[发明专利]一种燃气冲天炉高温空气燃烧装置及方法

说明书

本发明提供了一种燃气冲天炉高温空气燃烧装置及方法，属于铸造、保温棉生产的燃气冲天炉领域。该燃气冲天炉高温空气燃烧装置包括燃气冲天炉、八通阀、空气系统、烟气系统、高温空气燃烧器、气动阀；在所述燃气冲天炉内的中上方设有熔化预热段；所述高温空气燃烧器位于燃气冲天炉的下方，所述八通阀位于燃气冲天炉外部，且位于熔化预热段的侧上方；所述空气系统和烟气系统分别与八通阀连接，所述空气系统包括冷空气管和高温空气管；所述烟气系统包括烟囱和高温烟气管；所述八通阀包括热端四通阀、蓄热体组和冷端四通阀，所述热端四通阀、冷端四通阀分别位于所述蓄热体组的两侧；所述高温烟气管的一端与热端四通阀连接，另一端与燃气冲天炉连接。

技术领域

本发明属于铸造、保温棉生产的燃气冲天炉领域，具体涉及一种燃气冲天炉高温空气燃烧装置及方法。

背景技术

燃气无焦冲天炉是以天然气、焦炉煤气、液化气等为燃料的冲天炉，属于当今世界范围内铸铁熔化、保温棉熔化的先进技术，上世纪英法美等发达国家先后进行燃气冲天炉的研究与使用，典型技术为美国专利(专利号US5224985)。90年代，由于焦炭匮乏，逐步研究了焦炭与天然气合用、纯天然气的冲天炉，目前技术在欧盟、中东、美国、印度、日本、韩国等国家的铸造行业和保温材料行业内使用。

国内引进的某种燃气冲天炉应用于球墨铸铁，熔液温度1530℃，天然气消耗量80m³/t。为提高铁液温度及降低能耗，采用富氧燃烧技术，天然气消耗量是50m³/t，氧气消耗量19m³/t。富氧虽提高了燃烧温度，降低了天然气消耗，但炉渣中铁含量在5-10％，造成较大的浪费。其原因是富氧条件下加热炉气中水蒸气含量进一步增加，导致高温水蒸气与铁之间发生化学反应，同时氧气的不均匀性也导致部分铁氧化导致

《Metalworld》中介绍的在印度使用的燃气冲天炉，预热熔化段燃料层的厚度控制在2.5-2.85米，排烟温度对应于650℃-250℃之间，较厚的料层可降低排烟温度，但增加了水冷炉排的荷重，同时也造成停炉时大量的残量损失，存在浪费。在烘炉和停炉前期，炉内料层厚度变薄，导致排烟温度较高，造成浪费，进而熔化成本较高。目前铸造行业受订单限制，多数是单日小于8小时运行，必将造成燃气冲天炉的启动和停炉的燃气浪费，并增加生产成本。

中国发明专利(申请号2013105532185)公开了一种岩棉生产的燃气冲天炉废热梯级利用的方法，其利用熔化段后的高温烟气，采用喷流、对流强化、再燃的喷射辐射换热器进行预热，使助燃空气温度达到500-900℃，但需要耐热钢和较大换热面积，且结构笨重和成本高，且不能随熔化率的变化而自动降低排烟温度。

多数燃气冲天除尘设施多采用旋风除尘器、火花捕集器等进行除尘，旋风除尘仅能实现大颗粒尘捕集，火花捕集器造成水的二次污染。部分燃气冲天炉连续运行时排烟温度较低，采用除尘效率较高的袋式过滤器或电除尘器，且实现目前最严的20mg/m³的排放标准。但在烘炉和停炉期间，排烟温度较高，超过袋式过滤器使用温度，不得不停止除尘而改为直排，或通过增加新鲜空气的方法来降低烟气温度后再除尘，使除尘成本增加或增加粉尘排放量。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种燃气冲天炉高温空气燃烧装置及方法，最大限度提高空气预热温度、提高熔液温度，降低烘炉、停炉期间燃气消耗量，降低排烟温度，可采用低成本、低温袋式过滤器除尘，进一步降低熔化和除尘的运行成本。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种燃气冲天炉高温空气燃烧装置，包括燃气冲天炉、八通阀、空气系统、烟气系统、高温空气燃烧器、气动阀；

在所述燃气冲天炉内的中上方设有熔化预热段；

所述高温空气燃烧器位于燃气冲天炉的下方，所述八通阀位于燃气冲天炉外部，且位于熔化预热段的侧上方；