本发明专利技术涉及熔炼反射炉供气的技术领域，更具体地，涉及一种熔炼反射炉用纯氧燃烧装置及燃烧方法，包括烧嘴砖以及嵌置于烧嘴砖的天然气喷嘴、第一氧气喷嘴和第二氧气喷嘴，所述第一氧气喷嘴邻近于天然气喷嘴设置且所述天然气喷嘴与第一氧气喷嘴构成主燃烧器，所述第二氧气喷嘴为多组、多组第二氧气喷嘴均匀环绕于天然气喷嘴分布且所述天然气喷嘴与第二氧气喷嘴构成次级燃烧器，所述天然气喷嘴旁侧设有点火枪；所述天然气喷嘴连接有天然气供气系统，所述第一氧气喷嘴、第二氧气喷嘴连接有氧气供气系统。本发明专利技术相比集中火焰火焰温度较低、火焰分布均匀，燃烧过程为低温的纯氧燃烧过程、火焰温度低且无氮气参与燃烧，可有效降低氮氧化物排放和减少铝烧损。低氮氧化物排放和减少铝烧损。低氮氧化物排放和减少铝烧损。
【技术实现步骤摘要】
一种熔炼反射炉用纯氧燃烧装置及燃烧方法
[0001]本专利技术涉及熔炼反射炉供气的
，更具体地，涉及一种熔炼反射炉用纯氧燃烧装置及燃烧方法。
技术介绍
[0002]为了节能和提高熔化率，铝熔炼反射炉配备了蓄热式空气助燃烧嘴，利用烟气余热，把助燃空气加热至600℃～1200℃，再与天然气混合燃烧，产生热量熔化铝锭、铝片、铝条、铝屑等原料。助燃空气的温度越高，烧嘴产生的火焰温度就越高，20℃的冷空气助燃产生火焰的理论温度约为1600℃，而1200℃的热空气助燃产生火焰的理论温度高达2200℃。利用烟气余热，烧嘴产生的火焰温度越高，就越节能，炉子的熔化率也就越高，然而同时会生成更多的氮氧化物，导致更多的铝烧损。
[0003]中国专利CN206330421U公开了一种熔炼反射炉用燃气供给系统，包括与混合管连通的天然气供给管和氧气供给管，设置在天然气供给管上的气泵，设置在氧气供给管上的鼓风机；其中：所述混合管的内腔中设置有气体混合器，该气体混合器又包括支架，该支架的中心具有轴承安装座，该轴承安装座中安装有轴承，轴承的内圈固定在支撑轴的一端，支撑轴的另一端固定有螺旋桨状的风扇；天然气供给管的出气口和氧气供给管的出气口位于风扇的扇叶的迎风面前方。上述方案虽然天然气与空气快速混合充分，可降低能耗、降低使用成本、降低工人劳动强度和降低企业用工成本，然而上述方案中，加速空气和天然气的混合速度并无法降低氮氧化物的产生，也无法降低铝烧损。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种有效降低氮氧化物排放和铝烧损的熔炼反射炉用纯氧燃烧装置及燃烧方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0006]提供一种熔炼反射炉用纯氧燃烧装置，包括烧嘴砖以及嵌置于烧嘴砖的天然气喷嘴、第一氧气喷嘴和第二氧气喷嘴，所述第一氧气喷嘴邻近于天然气喷嘴设置且所述天然气喷嘴与第一氧气喷嘴构成主燃烧器，所述第二氧气喷嘴为多组、多组第二氧气喷嘴均匀环绕于天然气喷嘴分布且所述天然气喷嘴与第二氧气喷嘴构成次级燃烧器，所述天然气喷嘴旁侧设有点火枪；所述天然气喷嘴连接有天然气供气系统，所述第一氧气喷嘴、第二氧气喷嘴连接有氧气供气系统。
[0007]本专利技术的熔炼反射炉用纯氧燃烧装置，采用纯氧助燃而不是空气助燃，纯氧助燃的火焰覆盖面积比空气助燃小很多，在大功率下，火焰也不会接触铝液，不会导致更多的铝烧损；根据熔炼反射炉内温度控制主燃烧器、次级燃烧器工作：主燃烧器工作时，天然气和氧气集中火焰燃烧，可快速将熔炼反射炉内温度升温到设定值；次级燃烧器工作时，氧气分散在天然气四周，减缓氧气和天然气的混合速度，当氧气和天然气射入熔炼反射炉内并弥散开时，完成100％燃烧，形成弥散性火焰，相比集中火焰火焰温度较低、火焰分布均匀，燃
烧过程为低温的纯氧燃烧过程。本专利技术火焰温度低且无氮气参与燃烧，可有效降低氮氧化物排放和减少铝烧损。
[0008]进一步地，所述天然气喷嘴设于烧嘴砖的中心，所述第一氧气喷嘴与天然气喷嘴并排设置，所述点火枪位于第一氧气喷嘴、天然气喷嘴连接线段的中线上。
[0009]进一步地，所述第二氧气喷嘴的中心连线形成圆形，所述圆形的圆心落于所述天然气喷嘴的中心轴线上。
[0010]进一步地，所述第二氧气喷嘴为六组，六组第二氧气喷嘴均匀分布于圆形的圆周。
[0011]进一步地，所述点火枪包括枪体以及与枪体连通的天然气入口和第一氧气入口，所述枪体内设有伸向烧嘴砖端部的点火器，所述枪体内设有火焰监控器；熔炼反射炉内设有温度传感器，所述火焰监控器、温度传感器均连接于控制器。
[0012]进一步地，所述天然气供气系统包括天然气管道及设于天然气管道的第一阀门，天然气管道经第一阀门后分为与天然气喷嘴连通的第一天然气支路以及与天然气入口连通的第二天然气支路，所述第一天然气支路、第二天然气支路上分别设有第二阀门、第三阀门。
