烟气再循环辅助燃烧式熔铝炉制造技术

本发明专利技术公开一种烟气再循环辅助燃烧式熔铝炉，包括：熔铝炉本体，熔铝炉本体包括设于内部的炉膛、位于炉膛中上部的燃烧室、位于炉膛下部的铝液池、以及设于熔铝炉本体侧壁且与燃烧室连通的高温烟气出口；至少一个主燃烧枪，至少一个主燃烧枪设于熔铝炉本体的一端壁用于向燃烧室内喷射燃料燃烧放热以将铝液池内的铝熔化成铝液；以及烟气管道，烟气管道将高温烟气出口连接至烟囱。其中，烟气再循环辅助燃烧式熔铝炉进一步包括：辅助燃烧枪，辅助燃烧枪与至少一个主燃烧枪间隔地设于熔铝炉本体的一端壁；以及烟气回流管道，烟气回流管道与烟气管道连通以将烟气管道中的部分高温烟气回流至辅助燃烧枪助燃。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种窑炉设备，特别涉及一种熔铝炉。
技术介绍
熔铝炉是一种常见的窑炉设备，其燃烧温度高，燃料消耗量大。一般熔铝炉的烟气出口处的烟气温度通常会达到1000-1100摄氏度左右，如此高温的烟气如果直接排放到环境中，不但会造成巨大的能源浪费，同时会对环境造成污染破坏。因此，本领域技术人员一直致力于熔铝炉的更新改造，期望进一步提高燃料的利用效率，并对排放的高温烟气加以合理利用，以减少高温烟气余热的浪费。例如，将高温烟气引入空气换热器中，对将要进入熔铝炉助燃的空气进行预热，以期获得更佳的燃烧效果。然而，现有的节能改造措施仍然有限，对高温烟气余热利用的方式也存在局限性，因此大量的高温燃气热量依然未被合理利用，另外，现有的熔铝炉内铝材的加热方式单一，加热效率低，受热不均，也导致了燃料的利用率低。如中国专利第200410041667.2号公开的一种圆形环保节能熔铝炉，包括炉体、燃烧器组件、换热器、除尘装置以及连接管路、阀，炉体包括圆柱型炉壁、烘型炉顶、炉底、铝固体加料口、铝液出口和高温烟气出口，燃烧器组件连接于炉壁上，铝液出口设置于炉壁下侦牝高温烟气出口设置于铝固体加料口侧壁上，与换热器相连通，换热器与除尘装置相连通，铝固体加料口设置于烘型炉顶中间，从熔铝炉排出的烟气用于加热空气，以进行燃烧空气的预热。又如中国专利申请201220357580.6号公开的一种双面加热熔铝炉系统，包括炉体、烟道和控制装置，炉体的内墙由粘土耐火砖构成，炉体的外墙由轻质耐火砖构成，炉体侧面设有炉门，燃烧室的顶部为偏拱炉顶，炉体内设有燃烧室、熔铝池和若干燃烧器，燃烧室与熔铝池上下设置，燃烧室的顶部为偏拱炉顶，由粘土耐火砖构成，燃烧器的喷嘴水平设置且正对偏拱炉顶的内侧弧壁，烟道设在熔铝池的下方并与燃烧室相通，烟道设置在熔铝池的下方，其直接利用烟道中的高温烟气作为热源来加热熔铝池的底部，配合偏拱式炉顶，在炉内形成高速旋转的火焰，实现熔铝池内物料的双面均匀加热。再如中国专利申请201020153616.X号公开的一种烟道式利用废气余热转换热能的熔铝炉燃烧设备，包括燃烧室，燃烧室的侧面设有炉门，燃烧室的前面设有燃烧机枪，燃烧室上设有一个或两个立式或卧式废气管，废气管为一烟道式烟气热交换装置，废气管的上端部设有空气导入管，废气管的下端部设有预热空气导出管，预热空气导出管与燃烧机枪内相连通，其利用排出烟气的余热对即将进入熔铝炉助燃的空气进行预热。上述三件专利/专利申请所公开的技术对熔铝炉中排出的高温烟气进行了利用，或者利用烟气余热在热交换器中加热助燃空气，或者利用烟气余热作为对熔铝炉燃烧热量的补充，然而上述技术仍存在缺点或不足，例如:(1)、对熔铝炉排放的烟气余热的利用方式单一，仅仅用于熔铝炉本身或者预热空气的加热，烟气热量的利用效率低，未达到最佳的热量利用效果，功率损耗大；(2)、仅仅利用了排放烟气的余热，而未对烟气重新加以燃烧利用，排放至环境的烟气中还存在大量的可燃物质以及有害成分，其中可燃物质的能量未得到充分利用，而有害成分直接进入大气也对环境造成影响，不利于节能减排；(3)、未对熔铝炉内的铝料进行适当的搅动和预热，铝料升温慢且受热不均匀，部分区域加热不充分，影响了铝料转化成铝液的速度以及所产生的铝液的流动性，热效率低，工作进度慢；(4)、熔铝炉未设置辅助烟气排放的设备，熔铝炉内的炉压大，工作不稳定，存在一定的安全隐患。因此，提供一种能够充分利用烟气余热、实现高温烟气辅助铝料的快速升温转化并利用烟气余热再次助燃的熔铝炉成为业内急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种能够加快铝熔化速度、避免炉压增高、节能减排的熔铝炉。