CN108759084A - 一种新型节能热风炉 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型节能热风炉，属于煤粉烘干、脱硫脱硝提温、化工等领产生热风的装置。包括炉体，所述炉体内依次设有复合型烧嘴、燃烧室、混风室和旋风室，所述复合型烧嘴上设有燃料进口和空气进口，所述复合型烧嘴设置在燃烧室的入口，所述燃烧室的出口与混风室的入口相连通；所述燃烧室外圈设有环形的废气集箱，所述废气集箱设有低温废气进口，所述混风室内壁沿高温烟气流动方向在不同位置设有多个低温废气出气缝，所述多个低温废气出气缝均连通废气集箱，所述混风室的出口与旋风室的入口相连，热风经由旋风室送出。一种新型节能热风炉，结构新颖，占用空间合理，而且燃烧充分，可以有效的控制热风的温度均匀性和热风中的含O2量。
Description
技术领域
本发明涉及一种新型节能热风炉，属于煤粉烘干、脱硫脱硝提温、化工等领产生热风的装置。
背景技术
磨煤机磨出的煤粉含水量高达12-16％，为了给高炉提供合格的煤粉，需要将煤粉中的含水量降到1-2％。传统的煤粉热风炉由于炉膛内温度极高，产生大量的NOX，污染环境，并且燃烧不充分，热效率低，燃耗高，而且不能产生洁净热风，不可以烘干易燃物料；且传统的煤粉热风炉采用耐火砖整体砌筑的形式，结构笨重，占用空间大。在热风炉内，燃料燃烧产生的高温火焰和燃烧产物直接冲刷着炉墙及拱顶的耐火砌体，燃烧完的灰尘与耐火材料产生化学反应，使得格砖和炉墙受载荷的长期作用而变形，长期运行后，引起耐火砖破损、易松动脱落，并且不易维护，造成炉子的使用寿命大大缩短。
热风炉在燃烧加热过程中不可避免将产生SO2和NOx等污染物，因其废气排放量较大而对大气环境造成的污染已不可忽视。《炼铁工业大气污染物排放标准》已将热风炉废气的污染排放纳入严格控制。主要考核指标限值为：颗粒物15mg/m3，二氧化硫80mg/m3，氮氧化物(以NO2计)300mg/m3。此前国内外尚未对热风炉废气进行治理，也无相应的净化工艺。因此，开发针对热风炉废气特性的脱硫脱硝工艺和技术方法，以满足新的环保要求势在必行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种新型节能热风炉，不仅结构新颖，占用空间合理，操作简单实用，而且燃烧充分，可以有效的控制热风的温度均匀性和热风中的含O2量。
本发明解决上述问题所采用的技术方案为：一种新型节能热风炉，包括炉体，所述炉体内依次设有复合型烧嘴、燃烧室、混风室和旋风室，所述复合型烧嘴上设有燃料进口和空气进口，所述复合型烧嘴设置在燃烧室的入口，所述燃烧室的出口与混风室的入口相连通，复合型烧嘴在燃烧室内燃烧产生的高温烟气直接进入混风室；
所述燃烧室外圈设有环形的废气集箱，所述废气集箱设有低温废气进口，所述混风室内壁沿高温烟气流动方向在不同位置设有多个低温废气出气缝，所述多个低温废气出气缝均连通废气集箱，低温废气从多个低温废气出气缝分别以不同的进气位置和进气方向进入混风室，与混风室内的高温烟气混合形成热风，所述混风室的出口与旋风室的入口相连，热风经由旋风室送出。
所述复合型烧嘴主要由多个小烧嘴和布置于中心位置的点火烧嘴组成，多个小烧嘴的燃料管路相连通。
所述混风室设有4个沿着高温烟气流动方向顺次布置的低温废气出气缝，其中：
第一低温废气出气缝设于混风室入口端，对应的低温废气气流方向呈逐渐缩小的锥形；
第二低温废气出气缝位于混风室的前段，出口朝向与混风室中心轴平行，使得从第二低温废气出气缝送出的低温废气的初始流动方向与混风室内气流方向平行；或者所述第二低温废气出气缝对应的低温废气气流方向呈逐渐扩大的锥形；
第三低温废气出气缝位于混风室的后段，对应的低温废气气流方向朝向混风室中心，为径向送风；
第四低温废气出气缝位于混风室与旋风室的过渡位置，出口朝向与混风室中心轴平行，使得从第四低温废气出气缝送出的低温废气大部分直接吹入旋风室。
所述多个低温废气出气缝沿着高温烟气流动方向由内向外依次设置。
所述燃烧室的出口端设有稳焰罩，所述稳焰罩呈扩大的锥形。
所述燃烧室的前端有垫板，所述复合型烧嘴安装在该垫板上。
所述旋风室内设有旋流器，所述旋流器包括风帽和旋流罩，所述风帽位于旋流罩中心，所述风帽与旋流罩之间支撑有若干旋流叶片，所述若干旋流叶片呈辐射状布置。
所述风帽为圆锥形，其锥部伸入混风室。
