[发明专利]一种焦炉荒煤气火焰炉窑系统

说明书

本发明公开了一种焦炉荒煤气火焰炉窑系统，送风鼓风机(1)通过流量监控系统连接水平助燃剂提质器(3)，燃气(18)通过流量监控系统连接初级水平燃烧提质器(16)和二级竖直燃烧提质器(15)，二级竖直燃烧提质器(15)与水平助燃剂提质器(3)汇合并通过手动阀(4)和电动调节阀(5)与燃烧器(6)连接，燃烧器(6)的工作端与燃烧炉(8)连接，燃烧器(6)连接有点火装置(7)，燃烧炉(8)上设有热电偶(9)和观测口(12)，燃烧炉(8)的废气口连接有排烟管道(10)，排烟管道(10)上设有排烟风机(11)，监测控制系统(13)与第一流量监控系统(2)、第二流量监控系统(17)、热电偶(9)、电动调节阀(5)和排烟风机(11)通信连接。本发明是一种燃烧效率高、有效节约能源、降低成本、减少环境污染的焦炉荒煤气火焰炉窑系统。

技术领域

本发明涉及一种火焰炉窑系统，特别是涉及一种焦炉荒煤气火焰炉窑系统。

背景技术

焦炉荒煤气是工业炼焦工程中的副产品，每吨干煤可以产出约300-350m³焦炉煤气。其主要成分为：H₂、CH₄、CO、C_mH_n、CO₂、N₂和O₂等，其中可燃组分H₂含量约55-60％左右，CH₄含量约23-27％左右，CO和C_mH_n的含量分别占5-8％和2-4％，其余的不可燃组分包括CO₂、N₂和O₂共占约4-10％，热值达到17-19MJ/m³左右，是重要的二次能源。

焦炉荒煤气的产率和组成因炼焦用煤质量和焦化过程条件不同而有所差别，其中的CO₂、N₂既不参与燃烧产生热量也不能助燃，相反，还吸收燃烧过程中产生的热量，导致焦炉煤气的理论燃烧温度偏低。由于焦炉荒煤气中含有H₂S、氰化物，虽然量少但都是含有毒性的气体，而且一般会含有较多的焦油和萘，它们会堵塞管道和管件，给调火工作带来困难，所以必须对焦炉荒煤气作净化处理。另外因为可燃成分多并且H₂含量较高，故燃烧速度快、温度高，不稳定的燃烧容易引发爆炸，所以全程要控制安全，以防泄露。

焦炉荒煤气作为工业炼铁过程中的副产品，发热值和可燃成分较高，工业产生的焦炉荒煤气中有一部分会用于企业自身回炉助燃，另外的那一部分必须使用专门的装置进行回收净化处理，否则只能直接排入大气，或者燃烧排放(俗称“点天灯”)，会造成环境的污染和能源的浪费。

将焦炉荒煤气应用于火焰炉燃烧系统是一种有效回收二次能源的方式。火焰炉是利用高温火焰水平流过炉膛并直接对炉料传热的一种高温加热式熔炼炉。广泛用于冶金、化工、有色金属、建筑等行业。它所用的燃料种类众多，有：煤、煤粉、重油、柴油、煤气、天然气等。在有色和黑色金属以及一些非金属冶炼过程中，燃气火焰炉可以完成熔化过程；对于增大金属在轧制、锻造、冲压和拉丝加工中的可塑性，改变金属结晶组织，使它具有所需的机械性能时，可以运用燃气火焰炉完成加热升温过程。根据炉温分类，可以分为：低温炉、中温炉、高温炉。低温炉可以间歇加热，中温炉可以用于物料加热达到回火、淬火、退火和正火等工艺要求，高温炉可以完成物料的熔化过程。

燃气火焰炉内的物理化学过程十分复杂，既有气体流动、燃料燃烧，也有热量传递和物料运动等过程。所以，在燃气火焰炉的实际生产操作中也存在一些问题，特别是利用焦炉荒煤气作燃料。目前，主要存在以下问题：①需要严格控制燃料和助燃空气的流量，以防达到爆炸极限；②燃气杂质较复杂，污染气体需要净化；③单位产品能耗较高、资源耗费量大；④窑炉能源利用效率偏低；⑤可燃组分类别较多，燃烧不稳定。