高溫空氣燃燒技術(shù)在冶金爐窯上的應(yīng)用

儀垂文

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們對(duì)金屬制品的需求不斷提高，這就要求在提高冶金生產(chǎn)總量的同時(shí)依據(jù)現(xiàn)有的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略制定有效的生產(chǎn)技術(shù)改革。隨著冶金技術(shù)的不斷發(fā)展，高溫空氣燃燒技術(shù)作為一種新型的燃燒技術(shù)，已逐漸得到了廣泛應(yīng)用。文章對(duì)高溫空氣燃燒技術(shù)在冶金爐窯上的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：高溫空氣燃燒技術(shù)；冶金爐窯；金屬制品；冶金技術(shù)；冶金工藝 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類(lèi)號(hào)：TF055 文章編號(hào)：1009-2374（2015）23-0047-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.23.025

在傳統(tǒng)的冶金工藝生產(chǎn)過(guò)程中，所使用的生產(chǎn)能源90%以上均是化石燃料，在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中所排放的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、硫化氫、燃燒不完全碳?xì)浠衔锛盁焿m等對(duì)空氣造成了嚴(yán)重污染，容易導(dǎo)致空氣中PM2.5顆粒的增加，二氧化碳、甲烷等溫室氣體的排放容易造成溫室效應(yīng)，而二氧化硫、二氧化氮等這些酸性氣體的排放容易形成酸雨。高溫燃燒技術(shù)能夠達(dá)到化石燃料的高效燃燒，能夠有效地實(shí)現(xiàn)毒害氣體及煙塵的排放，緩解能源緊缺、大氣污染嚴(yán)重的現(xiàn)狀。

1 高溫空氣燃燒技術(shù)的工作原理及特點(diǎn)

1.1 高溫空氣燃燒技術(shù)的系統(tǒng)構(gòu)成及工作原理

高溫空氣燃燒技術(shù)的技術(shù)思想是讓燃料在冶金爐窯中的高溫低氧體積濃度下進(jìn)行充分燃燒，通過(guò)采用熱回收率高及采溫效率高的蓄熱式換熱裝置達(dá)到對(duì)化石燃料的燃燒產(chǎn)物熱量進(jìn)行回收，用于助燃?xì)怏w的預(yù)熱，從而有效地減少能源的消耗。在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)將燃料進(jìn)行合理的分級(jí)燃燒，通過(guò)高流速的氣流將冶金爐窯上的燃燒產(chǎn)物進(jìn)行吸附，有效地稀釋燃燒室內(nèi)的含氧體積濃度。在實(shí)際的流程操作手段能夠有效地營(yíng)造高溫低氧氣氛，實(shí)現(xiàn)對(duì)化石燃料的熱能釋放達(dá)到在冶金過(guò)程中的供熱

均勻。

高溫空氣燃燒技術(shù)系統(tǒng)的構(gòu)造是通過(guò)燃燒室及兩組結(jié)構(gòu)相同的蓄熱室燃燒器和四通閥而組建而成的。根據(jù)實(shí)際的應(yīng)用情況選擇蓄熱式燃燒器的合理布置，一般來(lái)說(shuō)是對(duì)稱布置與集中布置。通過(guò)兩組蓄熱式燃燒器燒嘴的合理工作實(shí)現(xiàn)將熱量的均勻傳遞，達(dá)到供熱塊、蓄熱多的目的。通過(guò)交替運(yùn)作的方式，將化石燃料在燃燒過(guò)程中所產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行合理的吸熱，達(dá)到對(duì)助燃空氣的預(yù)熱，有效地控制減少燃燒室內(nèi)氣溫與助燃空氣之間的溫度差，減少化石燃料在冶金生產(chǎn)過(guò)程中不必要的

損耗。

1.2 高溫燃燒技術(shù)在冶金爐窯中應(yīng)用的特點(diǎn)

