[发明专利]用于回转窑的局部增氧助燃装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及燃烧设备，尤其涉及一种用于回转窑的局部増氧助燃装置及集成技术。

背景技术

目前一般回转窑采用的均是普通空气助燃或整体增氧助燃，前者由于空气中仅含不到21%的氧气，其余为惰性气体，不但不参与助燃，反而吸收大量的热量，从而降低了回转窑的性能和效率等，而后者一般投资非常大、副作用又多，如炉龄明显下降、NO_X明显提高等。如中国实用新型专利201120253557.8（CN202177298U）的方案“在格栅冷却器下部设有鼓风机和预混器，用于将二次风正常空气和二次风富氧空气混合并送入到回转窑之中”如按照该方案，由于水泥回转窑二次风正常空气温度在850-1100℃之间，而二次风富氧空气温度比较低，混合后不仅不一定达到节能之效果，而且投资和副作用均非常大，因而实用性不好。

局部增氧助燃技术是本发明人最早提出的（见中国发明专利ZL97104465.1（CN1084865C）），目前已经成功应用30种窑炉，均取得了明显的节能减排效益。但对于回转窑应用局部增氧助燃技术，在下述专利申请或专利中有所提及，包括中国发明专利申请200910010412.2（CN101487593A）、中国实用新型专利200920010534.7（CN201344555Y）及201120436379.2（CN202390203U），然而这些专利分别存在如下不足：如CN101487593A及CN201344555Y中提及“在用于水泥回转窑时，专有富氧喷嘴可以用水泥回转窑四通道燃烧器中心点火枪用的中心管替代。”由于水泥回转窑影响因素非常多，所以经常停窑，故用中心管既不方便，又不能调节角度，使用效果就大打折扣；CN202390203U在实用效果方面的问题更为突出：本发明人对于富氧膜分离及应用的实践和研究，可证明上述专利在制氧方面能耗比较高，特别是第二级膜分离器，能耗更高，而能耗费用比设备费还要贵；如按照前述专利中提出的3000Nm³/hr为例，一级膜分离器每年的运行能耗费用至少是设备费的1/2以上，而采用VPSA，其设备费比膜法低10％以上，而能耗费用仅为膜法的65%左右；另外，该专利“将富氧气体送入多通道燃烧器”，和CN201344555Y或CN101487593A所述技术方案一样，均作为一次风，没有富氧喷嘴，达不到最佳节能减排效果，不能充分发挥局部增氧助燃技术的优势。另上述技术均采用膜法氧源，而且采用水环式真空泵和气水分离脱湿稳压装置，其结果是使富氧空气均带水汽，从而影响富氧质量和节能减排效果。

发明内容

鉴于现有技术所存在的上述问题，本发明旨在提供一种用于回转窑的局部增氧助燃装置以充分发挥局部增氧助燃技术的优势，达到更佳的节能减排的效果。

本发明的技术解决方案是这样实现的：

一种用于回转窑的局部增氧助燃装置，包括氧源、富氧预热器、富氧喷嘴、富氧压力变送器、富氧浓度变送器和电控装置，所述氧源、富氧预热器和富氧喷嘴通过管路依次连接，所述富氧喷嘴与回转窑相连接并布置于回转窑燃烧器的下部，电控装置通过电缆和控制线与氧源、富氧压力变送器、富氧浓度变送器分别连接；其特征在于：

所述富氧喷嘴的喷口为上下缘为圆弧形的扁口，扁口的宽度与高度的比值为0.2～10；

所述富氧喷嘴等间距均匀插置于窑头罩的罩壁内下半部，所述富氧喷嘴的喷口中心均位于回转窑筒体前端内截面的同一个同心圆上，所述同心圆的半径与回转窑的筒体的内径之比为0.3～0.9；并且所述喷口中心连线的圆弧的中垂面沿回转窑的旋转方向偏离回转窑的窑头罩的中垂面一个角度α，α=1～30°，并取决于回转窑的旋转速度；

所述富氧喷嘴与窑头罩罩壁间设有用以固定富氧喷嘴和调整其角度的套管，套管外端部露出罩壁外70～300mm。

进一步的，工作状态下，所述富氧喷嘴其喷口的上下缘的圆弧均分别位于回转窑的筒体前端内截面的同心圆上。

或者，进一步的，所述套管其管壁对称开设4-8组孔，进而安装用以微调和固定套管内插装的富氧喷嘴的螺栓螺帽。