[0013]进一步地，所述氧气供气系统包括氧气管道及设于氧气管道的第四阀门，氧气管道经第四阀门后分为与第一氧气喷嘴连通的第一氧气支路、第二氧气支路、与所述第一氧气入口连通的第三氧气支路，所述第二氧气支路连通有氧气分散器，所述氧气分散器设有与多个第二氧气喷嘴一一连通的出气口；所述第一氧气支路、第二氧气支路、第三氧气支路上分别设置有第五阀门、第六阀门及第七阀门。
[0014]进一步地，所述氧气分散器为管状结构，所述管状结构的一端设有与第二氧气支路连通的第二氧气入口，所述管状结构的另一端设有分散盘，所述分散盘开设有与第二氧气喷嘴一一连通的氧气出口。
[0015]本专利技术还提供了一种熔炼反射炉用纯氧燃烧方法，包括以下步骤：温度传感器实时监测熔炼反射炉的炉内温度：当炉内温度低于750℃时，控制主燃烧器燃烧；当炉内温度不低于750℃时，控制次级燃烧器燃烧。
[0016]优选地，主燃烧器燃烧时，天然气喷嘴流入的天然气流速与第一氧气喷嘴流入的氧气流速相等；磁极燃烧器燃烧时，第二氧气喷嘴流入的氧气流速为天然气喷嘴流入的天然气流速的两倍。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0018]本专利技术的熔炼反射炉用纯氧燃烧装置及燃烧方法，相比集中火焰火焰温度较低、火焰分布均匀，燃烧过程为低温的纯氧燃烧过程、火焰温度低且无氮气参与燃烧，可有效降低氮氧化物排放和减少铝烧损。
附图说明
[0019]图1为熔炼反射炉用纯氧燃烧装置的原理示意图；
[0020]图2为熔炼反射炉用纯氧燃烧装置的结构示意图；
[0021]图3为图2中沿D
‑
D剖视图；
[0022]图4为点火枪的结构示意图；
[0023]附图中：1、烧嘴砖；2、天然气喷嘴；3、第一氧气喷嘴；4、第二氧气喷嘴；5、点火枪；
51、天然气入口；52、第一氧气入口；53、点火器；54、火焰监控器；6、天然气供气系统；61、天然气管道；62、第一阀门；63、第一天然气支路；64、第二天然气支路；65、第二阀门；66、第三阀门；7、氧气供气系统；71、氧气管道；72、第四阀门；73、第一氧气支路；74、第二氧气支路；75、第三氧气支路；76、氧气分散器；77、第八阀门。
具体实施方式
[0024]下面结合具体实施方式对本专利技术作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本专利技术的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0025]本专利技术实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本专利技术的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种熔炼反射炉用纯氧燃烧装置，其特征在于，包括烧嘴砖(1)以及嵌置于烧嘴砖(1)的天然气喷嘴(2)、第一氧气喷嘴(3)和第二氧气喷嘴(4)，所述第一氧气喷嘴(3)邻近于天然气喷嘴(2)设置且所述天然气喷嘴(2)与第一氧气喷嘴(3)构成主燃烧器，所述第二氧气喷嘴(4)为多组、多组第二氧气喷嘴(4)均匀环绕于天然气喷嘴(2)分布且所述天然气喷嘴(2)与第二氧气喷嘴(4)构成次级燃烧器，所述天然气喷嘴(2)旁侧设有点火枪(5)；所述天然气喷嘴(2)连接有天然气供气系统(6)，所述第一氧气喷嘴(3)、第二氧气喷嘴(4)连接有氧气供气系统(7)。2.根据权利要求1所述的熔炼反射炉用纯氧燃烧装置，其特征在于，所述天然气喷嘴(2)设于烧嘴砖(1)的中心，所述第一氧气喷嘴(3)与天然气喷嘴(2)并排设置，所述点火枪(5)位于第一氧气喷嘴(3)、天然气喷嘴(2)连接线段的中线上。3.根据权利要求2所述的熔炼反射炉用纯氧燃烧装置，其特征在于，所述第二氧气喷嘴(4)的中心连线形成圆形，所述圆形的圆心落于所述天然气喷嘴(2)的中心轴线上。4.根据权利要求3所述的熔炼反射炉用纯氧燃烧装置，其特征在于，所述第二氧气喷嘴(4)为六组，六组第二氧气喷嘴(4)均匀分布于圆形的圆周。5.根据权利要求1至4任一项所述的熔炼反射炉用纯氧燃烧装置，其特征在于，所述点火枪(5)包括枪体以及与枪体连通的天然气入口(51)和第一氧气入口(52)，所述枪体内设有伸向烧嘴砖(1)端部的点火器(53)，所述枪体内设有火焰监控器(54)；熔炼反射炉内设有温度传感器，所述火焰监控器(54)、温度传感器均连接于控制器。6.根据权利要求5所述的熔炼反射炉用纯氧燃烧装置，其特征在于，所述天然气供气系统(6)包括天然气管道(61)及设于天然气管道(...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓韬，范胜标，贲志山，凌峰，刘继雄，徐亚军，
申请(专利权)人：广州广钢气体能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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