蓄熱式燃燒加熱爐

1、蓄熱式燃燒加熱爐工作原理示意圖 蓄熱燃燒技術(shù)原理 蓄熱式高溫空氣貧氧燃燒技術(shù)的工作原理如圖所示。常溫空氣由鼓風機送入，在通過已蓄熱的燃燒器蓄熱體時被迅速加熱至高溫，溫度一般可高到僅比爐膛溫度低100 左右。如此高溫的空氣噴入爐膛時將卷吸燃料氣形成貧氧（2%-20%）的高溫氣流，燃料就在這種貧氧的氣氛下燃燒，并將熱量傳遞給被加熱的工質(zhì)。 與此同時，高溫煙氣從爐膛另一側(cè)流出，將熱量傳遞給蓄熱體，降溫后經(jīng)換向閥、引風機、煙囪排入大氣。換向閥按一定的頻率切換，使兩側(cè)的燃燒器在蓄熱和放熱的狀態(tài)下交替工作。 電除塵器工作原理電除塵器工作原理 電除塵器的原理是含塵煙氣通過高壓電場時，與電極間的正、負離子和電

2、子發(fā)生碰撞或在離子擴散運動中荷電，帶上電子和離子的塵粒在電場力的作用下向異極性電極運動并吸附在異極性電極上，通過振打等方式使電極上的灰塵落入集灰器中。 實踐證明：靜電場強度越高，電除塵器的效果越好；且以負電暈捕集灰塵之效果最好；所以，本類設(shè)備設(shè)計為高壓負電暈電極結(jié)構(gòu)型式。 旋風除塵器的工作原理 旋風除塵器的結(jié)構(gòu)由進氣口、圓筒體、圓錐體、排氣管和排塵裝置組成。 旋風除塵器的工作原理如圖所示。當含塵氣流由切線進口進入除塵器后，氣流在除塵器內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運動，氣流中的塵粒在離心力作用下向外壁移動，到達壁面，并在氣流和重力作用下沿壁落入灰斗而達到分離的目的。 它具有結(jié)構(gòu)簡單，體積較小，不需特殊的附屬設(shè)備，造

3、價較低阻力中等，器內(nèi)無運動部件，操作維修方便等優(yōu)點。旋風除塵器一般用于捕集5-15微米以上的顆粒除塵效率可達80以上，近年來經(jīng)改進后的特制旋風除塵器其除塵效率可達95以上。旋風除塵器的缺點是捕集微粒小于5微米的效率不高 煙氣除塵 除塵器按其作用原理可分為： 機械式除塵器（重力沉降室、 慣性除塵器、 旋風除塵器） ， 濕式除塵器 （沖擊式除塵器、 泡沫除塵器、 文氏管水膜除塵器、 噴霧式除塵器） ， 過濾式除塵器 （袋式除塵器、 顆粒層除塵器） 和靜電除塵器。 濃淡燃燒。在裝有多只燃燒器的大型鍋爐上，把燃燒器分成兩組：一組 （下層） 使其燃料過量 （富粉） ，另一組 （上層） 使其空氣過量 （貧

4、粉） 。這樣，前者在低氧狀態(tài)下燃燒，后者因空氣過量， 燃燒溫度不高，就使總的NOx生成減少。 要較大幅度降低NOx的排放量， 需要采用設(shè)計性能良好的低NOx燃燒器。目前國外已采用了多種低NOx型燃燒器， 它們的機理主要是采用分級火焰、延遲混合、煙氣再循環(huán)以及它們的復合形式。 低NOx燃燒技術(shù) 低NOx燃燒技術(shù)包括抑制NOx生成的運行方式、抑制NOx的燃燒技術(shù)和低燃燒器。 低NOx運行方式可以通過下述各種措施來實現(xiàn)： 采用低過量空氣系統(tǒng)運行；降低熱風溫度；增加煙氣再循環(huán)；改變多只燃燒器各層噴嘴的燃料量和配風情況；對油爐進行噴水或噴蒸汽等。 石灰石石膏濕法脫硫技術(shù) 石灰石 /石灰石膏濕法脫硫是目前

