一种利用烟气回流低氧高温燃烧的熔铝炉制造技术

本发明专利技术涉及利用烟气回流低氧高温燃烧的熔铝炉，有效解决熔铝炉在熔炼过程中控温、降低氮氧化物含量与节能的问题，炉底周边的环形炉墙顶部有上部弧形顶盖，顶盖中部的通孔处有中部加料通道墙体，内部为加料及烟气流出通道，环形炉墙内为燃烧熔炼炉膛，加料及烟气流出通道顶部的排烟罩中部有炉顶盖，排烟罩外周有排烟罩引出管，环形炉墙周向有燃烧器；加料通道墙体内壁上的烟气引出口和加料及烟气流出通道连，外端和烟气汇集环道内环连，环道外环上连通的烟气汇集总管经烟气回流连通管和烟气回流进气口连，环形炉墙上有操作炉门和熔液排出口，本发明专利技术实现了燃烧温度的控制，降低了燃烧温度，实现了氮氧化物含量的控制，减少了煤气使用量。

【技术实现步骤摘要】
一种利用烟气回流低氧高温燃烧的熔铝炉
本专利技术涉及工业炉窑中熔炼炉的热利用设备，是特别适合于燃烧高热值气体燃料的一种利用烟气回流低氧高温燃烧的熔铝（炼）炉。
技术介绍
当前，工业炉窑为满足节能与环保要求，在热利用设备的燃烧装置燃烧不同燃气的条件下获得高效可控的完全燃烧，并有效降低燃烧过程中的氮氧化物（NOX）和硫化物（SOX）的生成量，成为最终达到高效、节能、环保与安全使用目标的主要技术方向。为此，在工业炉窑及其燃烧装置的结构设计上，除了必须实现快速均匀混合与稳定燃烧外，还应能适应不同的燃气品种使其具有燃烧过程的调节可控的特征。这就不仅要求燃烧装置本身结构的特殊设计的合理性，更重要的是燃烧装置与对应炉体的燃烧室结构的合理配置，从而产生出不同的、优化的技术效果来。纵观目前使用的熔铝（炼）炉结构以及使用的各种燃烧装置与系统，不少存在因设计理念问题而引起的结构与性能上的各种问题，这就势必造成燃气与空气之间混合不均匀和燃烧不完全，以及无法有效控制其燃烧状态。尤其是熔铝（炼）炉上的炉内燃烧与传热过程没有很好的解决，主要体现在对于燃烧温度与使用温度之间的差异而导致的能量损失视而不见（能级损失暂不考虑），通常采取增大过量空气系数的办法去适应工艺温度的要求，这实际上是一种高温端能量的无形损失，这也是人们在能源梯级应用中所长期忽视的一个重要问题。如何利用燃烧过程中高温端的能量，最切实可行的办法就是低温烟气回流燃烧，在实现燃烧温度的合理控制的同时，将高温端的热量充分加以利用，达到有效实现节省燃料的目的。由于燃烧温度的降低也抑制了氮氧化物的生成，若进一步采用分级燃烧的方式，烟气中氮氧化物的含量还会进一步下降。在此提出一种新的熔铝（炼）炉结构并与特定的燃烧装置有效配合，用以完成气体燃料燃烧过程中的烟气自动回流完成低氧高温燃烧的燃烧过程，在有效节约燃料的同时减少氮氧化物的含量，真正达到燃烧设备的高效、节能与环保的技术目标。
技术实现思路
出于对熔铝（炼）炉在熔炼过程中实现控温、降低氮氧化物（NOX）含量与节能的技术追求，这里有针对性地提出一种利用烟气回流低氧高温燃烧的熔铝（炼）炉，即具有预混气流引射低温烟气回流的控温、低氮与节能燃烧熔铝（炼）炉的熔炼与燃烧的整体结构，也就是一种具有煤气（燃气）与空气的高速预混喷射，用以卷吸燃烧后在相继加热铝坯（料坯）和预热铝坯（料坯）后的低温烟气，并实现稳定可控的低氧高温燃烧，在控制燃烧温度的同时有效降低燃烧产物氮氧化物含量与节省煤气耗量的节能环保的熔铝（炼）炉及其燃烧系统的整体结构。本专利技术解决技术方案是，圆形炉底的周边向上围有环形炉墙，环形炉墙的顶部覆盖有上部弧形顶盖，上部弧形顶盖的中部有通孔，上部弧形顶盖的通孔处向上装有中部加料通道墙体，中部加料通道墙体包围的空间为加料及烟气流出通道，环形炉墙包围的空间为燃烧熔炼炉膛，加料及烟气流出通道向下依次和通孔、燃烧熔炼炉膛相互连通，加料及烟气流出通道的顶部设置有炉顶排烟罩，炉顶排烟罩中部嵌装有置于加料及烟气流出通道上方的炉顶盖，炉顶排烟罩外周设置有排烟罩引出管，环形炉墙沿周向均布有多个燃烧器，燃烧器的结构是，煤气进气管和助燃空气进气管呈阶梯状相互同心套接连通于预混喷口，预混喷口和烟气回流进气口分别与混合燃烧室的进口连通，混合燃烧室的出口连通混合燃气喷口的外端，混合燃气喷口的内端连通燃烧熔炼炉膛；中部加料通道墙体的内壁上部沿周向至少均布有一排烟气引出口，烟气引出口的内端和加料及烟气流出通道连通，烟气引出口的外端和置于中部加料通道墙体中的烟气汇集环道的内环连通，烟气汇集环道的外环上连通有烟气汇集总管，烟气汇集总管的另一端和烟气回流连通管上端连通，烟气回流连通管的下端和烟气回流进气口连通，环形炉墙上有操作炉门和熔液排出口。