根据本专利技术的方案，提供一种烟气再循环辅助燃烧式熔铝炉，包括:熔铝炉本体，熔铝炉本体包括设于内部的炉膛、位于炉膛中上部的燃烧室、位于炉膛下部的铝液池、以及设于熔铝炉本体侧壁且与燃烧室连通的高温烟气出口 ；至少一个主燃烧枪，至少一个主燃烧枪设于熔铝炉本体的一端壁用于向燃烧室内喷射燃料燃烧放热以将铝液池内的铝熔化成铝液；以及烟气管道，烟气管道将高温烟气出口连接至烟囱。其中，烟气再循环辅助燃烧式熔铝炉进一步包括:辅助燃烧枪，辅助燃烧枪与至少一个主燃烧枪间隔地设于熔铝炉本体的一端壁；以及烟气回流管道，烟气回流管道与烟气管道连通以将烟气管道中的部分高温烟气回流至辅助燃烧枪助燃。优选地，进一步包括空气压缩机和引射管，空气压缩机的压缩空气出口与引射管的一端相连，引射管的另一端延伸至烟气回流管道中并且开口朝向辅助燃烧枪(即，压缩空气的喷射方向沿着从烟气管道向辅助燃烧枪的烟气流动方向)，使得烟气管道中的部分高温烟气在喷入烟气回流管道中的压缩空气形成的负压作用下回流至辅助燃烧枪。压缩空气在烟气回流管道中朝向辅助燃烧枪的方向流动，使得在烟气回流管道中的连接有空气压缩机的位置的上游形成负压，从而将高温烟气从烟气管道引射至烟气回流管道内。可选择地，引射管可构造为大致L形状，或者，引射管的另一端以一定倾斜角度与烟气回流管道连通，并向着辅助燃烧枪的方向喷射压缩空气。优选地，进一步包括搅动助熔烟气管道，搅动助熔烟气管道的一端在引射管和辅助燃烧枪之间与烟气回流管道连通，搅动助熔烟气管道的另一端与熔铝炉本体的底壁上的至少一个进气口连通，以将烟气回流管道中的部分空烟混合气喷入铝液池内以搅动铝液。更优选地，进一步包括增压机，增压机设置在搅动助熔烟气管道中以将空烟混合气的压力增大至0.4?1.0MPa，比如0.5MPa，使得空烟混合气克服炉膛内的压力喷入铝液池内以搅动铝液。可选择地，单位时间内由烟气管道进入烟气回流管道的烟气设定成以体积百分比计为烟气管道内烟气总量的20?40%，比如30%左右。可选择地，单位时间内由烟气回流管道进入搅动助熔烟气管道的烟气设定成以体积百分比计为烟气回流管道内烟气总量的10?20%，比如15%左右。具体地，熔铝炉本体的底壁上可以间隔设有至少五个进气口，搅动助熔烟气管道的另一端可以设有至少五个烟气搅动支管，每个烟气搅动支管的一端分别与搅动助熔烟气管道内部连通，每个烟气搅动支管的另一端分别与熔铝炉本体底壁上的对应的每个进气口连通。可选择地，至少五个进气口可呈直线状或圆环状等间隔设于底壁，或者呈矩阵状间隔设于底壁，则搅动助熔烟气管道的另一端可构造成对应形状与之匹配。可选择地，进一步包括混合器，混合器包括燃气入口、空气入口以及空燃混合气出口，空燃混合气出口通过管线与至少一个主燃烧枪连通以将来自燃气入口的燃气与来自空气入口的空气混合后输送至至少一个主燃烧枪燃烧。可选择地，进一步在烟气回流管道的管壁上邻近辅助燃烧枪设置辅助燃气入口以将燃气输送至辅助燃烧枪燃烧。可选择地，烟气再循环辅助燃烧式熔铝炉包括二个主燃烧枪，在熔铝炉本体的高度方向上，辅助燃烧枪位于二个主燃烧枪上方；在熔铝炉本体的横向方向上，辅助燃烧枪位于二个主燃烧枪的中间。可选择地，沿着熔铝炉本体的纵向方向，至少一个主燃烧枪和辅助燃烧枪均相对于水平面向下倾斜。其中，增压机可以为空气加压器或者增压风机等。其中，燃气可以为煤气、天然气或液化石油气等。可选择地，烟气管道中可以设置至少一级换热系统，比如:可以设置蒸汽发生器，利用烟气余热制备蒸汽后用于涡轮发电机发电，接本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种烟气再循环辅助燃烧式熔铝炉，包括：熔铝炉本体，所述熔铝炉本体包括设于内部的炉膛、位于所述炉膛中上部的燃烧室、位于所述炉膛下部的铝液池、以及设于所述熔铝炉本体侧壁且与所述燃烧室连通的高温烟气出口；至少一个主燃烧枪，所述至少一个主燃烧枪设于所述熔铝炉本体的一端壁用于向所述燃烧室内喷射燃料燃烧放热以将所述铝液池内的铝熔化成铝液；以及烟气管道，所述烟气管道将所述高温烟气出口连接至烟囱；其特征在于，所述烟气再循环辅助燃烧式熔铝炉进一步包括：辅助燃烧枪，所述辅助燃烧枪与所述至少一个主燃烧枪间隔地设于所述熔铝炉本体的所述一端壁；以及烟气回流管道，所述烟气回流管道与所述烟气管道连通以将所述烟气管道中的部分高温烟气回流至所述辅助燃烧枪助燃。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘效洲，卢坚伟，苏晓键，李瑞宇，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44