[发明专利]余热再利用富氧蓄热燃烧系统

说明书

本发明公开了一种余热再利用富氧蓄热燃烧系统，其包括：第一蓄热箱，第二蓄热箱，鼓风机，四通换向阀，引风机，换热器，主燃烧器，天然气源和富氧助燃器；第一蓄热箱、第二蓄热箱和主燃烧器分别连接炉膛；第一蓄热箱通过第一换向管连接四通换向阀；第二蓄热箱通过第二换向管连接四通换向阀；引风机通过排气管连接四通换向阀；鼓风机通过风管连接四通换向阀；天然气源通过天然气管路连接主燃烧器；富氧助燃器的输出端通过供氧管路连接主燃烧器；供氧管路、天然气管路、风管和排气管分别穿过换热器。本发明能够克服现有设备在适宜温度区间外工作时已损坏的问题、对处于不同温度区间的燃烧室进行有效热回收、提升热回收率。

技术领域

本发明涉及热能回收与利用技术领域，具体来说涉及一种余热再利用富氧蓄热燃烧系统。

背景技术

在现有技术中，带有预热回收的燃烧系统主要包括简单蓄热燃烧设备或简单换热器设备。其中，简单蓄热燃烧设备如图1所示：通过一个四通阀分别连接两个蓄热箱，一个鼓风机和一个引风机。其工作过程如下：通过四通阀工作、使燃烧室内的高温烟气进入一个蓄热箱中、与该蓄热箱中的蓄热体换热降温后通过引风机排出燃烧室。同时鼓风机将外部空气导入另一个蓄热箱中、通过该蓄热箱中的蓄热体加热后进入燃烧室内参与燃烧反应。在工作一个周期后，四通阀切换气体流向，使两个蓄热箱互相交替、进行下一轮蓄热。而简单换热器设备其工作过程是将烟气的热量传递给空气，再将高温空气投入燃烧区参与燃烧反应。上述两种方案分别存在一个最佳的工作温度区间。蓄热装置适于在800K以上的高温段工作。其原因在于：在燃烧室温度较低的温度区间，其燃烧产生的烟气粘度和湿度较大。烟气进入蓄热箱后，容易使蓄热体上附着灰尘，导致传热效率逐渐降低的问题。同时，这些灰尘也很难进行清理。而换热器适用于在700K一下的温度区间进行热回收。其原因在于：温度越高，对换热装置的材质的热导率、耐温性和强度要求越高，目前很难找到在高温区间内同时满足热导率、耐温性和强度要求的间壁式换热材料。因此，目前尚没有一种热回收燃烧系统，能够满足对工作温度分别处于高温区间和低温区间的炉窑进行彻底的热量回收。因此，如何开发出一种新型的燃烧系统以克服上述问题，是本领域技术人员需要研究的方向。

发明内容

本发明的目的是提供一种余热再利用富氧蓄热燃烧系统，克服了现有设备在适宜温度区间外工作时的易损坏问题、对不同温度区间的燃烧室进行有效热回收、提升了热回收率。

其采用的技术方案如上：

一种余热再利用富氧蓄热燃烧系统，其包括：第一蓄热箱，第二蓄热箱，鼓风机，四通换向阀，引风机，换热器，主燃烧器，天然气源和富氧助燃器；所述第一蓄热箱、第二蓄热箱和主燃烧器分别连接炉膛；所述第一蓄热箱通过第一换向管连接四通换向阀；所述第二蓄热箱通过第二换向管连接四通换向阀；所述引风机通过排气管连接四通换向阀；所述鼓风机通过风管连接四通换向阀；所述天然气源通过天然气管路连接主燃烧器；所述富氧助燃器的输出端通过供氧管路连接主燃烧器；所述供氧管路、天然气管路、风管和排气管分别穿过换热器。

通过采用这种技术方案：天然气源通过天然气管路对主燃烧器输出天然气，同时富氧助燃器生成富氧空气并输出至主燃烧器、在主燃烧器处实现高效燃烧。主燃烧器在燃烧过程中产生的高温烟气在引风机作用下沿着排气管首先进入第二蓄热箱、与第二蓄热箱中的蓄热体进行初步换热降温后进入换热器中，分别与天然气管路中的天然气、风管中的低温助燃空气、供氧管路进行热交换，提升了输入至主燃烧器的天然气和富氧空气的温度以及输入至炉膛中的助燃空气温度，提高了燃烧效果，节约了能源。同时降低了延期温度，对于接下来的尾气处理降低了难度。在工作一个周期后，通过四通导向阀切换气体流向，使第一蓄热箱与第二蓄热箱互相交替、进行下一轮蓄热工作。

优选的是，上述余热再利用富氧蓄热燃烧系统中：还包括与炉膛导通的辅助燃烧器，所述辅助燃烧器共两个、且分别靠近第一蓄热箱、第二蓄热箱。