5、世界上技術(shù)最為成熟、工程應(yīng)用業(yè)績最多的脫硫工藝；適用于任何含硫量的煤種的煙氣脫硫，脫硫效率可達到 95% 以上。世界上有多家公司開發(fā)研究這種工藝，如德國的 Bischoff 公司、奧地利的 CE 公司，日本的三菱重工、川畸重工、石川島播磨，美國的 B&W 公司等等。應(yīng)用此脫硫工藝最多的國家是美國、日本及德國，該工藝的機組容量約占電站脫硫裝機總?cè)萘康?90% ，單塔容量適用于 1000MW 機組。 脫硫技術(shù) 脫硫技術(shù)分為燃燒前脫硫、燃燒中脫硫和燃燒后脫硫三類。 燃燒前脫硫的目的減少參與燃燒過程的硫分，減輕后續(xù)脫硫處理工藝的壓力。煤的洗選用于脫除含無機硫的黃鐵礦(FeS2)， 利用其比重比煤的比重

6、大得多的特點，將煤破碎至0.5mm大小的顆粒，就可以利用洗選法除去30%-50%的FeS2 。將煤顆粒的細度進一步提高，可以將煤中大部分的FeS2脫除。洗選法不能脫除有機硫。有毒有害氣體 工業(yè)爐煙氣中的有害氣體主要有二氧化硫(SO2)、一氧化碳(CO) 、氮氧化物(NOx)、 氟化氫(HF)和光化學煙霧。 二氧化硫(SO2):主要來自于含硫燃料的燃燒 氮氧化物(NOx)： (Thermal NO)/ (Fuel NO) 一氧化碳(CO)：主要來源于燃料的不完全燃燒和輸氣管道的泄露 光化學煙霧：碳氫化合物在陽光作用下與氮氧化合物相互作用而形成的煙霧 氟化氫：含氟礦石冶煉或者加熱中產(chǎn)生的 若大氣污

7、染物是從污染源直接排出的原始物質(zhì)， 則稱為一次污染物。若是由一次污染物與大氣中原有成分或幾種一次污染物之間經(jīng)過一系列化學或光化學反應(yīng)而生成的與一次污染物性質(zhì)不同的新污染物， 則稱為二次污染物。在大氣污染中， 受到普遍重視的二次污染物主要有硫酸煙霧和光化學煙霧等。 硫酸煙霧為大氣中的二氧化硫等硫化物， 在有水霧、 含重金屬的飄塵或氮氧化物存在時， 發(fā)生一系列化學或光化學反應(yīng)而生成的硫酸霧或硫酸鹽氣溶膠。光化學煙霧是在陽光照射下大氣中的氮氧化物、 碳氫化合物和氧化劑之間發(fā)生一系列化學反應(yīng)而生成的藍色煙霧，其主要成分有臭氧、 過氧乙?；跛狨?(PAN)、 酮類及醛類等。熱污染 熱污染是指現(xiàn)代工業(yè)生

8、產(chǎn)和生活中排放的廢熱所造成的環(huán)境污染。熱污染可以污染大氣和水體?；鹆Πl(fā)電廠、核電站和鋼鐵廠的冷卻系統(tǒng)排出的熱水，以及石油、化工、造紙等工廠排出的生產(chǎn)性廢水中均含有大量廢熱。這些廢熱排入地面水體之后，能使水溫升高。在工業(yè)發(fā)達的美國，每天所排放的冷卻用水達45億立方米，接近全國用水量的1/3；廢熱水含熱量約2500億千卡，足夠2.5億立方米的水溫升高10。 隨著近代工業(yè)的發(fā)展，環(huán)境污染也隨著產(chǎn)生，噪聲污染就是環(huán)境污染的一種，已經(jīng)成為對人類的一大危害。噪聲污染與水污染、大氣污染被看成是世界范圍內(nèi)三個主要環(huán)境問題。 噪聲污染按聲源的機械特點可分為：氣體擾動產(chǎn)生的噪聲、固體振動產(chǎn)生的噪聲、液體撞擊產(chǎn)生的

