一種焦爐燃燒室分段供氣加熱裝置及其方法
【專利摘要】本發明公開了一種焦爐燃燒室分段供氣加熱裝置及其方法，涉及焦爐設備，包括自動加熱調溫、富氧空氣二次風供氣配風、和富氧空氣供氣管路系統；富氧空氣二次風供氣配風系統包括通過鼓風機與富氧制取設備連通的二次風管道，二次風管道從燃燒室的頂部通過燃燒室內，末端位于燃燒室的中上部處；富氧空氣供氣管路系統為連通燃燒室底部和蓄熱室頂部的斜式空氣管道，蓄熱室底部設置進氣口陀口；自動加熱調溫系統與富氧空氣流量計、空氣流量計、煤氣流量計、測溫裝置電連接。本發明可廣泛應用于4.3米和5.5米焦爐，有利于焦爐煙囪的氮氧化物的改善和焦爐的均勻加熱，提高了焦炭的品質，節約焦爐加熱煤氣量，具有一定的經濟效益。
【專利說明】
一種焦爐燃燒室分段供氣加熱裝置及其方法
技術領域
[0001]本發明涉及焦爐設備，具體涉及一種焦爐燃燒室分段供氣加熱裝置及其方法。
【背景技術】
[0002]燃氣在焦爐燃燒室燃燒時會產生氮氧化物，包括NO，N2O ,NO2 ,N2O3 ,N2O4 ,N2O5等，而大氣中氮氧化物主要以NO和N02的形式存在，通常NO占95%左右，N02為5 %左右，在大氣中NO會緩慢轉化為NO2。
[0003]燃燒過程中生成氮氧化物的形成機理有3種類型:一是燃料型氮氧化物，燃料中固定氮而生成;二是熱力型氮氧化物，在高溫下氮與氧反應生成;三是瞬時型，由于含碳自由基的存在而生成氮氧化物。而焦爐燃燒過程中所產生的氮氧化物主要是熱力型氮氧化物。
[0004]國內大容積焦爐均采用雙聯火道、廢氣循環、焦爐煤氣下噴、貧煤氣和空氣側入的形式，結構嚴密合理，加熱較均勻，熱工效率較高。然而，我國絕大部分焦爐炭化室為4.3米和5.5米，采用雙聯火道、廢氣循環、焦爐煤氣下噴結構形式，但是焦爐煙囪的煙氣中氮氧化物含量在600mg/Nm3—1000mg/Nm3。所以，對這一部分焦爐進行改造，以降低焦爐燃燒過程中的氮氧化物濃度，是我國中小容積焦爐設備急需解決的問題。
[0005]為了解決現有中小容積焦爐存在的煙氣中氮氧化物濃度高的問題，而提供了一種焦爐燃燒室分段供氣加熱裝置及其方法。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種焦爐燃燒室分段供氣加熱裝置。
[0007]本發明的另一個目的是提供一種焦爐燃燒室分段供氣加熱方法。
[0008]本發明是通過以下技術方案實現的:
一種焦爐燃燒室分段供氣加熱裝置，其特征在于，包括自動加熱調溫系統、富氧空氣二次風供氣配風系統、和富氧空氣供氣管路系統；
其中所述的富氧空氣二次風供氣配風系統，包括通過鼓風機與富氧制取設備連通的二次風管道，所述的二次風管道從燃燒室的頂部通過燃燒室內，末端位于燃燒室的中上部處；所述的富氧空氣供氣管路系統為連通燃燒室底部和蓄熱室頂部的斜式空氣管道，所述的蓄熱室底部設置進氣口陀口；
所述的自動加熱調溫系統包括計算機控制系統、安裝在二次風管道上的富氧空氣流量計、安裝在進氣口陀口的空氣流量計、安裝在煤氣管道上的煤氣流量計、和安裝在燃燒室內的測溫裝置，所述的計算機控制系統與富氧空氣流量計、空氣流量計、煤氣流量計、測溫裝置電連接。
[0009]進一步地，所述的二次風管道為耐熱鋼管或耐火材料燒制而成。
[0010]所述的燃燒室頂部設置有看火孔異型磚，異型磚上預留有側孔洞，所述的二次風管道通入側孔洞內，自上而下進入燃燒室的內部2/3處。
[0011 ]所述的進氣口陀口處設置有可調節翻板。
[0012]上述的焦爐燃燒室分段供氣加熱裝置的加熱方法，步驟為:
