[实用新型]炉气余热回收热风水冷净化冲天炉

说明书

一种炉气余热全回收热风水冷净化冲天炉

本实用新型属于一种余热回收、节能、高效、净化炉气的熔炼铸铁的新型设备。

目前熔炼铸铁的冲天炉普遍为冷供风，常造成熔炼过程中风口结渣，需人工经常捅风口，造成漏风损失。冷风鼓入冲天炉后，不能加速与焦炭的燃烧反应，从而难于提高铁水温度，亦影响了铁水质量。为此，国内推行了炉胆热风冲天炉，利用在予热段设置的炉胆换热器吸收上升炉气中的物理热加热供风。由于炉胆换热器的结构、材料限制，故热交换效率很低。热风温度一般在200℃以下，鼓入冲天炉时，仅能使风口结渣现象略为减少，对燃烧反应速度不会有明显的改善。相反，由于炉胆换热器增大了鼓风阻力，而影响供风参数。匹配不当时，反而造成熔炼效果的降低。国外现行热风冲天炉的燃烧室和气－气换热器均在炉外设置，炉气由炉内经管道引出进入燃烧室燃烧后再进入气－气换热器。这样，设备庞杂、占用面积大，再则炉气经管道输送时降低了温度，再燃烧时稳定性差。外设式其炉气和燃烧火焰在管道或换烈器中必存在与燃气几何压头逆向的流向，增大了系统阻力损失。再则现用炉气燃烧装置的补充燃料为燃油或煤气，通过火焰监测装置反馈信号使高压电火花系统放电而点燃燃料。利用燃油或煤气固然可行，但需增压装置，根据国内能源以及国内应用较普通的中、小冲天炉状况不具备推广条件。

一般冲天炉熔炼时，排出的炉气中约含有15～23％的Co和5600～11000mg／Nm³的烟尘，若不去除将造成严重的环境污染。其中，Co又是具有化学能的可燃气体，如能回用则有深远意义。回收炉气中Co使其再燃烧产生化学热加热冲天炉供风取得400℃以上热风效果的冲天炉，国外已在大容量冲天炉中应用。国外回收炉气中Co燃烧后获得烈风效益的冲天炉，回收的热能仅用于加热冲天炉供风，取得工艺和部分节能效益。为使热交换后尚具有600℃的尾气降到净化系统额定温度，而需增加尾气冷却装置。尾气冷却中放出的热能不再回用而排至大气。不但浪费热能，又增加辅助设备和动力投资。

本实用新型的目的在于解决现行炉气回用热风冲天炉外置设备多、系统装置庞杂、占用面积大、点火系统不易推广、回收余热不彻底的问题，而提出一种新型的适用于国内中、小企业推广的全回收热风、水冷、净化冲天炉。

本实用新型的解决方案是在冲天炉顶部设有与炉体为整体结构，以乙炔点火的燃烧室①和气－气换热器②。燃烧室①位于加料口③的上方，具有收敛几何形体。当含有Co的炉气上升时，受设在炉外并对准气流的光电管监测控制点火，以保证炉气始终处于明火燃烧状态。已燃火焰进入冲天炉顶部的气－气换热器②，冷热介质同向流动，可防止换热器过热并获得较高的换热效率进行间壁热交换，加热冲天炉供风。为调节尾气排出温度，换热气顶部设有可调顶盖⑤，根据需要上下移动，补入空气与尾气混合而调温。点火系统④的工作是以乙炔为点火燃料，乙炔具有较低的着火温度，电火花易点燃，在一定压力和一定压力和一定喷咀直径条件下，其射流通过电火花放电区立即燃烧并产生足够长的火焰点燃炉内未燃烧的可燃炉气。

本实用新型热风冲天炉将其熔化带设计成水冷炉壳段⑥。为使冷却水均匀分布于炉体周围，经控制的冷却水以一定压力和流量由环形喷管⑦喷向斜上方，经挡水裙⑧使冷却水既不飞溅又均匀下流。炉体制成一定锥度，保证了水下流时紧附于炉体外壁，均匀地冷却，保护炉壁。冷却水流至底部经集水槽排至循环水池。

本实用新型的冲天炉并配备高效率气－水换热器⑨，以水为冷却介质，与热气流垂直交叉间壁热交换，高效回收尾气余热获得90°以下可调温热水用于洗洛或供暖。

以下结合实施例附图对本实用新型做进一步描述。

本实用新型工艺流程如下：