9、噪聲以及電磁作用產(chǎn)生的電磁噪聲。 工業(yè)噪聲指工廠的各種設(shè)備產(chǎn)生的噪聲。工業(yè)噪聲的聲級一般較高，對工人及周圍居民帶來較大的影響噪聲污染 氨的氧化物(NOx) 鍋爐工業(yè)爐窯排煙中的氮氧化物也是主要的污染物質(zhì)。它是最難處理的有害氣體。 燃燒燃料所產(chǎn)生的氮的氧化物主要是一氧化氮(NO) ， 二氧化氮(NO2)很少。不過(NO)排到大氣后，很快地被氧化成(NO2) 。 (NO)和(NO2)都是有毒氣體，其中(NO2)的毒性很大，大大高于(NO)。 在燃燒過程中產(chǎn)生的氮氧化物主要來自兩個方面： 一是助燃空氣中帶來的氮，在高溫下與氧反應(yīng)而生成的 ，它被稱為 “熱力型NO (Thermal NO)” ； 二是

10、來自燃料中固有的氮化合物，經(jīng)過復雜的化學反應(yīng)而生成的氮的氧化物， 稱為 “燃料型NO” (Fuel NO)。這兩部分氮的氧化物的形成機理是不相同的。 煙塵按其粒徑大小可分為降塵和飄塵兩種。粒徑在10m以上容易沉降的稱為降塵。小于10m的因粒徑小而長期飄浮在空中，稱為飄塵，其中0.05-1m的極細粉塵根本就不沉降，長期飄浮在空中，它是由燃料中的揮發(fā)物在高溫缺氧狀況下分解游離出來的碳粒。這些碳粒從煙囪排出，就會出現(xiàn)滾滾黑煙，污染環(huán)境。 飄塵中除了碳粒外，還有灰粒，灰粒是燃燒中的不可燃物質(zhì)，含量最多的是二氧化硅、三氧化鋁，少量的氧化鐵、氧化鈣，以及微量的金屬微粒。 軋鋼加熱爐爐子溫度在1150-13

11、50，有推鋼式和步進式之分。其規(guī)模大小不一，大的每小時一二百噸， 小的只有數(shù)噸。通常燒油或氣， 包括低熱值煤氣。燒油時，廢氣中雖含有一定量的SO2， 但一般認為還是屬于清潔氣流。所以這類爐子幾乎都有余熱回收裝置， 大多是對流金屬管式換熱裝置和余熱鍋爐 ， 余熱利用率約為20%。少數(shù)間歇式爐子，其煙氣余熱用于加熱物料。所用各種換熱型式， 效率差別較大。 轉(zhuǎn)爐煉鋼過程中最大的節(jié)能潛力一是提高廢鋼比，二是回收吹煉時發(fā)生的富含CO的煤氣及其顯熱，即所謂OG（Oxygen Gas process）。 1.提高廢鋼比 通常電爐以100%廢鋼為原料，而轉(zhuǎn)爐卻以高爐或化鐵爐鐵水為主要原料，適當?shù)丶尤胍欢ū嚷实?/p>

