一种加热炉低nox烟气循环富氧燃烧装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及工业炉燃烧技术领域，尤其涉及一种用于乳钢加热炉的加热炉低NOx烟气循环富氧燃烧装置。
【背景技术】
[0002]乳钢加热炉排出烟气带出的热量约占燃料提供热量的40%左右，在热损失中所占比例最大，烟气成分主要是N2/C02/H20,其中N2占的比例最大，一般为60 %左右，CO 2/H20是燃料燃烧化学反应的生成成分，而N2是随着助燃空气以79%的高比例带入炉内的，N2为不参与燃烧的惰性气体，进入炉内只会带来两方面的负面影响：一是烟气中N2占的比例最大，带走的热量最大；二是高温下与〇2容易生产NOx有害物质，对大气造成污染。如果把助燃空气中无用的N2去除，将大大减少烟气的体积，降低烟气带走的热损失，洁净烟气，减轻大气污染。从设备结构上，还可以缩小炉体尺寸，更有利于控制炉内温度均匀性。
[0003]目前加热炉很少采用烟气循环方式，仅有的烟气循环技术，采用的是将烟气通过烧嘴高速喷射形成的负压将烟气循环到烧嘴根部，与新鲜的烧嘴混合气混合后，再喷入炉内，目的是淡化火焰局部可燃气氛，降低高温区NOx的生成，其靠自然抽力循环烟气，仍不能使队大量减少，加热炉热损失无法从根本上降低。
[0004]目前加热炉采用的富氧燃烧技术，是在助燃空气中增加〇2的浓度，稀释了 N2的浓度，提高了燃烧效率，减少了烟气量，从一定程度上提高了燃料利用率。但助燃空气中，〇2占的比例越高，队的含量才能越低。一般对于加热炉最高1300°C的工艺要求，富氧率35%已经可以满足要求，富氧率超过40%对加热炉提高温度、降低热效率的效果已不明显。这时N2的含量仍占60%左右。因而，降低助燃空气中N2的含量，仍有很大的节能潜力。
[0005]申请号为200910037908. 9(申请日为2009年3月16日）的中国专利，公开了一种“烟气循环高温空气节能环保燃烧技术”，采用的是将烟气循环对助燃空气实施掺混的方式，实现一种贫氧高温燃烧，平抑理论火焰温度，降低NOx生成。但由于助燃空气直接入炉，仍有79 %的N2掺入烟气中，烟气量没有减少，热损失较大。
[0006]申请号为03108589. X(申请日为2003年3月31日）的中国专利，公开了名为“烟气循环利用加热装置及应用”的技术方案，采用“烟气热栗”将烟气循环做为加热炉热源，节省能量。但没有考虑减少烟气中N2含量，N2带走的热量还是比较大。
[0007]《冶金能源》1995年18卷3期中发表的“烟气直接入炉循环的节能作用”一文中，提出利用烧嘴引射炉膛烟气直接入炉循环的可行性及节能作用。但靠烧嘴自身引射作用，烟气量不可控，循环量有限，所以节能效果不大，也没有解决降低烟气中大量惰性气体队的问题。
[0008]《工业炉》Vol. 34N〇. 1 Jan. 2012中发表的“烟气自循环加热炉内预热空气温度对燃烧过程的影响”一文中，提出将烟气直接吸入烧嘴内，用于预热空气温度，炉内形成的烟气仍然是含队量较大，烟气体积没有减少，排出炉外的烟气热损失降低是靠降低温度来实现的。由于加热炉结构没有减少，机械设备仍需要消耗较大的能量。
【发明内容】
[0009]本实用新型提供了一种加热炉低NOx烟气循环富氧燃烧装置，将加热炉排出的一部分烟气进行循环，同时掺入氧气进行混合形成氧含量为21%?30%的混合气体送入燃烧器作为助燃气体，经过几次循环，助燃气体中N2的浓度比例逐渐降低，最后基本排空；本实用新型可减少助燃气体中N2的供入，大幅度降低了烟气中的NOx生成；由于烟气循环利用，大幅度减少了烟气的排放量，将烟气余热回收，既可以提高燃料的利用率，又可以大大降低NOx的排放，同时富集了烟气中0)2浓度，有利于C0 2回收利用。
[〇〇1〇]为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：
[0011]—种加热炉低NOx烟气循环富氧燃烧装置，包括主烟道和烟气循环支烟道，所述主烟道连接加热炉烟气出口和烟囱，其上设有煤气换热器；烟气循环支烟道从靠近加热炉烟气出口处的主烟道上引出，通过烟气循环引风机连接加热炉烧嘴；靠近烧嘴一侧的烟气循环支烟道内设氧气喷射器，氧气喷射器另外通过氧气输送管连接氧气管网；氧气喷射器前方的烟气循环支烟道设截面渐扩形混合段，氧气喷射器后方的烟气循环支烟道上设氮气吹扫管。
[0012]所述氧气输送管自氧气喷射器一端向氧气管网方向依次设有氧气盲板切断阀、流量调节阀、流量孔板、两级减压阀组、过滤器和氧气截止阀。
[0013]所述烟气循环引风机前的烟气循环支烟道上设烟气切换调节阀。
[0014]所述氧气喷射器设有拉瓦尔喷嘴。
[0015]所述烟气循环支烟道内设有耐高温保温材料的内衬。
[0016]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0017]1)将加热炉排出的一部分烟气进行循环利用，同时利用钢铁厂内富裕的氧气补充烟气的含氧量，烟气掺入氧气进行混合后形成氧含量为21%?30%的混合气体送入燃烧器作为助燃气体使用；
[0018]2)降低了常规助燃空气中队的含量，避免炉内在高温下生成大量的NOx，经过几次循环，助燃气体中N2的浓度比例逐渐降低，最后基本排空（N2的含量降为1 %以下）；
[0019]3)通过烟气循环利用及富氧燃烧过程，大幅度减少了烟气的排放量，将烟气余热回收，既可以提高加热炉燃料的利用率，又可以大大降低加热炉烟气中NOx的排放量，减少大气污染；同时富集了烟气中C02浓度，有利于C02回收利用。
【附图说明】
[0020]图1是本实用新型的结构示意图。
[0021]图中：1.加热炉 2.煤气换热器 3.主烟道 4.烟囱 5.烟气循环支烟道6.烟气切换调节阀7.烟气循环引风机8.烧嘴9.氧气管网10.两级减压阀组11.氧气截止阀12.过滤器13.流量孔板14.流量调节阀15.氧气盲板切断阀16.氧气喷射器17.混合段18.氮气吹扫管19.煤气管道
【具体实施方式】
[0022]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步说明：
[0023]见图1，是本实用新型所述装置的结构示意图，本实用新型一种加热炉低NOx烟气循环富氧燃烧装置，包括主烟道和烟气循环支烟道，所述主烟道连接加热炉烟气出口和烟囱，其上设有煤气换热器；烟气循环支烟道从靠近加热炉烟气出口处的主烟道上引出，通过烟气循环引风机连接加热炉烧嘴；靠近烧嘴一侧的烟气循环支烟道内设氧气喷射器，氧气喷射器另外通过氧气输送管连接氧气管网；氧气喷射器前方的烟气循环支烟道设截面渐扩形混合段，氧气喷射器后方的烟气循环支烟道上设氮气吹扫管。
[0024]所述氧气输送管自氧气喷射器一端向氧气管网方向依次设有氧气盲板切断阀、流量调节阀、流量孔板、两级减压阀组、过滤器和氧气截止阀。
[0025]所述烟气循环引风机前的烟气循环支