煤氣經過煤氣管道進入燃燒室內，空氣自進氣口陀口進入蓄熱室，經蓄熱室的格子磚將空氣預熱后，通過斜式空氣管道進入燃燒室內，與煤氣混合發生燃燒，加熱兩側的爐墻，爐墻將熱量傳給炭化室
內的煤來煉焦;其中通過自動加熱調溫系統在線連續對燃燒室進行測溫，控制進氣口陀口和煤氣管道的進氣量，降低一次空氣過剩系數，使得進入燃燒室的空氣欠缺，煤氣在欠氧狀態下形成不完全燃燒，在火焰區域形成還原性氣氛，使得已經形成的一部分氮氧化物被還原成氮氣，同時火焰拉長，有利于高向加熱，提高上部焦餅的成熟度;通過自動加熱調溫系統控制二次風管道的進氣量，使不完全燃燒的火焰在燃燒室內上部與通入的二次富氧空氣混合，形成二次完全燃燒。
[0013]本發明通過調整焦爐的進氣口陀口，降低一次空氣過剩系數，使得進入燃燒室的空氣欠缺，煤氣在欠氧狀態下形成不完全燃燒，在火焰區域形成還原性氣氛，使得已經形成的一部分氮氧化物被還原成氮氣；同時火焰拉長，有利于高向加熱，提高上部焦餅的成熟度;不完全燃燒的火焰在燃燒室內上部與配入的二次富氧空氣混合，形成二次完全燃燒;其中計算機自動加熱調溫系統，是通過在線連續測溫裝置，持續不斷的對焦爐燃燒室進行溫度檢測，根據檢測的溫度與目標溫度的偏差，通過計算機程序控制，調節加熱煤氣的流量和煙道調節閥的開度，優化燃燒條件，達到自動加熱的目的，并將計算機自動加熱調溫系統和富氧空氣二次風供氣配風系統有機結合起來，改善和優化焦爐燃燒室的燃燒狀態，二次重構燃燒氣氛，形成還原性氣氛還原已生成的氮氧化物為氮氣，有效降低煙囪中氮氧化物的濃度。其中計算機自動加熱調溫系統，是根據焦爐裝爐煤的工藝參數、推焦作業計劃、焦爐熱效率等計算出煉焦耗熱量，然后再根據加熱用煤氣的熱值、溫度、壓力等計算出加熱煤氣流量的設計值來調整煤氣流量和空氣流量的自控系統。
[0014]本發明通過調整燃燒室的一次空氣供入量，改善煤氣燃燒的二次流態重構，延長火焰長度，產生還原性氣氛，用以還原已經形成的一部分氮氧化物為無害化的氮氣，降低焦爐煙囪的氮氧化物排放濃度，降低了煙囪脫硝系統的運行成本。
[0015]本發明可廣泛應用于4.3米和5.5米焦爐的煤氣自動加熱和燃燒室二次流態重構，有利于焦爐煙囪的氮氧化物的改善和焦爐的均勻加熱，提高了焦炭的品質，節約了焦爐加熱煤氣量，具有一定的經濟效益。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發明的結構示意圖；
圖2為異型磚的結構不意圖；
圖中:1-煤氣管道、2-煤氣支管、3-二次風管道、4-異型磚、5-燃燒室、6-炭化室、7-爐墻、8-斜式空氣管道、9-蓄熱室、10-煙道、11-看火孔、12-爐頂磚。
【具體實施方式】
[0017]以下結合附圖對本發明作進一步說明。
[0018]如圖1所示的一種焦爐燃燒室分段供氣加熱裝置，包括自動加熱調溫系統、富氧空氣二次風供氣配風系統、和富氧空氣供氣管路系統； 其中所述的富氧空氣二次風供氣配風系統，包括通過鼓風機與富氧制取設備連通的二次風管道3，所述的二次風管道3從燃燒室5的頂部通過燃燒室5內，末端位于燃燒室5的中上部處；
所述的富氧空氣供氣管路系統為連通燃燒室5底部和蓄熱室9頂部的斜式空氣管道8，所述的蓄熱室9底部設置進氣口陀口；
所述的自動加熱調溫系統包括計算機控制系統、安裝在二次風管道3上的富氧空氣流量計、安裝在進氣口陀口的空氣流量計、安裝在煤氣管道1、煤氣支管2上的煤氣流量計、和安裝在燃燒室5內的測溫裝置，所述的計算機控制系統與富氧空氣流量計、空氣流量計、煤氣流量計、測溫裝置電連接。
[0019]安裝在燃燒室5頂部爐頂磚12上的用于看火的異型磚4的結構示意圖如圖2所示，在異型磚4上開設有看火孔11，并預留有側孔洞，所述的二次風管道3通入側孔洞內，自上而下進入燃燒室5的內部2/3處，二次風管道3為耐熱鋼管或耐火材料燒制而成。