12、廢鋼。 若以礦石煉成的鐵水作原料時，噸鋼總能耗達23.33GJ；而以廢鋼為原料時， 噸鋼總能耗僅6.42GJ，兩者相差甚巨。 煙煤在隔絕空氣的條件下，加熱到950-1050，經(jīng)過干燥、熱解、熔融、粘結(jié)、固化、收縮等階段最終制成焦炭，這一過程叫高溫煉焦（高溫干餾）。由高溫煉焦得到的焦炭用于高爐冶煉、鑄造和氣化。煉焦過程中產(chǎn)生的經(jīng)回收、凈化后的焦爐煤氣既是高熱值的燃料，又是重要的有機合成工業(yè)原料。 焦爐用于使煤炭化以生產(chǎn)焦炭。其主要節(jié)能措施有如下幾個方面： 回收焦炭的顯熱 濕熄焦 此法以水作熄焦介質(zhì)， 利用1000以上紅焦的顯熱把水轉(zhuǎn)換成具有一定壓力的蒸氣供廠內(nèi)使用 干熄焦(CDQ ) 這是20世

13、紀70年代由前蘇聯(lián)發(fā)明的一種當今世界上最卓有成效的余熱回收技術(shù)。該技術(shù)以氮氣為熄焦介質(zhì)，將紅焦的熱量帶至余熱鍋爐，把鍋爐中水加熱成蒸氣， 然后以此高溫壓的蒸氣推動透平機發(fā)電。 噴吹天然氣 在一些天然氣豐富地區(qū)，高爐噴吹天然氣從經(jīng)濟上也是合算的，特別當追求高產(chǎn)時，天然氣加富氧噴吹對在提高產(chǎn)量的同時大幅度降低焦比有明顯的成效。 噴吹水煤漿 水煤漿因其制備和輸送設(shè)備投資低于噴煤系統(tǒng)且無爆炸之虞而受到重視。（水煤漿是一種由70左右的煤粉，30左右的水和少量藥劑混合制備而成的液體，可以象油一樣泵送、霧化、儲運，并可直接用于各種鍋爐、窯爐的燃燒。它改變了煤的傳統(tǒng)燃燒方式，顯示出了巨大的環(huán)保節(jié)能優(yōu)勢。 ）

14、噴吹各種燃料 從高爐風口噴吹燃料的目的是用廉價的燃料（煤粉、重油、天然氣等）部分替代價格昂貴的焦炭。重點大中型鋼鐵企業(yè)的噴煤比：2000年平均為118千克/噸。 噴煤 隨著天然氣和重油價格的上漲和對環(huán)保的嚴格苛求，因此大量推廣噴煤技術(shù)是必然趨向。伯利恒鋼鐵公司伯恩斯鋼廠投資1.04億美元在C高爐（2976M3）安裝噴煤設(shè)備。計劃噴煤從最初時的113kg/t鐵， 直達181kg/t鐵，同時減少天然氣和焦炭的用量。 高爐 高爐生產(chǎn)時從爐頂裝入鐵礦石、焦炭、造渣用熔劑（石灰石），從位于爐子下部沿爐周的風口吹入經(jīng)預熱的空氣。在高溫下焦炭（有的高爐也噴吹煤粉、重油、天然氣等輔助燃料）中的碳同鼓入空氣中的

15、氧燃燒生成的一氧化碳，在爐內(nèi)上升過程中除去鐵礦石中的氧，從而還原得到鐵。煉出的鐵水從鐵口放出。鐵礦石中未還原的雜質(zhì)和石灰石等熔劑結(jié)合生成爐渣，從渣口排出。產(chǎn)生的煤氣從爐頂排出，經(jīng)除塵后，作為熱風爐、加熱爐、焦爐、鍋爐等的燃料。高爐冶煉的主要產(chǎn)品是生鐵 ，還有副產(chǎn)高爐渣和高爐煤氣 。 煉鐵高爐是鋼鐵聯(lián)合企業(yè)中的耗能大戶，而高爐節(jié)能的重點在于降低焦比或燃料比。高爐節(jié)能技術(shù)主要有：v產(chǎn)品重熱是指爐窯中被加熱工件本身所含有的可回收熱量， 例如鋼廠煉鋼爐冶煉出來的鋼水和鋼錠、煉焦廠生產(chǎn)的赤焦等所含有的熱量。通常，鋼錠的溫度范圍為1200-1500，赤焦的溫度范圍為1000-1200， 分塊壓延的金屬材料