高溫燃燒技術(shù)系統(tǒng)通過(guò)合理的技術(shù)理念及系統(tǒng)構(gòu)造，通過(guò)高效的蜂窩式蓄熱來(lái)實(shí)現(xiàn)均勻供熱、減少排放的要求。高溫燃燒技術(shù)系統(tǒng)中通過(guò)蓄熱體的有效熱能傳輸，達(dá)到有效的蓄熱增強(qiáng)，通過(guò)合理地切換工作順序能夠有效地實(shí)現(xiàn)切換期間的熱能損失，減少爐內(nèi)的壓力損失。通過(guò)氣閥對(duì)爐內(nèi)空氣及燃?xì)馑俣鹊暮侠砜刂?，加快燃?xì)饧爸細(xì)怏w的流速，有效地促進(jìn)爐內(nèi)燃料的分解與自燃，能夠增加化石燃料燃燒過(guò)程的快速進(jìn)行以提高化學(xué)反應(yīng)速率，促進(jìn)化石燃料的做功及動(dòng)力供應(yīng)，能夠使化石燃料的燃燒速率有效提高。火焰通過(guò)在燃燒期內(nèi)的合理燃燒能夠有效地降低生產(chǎn)中所存在的噪音。在高溫環(huán)境中，通過(guò)對(duì)化石燃料的混合物進(jìn)行合理的燃料混合，能夠有效地保證爐內(nèi)的穩(wěn)定燃燒。通過(guò)有效營(yíng)造高溫低氧的燃燒氣氛，達(dá)到化石燃料的裂解，通過(guò)大量碳分子的均勻分布形成強(qiáng)烈的熱量輻射，以增強(qiáng)其熱力輻射。通過(guò)對(duì)燃?xì)獾暮侠砜刂?，達(dá)到對(duì)燃?xì)馊紵龝r(shí)溫度的有效控制，使得供熱達(dá)到均勻，增加熱能的輻射傳遞能力，增強(qiáng)爐內(nèi)的總有效供溫。通過(guò)有效燃燒氧化氮化合物及二惡英，能夠有效地減少燃燒過(guò)程中的污染排放。在實(shí)際的工作過(guò)程中，高溫空氣燃燒技術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有效運(yùn)作，能夠有效地進(jìn)行蓄熱式燃燒器與爐體的燃燒工作，而保障其他設(shè)備在低溫環(huán)境下工作。

1.3 高溫空氣燃燒技術(shù)在冶金爐窯應(yīng)用上的主要優(yōu)勢(shì)

相較于傳統(tǒng)的冶金供熱技術(shù)而言，高溫空氣燃燒技術(shù)在冶金爐窯中通過(guò)蓄熱式的煙氣回收達(dá)到了對(duì)熱量的合理回收及應(yīng)用，通過(guò)切換交互操作煙氣、助燃空氣和燃?xì)庵g的操作，通過(guò)在燃燒室內(nèi)的燃燒，對(duì)蓄熱體進(jìn)行加熱，能夠達(dá)到對(duì)燃燒所產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行合理的回收利用，能夠大幅減少化石燃料的使用，從而達(dá)到節(jié)約資源的目的。在保證實(shí)際的冶金生產(chǎn)過(guò)程時(shí)，通過(guò)冶金爐窯中增加熱工設(shè)備的熱效應(yīng)，能夠有效地促進(jìn)冶金工業(yè)的生產(chǎn)。通過(guò)合理充分的燃燒達(dá)到減少溫室氣體及酸性有毒氣體的排放，能夠有效地達(dá)到節(jié)能減排的綠色生產(chǎn)目的。通過(guò)營(yíng)造合理的蓄熱及燃燒環(huán)境能夠有效地延長(zhǎng)冶金爐窯的爐膛壽命，減少鋼胚在傳統(tǒng)的冶金供熱技術(shù)中所出現(xiàn)的損壞報(bào)廢現(xiàn)象，能夠有效地達(dá)到科學(xué)、高效率的生產(chǎn)，促進(jìn)冶金工業(yè)的有效生產(chǎn)。

