[发明专利]一种高效低氮排放的熔炼炉燃烧明火加热方法及系统

权利要求书

1.一种高效低氮排放的熔炼炉燃烧明火加热方法，其特征在于，所述高效低氮排放的熔炼炉燃烧明火加热方法包括：

炉内低氮燃烧和炉外烟道区域催化燃烧；其中，炉内低氮燃烧根据炉温的高低进行分级燃烧与无焰燃烧的切换：于窑炉常温、冷态启动和低温炉膛升温阶段中，采用分级燃烧；于窑炉高温加热阶段，采用无焰燃烧；

所述高效低氮排放的熔炼炉燃烧明火加热方法包括以下步骤：

步骤一，在窑炉常温、冷态启动和低温炉膛升温阶段中，采用燃料分级、空气分级、燃料与空气双分级燃烧进行窑炉的点火和炉膛的升温；并采用催化燃烧方式进行烟气中CO、炭烟颗粒的燃烧及脱除；

步骤二，计算入炉燃料和助燃剂的混合物的自燃着火温度，并实时监测窑炉内壁面的温度；

步骤三，判断监测的窑炉内壁面的温度是否达到所述入炉燃料和助燃剂的混合物的自燃着火温度，若达到，则将分级燃烧切换为无焰燃烧；同时采用催化燃烧方式进行烟气中CO、炭烟颗粒的燃烧及脱除。

2.如权利要求1所述高效低氮排放的熔炼炉燃烧明火加热方法，其特征在于，所述分级燃烧包括：空燃比或者空气过剩系数在1.1-1.15；

所述无焰燃烧包括：空燃比或者空气过剩系数在1.05-1.1。

3.如权利要求1所述高效低氮排放的熔炼炉燃烧明火加热方法，其特征在于，所述燃料为天然气、管道煤气、高炉煤气、焦炉煤气、混合煤气、含氢燃气、液化石油气以及碳氢燃料；

所述助燃剂包括：空气、氧含量高于21％的富氧空气、氧气、氧气与稀释介质，所述稀释介质由氮气、二氧化碳、水蒸气组成的混合物。

4.一种实施如权利要求1-3任意一项所述高效低氮排放的熔炼炉燃烧明火加热方法的高效低氮排放的熔炼炉燃烧明火加热系统，其特征在于，所述高效低氮排放的熔炼炉燃烧明火加热系统包括：

高效低氮排放的熔炼炉燃烧明火加热装置与监测控制模块；

高效低氮排放的熔炼炉燃烧明火加热装置，包括：熔炼炉本体、分级无焰耦合燃烧器、蓄热装置、催化燃烧装置、烟气余热回收装置、送风机、引风机、烟囱；用于进行燃气的分级燃烧与无焰燃烧；

监测控制模块，用于监测炉内壁面温度、燃烧系统尾部氧量；同时用于控制调节分级无焰燃烧器各燃气管道上的阀门开度与切换。

5.如权利要求4所述高效低氮排放的熔炼炉燃烧明火加热系统，其特征在于，所述高效低氮排放的熔炼炉燃烧明火加热装置设置有：

熔炼炉本体；

所述熔炼炉本体一端连接有分级无焰耦合燃烧器；所述分级无焰耦合燃烧器用于根据炉内温度进行燃烧状态切换；

所述熔炼炉本体另一端连接有蓄热装置的一端；

所述蓄热装置的另一端连接有用于燃烧脱除CO和未燃尽的碳烟颗粒的催化燃烧装置；

所述催化燃烧装置的另一端与烟气余热回收装置的一端连接；所述催化燃烧装置设置有烟气进口、烟气出口；

所述烟气余热回收装置，用于利用相变换热器、间壁式换热器、翅片管换热器、真空热管式换热器将催化燃烧后的烟气冷却至105℃-120℃，同时回收烟气的余热并用于预热来自送风机的助燃剂或助燃风；

所述烟气余热回收装置设置有烟气入口和出口、助燃剂或者助燃风的入口和出口；

所述烟气余热回收装置的另一端与所述引风机的一端相连接；所述引风机的另一端连接有烟囱。

6.如权利要求5所述高效低氮排放的熔炼炉燃烧明火加热系统，其特征在于，所述熔炼炉包括：加热炉、熔铝炉、焙烧炉、热处理炉、煅烧炉。