏时输出报警信号，控制室与现场均配备报警器。
蒸馏炉冷凝废气一部分可直接与天然气作为蒸馏炉燃料燃烧后的废气混合，通过燃烧废气总道供废热焦结炉和余热锅炉利用。富余的冷凝废气经另一条分支管线引到蒸馏炉底部与换热室煤气筒砖相联，作为蒸馏炉热工备用燃料使用。
本发明的特点：
1、天然气烧嘴全部安装在燃烧室端面，烧嘴的火焰喷射方向与燃烧室内炉气流动方向正交。
2、全炉共设置天然气烧嘴12台，分为3层布置，每层4台。
3、天然气全部经由多个烧嘴中供入，助燃空气分为一次风和二次风。一次风为常温空气，占助燃空气总量的20%～30%；二次风为经过换热室加热的热空气，温度700℃，占助燃空气总量的70%～80%。
4、一次风由鼓风机强制送入烧嘴内，并与天然气在烧嘴内预混合后喷入燃烧室燃烧。二次风通过燃烧室各热空气分道支口多点给入燃烧室，在燃烧室空间内与天然气进行燃烧反应。
5、烧嘴的一次风量与天然气量采用比例调节，每台烧嘴均设置天然气电动调节阀和一次风电动调节阀，天然气流量与一次风量联动调节，从而保证天然气量与一次风量的比例相对稳定。二次风量采用调节空气分道拉砖改变换热室抽力的方法实现。
6、采用特别研制的专用天然气烧嘴，使燃烧混合物从烧嘴喷出时，既形成高速轴向射流又形成高速旋转运动，用来强化与二次风的混合，提高与蒸馏炉罐壁的换热及减少罐壁积碳。烧嘴采用常温一次风强制冷却，以保证烧嘴在炉温1400℃左右的条件下长期使用。
7、烧嘴的安装位置与燃烧室测温点一一对应，根据每个检测区域的工作温度要求，由自动化控制系统自动调节每台烧嘴的燃烧负荷。
8、每台烧嘴均具备独立点火、火焰检测、独立调节功能，可单独运行或停止。
9、蒸馏炉冷凝废气经专用管线引到蒸馏炉底部与换热室煤气筒砖相联，做为蒸馏炉热工备用燃料使用。

Claims (6)

1.一种竖罐炼锌天然气供热的方法，其特征是：压力0.1MPa的天然气经燃气减压阀减压至6～8kPa后使用；然后通过风机启动箱开启送风机；压力开关对燃气、一次空气的压力进行监测，使其处于一定的范围内；烧嘴点火控制箱启动，点火变压器输出高压，在烧嘴内置点火电极上产生电火花，同时电磁阀开启，释放燃气，烧嘴开始点火；烧嘴点火成功后，火焰UV将信号传给PLC，点火成功指示灯亮，同时电磁阀持续开启；如点火失败，电磁阀快速切断,此时点火失败指示灯亮，同时PLC输出报警信号，报警器报警；点燃烧嘴后，使用计算机集中控制系统调节天然气电动调节阀和空气电动蝶阀，现场燃气手动阀和空气手动阀用于对燃气和空气的流量进行辅助调节，用以修正空燃比；通过持续供气为蒸馏炉提供热源；
所述天然气电动调节阀和空气电动蝶阀安装在烧嘴点火控制箱内；
经由步骤：
1）、天然气减压：将调压柜送来的压力0.1MPa的天然气经燃气减压阀减压至6～8kPa后使用；
2）、炉外供气风：天然气与一次空气经蒸馏炉侧管道分别送至燃烧室正面；
3）、天然气点火：采用空压机与天然气同步送部分冷风直接与天然气混合燃烧，在一定程度上防止天然气升温过程中产生裂解积碳；
4）、补充二次风：二次助燃空气依旧由蒸馏炉换热室底部进入筒砖预热，700℃的热风由炉内燃烧室侧面分多层送入；
5）、半自动调整：使用计算机集中控制系统，在操作界面上手动输入燃气电动调节阀和空气电动调节阀开度数值，使二者单独动作，分别调节；
当使用冷凝洗涤废气作为热源进行蒸馏时，冷凝洗涤废气热源直接通入蒸馏炉内；
天然气烧嘴全部安装在燃烧室端面，烧嘴的火焰喷射方向与燃烧室内炉气流动方向正交；
全炉共设置天然气烧嘴12台，分为3层布置，每层4台；
天然气全部经由多个烧嘴中供入，助燃空气分为一次风和二次风， 一次风为常温空气，占助燃空气总量的20%～30%；二次风为经过换热室加热的热空气，温度700℃，占助燃空气总量的70%～80%。
2.根据权利要求1所述的一种竖罐炼锌天然气供热的方法，其特征是：一次风由鼓风机强制送入烧嘴内，并与天然气在烧嘴内预混合后喷入燃烧室燃烧；二次风通过燃烧室各热空气分道支口多点给入燃烧室，在燃烧室空间内与天然气进行燃烧反应。
3.根据权利要求1所述的一种竖罐炼锌天然气供热的方法，其特征是：烧嘴的一次风量与天然气量采用比例调节，每台烧嘴均设置天然气电动调节阀和一次风电动调节阀，天然气流量与一次风量联动调节，从而保证天然气量与一次风量的比例相对稳定；二次风量采用调节空气分道拉砖改变换热室抽力的方法实现。
4.根据权利要求1所述的一种竖罐炼锌天然气供热的方法，其特征是：烧嘴的安装位置与燃烧室测温点一一对应，根据每个检测区域的工作温度要求，由自动化控制系统自动调节每台烧嘴的燃烧负荷。
5.根据权利要求1所述的一种竖罐炼锌天然气供热的方法，其特征是：每台烧嘴均具备独立点火、火焰检测、独立调节功能，可单独运行或停止。
6.根据权利要求1所述的一种竖罐炼锌天然气供热的方法，其特征是：蒸馏炉冷凝废气经专用管线引到蒸馏炉底部与换热室煤气筒砖相联，做为蒸馏炉热工备用燃料使用。
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