低负荷稳燃加热炉及烟气净化系统的制作方法

本发明涉及钢铁行业烟气治理与能量回收，特别涉及一种低负荷稳燃加热炉及烟气净化系统。

背景技术：

1、烧结烟气中含有大量一氧化碳（co），利用co催化氧化技术能够将烟气中的co转化为二氧化碳（co2），该过程为放热反应，释放的大量热量可实现烟气的自身升温，从而能为后续的选择性催化还原（scr）脱硝工艺提供所需的高温环境，可以显著减少传统工艺中为提升烟温而消耗的大量燃料。该技术路线不仅减少了co污染物的排放，还降低了脱硝系统对煤气的消耗量，大幅节约了运行成本，是钢铁行业实现节能、减污、降碳协同增效的理想选择。

2、co的热值约为高炉煤气的4倍，通过燃烧/氧化可以放出大量热量。根据理论计算和实践验证，每氧化烟气中1000mg/nm3的co，可使烧结烟气升温约7℃。在典型的scr脱硝系统中，若需将烟气升温约30℃，在考虑热量回收效率及系统温降后，仅需氧化约5200mg/nm3的co，即可完全替代原有煤气加热系统所提供的热量。烧结烟气中的co浓度在5000mg/nm3-10000mg/nm3范围内，且随烧结机工况变化，co浓度波动极大。以河北省部分地区为例，现行环保标准要求co排放浓度不高于2800mg/nm3。在此标准下，实施co催化氧化改造后，co的减排量可达2200mg/nm3-7200mg/nm3（实际运行中往往更高）。这意味着在正常生产过程中，scr脱硝系统的加热炉负荷将大幅降低，甚至在特定工况下无需开启。但在系统启动阶段，仍需加热炉将烟气升温至脱硝和co催化氧化所需的反应温度。因此，scr脱硝系统的加热炉面临着从0%到100%的负荷调节需求。

3、然而，现有的常规scr脱硝加热炉采用高炉煤气或焦炉煤气作为燃料，其燃烧器设计的最低稳燃负荷通常在额定负荷的20%-30%。当系统运行负荷进一步降低至该阈值以下时，极易出现燃烧不稳定甚至回火等安全隐患，无法满足co催化氧化工艺对加热炉超低负荷运行的要求。为保证加热炉燃烧稳定性及安全性，加热炉通常需维持在20%以上的运行负荷，为此，需要在加热炉燃烧大量煤气条件下，co催化氧化系统末端开启降温措施，即前端加热炉燃烧燃料提供部分热量，末端烟气降温系统排掉过量的热量，造成了能源的大量浪费，系统运行费用较高。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种低负荷稳燃加热炉及烟气净化系统，以解决现有技术中存在的scr脱硝加热炉在较低负荷下无法稳定燃烧以及系统运行费用较高等其中的一个或多个问题。

2、为达到上述目的，本发明通过以下技术方案实现：一种低负荷稳燃加热炉，包括用于安装在脱硝单元的入口烟道上的蓄热器以及与所述蓄热器连接的分级燃烧器；所述分级燃烧器包括主烧嘴，所述主烧嘴的一端与所述蓄热器连接，所述主烧嘴的另一端连接有点火烧嘴；所述主烧嘴上连接有至少两级燃料供给管路和至少两级助燃风管路，每级所述燃料供给管路与对应的所述助燃风管路分别连通至所述主烧嘴；所述点火烧嘴上连接有点火燃料管路和点火助燃风管路。

3、可选的，所述主烧嘴与所述蓄热器通过法兰可拆卸连接。

4、可选的，所述燃料供给管路和所述助燃风管路的级数为两级或三级。

5、可选的，所述燃料供给管路、所述助燃风管路、所述点火燃料管路和所述点火助燃风管路上均设有阀门。

6、可选的，所述分级燃烧器被配置为：根据所述加热炉的加热负荷需求，调节参与燃烧的所述燃料供给管路和对应的所述助燃风管路的级数。

7、可选的，所述加热炉还包括火焰检测器，所述火焰检测器用于实时监测所述分级燃烧器的燃烧状态。

8、可选的，所述火焰检测器设置在所述蓄热器上。

9、可选的，所述火焰检测器上连接有冷却风管路。

10、可选的，所述蓄热器上设有观察孔，所述观察孔用于观测所述分级燃烧器的燃烧状态。

11、为达到上述目的，本发明还提供了一种烟气净化系统，包括脱硝单元和设置在所述脱硝单元内的co氧化催化剂层，所述脱硝单元的入口烟道上安装有上述任一项所述的低负荷稳燃加热炉。