本专利技术熔铝（炼）炉中的燃烧装置可以有效完成气流的直流或旋流的高速预混与燃烧，并通过高速喷射卷吸低温烟气实现燃烧温度的有效控制，在实现整体燃烧温度降低的条件下，在实现氮氧化物含量有效控制的同时也有效减少了煤气的使用量而达到节能的效果；本专利技术是在传统的圆形熔铝炉结构的基础上在炉膛顶部垂直设置直径较大的加料及烟气流出通道，在实现连续加料的同时使得排除烟气经加热与预热料坯后降低温度，降温后的烟气经过烟气汇集环道、烟气汇集总管被燃烧器抽吸而重新返回炉膛。这样，较低温度烟气的回流在降低燃烧温度的同时也增大了燃烧与熔炼空间中的烟气流量，从而强化了热利用空间的气流与物体间的传热过程。实现了热利用空间的烟气流场与温度场的合理分布、烟气回流量的合理控制、炉内压力的合理分布，从而在改善与优化燃烧与传热过程的同时，还能有效减小燃烧室乃至热利用装置的结构空间，从而节省设备的初次投资费用。附图说明图1为本专利技术的剖面主视图。图2为本专利技术图1的俯视半剖面图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作详细说明。如图1及图2所示，本专利技术的结构是，圆形炉底1a的周边向上围有环形炉墙1b，环形炉墙的顶部覆盖有上部弧形顶盖1c，上部弧形顶盖的中部有通孔，上部弧形顶盖的通孔处向上装有中部加料通道墙体1d，中部加料通道墙体包围的空间为加料及烟气流出通道3，环形炉墙包围的空间为燃烧熔炼炉膛2，加料及烟气流出通道3向下依次和通孔、燃烧熔炼炉膛相互连通，加料及烟气流出通道的顶部设置有炉顶排烟罩1f，炉顶排烟罩中部嵌装有置于加料及烟气流出通道上方的炉顶盖1e，炉顶排烟罩外周设置有排烟罩引出管1g，环形炉墙沿周向均布有多个燃烧器，燃烧器的结构是，煤气进气管5a和助燃空气进气管5b呈阶梯状相互同心套接连通于预混喷口5c，预混喷口和烟气回流进气口5d分别与混合燃烧室5e的进口连通，混合燃烧室的出口连通混合燃气喷口5f的外端，混合燃气喷口的内端连通燃烧熔炼炉膛；中部加料通道墙体的内壁上部沿周向至少均布有一排烟气引出口4a，烟气引出口的内端和加料及烟气流出通道连通，烟气引出口的外端和置于中部加料通道墙体中的烟气汇集环道4b的内环连通，烟气汇集环道4b的外环上连通有烟气汇集总管4c，烟气汇集总管的另一端和烟气回流连通管4d上端连通，烟气回流连通管4d的下端和烟气回流进气口5d连通，环形炉墙上有操作炉门和熔液排出口。所述的燃烧熔炼炉膛2内盛放铝熔液和铝坯6。所述的加料及烟气流出通道3内盛放铝坯。所述的圆形炉底1a、环形炉墙1b、上部弧形顶盖1c和中部加料通道墙体1d均是在钢制外壳内壁上自钢制外壳内壁向钢制外壳的轴心依次砌筑第一纤维棉毡层、轻质耐火砖层、重质耐火砖层构成的复合层结构，即第一纤维棉毡层贴合在钢制外壳内壁上，轻质耐火砖层贴合在第一纤维棉毡层上，重质耐火砖层贴合在轻质耐火砖层上。所述的烟气回流进气口5d、预混喷口5c、混合燃烧室5e和混合燃气喷口5f是在钢制壳体内壁上自钢制壳体内壁向钢制壳体的轴心依次设置第二纤维棉毡层、第一低水泥浇注料层构成的复合层结构，即第二纤维棉毡层贴合在钢制壳体内壁上，煤气进气管5a、助燃空气进气管5b均是钢管，预混喷口5c和混合燃烧室5e的出口均呈收缩状，混合燃气喷口5f呈外端开口小、内端开口大的扩散状。