所述旋流罩的前部呈向内收窄的锥形，旋流叶片与旋流罩连接的支撑边与旋流罩的形状匹配而构成线接触，旋流叶片的外侧边缘为直线形。
混合室内的混合气体先经由锥形的风帽，使高温气体受到超外的剪切力；旋流叶片与旋流罩内壁为线接触，形成辐射状分布的进气通道，使气流在经过旋流器时瞬间分流，进一步增加剪切力；将旋流罩的前部设置为收窄的锥形，是为了对向四周旋流的气体快速引流，改变气流外散的趋势使朝前朝内集中送出，形成一股气流集中、混合充分(温度均匀)的热风。
与现有技术相比，本发明的优点在于：一种新型节能热风炉，不仅结构新颖，占用空间合理，操作简单实用，而且燃烧充分，可以有效的控制热风的温度均匀性和热风中的含O2量。燃烧室采用薄型耐火材料，减少了耐火材料的使用量，降低热风炉的热惰性，又提前预热了低温废气，节约了能源。
附图说明
图1为本发明实施例的一种新型节能热风炉的示意图；
图中1旋风室、2风帽、3炉体、4燃烧室、5空气进口、6燃料进口、7复合型烧嘴、8废气集箱、9低温废气口、10稳焰罩、11混风室、12旋流叶片、13旋流罩、14垫板。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。一种新型节能热风炉，包括炉体，炉体3内依次设有复合型烧嘴7、燃烧室4、混风室11和旋风室1，复合型烧嘴7上设有燃料进口6和空气进口5，复合型烧嘴7设置在燃烧室4的入口，燃烧室4的前端有垫板14，复合型烧嘴)安装在该垫板14上,燃烧室4的出口与混风室11的入口相连通，复合型烧嘴7在燃烧室4内燃烧产生的高温烟气直接进入混风室11；
燃烧室4外圈设有环形的废气集箱8，废气集箱8设有低温废气进口9，混风室11内壁沿高温烟气流动方向在不同位置设有四个低温废气出气缝，四个低温废气出气缝均连通废气集箱8，低温废气从四个低温废气出气缝进入混风室11，四个沿着高温烟气流动方向顺次布置的低温废气出气缝且沿着高温烟气流动方向由内向外依次设置，其中：
第一低温废气出气缝设于混风室11入口端，对应的低温废气气流方向呈逐渐缩小的锥形；第二低温废气出气缝位于混风室11的前段，出口朝向与混风室11中心轴平行，使得从第二低温废气出气缝送出的低温废气的初始流动方向与混风室11内气流方向平行；或者所述第二低温废气出气缝对应的低温废气气流方向呈逐渐扩大的锥形；第三低温废气出气缝位于混风室11的后段，对应的低温废气气流方向朝向混风室11中心，为径向送风；第四低温废气出气缝位于混风室11与旋风室1的过渡位置，出口朝向与混风室11中心轴平行，使得从第四低温废气出气缝送出的低温废气大部分直接吹入旋风室1，
与混风室11内的高温烟气混合形成热风，混风室11的出口与旋风室1的入口相连，热风经由旋风室1送出。
复合型烧嘴7由多个小烧嘴和布置于中心位置的点火烧嘴组成，多个小烧嘴的燃料管路相连通，与空气充分冲击混合，充分混合后的空煤气通过一个稳焰段燃烧，在压力波动时燃烧稳定，在热值低时可以正常燃烧，可以实现空燃比的精确控制，减少过剩氧气的产生。复合型烧嘴7中的燃料选自高炉煤气、转炉煤气、混合煤气、天然气中的一种或多种，实现交替混合使用。
燃烧室4采用薄型耐火材料，耐火材料外部是低温废气，这种结构既减少了耐火材料的使用量，降低热风炉的热惰性，又提前预热了低温废气，节省了能源。在燃烧室4的出口端设有呈扩大锥形的稳焰罩10，能够保证复合型烧嘴7在高温烟气气流的冲刷和温烟气压力的波动中稳定燃烧。
旋风室1内设有旋流器，所述旋流器包括圆锥形的风帽2和前部呈向内收窄的锥形形状的旋流罩13，风帽2位于旋流罩13中心，风帽2的锥部伸入混风室11，风帽2与旋流罩11之间支撑有若干旋流叶片12，若干旋流叶片12呈辐射状布置。若干旋流叶片12与旋流罩11连接的支撑边与旋流罩11的形状匹配而构成线接触，旋流叶片12的外侧边缘为直线形。通过调整旋风室1风帽2的角度和旋流叶片12的优化设计，强制形成热风的旋转搅动，使喷出热风炉的热风不断旋转搅动，并在快速混合的过程中衰减旋转搅动，并很快形成平稳均温的热风，。
一种新型节能热风炉的热风产生方法：
1、燃料与空气进入复合型烧嘴7在燃烧室4充分燃烧，产生高温烟气直接进入混风室11；废气集箱8从低温废气进口吸入低温废气，低温废气经由混风室11内壁的四个低温废气出气缝进入混风室；
2、低温废气经由第一低温废气出气缝以气流方向呈逐渐缩小的锥形进入混风室11，与混风室11内的高温烟气进行混合，对高温烟气实现一次降温；