12、与现有技术相比，本发明提供的低负荷稳燃加热炉及烟气净化系统具有以下有益效果：

13、本发明提供的低负荷稳燃加热炉，包括用于安装在脱硝单元的入口烟道上的蓄热器以及与所述蓄热器连接的分级燃烧器；所述分级燃烧器包括主烧嘴，所述主烧嘴的一端与所述蓄热器连接，所述主烧嘴的另一端连接有点火烧嘴；所述主烧嘴上连接有至少两级燃料供给管路和至少两级助燃风管路，每级所述燃料供给管路与对应的所述助燃风管路分别连通至所述主烧嘴；所述点火烧嘴上连接有点火燃料管路和点火助燃风管路。由此，本发明提供的低负荷稳燃加热炉，通过在主烧嘴上设置至少两级燃料供给管路和助燃风管路，并将每级燃料供给管路与对应的助燃风管路分别连通至主烧嘴，能够满足加热炉对加热负荷的宽范围调节需求；在系统启动阶段，可以通过投入使用主烧嘴上连接的所有级数的管路以使加热炉能够提供全负荷加热能力；而在系统运行过程中，随着加热负荷的降低，可以通过逐级停止主烧嘴上连接的管路的使用，甚至在极低负荷（即“几乎零负荷”工况）下仅保留点火烧嘴运行，以实现加热炉低负荷稳燃。本发明中，通过设置分级燃烧器能够有效解决传统燃烧器在低负荷下无法稳定燃烧、负荷调节范围窄的难题，可以显著降低系统的运行能耗与费用。进一步，通过将主烧嘴的一端与蓄热器连接，蓄热器能够利用其蓄热能力，维持分级燃烧器的燃烧区域的高温环境，防止因温度骤降导致火焰熄灭，可以保障分级燃烧器的燃烧稳定性。

14、由于本发明提供的烟气净化系统与本发明提供的低负荷稳燃加热炉属于同一发明构思，因此，本发明提供的烟气净化系统至少具有本发明提供的低负荷稳燃加热炉的所有优点，有关本发明提供的烟气净化系统的优点，请参见关于本发明提供的低负荷稳燃加热炉的有益效果的相关描述，在此，不再赘述。

1.一种低负荷稳燃加热炉，其特征在于，包括用于安装在脱硝单元的入口烟道上的蓄热器以及与所述蓄热器连接的分级燃烧器；

2.根据权利要求1所述的低负荷稳燃加热炉，其特征在于，所述主烧嘴与所述蓄热器通过法兰可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的低负荷稳燃加热炉，其特征在于，所述燃料供给管路和所述助燃风管路的级数为两级或三级。

4.根据权利要求1所述的低负荷稳燃加热炉，其特征在于，所述燃料供给管路、所述助燃风管路、所述点火燃料管路和所述点火助燃风管路上均设有阀门。

5.根据权利要求1所述的低负荷稳燃加热炉，其特征在于，所述分级燃烧器被配置为：根据所述加热炉的加热负荷需求，调节参与燃烧的所述燃料供给管路和对应的所述助燃风管路的级数。

6.根据权利要求1所述的低负荷稳燃加热炉，其特征在于，所述加热炉还包括火焰检测器，所述火焰检测器用于实时监测所述分级燃烧器的燃烧状态。

7.根据权利要求6所述的低负荷稳燃加热炉，其特征在于，所述火焰检测器设置在所述蓄热器上。

8.根据权利要求6所述的低负荷稳燃加热炉，其特征在于，所述火焰检测器上连接有冷却风管路。

9.根据权利要求1所述的低负荷稳燃加热炉，其特征在于，所述蓄热器上设有观察孔，所述观察孔用于观测所述分级燃烧器的燃烧状态。

10.一种烟气净化系统，其特征在于，包括脱硝单元和设置在所述脱硝单元内的co氧化催化剂层，所述脱硝单元的入口烟道上安装有如权利要求1至9中任一项所述的低负荷稳燃加热炉。