一種加熱爐低nox煙氣循環(huán)富氧燃燒裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及工業(yè)爐燃燒技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于乳鋼加熱爐的加熱爐低NOx煙氣循環(huán)富氧燃燒裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]乳鋼加熱爐排出煙氣帶出的熱量約占燃料提供熱量的40%左右，在熱損失中所占比例最大，煙氣成分主要是N2/C02/H20,其中N2占的比例最大，一般為60 %左右，CO 2/H20是燃料燃燒化學(xué)反應(yīng)的生成成分，而N2是隨著助燃空氣以79%的高比例帶入爐內(nèi)的，N2為不參與燃燒的惰性氣體，進(jìn)入爐內(nèi)只會(huì)帶來(lái)兩方面的負(fù)面影響：一是煙氣中N2占的比例最大，帶走的熱量最大；二是高溫下與〇2容易生產(chǎn)NOx有害物質(zhì)，對(duì)大氣造成污染。如果把助燃空氣中無(wú)用的N2去除，將大大減少煙氣的體積，降低煙氣帶走的熱損失，潔凈煙氣，減輕大氣污染。從設(shè)備結(jié)構(gòu)上，還可以縮小爐體尺寸，更有利于控制爐內(nèi)溫度均勻性。
[0003]目前加熱爐很少采用煙氣循環(huán)方式，僅有的煙氣循環(huán)技術(shù)，采用的是將煙氣通過(guò)燒嘴高速?lài)娚湫纬傻呢?fù)壓將煙氣循環(huán)到燒嘴根部，與新鮮的燒嘴混合氣混合后，再?lài)娙霠t內(nèi)，目的是淡化火焰局部可燃?xì)夥眨档透邷貐^(qū)NOx的生成，其靠自然抽力循環(huán)煙氣，仍不能使隊(duì)大量減少，加熱爐熱損失無(wú)法從根本上降低。
[0004]目前加熱爐采用的富氧燃燒技術(shù)，是在助燃空氣中增加〇2的濃度，稀釋了 N2的濃度，提高了燃燒效率，減少了煙氣量，從一定程度上提高了燃料利用率。但助燃空氣中，〇2占的比例越高，隊(duì)的含量才能越低。一般對(duì)于加熱爐最高1300°C的工藝要求，富氧率35%已經(jīng)可以滿(mǎn)足要求，富氧率超過(guò)40%對(duì)加熱爐提高溫度、降低熱效率的效果已不明顯。這時(shí)N2的含量仍占60%左右。因而，降低助燃空氣中N2的含量，仍有很大的節(jié)能潛力。
[0005]申請(qǐng)?zhí)枮?00910037908. 9(申請(qǐng)日為2009年3月16日）的中國(guó)專(zhuān)利，公開(kāi)了一種“煙氣循環(huán)高溫空氣節(jié)能環(huán)保燃燒技術(shù)”，采用的是將煙氣循環(huán)對(duì)助燃空氣實(shí)施摻混的方式，實(shí)現(xiàn)一種貧氧高溫燃燒，平抑理論火焰溫度，降低NOx生成。但由于助燃空氣直接入爐，仍有79 %的N2摻入煙氣中，煙氣量沒(méi)有減少，熱損失較大。
[0006]申請(qǐng)?zhí)枮?3108589. X(申請(qǐng)日為2003年3月31日）的中國(guó)專(zhuān)利，公開(kāi)了名為“煙氣循環(huán)利用加熱裝置及應(yīng)用”的技術(shù)方案，采用“煙氣熱栗”將煙氣循環(huán)做為加熱爐熱源，節(jié)省能量。但沒(méi)有考慮減少煙氣中N2含量，N2帶走的熱量還是比較大。
[0007]《冶金能源》1995年18卷3期中發(fā)表的“煙氣直接入爐循環(huán)的節(jié)能作用”一文中，提出利用燒嘴引射爐膛煙氣直接入爐循環(huán)的可行性及節(jié)能作用。但靠燒嘴自身引射作用，煙氣量不可控，循環(huán)量有限，所以節(jié)能效果不大，也沒(méi)有解決降低煙氣中大量惰性氣體隊(duì)的問(wèn)題。
[0008]《工業(yè)爐》Vol. 34N〇. 1 Jan. 2012中發(fā)表的“煙氣自循環(huán)加熱爐內(nèi)預(yù)熱空氣溫度對(duì)燃燒過(guò)程的影響”一文中，提出將煙氣直接吸入燒嘴內(nèi)，用于預(yù)熱空氣溫度，爐內(nèi)形成的煙氣仍然是含隊(duì)量較大，煙氣體積沒(méi)有減少，排出爐外的煙氣熱損失降低是靠降低溫度來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于加熱爐結(jié)構(gòu)沒(méi)有減少，機(jī)械設(shè)備仍需要消耗較大的能量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本實(shí)用新型提供了一種加熱爐低NOx煙氣循環(huán)富氧燃燒裝置，將加熱爐排出的一部分煙氣進(jìn)行循環(huán)，同時(shí)摻入氧氣進(jìn)行混合形成氧含量為21%?30%的混合氣體送入燃燒器作為助燃?xì)怏w，經(jīng)過(guò)幾次循環(huán)，助燃?xì)怏w中N2的濃度比例逐漸降低，最后基本排空；本實(shí)用新型可減少助燃?xì)怏w中N2的供入，大幅度降低了煙氣中的NOx生成；由于煙氣循環(huán)利用，大幅度減少了煙氣的排放量，將煙氣余熱回收，既可以提高燃料的利用率，又可以大大降低NOx的排放，同時(shí)富集了煙氣中0)2濃度，有利于C0 2回收利用。