3、一次降温后高温烟气在低温废气气流的扰动下向混风室11内周壁涌去，与从第二低温废气出气缝以平行于混风室11中心轴方向进入的第二股低温废气进行混合，实现高温烟气二次降温；
4、二次降温后的高温烟气再与从第三低温废气出气缝中进入的、气流方向朝向混风室11中心的低温废气混合，实现高温烟气三次降温；
5、三次降温的高温烟气在旋流器的作用下快速进入旋风室，与从第四低温废气出气缝吹入的低温废气进行最后的混合降温，产生温度均匀的热风并从旋流室1送出。
一种新型节能热风炉，热风炉的管道及控制系统集成在一台阀架上，阀架在制造厂完成冷调试及部分热调试，节省了现场安装调试时间。热风炉在煤粉烘干和脱硝加热活性碳工程中，复合型烧嘴7燃烧产生高温烟气，与从废气集箱8进入的低温废气在混风室11和旋风室1充分混合后，用来烘干煤粉或加热活性碳脱硝。
除上述实施例外，本发明还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效替换方式形成的技术方案，均应落入本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种新型节能热风炉，包括炉体(3)，其特征在于：所述炉体(3)内依次设有复合型烧嘴(7)、燃烧室(4)、混风室(11)和旋风室(1)，所述复合型烧嘴(7)上设有燃料进口(6)和空气进口(5)，所述复合型烧嘴(7)设置在燃烧室(4)的入口，所述燃烧室(4)的出口与混风室(11)的入口相连通，复合型烧嘴(7)在燃烧室(4)内燃烧产生的高温烟气直接进入混风室(11)；
所述燃烧室(4)外圈设有环形的废气集箱(8)，所述废气集箱(8)设有低温废气进口(9)，所述混风室(11)内壁沿高温烟气流动方向在不同位置设有多个低温废气出气缝，所述多个低温废气出气缝均连通废气集箱(8)，低温废气从多个低温废气出气缝分别以不同的进气位置和进气方向进入混风室(11)，与混风室(11)内的高温烟气混合形成热风，所述混风室(11)的出口与旋风室(1)的入口相连，热风经由旋风室(1)送出。
2.根据权利要求1所述的一种新型节能热风炉，其特征在于：所述复合型烧嘴(7)主要由多个小烧嘴和布置于中心位置的点火烧嘴组成，多个小烧嘴的燃料管路相连通。
3.根据权利要求1所述的一种新型节能热风炉，其特征在于：所述混风室(11)设有4个沿着高温烟气流动方向顺次布置的低温废气出气缝，其中：
第一低温废气出气缝设于混风室(11)入口端，沿低温废气气流方向呈逐渐缩小的锥形；
第二低温废气出气缝位于混风室(11)的前段，出口朝向与混风室(11)中心轴平行，使得从第二低温废气出气缝送出的低温废气的初始流动方向与混风室(11)内气流方向平行；或者所述第二低温废气出气缝沿低温废气气流方向呈逐渐扩大的锥形；
第三低温废气出气缝位于混风室(11)的后段，对应的低温废气气流方向朝向混风室(11)中心，为径向送风；
第四低温废气出气缝位于混风室(11)与旋风室(1)的过渡位置，出口朝向与混风室(11)中心轴平行，使得从第四低温废气出气缝送出的低温废气大部分直接吹入旋风室(1)。
4.根据权利要求1所述的一种新型节能热风炉，其特征在于：所述多个低温废气出气缝沿着高温烟气流动方向由内向外依次设置。
5.根据权利要求1所述的一种新型节能热风炉，其特征在于：所述燃烧室(4)的出口端设有稳焰罩(10)，所述稳焰罩(10)呈扩大的锥形。
6.根据权利要求1所述的一种新型节能热风炉，其特征在于：所述燃烧室(4)的前端有垫板(14)，所述复合型烧嘴(7)安装在该垫板(14)上。
7.根据权利要求1所述的一种新型节能热风炉，其特征在于：所述旋风室(1)内设有旋流器，所述旋流器包括风帽(2)和旋流罩(13)，所述风帽(2)位于旋流罩(13)中心，所述风帽(2)与旋流罩(11)之间支撑有若干旋流叶片(12)，所述若干旋流叶片(12)呈辐射状布置。
8.根据权利要求7所述的一种新型节能热风炉，其特征在于：所述风帽(2)为圆锥形，其锥部伸入混风室(11)。
9.根据权利要求7所述的一种新型节能热风炉，其特征在于：所述旋流罩(13)的前部呈向内收窄的锥形，所述旋流叶片(12)与旋流罩(11)连接的支撑边与旋流罩(11)的形状匹配而构成线接触，旋流叶片(12)的外侧边缘为直线形。
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