一種膜法富氧助燃設備及應用該設備的工業爐的製作方法
2023-06-01 11:32:56
專利名稱：一種膜法富氧助燃設備及應用該設備的工業爐的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種富氧助燃設備及應用該設備的工業爐，特別是涉及一種膜法富氧 助燃設備及應用該設備的工業爐。
背景技術：
在工業爐上採用富氧燃燒技術，是國際普遍公認的、有效的節能減排措施。但目前 我國絕大部分工業爐仍採用的是空氣助燃，富氧助燃的應用才剛剛開始。利用分子膜分離氧氣、氮氣，並獲得氧含量高於空氣的富氧氣體，是目前公認的較 好的富氧氣體製備方法。現有的膜法富氧製備設備或助燃設備通常由膜分離裝置、抽氣泵 或壓縮機、相關氣體管道以及閥門組成。上述現有的富氧助燃設備，雖可製備出富氧氣體便 於助燃使用，但是在實際使用時卻發現其結構中還存在有若干缺點，因未能達到最佳的使 用效果，而其缺點可歸納如下1、無法根據使用需要調節氧氣濃度、氣體流量和富氧氣體產量，這既會造成資源 的浪費，也增加了企業的使用成本，不利於推廣；2、製備過程容易受到外界環境，例如溫度、溼度等的影響，縮短了分子膜及整個設 備的使用壽命；3、製備出的富氧氣體為常溫氣體，直接作為助燃氣體使用時容易引起高爐爐況不 順，降低了燃燒效率，增加了冶煉成本。由此可見，上述現有的富氧助燃設備及應用該設備的工業爐在結構與使用上，顯 然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進一步改進。如何能針對加熱爐富氧燃燒需求，研製出 一套設計相對成熟，可根據需要調節富氧氣體中的氧氣濃度和氣體流量，製備條件更加穩 定，不易受到外界環境的影響，並可直接將富氧熱風吹入工業爐中，以進一步提高冶煉效率 的新的膜法富氧助燃設備及應用該設備的工業爐，實屬當前業界的重要研究課題之一。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種膜法富氧助燃設備，其是針對加熱爐富氧燃 燒需求而研製，設計相對成熟，可根據需要調節富氧氣體中的氧氣濃度和氣體流量，製備條 件更加穩定，不易受到外界環境的影響，為工業爐普及推廣富氧燃燒提供了優化設備，從而 克服現有的富氧助燃設備的不足。為解決上述技術問題，本發明一種膜法富氧助燃設備，其主要由管道將過濾裝置、 調壓裝置、氮氧分離裝置和富氧收集裝置依次串接組成。作為本發明的一種改進，所述的過濾裝置和調壓裝置之間還連接有調溫裝置。所述的氮氧分離裝置為膜式增氧去氮裝置。所述的富氧收集裝置之後串接有氣水分離裝置。所述的氣水分離裝置之後串接有脫溼裝置。所述的管道在靠近末端處還連接有穩壓裝置。
所述的富氧收集裝置為富氧收集泵。本發明還提供一種應用上述設備的工業爐，使其可直接將富氧熱風吹入爐體中， 以進一步提高冶煉效率，從而克服現有的工業爐的不足。為解決上述技術問題，本發明一種應用上述設備的工業爐，其特徵在於其燒嘴處 設置富氧燃燒器，該富氧燃燒器的進氣端與膜法富氧助燃設備的管道末端連接。作為上述的改進，所述的富氧燃燒器與膜法富氧助燃設備的管道末端之間還連接 有節能預熱器，節能預熱器的輸入端與膜法富氧助燃設備的管道末端連接，節能預熱器的 輸出端與富氧燃燒器的進氣端連接。採用這樣的設計後，本發明至少具有如下優點1、本發明膜法富氧助燃設備，可通過控制調壓裝置，來調節氮氧分離裝置中的氣 體通過量和分離強度，從而控制所製備的富氧氣體的氧氣濃度(即富氧率)、流量和產量， 使企業得以根據生產需要控制設備運行成本，更符合經濟效益；2、本發明膜法富氧助燃設備，可通過調溫裝置控制進入氮氧分離裝置中的氣體溫 度，保證氮氧分離裝置的運行條件穩定，延長裝置使用壽命；3、本發明膜法富氧助燃設備，還對產品富氧氣體進行脫溼、穩壓和預熱，使助燃氣 體的質量更穩定，並提高了煉鐵效率、降低了煉鐵成本；4、本發明膜法富氧助燃設備，採用了先進的膜法富氧工藝，具有低成本、運行可靠 的優點，對燃氣熱值和富氧濃度變化具有很強的調節適應能力，強化燃氣助燃，確保低熱值 燃氣在低空氣過剩係數下實現完全燃燒，提高熱效率，節約燃料、減少廢氣排放量和空氣汙 染，節能效果顯著；5、應用本發明助燃設備的工業爐，具有明顯的節能環保、低氮低碳效果，實踐證 明富氧助燃每提高0. 1%，理論燃燒溫度提高30°C，助燃空氣當達到觀％時，節能30%，減 少C02排放接近30% ；煙氣回流通道減少NOx排放，富氧時，減少NOx排放接近80% ；6、本發明經濟效益明顯，燃燒高爐煤氣等低熱值煤氣理論燃燒溫度達到1320°C， 完全滿足加熱爐生產要求，不僅節省高價的焦爐煤氣，而且置換出了高熱值的焦爐煤氣，為 開發焦爐煤氣化工產品或者實現氫冶金創造了先決條件；7、本發明可以在變熱值工況條件下，穩定加熱爐生產條件，容易體現該設備實施 富氧燃燒定量化效果，有助於企業堅定實施富氧燃燒信心和動力，有助於國家正在大力倡 導的「合同能源管理」模式的推廣和應用，有助於國家節能減排戰略目標的實現。
