本發(fā)明涉及焦?fàn)t技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠?qū)崿F(xiàn)低氮氧化物燃燒的焦?fàn)t燃燒室立火道結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代焦?fàn)t爐體最上部是爐頂，爐頂之下為相間配置的燃燒室和炭化室，爐體下部有蓄熱室和連接蓄熱室和燃燒室的斜道區(qū)，每個(gè)蓄熱室下部的小煙道通過交換開閉器與煙道連接。煙道設(shè)在焦?fàn)t基礎(chǔ)內(nèi)或基礎(chǔ)兩側(cè)，煙道末端通向煙囪。因此焦?fàn)t由三室兩區(qū)即炭化室、燃燒室、蓄熱室、斜道區(qū)、爐頂區(qū)，以及基礎(chǔ)部分組成。燃燒室在炭化室兩側(cè)，由多個(gè)立火道構(gòu)成。蓄熱室位于爐體下部，分空氣蓄熱室和煤氣蓄熱室。

燃燒室內(nèi)每?jī)蓚€(gè)立火道構(gòu)成一對(duì)雙聯(lián)立火道(分別稱上升火道、下降火道)分別走上升氣流和下降氣流，每對(duì)雙聯(lián)立火道頂部設(shè)有跨越孔，底部設(shè)有廢氣循環(huán)孔，使2個(gè)立火道相連通。自立火道底部進(jìn)入立火道的助燃空氣、煤氣經(jīng)擴(kuò)散燃燒后形成上升氣流，上升氣流經(jīng)跨越孔進(jìn)入下降火道成為下降氣流，下降氣流經(jīng)火道底部廢氣循環(huán)孔進(jìn)入上升氣流參與循環(huán)。

隨著現(xiàn)代生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變，對(duì)焦?fàn)t提出了更高的要求，如生產(chǎn)能力大，加熱系統(tǒng)阻力小，調(diào)節(jié)控制方便，低氮環(huán)保等。目前我國現(xiàn)有的下噴焦?fàn)t為改善立火道內(nèi)高向加熱均勻性，滿足生產(chǎn)負(fù)荷要求，采用了高低燈頭、廢氣循環(huán)和助燃?xì)怏w分段供給等方式，但在抑制燃燒過程中氮氧化物生成方面仍有改進(jìn)的空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)低氮氧化物燃燒的焦?fàn)t燃燒室立火道結(jié)構(gòu)，通過對(duì)分段加熱式焦?fàn)t燃燒室立火道內(nèi)各助燃空氣出口和貧煤氣出口的位置以及助燃空氣和煤氣的供入量進(jìn)行限定，實(shí)現(xiàn)溫和與深度低氧稀釋燃燒、濃淡燃燒、燃料分級(jí)燃燒及空氣分級(jí)燃燒多種低氮氧化物燃燒方式，有效抑制立火道燃燒過程中nox的生成，滿足更高的環(huán)保要求。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種低氮氧化物燃燒的焦?fàn)t燃燒室立火道結(jié)構(gòu)，焦?fàn)t燃燒室由多個(gè)立火道組成，每?jī)蓚€(gè)立火道組成一個(gè)雙聯(lián)立火道，雙聯(lián)立火道的頂部通過跨越孔連通，底部通過廢氣循環(huán)孔連通；每個(gè)立火道底部分別設(shè)富煤氣磚煤氣道、貧煤氣底部出口及助燃空氣底部出口，立火道隔墻沿高向設(shè)多段助燃空氣出口和多段貧煤氣出口；所述貧煤氣底部出口標(biāo)高高于助燃空氣底部出口標(biāo)高50～500mm；助燃空氣底部出口標(biāo)高低于廢氣循環(huán)孔底面標(biāo)高或與廢氣循環(huán)孔底面標(biāo)高一致；多段助燃空氣出口中的各段助燃空氣出口與多段貧煤氣出口中的各段貧煤氣出口的標(biāo)高均不相同，且最后一段助燃空氣出口的標(biāo)高高于最后一段貧煤氣出口的標(biāo)高；最后一段貧煤氣出口供入的煤氣量為供入煤氣總量的1％～50％，最后一段助燃空氣出口供入的助燃空氣量為供入助燃空氣總量的1％～50％。