所述的煤气进气管5a的出气端置于助燃空气进气管5b内，助燃空气进气管的侧壁上有进气口，助燃空气进气管的出气口和预混喷口5c的进口连通，预混喷口的出口和混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用烟气回流低氧高温燃烧的熔铝炉，其特征在于，圆形炉底（1a）的周边向上围有环形炉墙（1b），环形炉墙的顶部覆盖有上部弧形顶盖（1c）、上部弧形顶盖的中部有通孔，上部弧形顶盖的通孔处向上装有中部加料通道墙体（1d），中部加料通道墙体包围的空间为加料及烟气流出通道（3），环形炉墙包围的空间为燃烧熔炼炉膛（2），加料及烟气流出通道（3）向下依次和通孔、燃烧熔炼炉膛相互连通，加料及烟气流出通道的顶部设置有炉顶排烟罩（1f），炉顶排烟罩中部嵌装有置于加料及烟气流出通道上方的炉顶盖（1e），炉顶排烟罩外周设置有排烟罩引出管（1g），环形炉墙沿周向均布有多个燃烧器，燃烧器的结构是，煤气进气管（5a）和助燃空气进气管（5b）呈阶梯状相互同心套接连通于预混喷口（5c），预混喷口和烟气回流进气口（5d）分别与混合燃烧室（5e）的进口连通，混合燃烧室的出口连通混合燃气喷口（5f）的外端，混合燃气喷口的内端连通燃烧熔炼炉膛；中部加料通道墙体的内壁上部沿周向至少均布有一排烟气引出口（4a），烟气引出口的内端和加料及烟气流出通道连通，烟气引出口的外端和置于中部加料通道墙体中的烟气汇集环道（4b）的内环连通，烟气汇集环道（4b）的外环上连通有烟气汇集总管（4c），烟气汇集总管的另一端和烟气回流连通管（4d）上端连通，烟气回流连通管（4d）的下端和烟气回流进气口（5d）连通，环形炉墙上有操作炉门和熔液排出口。...

【技术特征摘要】
1.一种利用烟气回流低氧高温燃烧的熔铝炉，其特征在于，圆形炉底（1a）的周边向上围有环形炉墙（1b），环形炉墙的顶部覆盖有上部弧形顶盖（1c）、上部弧形顶盖的中部有通孔，上部弧形顶盖的通孔处向上装有中部加料通道墙体（1d），中部加料通道墙体包围的空间为加料及烟气流出通道（3），环形炉墙包围的空间为燃烧熔炼炉膛（2），加料及烟气流出通道（3）向下依次和通孔、燃烧熔炼炉膛相互连通，加料及烟气流出通道的顶部设置有炉顶排烟罩（1f），炉顶排烟罩中部嵌装有置于加料及烟气流出通道上方的炉顶盖（1e），炉顶排烟罩外周设置有排烟罩引出管（1g），环形炉墙沿周向均布有多个燃烧器，燃烧器的结构是，煤气进气管（5a）和助燃空气进气管（5b）呈阶梯状相互同心套接连通于预混喷口（5c），预混喷口和烟气回流进气口（5d）分别与混合燃烧室（5e）的进口连通，混合燃烧室的出口连通混合燃气喷口（5f）的外端，混合燃气喷口的内端连通燃烧熔炼炉膛；中部加料通道墙体的内壁上部沿周向至少均布有一排烟气引出口（4a），烟气引出口的内端和加料及烟气流出通道连通，烟气引出口的外端和置于中部加料通道墙体中的烟气汇集环道（4b）的内环连通，烟气汇集环道（4b）的外环上连通有烟气汇集总管（4c），烟气汇集总管的另一端和烟气回流连通管（4d）上端连通，烟气回流连通管（4d）的下端和烟气回流进气口（5d）连通，环形炉墙上有操作炉门和熔液排出口。2.根据权利要求1所述的利用烟气回流低氧高温燃烧的熔铝炉，其特征在于，所述的燃烧熔炼炉膛（2）内盛放铝熔液和铝坯（6）；所述的加料及烟气流出通道（3）内盛放铝坯。3.根据权利要求1所述的利用烟气回流低氧高温燃烧的熔铝炉，其特征在于，所述的圆形炉底（1a）、环形炉墙（1b）、上部弧形顶盖（1c）和中部加料通道墙体（1d）均是在钢制外壳内壁上自钢制外壳内壁向钢制外壳的轴心依次砌筑第一纤维棉毡层、轻质耐火砖层、重质耐火砖层构成的复合层结构，即第一纤维棉毡层贴合在钢制外壳内壁上，轻质耐火砖层贴合在第一纤维棉毡层上，重质耐火砖层贴合在轻质耐火砖层上。4.根据权利要求1所述的利用烟...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈维汉，陈云鹤，杨海涛，张佳鹏，
申请(专利权)人：郑州釜鼎热能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41