[發明專利]一種熔煉反射爐用純氧燃燒裝置及燃燒方法

有效

• 申請號: 202011635932.5
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112815308B
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 鄧韜;范勝標;賁志山;凌峰;劉繼雄;徐亞軍
• 申請（專利權）人: 長沙廣鋼氣體有限公司
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/62;F23D14/46
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明;王錦霞

本發明涉及熔煉反射爐供氣的技術領域，更具體地，涉及一種熔煉反射爐用純氧燃燒裝置及燃燒方法，包括燒嘴磚以及嵌置于燒嘴磚的天然氣噴嘴、第一氧氣噴嘴和第二氧氣噴嘴，所述第一氧氣噴嘴鄰近于天然氣噴嘴設置且所述天然氣噴嘴與第一氧氣噴嘴構成主燃燒器，所述第二氧氣噴嘴為多組、多組第二氧氣噴嘴均勻環繞于天然氣噴嘴分布且所述天然氣噴嘴與第二氧氣噴嘴構成次級燃燒器，所述天然氣噴嘴旁側設有點火槍；所述天然氣噴嘴連接有天然氣供氣系統，所述第一氧氣噴嘴、第二氧氣噴嘴連接有氧氣供氣系統。本發明相比集中火焰火焰溫度較低、火焰分布均勻，燃燒過程為低溫的純氧燃燒過程、火焰溫度低且無氮氣參與燃燒，可有效降低氮氧化物排放和減少鋁燒損。

技術領域

本發明涉及熔煉反射爐供氣的技術領域，更具體地，涉及一種熔煉反射爐用純氧燃燒裝置及燃燒方法。

背景技術

為了節能和提高熔化率，鋁熔煉反射爐配備了蓄熱式空氣助燃燒嘴，利用煙氣余熱，把助燃空氣加熱至600℃～1200℃，再與天然氣混合燃燒，產生熱量熔化鋁錠、鋁片、鋁條、鋁屑等原料。助燃空氣的溫度越高，燒嘴產生的火焰溫度就越高，20℃的冷空氣助燃產生火焰的理論溫度約為1600℃，而1200℃的熱空氣助燃產生火焰的理論溫度高達2200℃。利用煙氣余熱，燒嘴產生的火焰溫度越高，就越節能，爐子的熔化率也就越高，然而同時會生成更多的氮氧化物，導致更多的鋁燒損。

中國專利CN206330421U公開了一種熔煉反射爐用燃氣供給系統，包括與混合管連通的天然氣供給管和氧氣供給管，設置在天然氣供給管上的氣泵，設置在氧氣供給管上的鼓風機；其中：所述混合管的內腔中設置有氣體混合器，該氣體混合器又包括支架，該支架的中心具有軸承安裝座，該軸承安裝座中安裝有軸承，軸承的內圈固定在支撐軸的一端，支撐軸的另一端固定有螺旋槳狀的風扇；天然氣供給管的出氣口和氧氣供給管的出氣口位于風扇的扇葉的迎風面前方。上述方案雖然天然氣與空氣快速混合充分，可降低能耗、降低使用成本、降低工人勞動強度和降低企業用工成本，然而上述方案中，加速空氣和天然氣的混合速度并無法降低氮氧化物的產生，也無法降低鋁燒損。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種有效降低氮氧化物排放和鋁燒損的熔煉反射爐用純氧燃燒裝置及燃燒方法。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：

提供一種熔煉反射爐用純氧燃燒裝置，包括燒嘴磚以及嵌置于燒嘴磚的天然氣噴嘴、第一氧氣噴嘴和第二氧氣噴嘴，所述第一氧氣噴嘴鄰近于天然氣噴嘴設置且所述天然氣噴嘴與第一氧氣噴嘴構成主燃燒器，所述第二氧氣噴嘴為多組、多組第二氧氣噴嘴均勻環繞于天然氣噴嘴分布且所述天然氣噴嘴與第二氧氣噴嘴構成次級燃燒器，所述天然氣噴嘴旁側設有點火槍；所述天然氣噴嘴連接有天然氣供氣系統，所述第一氧氣噴嘴、第二氧氣噴嘴連接有氧氣供氣系統。

本發明的熔煉反射爐用純氧燃燒裝置，采用純氧助燃而不是空氣助燃，純氧助燃的火焰覆蓋面積比空氣助燃小很多，在大功率下，火焰也不會接觸鋁液，不會導致更多的鋁燒損；根據熔煉反射爐內溫度控制主燃燒器、次級燃燒器工作：主燃燒器工作時，天然氣和氧氣集中火焰燃燒，可快速將熔煉反射爐內溫度升溫到設定值；次級燃燒器工作時，氧氣分散在天然氣四周，減緩氧氣和天然氣的混合速度，當氧氣和天然氣射入熔煉反射爐內并彌散開時，完成100％燃燒，形成彌散性火焰，相比集中火焰火焰溫度較低、火焰分布均勻，燃燒過程為低溫的純氧燃燒過程。本發明火焰溫度低且無氮氣參與燃燒，可有效降低氮氧化物排放和減少鋁燒損。

進一步地，所述天然氣噴嘴設于燒嘴磚的中心，所述第一氧氣噴嘴與天然氣噴嘴并排設置，所述點火槍位于第一氧氣噴嘴、天然氣噴嘴連接線段的中線上。

進一步地，所述第二氧氣噴嘴的中心連線形成圓形，所述圓形的圓心落于所述天然氣噴嘴的中心軸線上。

進一步地，所述第二氧氣噴嘴為六組，六組第二氧氣噴嘴均勻分布于圓形的圓周。