2 高溫空氣燃燒技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用效果

2.1 初期投資較少，技術(shù)結(jié)構(gòu)適用性廣

高溫空氣燃燒技術(shù)系統(tǒng)的主要技術(shù)核心是高效陶瓷蓄熱系統(tǒng)，通過(guò)高效陶瓷蓄熱系統(tǒng)的有效構(gòu)造、蓄熱體及爐體的科學(xué)構(gòu)建能夠增加核心的供熱能力。通過(guò)對(duì)供熱系統(tǒng)的合理簡(jiǎn)化能夠有效地控制高溫空氣燃燒技術(shù)系統(tǒng)占地體積。通過(guò)蓄熱體的廢氣排除及助燃?xì)怏w的有效預(yù)熱，在簡(jiǎn)化設(shè)備的同時(shí)也能夠有效地對(duì)舊冶煉爐進(jìn)行合理改造，這樣就能夠有效地控制初期高溫燃燒技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)建的成本投入。

2.2 在生產(chǎn)過(guò)程中供熱均勻穩(wěn)定、供熱靈活

在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，高溫燃燒技術(shù)系統(tǒng)的有效構(gòu)建能夠使得燃燒爐內(nèi)的溫度分布更加均勻，達(dá)到輻射性的溫度分布，能夠有效地控制爐內(nèi)的溫差不超過(guò)5℃。在實(shí)際的顱內(nèi)加熱過(guò)程中，因加熱過(guò)程所營(yíng)造的高溫低氧氣氛能夠有效地提高加熱速度及加熱質(zhì)量，能夠有效地減少在實(shí)際的生產(chǎn)中因氧化而造成的金屬鋼坯損壞，提高實(shí)際的生產(chǎn)效率。通過(guò)對(duì)溫度的有效調(diào)節(jié)，能夠有效地均勻爐膛內(nèi)的溫度，以滿足不同的冶金工藝加熱

需求。

2.3 能夠有效地構(gòu)建合理的系統(tǒng)布局

在實(shí)際的高溫空氣燃燒技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)造中，能夠有效地實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，能夠有效地根據(jù)實(shí)際的生產(chǎn)需求決定燒嘴的位置與數(shù)量，通過(guò)設(shè)定合理的燒嘴位置達(dá)到對(duì)燃?xì)饧爸細(xì)怏w的合理交互，通過(guò)氣閥的合理控制有效地進(jìn)行針對(duì)的供氧，能夠進(jìn)行合理的操作，提高其可靠性。

2.4 工業(yè)爐燃料范圍擴(kuò)大

隨著高溫燃燒技術(shù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，有效地提高工業(yè)爐燃料的使用范圍，使得化石燃料的使用不再局限于氣體、液體，在燃燒過(guò)程中能夠加強(qiáng)多廢棄氣體的應(yīng)用，通過(guò)合理的燃燒物萃取達(dá)到對(duì)各種廢棄物及生物質(zhì)可燃物的有效利用。在使用固態(tài)燃料時(shí)，一般通過(guò)有效的高溫空氣氣化燃?xì)?，?duì)氣體的精華進(jìn)行處理，從而有效地進(jìn)行高溫的空氣燃燒。

2.5 適用范圍廣，適用于多種生產(chǎn)工藝需求

在實(shí)際的技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，高溫燃燒技術(shù)可以根據(jù)冶金生產(chǎn)工藝的不同需求，達(dá)到對(duì)生產(chǎn)工藝不同供溫及冶煉。在實(shí)際的適用范圍中不再局限于金屬的冶煉，還能夠涉及金屬加工、化工生產(chǎn)等多種生產(chǎn)行業(yè)。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著高溫技術(shù)的廣泛應(yīng)用，能夠有效地緩解能源危機(jī)，促進(jìn)冶金的生產(chǎn)，具有特殊工業(yè)生產(chǎn)活力，值得推廣。

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（責(zé)任編輯：陳 倩）