[〇〇1〇]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0011]—種加熱爐低NOx煙氣循環(huán)富氧燃燒裝置，包括主煙道和煙氣循環(huán)支煙道，所述主煙道連接加熱爐煙氣出口和煙囪，其上設(shè)有煤氣換熱器；煙氣循環(huán)支煙道從靠近加熱爐煙氣出口處的主煙道上引出，通過(guò)煙氣循環(huán)引風(fēng)機(jī)連接加熱爐燒嘴；靠近燒嘴一側(cè)的煙氣循環(huán)支煙道內(nèi)設(shè)氧氣噴射器，氧氣噴射器另外通過(guò)氧氣輸送管連接氧氣管網(wǎng)；氧氣噴射器前方的煙氣循環(huán)支煙道設(shè)截面漸擴(kuò)形混合段，氧氣噴射器后方的煙氣循環(huán)支煙道上設(shè)氮?dú)獯祾吖堋?br>[0012]所述氧氣輸送管自氧氣噴射器一端向氧氣管網(wǎng)方向依次設(shè)有氧氣盲板切斷閥、流量調(diào)節(jié)閥、流量孔板、兩級(jí)減壓閥組、過(guò)濾器和氧氣截止閥。
[0013]所述煙氣循環(huán)引風(fēng)機(jī)前的煙氣循環(huán)支煙道上設(shè)煙氣切換調(diào)節(jié)閥。
[0014]所述氧氣噴射器設(shè)有拉瓦爾噴嘴。
[0015]所述煙氣循環(huán)支煙道內(nèi)設(shè)有耐高溫保溫材料的內(nèi)襯。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：
[0017]1)將加熱爐排出的一部分煙氣進(jìn)行循環(huán)利用，同時(shí)利用鋼鐵廠內(nèi)富裕的氧氣補(bǔ)充煙氣的含氧量，煙氣摻入氧氣進(jìn)行混合后形成氧含量為21%?30%的混合氣體送入燃燒器作為助燃?xì)怏w使用；
[0018]2)降低了常規(guī)助燃空氣中隊(duì)的含量，避免爐內(nèi)在高溫下生成大量的NOx，經(jīng)過(guò)幾次循環(huán)，助燃?xì)怏w中N2的濃度比例逐漸降低，最后基本排空（N2的含量降為1 %以下）；
[0019]3)通過(guò)煙氣循環(huán)利用及富氧燃燒過(guò)程，大幅度減少了煙氣的排放量，將煙氣余熱回收，既可以提高加熱爐燃料的利用率，又可以大大降低加熱爐煙氣中NOx的排放量，減少大氣污染；同時(shí)富集了煙氣中C02濃度，有利于C02回收利用。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖中：1.加熱爐 2.煤氣換熱器 3.主煙道 4.煙囪 5.煙氣循環(huán)支煙道6.煙氣切換調(diào)節(jié)閥7.煙氣循環(huán)引風(fēng)機(jī)8.燒嘴9.氧氣管網(wǎng)10.兩級(jí)減壓閥組11.氧氣截止閥12.過(guò)濾器13.流量孔板14.流量調(diào)節(jié)閥15.氧氣盲板切斷閥16.氧氣噴射器17.混合段18.氮?dú)獯祾吖?9.煤氣管道
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步說(shuō)明：
[0023]見(jiàn)圖1，是本實(shí)用新型所述裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，本實(shí)用新型一種加熱爐低NOx煙氣循環(huán)富氧燃燒裝置，包括主煙道和煙氣循環(huán)支煙道，所述主煙道連接加熱爐煙氣出口和煙囪，其上設(shè)有煤氣換熱器；煙氣循環(huán)支煙道從靠近加熱爐煙氣出口處的主煙道上引出，通過(guò)煙氣循環(huán)引風(fēng)機(jī)連接加熱爐燒嘴；靠近燒嘴一側(cè)的煙氣循環(huán)支煙道內(nèi)設(shè)氧氣噴射器，氧氣噴射器另外通過(guò)氧氣輸送管連接氧氣管網(wǎng)；氧氣噴射器前方的煙氣循環(huán)支煙道設(shè)截面漸擴(kuò)形混合段，氧氣噴射器后方的煙氣循環(huán)支煙道上設(shè)氮?dú)獯祾吖堋?br>[0024]所述氧氣輸送管自氧氣噴射器一端向氧氣管網(wǎng)方向依次設(shè)有氧氣盲板切斷閥、流量調(diào)節(jié)閥、流量孔板、兩級(jí)減壓閥組、過(guò)濾器和氧氣截止閥。
[0025]所述煙氣循環(huán)引風(fēng)機(jī)前的煙氣循環(huán)支