CN217403173U - 高炉煤气纯氧加热炉系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高炉煤气纯氧加热炉系统，属于冶金炉窑燃烧节能领域，包括加热炉，设于加热炉上的烧嘴，与烧嘴连接的氧气管路和常温高炉煤气管路，高炉煤气预热器、常温中介气体管路和中介气体预热器；烧嘴为高炉煤气再预热燃烧设备；常温高炉煤气管路通过高炉煤气预热器与烧嘴连接，以向烧嘴输送中温高炉煤气；常温中介气体管路通过中介气体预热器与烧嘴连接，以向烧嘴输送高温中介气体并在烧嘴中对中温高炉煤气加热至高温高炉煤气。采用高炉煤气预热和纯氧燃烧的方式，并引入中介气体，实现高炉煤气的两级预热，达到较高的预热温度以满足加热需求，有效降低排烟温度而节约能源，是一项可广泛应用于冶金加热炉的绿色、低碳燃烧技术。

Description

高炉煤气纯氧加热炉系统

技术领域

本实用新型属于冶金炉窑燃烧节能领域，涉及一种高炉煤气纯氧加热炉系统。

背景技术

钢铁工业是我国国民经济的支柱产业，同时是能源消耗、污染物排放和碳排放的大户，钢铁生产过程中会产生大量的副产煤气，如高炉煤气、转炉煤气、焦炉煤气等，经过近些年的技术发展，这些煤气都得到了充分的利用，冶金加热炉是副产煤气利用的重要组成部分，近些年越来越多的加热炉采用高炉煤气双蓄热的燃烧方式，通过蓄热方式将高炉煤气和空气蓄热到较高温度，从而使得低热值的高炉煤气达到加热炉所需的燃烧温度，但普遍存在的问题是煤气换向阀的泄露，导致煤气排烟管内的CO浓度高达2％-5％，不仅造成了巨大的能源浪费，还向环境排放大量的有毒有害气体，尽管近些年对换向阀的结构不断优化，但高温高频换向下的煤气泄漏问题始终无法有效解决，本发明以此为出发点，提出一种适用于加热炉的新的高炉煤气燃烧加热解决方案。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的在于提供一种高炉煤气纯氧加热炉系统，能够通过预热燃烧的方式满足加热炉所需的温度，同时避免高炉煤气预热温度过高而带来的输送泄漏等安全问题，有效地解决了现有高炉煤气双蓄热加热炉能源浪费和CO排放的问题。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：包括加热炉，设于加热炉上的烧嘴，与烧嘴连接的氧气管路和常温高炉煤气管路，高炉煤气预热器，常温中介气体管路，和中介气体预热器；烧嘴为高炉煤气再预热燃烧设备；常温高炉煤气管路通过高炉煤气预热器与烧嘴连接，以向烧嘴输送中温高炉煤气；常温中介气体管路通过中介气体预热器与烧嘴连接，以向烧嘴输送高温中介气体并在烧嘴中对中温高炉煤气加热至高温高炉煤气。

进一步，烧嘴包括高炉煤气通道、中介气体通道、氧气通道和燃烧室，高炉煤气通道与燃烧室连通，并被中介气体通道包裹；高炉煤气通道在背离燃烧室一侧与高炉煤气预热器相连；燃烧室上设置与氧气管路连通的氧气通道，中介气体通道与中介气体预热器相连。

