天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)調(diào)溫方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天然氣富氧燃燒爐領(lǐng)域，特別是涉及一種天然氣工業(yè)窯爐、鍋爐富氧燃燒煙氣的余熱回收和再循環(huán)調(diào)溫方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]富氧燃燒是指用比空氣(含氧21 % )含氧濃度高的富氧空氣進(jìn)行燃燒，它是一項(xiàng)高效節(jié)能的燃燒技術(shù)，在玻璃工業(yè)、冶金工業(yè)及熱能工程領(lǐng)域均有應(yīng)用。富氧燃燒技術(shù)能提高天然氣燃燒效率，可使天然氣成本相對(duì)降低。隨天然氣價(jià)格不斷提高，節(jié)約用氣已是降低生產(chǎn)成本的關(guān)鍵途徑，開發(fā)天然氣富氧燃燒技術(shù)是天然氣節(jié)能的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0003]當(dāng)天然氣富氧燃燒技術(shù)應(yīng)用到工業(yè)窯爐、鍋爐生產(chǎn)時(shí)，往往存在以下問(wèn)題:
[0004](I)天然氣燃燒熱值高，在富氧濃度條件下燃燒時(shí)燃燒溫度高，導(dǎo)致爐內(nèi)和爐體過(guò)熱，增加爐料的氧化，甚至燒壞加熱的爐料和損壞爐體。
[0005](2)工業(yè)窯爐的排煙溫度在500°C以上，有些甚至達(dá)800°C以上，大型鍋爐也達(dá)到150°C以上，很大一部分熱量就被煙氣帶走，造成很大的能源浪費(fèi)，并提高了產(chǎn)品的成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]基于上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)調(diào)溫及系統(tǒng)，能通過(guò)煙氣再循環(huán)控制工業(yè)窯爐、鍋爐的爐膛內(nèi)溫度并回收煙氣中的熱量，解決工業(yè)窯爐、鍋爐在天然氣富氧燃燒時(shí)因溫度過(guò)高難以控制造成爐料氧化或燒壞，損壞爐體和排煙溫度過(guò)高造成能源浪費(fèi)的問(wèn)題。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)調(diào)溫方法，包括:
[0008]使天然氣富氧燃燒爐的爐膛排出的煙氣一部分通過(guò)進(jìn)入再循環(huán)煙道，經(jīng)所述再循環(huán)煙道設(shè)置的循環(huán)風(fēng)機(jī)和電除塵器處理后返回至所述爐膛內(nèi)，對(duì)所述爐膛進(jìn)行降溫，上述過(guò)程循環(huán)進(jìn)行，完成對(duì)所述爐膛內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)；
[0009]使所述天然氣富氧燃燒爐的爐膛排出的剩余煙氣進(jìn)入金屬輻射換熱器與助燃富氧氣體換熱，完成對(duì)煙氣余熱的回收利用，換熱后的煙氣經(jīng)煙囪排出。
[0010]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)調(diào)溫系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法，包括:
[0011]水平煙道、再循環(huán)煙道、再循環(huán)風(fēng)機(jī)、電除塵器和金屬輻射換熱器；其中，
[0012]所述水平煙道一端與天然氣富氧燃燒爐的爐膛的排煙口連接，另一端依次與所述再循環(huán)煙道和所述金屬輻射換熱器連接，所述金屬輻射換熱器的排煙口與煙囪連接；
[0013]所述再循環(huán)煙道上依次設(shè)置再循環(huán)風(fēng)機(jī)和電除塵器，該再循環(huán)煙道另一端回連至所述天然氣富氧燃燒爐的爐膛內(nèi)。
[0014]本發(fā)明的有益效果為:
[0015](I)將爐膛排出的一部分煙氣經(jīng)再循環(huán)煙道經(jīng)再循環(huán)風(fēng)機(jī)、電除塵器處理后返回至該爐膛內(nèi)，從而利用煙氣再循環(huán)的方式，降低爐膛的溫度，減少燃?xì)獾氖褂昧?，?shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)控制爐溫，進(jìn)而防止?fàn)t料過(guò)度氧化或燒壞，爐體過(guò)熱損壞。
[0016](2)將需要外排的高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)金屬輻射換熱器與助燃富氧氣體換熱后，既提高了助燃富氧氣體的溫度，又將煙氣的溫度降低，經(jīng)過(guò)凈化后煙筒排至大氣，實(shí)現(xiàn)了外排煙氣余熱的回收利用。
【附圖說(shuō)明】
[0017]為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。