[0020]運行時，煤氣經過煤氣管道I由各燃燒室的煤氣支管2進入燃燒室5內，空氣自進氣口陀口進入蓄熱室9內，經蓄熱室9的格子磚將空氣預熱后，通過斜式空氣管道8進入燃燒室5內，與煤氣混合發生燃燒，加熱兩側的爐墻7，爐墻7將熱量傳給炭化室6內的煤來煉焦。煤氣在欠氧的情況下，火焰拉長，發生不完全燃燒，形成還原性氣氛，將燃燒過程中已經形成的一部分氮氧化物還原成氮氣，煤氣火焰在燃燒室9的2/3處遇到自燃燒室頂部通入的富氧空氣，發生二次燃燒，使不完全燃燒的煤氣在此充分燃燒，燃燒后的廢氣自相鄰燃燒室退入焦爐下部的蓄熱室9內，加熱格子磚，然后進入煙道10，排入大煙囪；其中通過自動加熱調溫系統在線連續對燃燒室進行測溫，控制進氣口陀口和煤氣管道的進氣量，降低一次空氣過剩系數，使得進入燃燒室的空氣欠缺，煤氣在欠氧狀態下形成不完全燃燒，在火焰區域形成還原性氣氛，使得已經形成的一部分氮氧化物被還原成氮氣，同時火焰拉長，有利于高向加熱，提高上部焦餅的成熟度;通過自動加熱調溫系統控制二次風管道的進氣量，使不完全燃燒的火焰在燃燒室內上部與通入的二次富氧空氣混合，形成二次完全燃燒。
【主權項】
1.一種焦爐燃燒室分段供氣加熱裝置，其特征在于，包括自動加熱調溫系統、富氧空氣二次風供氣配風系統、和富氧空氣供氣管路系統； 其中所述的富氧空氣二次風供氣配風系統，包括通過鼓風機與富氧制取設備連通的二次風管道，所述的二次風管道從燃燒室的頂部通過燃燒室內，末端位于燃燒室的中上部處； 所述的富氧空氣供氣管路系統為連通燃燒室底部和蓄熱室頂部的斜式空氣管道，所述的蓄熱室底部設置進氣口陀口； 所述的自動加熱調溫系統包括計算機控制系統、安裝在二次風管道上的富氧空氣流量計、安裝在進氣口陀口的空氣流量計、安裝在煤氣管道上的煤氣流量計、和安裝在燃燒室內的測溫裝置，所述的計算機控制系統與富氧空氣流量計、空氣流量計、煤氣流量計、測溫裝置電連接。2.根據權利要求1所述的焦爐燃燒室分段供氣加熱裝置，其特征在于，所述的二次風管道為耐熱鋼管或耐火材料燒制而成。3.根據權利要求1或2所述的焦爐燃燒室分段供氣加熱裝置，其特征在于，所述的燃燒室頂部設置有看火孔異型磚，異型磚上預留有側孔洞，所述的二次風管道通入側孔洞內，自上而下進入燃燒室的內部2/3處。4.根據權利要求1或2所述的焦爐燃燒室分段供氣加熱裝置，其特征在于，所述的進氣口陀口處設置有可調節翻板。5.權利要求1-4任一項所述的焦爐燃燒室分段供氣加熱裝置的加熱方法，其特征在于，步驟為: 煤氣經過煤氣管道進入燃燒室內，空氣自進氣口陀口進入蓄熱室，經蓄熱室的格子磚將空氣預熱后，通過斜式空氣管道進入燃燒室內，與煤氣混合發生燃燒，加熱兩側的爐墻，爐墻將熱量傳給炭化室 內的煤來煉焦;其中通過自動加熱調溫系統在線連續對燃燒室進行測溫，控制進氣口陀口和煤氣管道的進氣量，降低一次空氣過剩系數，使得進入燃燒室的空氣欠缺，煤氣在欠氧狀態下形成不完全燃燒，在火焰區域形成還原性氣氛，使得已經形成的一部分氮氧化物被還原成氮氣，同時火焰拉長，有利于高向加熱，提高上部焦餅的成熟度;通過自動加熱調溫系統控制二次風管道的進氣量，使不完全燃燒的火焰在燃燒室內上部與通入的二次富氧空氣混合，形成二次完全燃燒。
【文檔編號】C10B21/12GK105925276SQ201610461682
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月23日
【發明人】李九林, 杜軍衛, 何小剛, 官文濤, 邢佳佳, 孫景玉
【申請人】山西長林能源科技有限公司