进一步，中介气体通道设置为两组以上的串联结构。

进一步，氧气通道设置为两个以上。

进一步，常温中介气体管路上设置输入控制阀。

进一步，高炉煤气预热器与烧嘴之间的管路上设置温度检测装置，温度检测装置用于控制中温高炉煤气温度在400℃-500℃。

进一步，中介气体采用非可燃性气体，非可燃性气体为空气、氮气或CO₂。

进一步，中介气体预热器和高炉煤气预热器在加热炉的烟气管路上自高温到低温方向依次设置。

进一步，中介气体预热器与烧嘴之间设置循环连接的高温中介气体管路和中温中介气体管路。

进一步，中温中介气体管路上设置循环风机和放散管，放散管上设置放散控制阀。

本实用新型的有益效果在于：本高炉煤气纯氧加热炉系统，采用高炉煤气预热和纯氧燃烧的方式，能够满足冶金加热炉的加热温度要求，同时引入中介气体，实现高炉煤气的两级预热，达到较高的预热温度，有效降低排烟温度而节约能源，并避免了高温高炉煤气输送过程中的安全问题，彻底地解决了现有高炉煤气双蓄热燃烧带来的烟气中CO浓度较高而造成的能源浪费和环境污染问题，是一项可广泛应用于冶金加热炉的绿色、低碳燃烧技术。整个系统工作稳定性更好，有助于降低使用成本和维护成本。

本实用新型的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本实用新型的实践中得到教导。本实用新型的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作优选的详细描述，其中：

图1为本实用新型高炉煤气纯氧加热炉系统的整体结构示意图；

图2为带一组再预热器的烧嘴示意图；

图3为带两组再预热器的烧嘴示意图；

附图标记：加热炉1，烧嘴2，氧气管路3，常温高炉煤气管路4，高炉煤气预热器5，常温中介气体管路6，输入控制阀7，中介气体预热器8，高温中介气体管路9，中温中介气体管路10，循环风机11，放散管12，放散控制阀13，温度检测装置14；高炉煤气通道21，中介气体通道22，氧气通道23，燃烧室24。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本实用新型的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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实用新型和简化描述，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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本实用新型的限制，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的具体含义。

实施例一

请参阅图1～图2，本实施例提及的高炉煤气纯氧加热炉系统，包括加热炉1、设于加热炉1上的烧嘴2及与烧嘴2连接的氧气管路3和常温高炉煤气管路4，还包括高炉煤气预热器5、常温中介气体管路6和中介气体预热器8；该烧嘴2为高炉煤气再预热燃烧设备，包括高炉煤气通道21、中介气体通道22、氧气通道23和燃烧室24；其中，常温高炉煤气管路4通过高炉煤气预热器5与烧嘴2的高炉煤气通道21连接，以向烧嘴2的高炉煤气通道21输送中温高炉煤气；而常温中介气体管路6则通过中介气体预热器8与烧嘴2的中介气体通道22连接，以向烧嘴2的中介气体通道22输送高温中介气体并在烧嘴2中对高炉煤气通道21内的中温高炉煤气经被中介气体通道22内的高温中介气体包裹换热加热至高温高炉煤气；而高炉煤气通道21出来的高温高炉煤气则通入燃烧室24中，同时燃烧室24上设置与氧气管路3连通的氧气通道23，使得本系统采用高炉煤气预热和纯氧燃烧的方式，并引入中介气体，实现高炉煤气的两级预热，达到较高的预热温度以满足加热需求。

在本实施例中的氧气通道23设置为两个以上。中介气体采用非可燃性气体，非可燃性气体为空气、氮气或CO₂。

具体的，烧嘴2的燃料和助燃气分别是高炉煤气和氧气，烧嘴2燃烧所产生的烟气经加热炉1排出后进入烟气管路(未标记)，烟气管路从高温到低温依次设置有中介气体预热器8、高炉煤气预热器5，烧嘴2为高炉煤气再预热燃烧设备。这样，常温高炉煤气由常温高炉煤气管路4进入高炉煤气预热器5被预热后输送供给烧嘴2的高炉煤气通道21，而常温中介气体则由中介气体预热器8出来的高温中介气体进入烧嘴2内的中介气体通道22，高温中介气体和中温高炉煤气在烧嘴2内充分换热后，得到的高温高炉煤气进入燃烧室24，燃烧室24上还设置有氧气通道23，高温高炉煤气与氧气在燃烧室24及加热炉内混合燃烧，给加热炉供热。