[0018]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)；
[0019]圖中各標(biāo)號(hào)對(duì)應(yīng)的部件為:1、爐料；2、爐膛；3、燃燒器；4、金屬輻射預(yù)熱器；5、風(fēng)機(jī)；6、再循環(huán)風(fēng)機(jī)；7、煙囪；8、水平煙道；9、富氧管道；10、再循環(huán)煙道；11、電除塵器；12、
燃?xì)夤艿馈?br>【具體實(shí)施方式】
[0020]下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0021]本發(fā)明實(shí)施例提供一種天然氣富氧燃燒爐(天然氣富氧燃燒爐可以是工業(yè)窯爐或鍋爐)的煙氣余熱回收利用和再循環(huán)調(diào)溫(即溫度調(diào)節(jié))方法，能回收煙氣中的余熱和調(diào)節(jié)控制工業(yè)窯爐、鍋爐的爐溫，結(jié)合圖1的調(diào)節(jié)系統(tǒng)示意圖，該方法包括:
[0022]工業(yè)窯爐、鍋爐(即天然氣富氧燃燒爐)的爐膛排出的煙氣進(jìn)入水平煙道后分為兩路:
[0023]一路進(jìn)入再循環(huán)煙道，經(jīng)過(guò)煙氣再循環(huán)風(fēng)機(jī)，及電除塵器除塵凈化后返回爐膛內(nèi)，對(duì)工業(yè)窯爐、鍋爐的爐膛內(nèi)進(jìn)行降溫，上述過(guò)程循環(huán)進(jìn)行，完成對(duì)工業(yè)窯爐、鍋爐爐膛內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)。優(yōu)選的，進(jìn)入再循環(huán)煙道的煙氣量約占爐膛總排煙量體積的30%?50%。
[0024]使剩余煙氣經(jīng)水平煙道進(jìn)入金屬輻射換熱器換熱與助燃富氧氣體換熱后，經(jīng)過(guò)水平煙道和煙囪排至大氣，上述過(guò)程實(shí)現(xiàn)工業(yè)窯爐、鍋爐排放煙氣中的余熱回收利用。
[0025]上述調(diào)節(jié)方法中，工業(yè)窯爐的排煙溫度在500°C以上，有些甚至達(dá)850°C以上，大型鍋爐也達(dá)到150°C以上。助燃富氧氣體換熱后的溫度為100至150°C。
[0026]本發(fā)明實(shí)施例還提供一種天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收利用和再循環(huán)調(diào)溫系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)天然氣富氧燃燒排放煙氣的余熱回收利用來(lái)預(yù)熱助燃富氧氣體以及通過(guò)煙氣再循環(huán)調(diào)節(jié)爐膛溫度，該系統(tǒng)包括:
[0027]水平煙道8、再循環(huán)煙道10、再循環(huán)風(fēng)機(jī)6、電除塵器11和金屬輻射換熱器4，天然氣富氧燃燒爐的爐膛2內(nèi)設(shè)有爐料，爐膛2的燃燒器分別與燃?xì)夤艿?2和富氧管道9連接，富氧管道9另一端連接風(fēng)機(jī)，其中，
[0028]水平煙道8 一端與天然氣富氧燃燒爐的爐膛2的排煙口連接，另一端依次與再循環(huán)煙道6和金屬輻射換熱器4連接，金屬輻射換熱器4的排煙口經(jīng)水平煙道8與煙囪7連接；
[0029]再循環(huán)煙道6上依次設(shè)置再循環(huán)風(fēng)機(jī)6和電除塵器11，該再循環(huán)煙道6另一端回連至天然氣富氧燃燒爐的爐膛2內(nèi)。
[0030]上述系統(tǒng)中，金屬輻射換熱器4設(shè)有供富氧管道9通過(guò)的換熱通道。
[0031]上述調(diào)節(jié)系統(tǒng)還包括:燃燒器3，設(shè)在爐膛2外壁，天然氣和富氧在燃燒器3內(nèi)燃燒；風(fēng)機(jī)5，富氧管道9內(nèi)的富氧由風(fēng)機(jī)5提供動(dòng)力。
[0032]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的方法及系統(tǒng)作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0033]結(jié)合圖1所示的系統(tǒng)，本實(shí)施例提供一種工業(yè)窯爐、鍋爐富氧燃燒煙氣余熱回收利用和再循環(huán)調(diào)溫方法，能實(shí)現(xiàn)排放煙氣中的余熱回收利用和調(diào)節(jié)工業(yè)窯爐、鍋爐的爐溫，防止?fàn)t料過(guò)度氧化或燒壞和爐體過(guò)熱損壞。富氧和天然氣在燃燒器3燃燒，燃燒產(chǎn)生的煙氣進(jìn)入爐膛，對(duì)爐料進(jìn)行加工后進(jìn)入水平煙道8，煙氣在水平煙道8分為兩路，一路進(jìn)入再循環(huán)煙道后，依次經(jīng)過(guò)再循環(huán)風(fēng)機(jī)6、電除塵器11后，返回工業(yè)窯爐、鍋爐的爐膛2內(nèi)，從而利用煙氣再循環(huán)的方式，降低爐膛2的溫度，減少燃?xì)獾氖褂昧浚瑢?shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)控制爐溫，進(jìn)而防止?fàn)t料過(guò)度氧化或燒壞，爐體過(guò)熱損壞；另一路煙氣進(jìn)入金屬輻射換熱器4后，經(jīng)過(guò)水平煙道8和煙囪7排至大氣中，從而實(shí)現(xiàn)煙氣中余熱的回收利用。
