[發明專利]一種實現高溫低氧燃燒的煙氣能量循環再利用系統

有效

• 申請號: 200910091887.9
• 申請日: 2009-09-01
• 公開（公告）號: CN101650133A
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 鄭克明
• 申請（專利權）人: 北京沃克能源科技有限公司
• 主分類號: F27D17/00
• 分類號: F27D17/00;F23D14/22;F23D14/66
• 代理公司: 北京華誼知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉月娥

技術領域

本發明屬于工業爐技術領域，特別是涉及一種實現高溫低氧燃燒的煙氣能量循環再利用系統。煙氣能量循環再利用系統應用高溫空氣低氧燃燒技術和連續預熱技術，實現高效燃燒和低污染物排放。

技術背景

工業爐生產過程都具有高能耗、高污染和低成材率的特點。工程技術人員一直在改進燃燒設備、回收煙氣余熱等方面尋求各種節能、節材措施，以提高爐子的燃料利用率并降低高溫爐況下的鋼件氧化燒損。

(1)一般從工業爐內排出的煙氣溫度通常高達700℃～1000℃，帶走的熱量約占總熱量的35％～60％。常規工業爐高溫煙氣直接放散，熱量大部分流出能量系統，造成嚴重的能量浪費。蓄熱室工業爐通過蓄熱體換向進行煙氣余熱回收，實現能量的循環再利用。但頻繁換向造成了間斷燃燒，產生“空燒”和容積效應等現象，既浪費燃料又不符合安全生產的要求。

(2)鋼件在高溫加熱過程中，其表層金屬容易與爐氣中的多余氧化性氣體接觸發生氧化反應，導致鋼件氧化燒損。從而造成工業爐內鋼件成材率降低，生產中停爐清渣頻繁，影響產量和加熱質量。

因此，發明一種通過對煙氣余熱的能量回收，實現對空、煤氣連續高效預熱，構建工業爐能量循環再利用系統，又從根本上降低鋼件氧化燒損率，實現高效燃燒的工業爐，對于工業爐領域有著重大的工程意義。

發明內容

本發明的目的是提供一種實現高溫低氧燃燒的煙氣能量循環再利用系統，利用煙氣余熱循環系統對空煤氣進行連續高溫預熱，并降低燃燒的氧化氣氛以大幅度減少鋼件氧化燒損率，解決工業爐高能耗、低成材率的問題。

本發明包括包括加熱爐、連續熱回收裝置、煙囪、高壓風機、煤氣加壓機、高溫低氧燃燒器；加熱爐產生的高溫煙氣先進入放置在煙道中間的連續余熱回收裝置，通過吸收煙氣的物理熱，使煙氣的排煙溫度降至露點溫度150℃～250℃，經過煙囪排出；與煙氣排放的方向相反，空氣、煤氣分別由高壓風機和煤氣加壓機從連續熱回收裝置另一端鼓入；冷空氣、冷煤氣在與煙氣的逆向流動中，通過連續熱回收裝置將溫度預熱到550℃～900℃。高溫空氣、高溫煤氣及部分煙氣由高溫低氧燃燒器組織燃燒，在低氧氣氛下實現了穩定燃燒，同時降低鋼坯的氧化燒損。由于連續余熱回收裝置氣密性好，無任何泄露，空、煤氣的余熱回收裝置在煙道中并聯放置。

本發明所述的所述的連續余熱回收裝置包括換熱元件、煙氣通道、空氣通道(9)、煤氣通道；換熱元件采用耐高溫、熱導率高、輻射特性強的非金屬碳化硅材料制成，換熱元件里的氣體通道被隔成12～24層相互獨立的空間，煙氣通道和空氣通道(9)、煤氣通道層層交錯成三明治結構排列。顯著增加了換熱面積，強化了換熱效果，熱回收效率可達80％，是常規熱回收裝置的1.3倍。是一種通過連續余熱回收裝置降低排煙溫度和獲得高溫空氣和煤氣的能量再循環系統。????

本發明的連續余熱回收裝置氣密性好，無任何泄露，空氣和煤氣的連續余熱回收裝置在煙道中并聯放置。

本發明所述的高溫低氧燃燒器包括燃燒器箱體、燒嘴磚、煤氣進口、煤氣通道、空氣進口、空氣通道、煙氣卷吸區、煙氣循環通、空氣煙氣混合室；燃燒器箱體與燒嘴磚由保溫纖維配合安裝，煤氣進口由布置在燒嘴磚中部的煤氣通道直噴入爐內；高溫低氧燃燒器上部為空氣進口，空氣通道前的縮徑部位為煙氣卷吸區，將爐內煙氣通過煙氣循環通吸入大量的爐膛內的煙氣，煙氣卷吸區前部擴張區域為空氣煙氣混合室。該高溫低氧燃燒器利用爐內煙氣回流實現爐內高溫低氧燃燒。煙氣卷吸區能吸入大量的爐膛內的煙氣，沖淡空氣中的氧濃度，達到低氧燃燒的目的。

高溫低氧燃燒器由于空氣高速噴入在通道截面縮小處的煙氣卷吸區形成負壓，卷吸爐內的大量煙氣，用回流的煙氣稀釋空氣含氧量，實現爐內低氧燃燒氣氛。

本發明的優點和積極效果：