实施例二

如图3所示，本实施例与实施例一不同之处在于：烧嘴2的中介气体通道22可根据对中温高炉煤气的预热温度设置为两组以上的串联结构。

实施例三

本实施例与上述实施例不同之处在于：常温中介气体管路6上设置输入控制阀7，中介气体预热器8与烧嘴2的中介气体通道22之间设置循环连接的高温中介气体管路9和中温中介气体管路10；中温中介气体管路9上并沿中温介质气体流向依次设置循环风机11和放散管12，该放散管12上设置放散控制阀13；高炉煤气预热器5与烧嘴2的高炉煤气通道21之间的管路上设置温度检测装置14，该温度检测装置14与放散控制阀13和输入控制阀7耦合来控制进入烧嘴2的高炉煤气通道21内的中温高炉煤气温度在400℃-500℃。

具体的，中温中介气体进入中介气体预热器8被加热后进入高温中介气体管路9并输送至烧嘴2，再经过烧嘴2内的中温高炉煤气换热降温后进入中温中介气体管路10，如此反复循环。同时，控制中温高炉煤气温度在400℃-500℃，即当中温高炉煤气温度在该范围内时，中温中介气体的放散控制阀13和常温中介气体的输入控制阀7关闭，形成内循环作业；而当中温高炉煤气低于400℃时，则开启中温中介气体的放散管12上的放散控制阀13，以排出部分较低温的中介气体，提升中介气体预热器的加热效果；当中温高炉煤气温度高于500℃时，开启常温中介气体的输入控制阀7，以进入部分常温的中介气体来中和循环的高温中介气体。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.高炉煤气纯氧加热炉系统，包括加热炉(1)、设于加热炉上的烧嘴(2)及与烧嘴连接的氧气管路(3)和常温高炉煤气管路(4)，其特征在于，还包括高炉煤气预热器(5)、常温中介气体管路(6)和中介气体预热器(8)；所述烧嘴为高炉煤气再预热燃烧设备；所述常温高炉煤气管路通过高炉煤气预热器与烧嘴连接，以向烧嘴输送中温高炉煤气；所述常温中介气体管路通过中介气体预热器与烧嘴连接，以向烧嘴输送高温中介气体并在烧嘴中对中温高炉煤气加热至高温高炉煤气。

2.根据权利要求1所述的高炉煤气纯氧加热炉系统，其特征在于，烧嘴包括高炉煤气通道(21)、中介气体通道(22)、氧气通道(23)和燃烧室(24)，高炉煤气通道与燃烧室连通，并被中介气体通道包裹；高炉煤气通道在背离燃烧室一侧与高炉煤气预热器相连；燃烧室上设置与氧气管路连通的氧气通道，中介气体通道与中介气体预热器相连。

3.根据权利要求2所述的高炉煤气纯氧加热炉系统，其特征在于，中介气体通道设置为两组以上的串联结构。

4.根据权利要求2所述的高炉煤气纯氧加热炉系统，其特征在于，氧气通道设置为两个以上。

5.根据权利要求1所述的高炉煤气纯氧加热炉系统，其特征在于，常温中介气体管路上设置输入控制阀(7)。

6.根据权利要求1所述的高炉煤气纯氧加热炉系统，其特征在于，高炉煤气预热器与烧嘴之间的管路上设置温度检测装置(14)，温度检测装置用于控制中温高炉煤气温度在400℃-500℃。

7.根据权利要求1所述的高炉煤气纯氧加热炉系统，其特征在于，中介气体采用非可燃性气体，非可燃性气体为氮气或CO₂。

8.根据权利要求1所述的高炉煤气纯氧加热炉系统，其特征在于，中介气体预热器和高炉煤气预热器在加热炉的烟气管路上自高温到低温方向依次设置。

9.根据权利要求1-8任一项所述的高炉煤气纯氧加热炉系统，其特征在于，中介气体预热器与烧嘴之间设置循环连接的高温中介气体管路(9)和中温中介气体管路(10)。

10.根据权利要求9所述的高炉煤气纯氧加热炉系统，其特征在于，中温中介气体管路上设置循环风机(11)和放散管(12)，放散管上设置放散控制阀(13)。

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