所述立火道隔墻內(nèi)設(shè)助燃空氣道和貧煤氣道，沿高向，助燃空氣道通過多個(gè)助燃空氣出口連通立火道，貧煤氣道通過多個(gè)貧煤氣出口連通立火道，且助燃空氣出口和貧煤氣出口均為向立火道內(nèi)上方傾斜、收窄的通道。

所述富煤氣磚煤氣道的富煤氣出口、助燃空氣底部出口、各段助燃空氣出口及各段貧煤氣出口處分別設(shè)流量調(diào)節(jié)裝置。

所述多段助燃空氣出口與多段貧煤氣出口的分段數(shù)量相同或不同。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1)合理設(shè)置貧煤氣底部出口、助燃空氣底部出口及廢氣循環(huán)孔的相對(duì)高度，預(yù)熱后的助燃空氣進(jìn)入立火道時(shí)先與廢氣混合，降低助燃空氣中氧氣的濃度，然后向上噴射與煤氣接觸燃燒，實(shí)現(xiàn)溫和與深度低氧稀釋燃燒，從而使立火道內(nèi)燃燒過程中nox的生成得到有效抑制；

2)立火道內(nèi)各段助燃空氣出口和貧煤氣出口設(shè)置高度不一致，從而保證各段燃燒過程總存在過量助燃空氣與低濃度可燃?xì)夥磻?yīng)或過量可燃?xì)馀c貧氧助燃空氣反應(yīng)的情況，形成立火道內(nèi)濃淡偏離的燃燒過程，從而避免煤氣與助燃空氣快速劇烈燃燒的發(fā)生；

3)分段供入過量的助燃空氣或者貧煤氣，能夠降低上游燃燒后廢氣的溫度，抑制燃燒過程中nox的生成；

4)立火道內(nèi)最后一段貧煤氣出口供入的煤氣量占總煤氣量的1～50％，保證該處上升氣流總體空氣過剩系數(shù)小于1，使立火道內(nèi)高溫廢氣殘留還原性氣氛能夠還原已生成的nox，從而降低廢氣中的nox濃度；

5)實(shí)現(xiàn)濃淡燃燒、燃料分級(jí)燃燒及空氣分級(jí)燃燒多種低氮氧化物燃燒方式，使立火道內(nèi)每一級(jí)燃燒過程中nox的生成均得到有效抑制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明所述實(shí)現(xiàn)低氮氧化物燃燒的焦?fàn)t燃燒室立火道結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1中的a-a剖視圖。

圖3是圖1中的b-b剖視圖。

圖4是圖1中的c-c剖視圖。

圖中：1.立火道2.立火道隔墻3.富煤氣磚煤氣道4.貧煤氣道5.貧煤氣底部出口6.貧煤氣出口7.最后一段貧煤氣出口8.助燃空氣道9.助燃空氣底部出口10.助燃空氣出口11.最后一段助燃空氣出口12.跨越孔13.廢氣循環(huán)孔

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說明：

如圖1-圖4所示，本發(fā)明所述一種低氮氧化物燃燒的焦?fàn)t燃燒室立火道結(jié)構(gòu)，焦?fàn)t燃燒室由多個(gè)立火道1組成，每?jī)蓚€(gè)立火道1組成一個(gè)雙聯(lián)立火道，雙聯(lián)立火道的頂部通過跨越孔12連通，底部通過廢氣循環(huán)孔13連通；每個(gè)立火道1底部分別設(shè)富煤氣磚煤氣道3、貧煤氣底部出口5及助燃空氣底部出口9，立火道隔墻2沿高向設(shè)多段助燃空氣出口10和多段貧煤氣出口6；貧煤氣底部出口5標(biāo)高高于助燃空氣底部出口9標(biāo)高50～500mm；助燃空氣底部出口9標(biāo)高低于廢氣循環(huán)孔13底面標(biāo)高或與廢氣循環(huán)孔13底面標(biāo)高一致；多段助燃空氣出口中的各段助燃空氣出口10與多段貧煤氣出口中的各段貧煤氣出口6的標(biāo)高均不相同，且最后一段助燃空氣出口11的標(biāo)高高于最后一段貧煤氣出口7的標(biāo)高；最后一段貧煤氣出口7供入的煤氣量為供入煤氣總量的1％～50％，最后一段助燃空氣出口11供入的助燃空氣量為供入助燃空氣總量的1％～50％。

