[实用新型]一种燃用高炉煤气的蓄热式烧嘴

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种燃用高炉煤气的蓄热式烧嘴。

背景技术

高炉煤气的热值较低，直接用来燃烧无法满足加热工艺的要求，少数有条件的钢铁企业将高炉煤气与其它高热值燃气如焦炉煤气，掺混进行燃烧利用，或者是直接喷进其它燃料炉作为辅助燃料；但是那些不具备利用条件的钢铁企业，则往往直接排空放散燃烧，每年因此而导致能源浪费达90万吨标准煤，并且严重污染了环境。

国内使用的双预热蓄热式炉可使用高炉煤气，通过利用烟气余热来加热助燃空气和燃气，提高燃气的理论燃烧温度，满足稳定燃烧和加热工艺要求。但没有烧嘴结构，只有燃气喷口和空气喷口，两者平行布置或交叉布置，助燃空气和燃气预热到800℃以上，炉内温度较高，氮氧化物生成量大，消耗能源并污染环境。日本的FDI型烧嘴采用多个小喷口高速射流引射炉内烟气原理，使燃气在着火前助燃空气的氧气浓度降低，达到降低氮氧化物生成量的目的。但是FDI型烧嘴适用于高热值燃气，不适用于低热值的高炉煤气。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种燃用高炉煤气的蓄热式烧嘴，其不仅适合低热值的高炉煤气，而且通过烧嘴结构的优化，减少了氮氧化物的生成量，从而节约能源，保护环境。

为达到上述目的，在烧嘴的中心高炉煤气气道的周围对称设置至少两对助燃空气气道，每对助燃空气气道喷口与中心高炉煤气气道喷口的距离不等。

所述的距离中心高炉煤气气道较远的助燃空气气道的中轴线呈放射状。

所述的距离中心高炉煤气气道较远的助燃空气气道的中轴线向外倾斜5°～20°。使从离中心喷口距离较近的喷口所喷出的空气及时与高炉煤气混合燃烧，而从离中心喷口距离较远的喷口所喷出的空气与高炉煤气的混合推迟，达到分级燃烧目的。

在助燃空气气道和中心高炉煤气气道入口处，分别设置蓄热体。用以吸收烟气的热量，预热煤气和空气。从而降低排烟温度，保证燃烧温度，使高炉煤气在低氧环境下稳定燃烧，减少氮氧化物的生成量，满足加热炉的加热工艺要求。

由于高炉煤气的热值比较低，所需的助燃空气量相对高热值燃气少，只预热助燃空气无法全部吸收排烟余热，从而使排烟温度增高，热效率降低；采用本实用新型，同时预热空气、煤气，能够降低排烟温度，提高理论燃烧温度，稳定着火，使高炉煤气可以在较低的氧气浓度下稳定燃烧，并且减少氮氧化物的生成量，从而节约能源，保护环境。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的A-A向剖面图；

图3为图1的B-B向剖面图。附图标号说明：  1             中心高炉煤气喷口  2、3、4、5    助燃空气喷口  6             蓄热体

具体实施方式

如图1所示，在烧嘴的中心高炉煤气气道的周围对称设置至少两对助燃空气气道，每对助燃空气气道喷口2、3、4、5与中心高炉煤气气道喷口1的距离不等。

如图2、图3所示，喷口2、4距离中心喷口1相对另两个喷口3、5要近一些，并且3号和5号喷口的气道中心轴线呈放射状，其向外倾斜角度为5°～20°，这样可推迟从喷口3和5喷出的助燃空气与高炉煤气的混合，使喷口2和4所喷出的空气与高炉煤气充分混合燃烧，而喷口3和5所喷出的空气与高炉煤气的混合推迟，从而达到分级燃烧双预热的目的，提高理论燃烧温度，稳定着火，实现高温低氧燃烧，从而降低氮氧化物的生成量。对应于空气射流夹角5°、10°、15°、20°时，出口处生成的氮氧化物的ppm值分别为103.7，141.8，125.9和165.8，可以看到在此范围内的氮氧化物生成量都可以保持在170ppm以下。

高炉煤气与空气的出口速度为40～60m/s，温度在800℃以上，理论燃烧温度高于1500℃。在喷口的四周设置蓄热体6，用以吸收烟气的热量，储存温度。从而降低排烟温度，保证燃烧温度，使高炉煤气在低氧环境下稳定燃烧，减少氮氧化物的生成量，满足加热炉的加热工艺要求。经实验分析，应用本实用新型后可以将炉子的热效率从62.2％提高到81.5％。