16、溫度范圍為1000-1100。顯而易見，這些工件都含有大量的顯熱。v可回收的能量叫做余能資源，其中以熱能形式回收的能量叫做余熱資源。目前習慣上把余能資源統(tǒng)稱為余熱資源，余熱資源由余熱和重熱兩部分組成。v余熱資源是工礦企業(yè)中一種很普通的二次能源， 它在工業(yè)能耗中占有相當大的比重。過去許多余熱資源未能得到合理的利用，浪費現(xiàn)象十分驚人。在能源日趨緊張的今天，如何合理地、 有效地進行余熱資源的回收將是一件十分緊迫的大事情。第一節(jié)第一節(jié) 余熱資源概述余熱資源概述v減少傳熱與泄漏的熱損失工業(yè)爐爐體外表面溫度，為了減少泄露損失，規(guī)定：v熱設(shè)備的砌體應(yīng)具有完好的效的絕熱層， 提高隔熱性能。v盡量減少水冷或汽化

17、冷卻構(gòu)件的數(shù)目及尺寸，并可靠地進行絕熱。v爐墻必須有良好的氣密性，盡可能包以鋼板。v熱設(shè)備中的連接、旋轉(zhuǎn)部分應(yīng)可靠密封， 防止熱載體泄漏熱損失。v國家標準 GB/T3486-93規(guī)定了企業(yè)合理用熱的技術(shù)管理原則，分：燃料燃燒的合理化、 傳熱的合理化、減少傳熱與泄漏的熱損失和余熱回收利用四個部分。a) 燃料燃燒的合理化工業(yè)爐使用不同燃料時助燃用的空氣系數(shù)應(yīng)符合下表的規(guī)定。v鍋爐設(shè)備工作過程簡述 鍋爐由 “鍋” 和 “爐” 兩部分組成：爐是放熱部分，燃料在其中燃燒，將化學能轉(zhuǎn)化為熱能；鍋是吸熱部分，高溫煙氣通過鍋的受熱面將熱量傳給鍋內(nèi)工質(zhì) （水或汽）。v鍋爐設(shè)備工作過程可分為如下兩部分（1）爐內(nèi)過

18、程 爐子包括爐膛、燃燒器、燃料及空氣供應(yīng)系統(tǒng)。要求有良好的燃燒條件，使燃料的化學能量大限度地轉(zhuǎn)化為熱能，并最有效地將熱能傳給工質(zhì)， 以節(jié)約燃料。2021-10-1328 耐火泥 耐火泥是砌筑耐火制品用泥漿的干料成分，耐火泥的化學成分、抗化學侵蝕性， 熱膨脹率等應(yīng)接近于被砌筑的耐火制品的相應(yīng)性質(zhì)。 2021-10-13292.5耐火纖維 耐火纖維又稱陶瓷纖維，是由焦寶石或礬土為原料，在2000電弧爐熔化后以細股流出，用壓縮空氣或蒸汽吹成散狀纖維，即耐火纖維原棉， 原棉中含有凝固液滴， 稱為渣球。含量一般達20-40，除去渣球，加入0.3-5結(jié)合劑（硫酸鋁、磷酸鋁甲基纖維素、聚丙烯等）可壓制成氈、 毯、板、紙、繩等多種制品。2021-10-13301.2 工業(yè)鍋爐和爐窯節(jié)能 工業(yè)爐和工業(yè)窯通稱工業(yè)爐窯，主要是指那些利工業(yè)爐和工業(yè)窯通稱工業(yè)爐窯，主要是指那些利用燃燒反應(yīng)進行熱利用的裝置。爐多用于冶金和用燃燒反應(yīng)進行熱利用的裝置。爐多用于冶金和機械系統(tǒng)；窯則多用于硅酸鹽工業(yè)系統(tǒng)。機械系統(tǒng)；窯則多用于硅酸鹽工業(yè)系統(tǒng)。 在