所述立火道隔墻2內(nèi)設(shè)助燃空氣道8和貧煤氣道4，沿高向，助燃空氣道8通過多個(gè)助燃空氣出口10連通立火道1，貧煤氣道4通過多個(gè)貧煤氣出口6連通立火道1，且助燃空氣出口10和貧煤氣出口6均為向立火道1內(nèi)上方傾斜、收窄的通道。

所述富煤氣磚煤氣道3的富煤氣出口、助燃空氣底部出口9、各段助燃空氣出口10及各段貧煤氣出口6處分別設(shè)流量調(diào)節(jié)裝置。

所述多段助燃空氣出口與多段貧煤氣出口的分段數(shù)量相同或不同。

本發(fā)明中，雙聯(lián)立火道中的2個(gè)立火道1的頂部通過跨越孔12連通，底部通過廢氣循環(huán)孔13連通；在立火道隔墻2內(nèi)設(shè)置有相互隔絕的助燃空氣道8和貧煤氣道4，沿立火道1高向的立火道隔墻2上分別設(shè)置多段助燃空氣出口、多段貧煤氣出口；貧煤氣底部出口5設(shè)置在立火道隔墻2底部；富煤氣磚煤氣道1設(shè)置在沒有開設(shè)廢氣循環(huán)孔13的立火道隔墻2的兩側(cè)。

本發(fā)明首先對(duì)位于立火道1底部的助燃空氣底部出口9和貧煤氣底部出口5進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，即限定助燃空氣底部出口9低于廢氣循環(huán)孔13或與其等高布置，立火道隔墻2底部的貧煤氣底部出口5高于廢氣循環(huán)孔13底面標(biāo)高布置，從而使預(yù)熱后的助燃空氣進(jìn)入立火道1時(shí)先與廢氣混合，降低助燃空氣中氧氣的濃度，然后向上噴射與煤氣接觸燃燒，形成溫和與深度低氧稀釋燃燒，進(jìn)而減少nox的生成量。

立火道1底部與焦?fàn)t斜道相連，當(dāng)焦?fàn)t采用貧煤氣或混合煤氣加熱時(shí)，助燃空氣同時(shí)供入立火道1底部和立火道隔墻2上的助燃空氣道8內(nèi)，其中部分助燃空氣由助燃空氣底部出口9噴出，其余的助燃空氣由立火道隔墻2上的各段助燃空氣出口10噴出。貧煤氣或混合煤氣供入立火道隔墻2上的貧煤氣道4，其中部分貧煤氣由貧煤氣底部出口5噴出，其余的貧煤氣由立火道隔墻2上的各段貧煤氣出口6噴出。本發(fā)明中，最后一段貧煤氣出口7總是低于最后一段助燃空氣出口11。

各助燃空氣出口9、10、11和各貧煤氣出口5、6、7分別設(shè)置流量調(diào)節(jié)裝置，用于調(diào)節(jié)助燃空氣或煤氣的流量，也可通過模擬仿真計(jì)算確定氣體出口截面面積對(duì)氣體流量進(jìn)行控制。在焦?fàn)t生產(chǎn)加熱過程中，調(diào)節(jié)立火道1內(nèi)各出口的煤氣及助燃空氣量，使燃燒過程的空氣過剩系數(shù)總是偏離1，且上段燃燒生成的火焰能夠被下段噴出的煤氣或助燃空氣降溫，以此使立火道燃燒過程中的nox得到綜合控制。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。