[0034]本發(fā)明通過(guò)煙氣再循環(huán)方式，首先實(shí)現(xiàn)有效控制天然氣富氧燃燒時(shí)工業(yè)窯爐、鍋爐爐膛內(nèi)的溫度，減少燃?xì)獾氖褂昧?，防止?fàn)t料過(guò)度氧化或燒壞和爐體過(guò)熱損壞，其次通過(guò)金屬輻射換熱器換熱，將排放煙氣中的熱量傳遞給參加助燃的富氧氣體，使富氧氣體溫度提高到100°C至150°C左右，提高了助燃富氧氣體的溫度，實(shí)現(xiàn)對(duì)工業(yè)窯爐、鍋爐燃燒排放煙氣中的余熱回收利用。
[0035]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)調(diào)溫方法，其特征在于，包括: 使天然氣富氧燃燒爐的爐膛排出的煙氣一部分通過(guò)進(jìn)入再循環(huán)煙道，經(jīng)所述再循環(huán)煙道設(shè)置的循環(huán)風(fēng)機(jī)和電除塵器處理后返回至所述爐膛內(nèi)，對(duì)所述爐膛進(jìn)行降溫，上述過(guò)程循環(huán)進(jìn)行，完成對(duì)所述爐膛內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)； 使所述天然氣富氧燃燒爐的爐膛排出的剩余煙氣進(jìn)入金屬輻射換熱器與助燃富氧氣體換熱，完成對(duì)煙氣余熱的回收利用，換熱后的煙氣經(jīng)煙囪排出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)調(diào)溫方法，其特征在于，所述進(jìn)入再循環(huán)煙道中的煙氣量為:所述天然氣爐的爐膛排出的煙氣總量的30?50%。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)調(diào)溫方法，其特征在于，所述方法中，換熱后的助燃富氧氣體溫度為100°C至150°C。4.一種天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)調(diào)溫系統(tǒng)，其特征在于，包括: 水平煙道、再循環(huán)煙道、再循環(huán)風(fēng)機(jī)、電除塵器和金屬輻射換熱器；其中， 所述水平煙道一端與天然氣富氧燃燒爐的爐膛的排煙口連接，另一端依次與所述再循環(huán)煙道和所述金屬輻射換熱器連接，所述金屬輻射換熱器的排煙口經(jīng)水平煙道與煙囪連接; 所述再循環(huán)煙道上依次設(shè)置再循環(huán)風(fēng)機(jī)和電除塵器，該再循環(huán)煙道另一端回連至所述天然氣富氧燃燒爐的爐膛內(nèi)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)調(diào)溫系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬輻射換熱器設(shè)有供富氧管道通過(guò)的換熱通道。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種天然氣富氧燃燒爐的煙氣余熱回收和再循環(huán)調(diào)溫方法及系統(tǒng)，方法包括：使天然氣富氧燃燒爐的爐膛排出的煙氣一部分通過(guò)進(jìn)入再循環(huán)煙道，經(jīng)所述再循環(huán)煙道設(shè)置的循環(huán)風(fēng)機(jī)和電除塵器處理后返回至所述爐膛內(nèi)，對(duì)所述爐膛進(jìn)行降溫，上述過(guò)程循環(huán)進(jìn)行，完成對(duì)所述爐膛內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)；使所述天然氣富氧燃燒爐的爐膛排出的剩余煙氣進(jìn)入金屬輻射換熱器與助燃富氧氣體換熱，完成對(duì)煙氣余熱的回收利用，換熱后的煙氣經(jīng)煙囪排出。該方法通過(guò)煙氣再循環(huán)方式和金屬輻射換熱器換熱，有效控制工業(yè)窯爐、鍋爐富氧燃燒時(shí)爐膛內(nèi)溫度，避免了爐料過(guò)度氧化或燒壞和爐體過(guò)熱損壞，并實(shí)現(xiàn)排放煙氣內(nèi)的余熱回收利用。
【IPC分類】F23L15/00, F27D17/00, F23C9/08
【公開號(hào)】CN104964274
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510382780
【發(fā)明人】田貫三, 崔永章, 于暢, 陳彬劍, 王壯
【申請(qǐng)人】山東建筑大學(xué)
【公開日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年7月2日