上述僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，以下 結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步的詳細說明。圖1是本發明一種膜法富氧助燃設備的結構組成及其應用示意圖。
具體實施例方式請參閱圖1所示，本發明膜法富氧助燃設備主要由管道將過濾裝置1、調壓裝置2、 氮氧分離裝置3和富氧收集裝置4依次串接組成。較佳的，在過濾裝置1和調壓裝置2之 間還連接有調溫裝置5，在富氧收集裝置4之後還依次串接有氣水分離裝置6、脫溼裝置7和穩壓裝置8。其中，氮氧分離裝置3優選為膜式增氧去氮裝置，富氧收集裝置4可為富氧收集 泵。本發明應用膜法富氧助燃設備的工業爐10，是在其燒嘴處設置富氧燃燒器11，該 富氧燃燒器11的進氣端與一節能預熱器9的輸出端連接，該節能預熱器9的輸入端與膜法 富氧助燃設備的管道末端連接。上述膜式增氧去氮裝置可選用現有的卷式膜組合或中空顯微膜組合空氣分離富 氧裝置等，富氧收集泵可選用水環真空泵等，過濾裝置可選用膜式過濾器或桶式過濾器等， 調壓裝置可選用帶變頻器的鼓風機等，調溫裝置可選用板式換熱器或管式換熱器等，氣、水 分離裝置可選用離心或網狀汽水分離器等，脫溼裝置可選用冷凍法或吸附法脫溼器等，穩 壓裝置可選用蓄勢穩壓罐等，節能預熱器可選用管式換熱器等。圖1中的箭頭所示，即為本發明設備及工業爐中的氣體走向。工作時，空氣經過過 濾裝置1，去除空氣中的塵粒；經過調溫裝置5，保證待分離空氣處理前在達到均勻和穩定 的狀態；通過調壓裝置2，保證膜式增氧去氮前的工作參數；通過膜式增氧去氮裝置3，分離 出氮氣，生產出符合濃度要求的富氧；通過富氧收集裝置4，負壓收集富氧空氣；通過氣水 分離裝置6，分離富氧空氣中含有的液態水；通過脫溼系統7，去除富氧空氣中的水蒸汽；通 過穩壓系統8，穩定富氧空氣壓力參數；通過節能預熱器9，對富氧空氣利用進行預熱；通過 富氧燃燒器11，使富氧助燃氣體與燃氣混合，並進入工業爐10進行燃燒。其中，過濾裝置 1、調溫裝置5和調壓裝置2構成了富氧率穩定調控系統，在整個設備的運行中採集參數信 息，按需求發出控制指令，調控助燃空氣富氧濃度。以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，本 領域技術人員利用上述揭示的技術內容做出些許簡單修改、等同變化或修飾，均落在本發 明的保護範圍內。
權利要求
1.一種膜法富氧助燃設備，其特徵在於其主要由管道將過濾裝置、調壓裝置、氮氧分 離裝置和富氧收集裝置依次串接組成。
2.根據權利要求1所述的一種膜法富氧助燃設備，其特徵在於所述的過濾裝置和調壓 裝置之間還連接有調溫裝置。
3.根據權利要求1所述的一種膜法富氧助燃設備，其特徵在於所述的氮氧分離裝置為 膜式增氧去氮裝置。
4.根據權利要求1所述的一種膜法富氧助燃設備，其特徵在於所述的富氧收集裝置之 後串接有氣水分離裝置。
5.根據權利要求4所述的一種膜法富氧助燃設備，其特徵在於所述的氣水分離裝置之 後串接有脫溼裝置。
6.根據權利要求1所述的一種膜法富氧助燃設備，其特徵在於所述的管道在靠近末端 處還連接有穩壓裝置。
7.根據權利要求1所述的一種膜法富氧助燃設備及應用該設備的工業爐，其特徵在於 所述的富氧收集裝置為富氧收集泵。
8.一種應用權利要求1-7中任一項所述設備的工業爐，其特徵在於其燒嘴處設置富氧 燃燒器，該富氧燃燒器的進氣端與膜法富氧助燃設備的管道末端連接。
9.根據權利要求8所述的一種工業爐，其特徵在於所述的富氧燃燒器與膜法富氧助燃 設備的管道末端之間還連接有節能預熱器，節能預熱器的輸入端與膜法富氧助燃設備的管 道末端連接，節能預熱器的輸出端與富氧燃燒器的進氣端連接。
全文摘要
本發明是有關於一種膜法富氧助燃設備及應用該設備的工業爐，該設備主要由管道將過濾裝置、調壓裝置、氮氧分離裝置和富氧收集裝置依次串接組成。應用該設備的工業爐，其燒嘴處設置富氧燃燒器，該富氧燃燒器的進氣端與膜法富氧助燃設備的管道末端連接。本發明一種膜法富氧助燃設備及應用該設備的工業爐，是針對加熱爐富氧燃燒需求而研製，設計相對成熟，可根據需要調節富氧氣體中的氧氣濃度和氣體流量，製備條件更加穩定，不易受到外界環境的影響，並可直接將富氧熱風吹入工業爐中，以進一步提高冶煉效率，從而更加適於推廣。
文檔編號F23L7/00GK102072501SQ20111003117
公開日2011年5月25日 申請日期2011年1月28日 優先權日2011年1月28日
發明者項久宏 申請人:鞍山普貝達科技有限公司