高溫空氣燃燒技術在冶金爐窯上的應用

儀垂文

摘要：隨著我國經濟的不斷發展，人們對金屬制品的需求不斷提高，這就要求在提高冶金生產總量的同時依據現有的可持續發展戰略制定有效的生產技術改革。隨著冶金技術的不斷發展，高溫空氣燃燒技術作為一種新型的燃燒技術，已逐漸得到了廣泛應用。文章對高溫空氣燃燒技術在冶金爐窯上的應用進行了探討。

關鍵詞：高溫空氣燃燒技術；冶金爐窯；金屬制品；冶金技術；冶金工藝 文獻標識碼：A

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

在傳統的冶金工藝生產過程中，所使用的生產能源90%以上均是化石燃料，在實際的生產過程中所排放的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、硫化氫、燃燒不完全碳氫化合物及煙塵等對空氣造成了嚴重污染，容易導致空氣中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，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。高溫燃燒技術能夠達到化石燃料的高效燃燒，能夠有效地實現毒害氣體及煙塵的排放，緩解能源緊缺、大氣污染嚴重的現狀。

1 高溫空氣燃燒技術的工作原理及特點

1.1 高溫空氣燃燒技術的系統構成及工作原理

高溫空氣燃燒技術的技術思想是讓燃料在冶金爐窯中的高溫低氧體積濃度下進行充分燃燒，通過采用熱回收率高及采溫效率高的蓄熱式換熱裝置達到對化石燃料的燃燒產物熱量進行回收，用于助燃氣體的預熱，從而有效地減少能源的消耗。在技術上實現將燃料進行合理的分級燃燒，通過高流速的氣流將冶金爐窯上的燃燒產物進行吸附，有效地稀釋燃燒室內的含氧體積濃度。在實際的流程操作手段能夠有效地營造高溫低氧氣氛，實現對化石燃料的熱能釋放達到在冶金過程中的供熱

均勻。

高溫空氣燃燒技術系統的構造是通過燃燒室及兩組結構相同的蓄熱室燃燒器和四通閥而組建而成的。根據實際的應用情況選擇蓄熱式燃燒器的合理布置，一般來說是對稱布置與集中布置。通過兩組蓄熱式燃燒器燒嘴的合理工作實現將熱量的均勻傳遞，達到供熱塊、蓄熱多的目的。通過交替運作的方式，將化石燃料在燃燒過程中所產生的煙氣進行合理的吸熱，達到對助燃空氣的預熱，有效地控制減少燃燒室內氣溫與助燃空氣之間的溫度差，減少化石燃料在冶金生產過程中不必要的

損耗。

1.2 高溫燃燒技術在冶金爐窯中應用的特點

高溫燃燒技術系統通過合理的技術理念及系統構造，通過高效的蜂窩式蓄熱來實現均勻供熱、減少排放的要求。高溫燃燒技術系統中通過蓄熱體的有效熱能傳輸，達到有效的蓄熱增強，通過合理地切換工作順序能夠有效地實現切換期間的熱能損失，減少爐內的壓力損失。通過氣閥對爐內空氣及燃氣速度的合理控制，加快燃氣及助燃氣體的流速，有效地促進爐內燃料的分解與自燃，能夠增加化石燃料燃燒過程的快速進行以提高化學反應速率，促進化石燃料的做功及動力供應，能夠使化石燃料的燃燒速率有效提高。火焰通過在燃燒期內的合理燃燒能夠有效地降低生產中所存在的噪音。在高溫環境中，通過對化石燃料的混合物進行合理的燃料混合，能夠有效地保證爐內的穩定燃燒。通過有效營造高溫低氧的燃燒氣氛，達到化石燃料的裂解，通過大量碳分子的均勻分布形成強烈的熱量輻射，以增強其熱力輻射。通過對燃氣的合理控制，達到對燃氣燃燒時溫度的有效控制，使得供熱達到均勻，增加熱能的輻射傳遞能力，增強爐內的總有效供溫。通過有效燃燒氧化氮化合物及二惡英，能夠有效地減少燃燒過程中的污染排放。在實際的工作過程中，高溫空氣燃燒技術系統結構的有效運作，能夠有效地進行蓄熱式燃燒器與爐體的燃燒工作，而保障其他設備在低溫環境下工作。

1.3 高溫空氣燃燒技術在冶金爐窯應用上的主要優勢

相較于傳統的冶金供熱技術而言，高溫空氣燃燒技術在冶金爐窯中通過蓄熱式的煙氣回收達到了對熱量的合理回收及應用，通過切換交互操作煙氣、助燃空氣和燃氣之間的操作，通過在燃燒室內的燃燒，對蓄熱體進行加熱，能夠達到對燃燒所產生的煙氣進行合理的回收利用，能夠大幅減少化石燃料的使用，從而達到節約資源的目的。在保證實際的冶金生產過程時，通過冶金爐窯中增加熱工設備的熱效應，能夠有效地促進冶金工業的生產。通過合理充分的燃燒達到減少溫室氣體及酸性有毒氣體的排放，能夠有效地達到節能減排的綠色生產目的。通過營造合理的蓄熱及燃燒環境能夠有效地延長冶金爐窯的爐膛壽命，減少鋼胚在傳統的冶金供熱技術中所出現的損壞報廢現象，能夠有效地達到科學、高效率的生產，促進冶金工業的有效生產。

2 高溫空氣燃燒技術的實際應用效果

2.1 初期投資較少，技術結構適用性廣

高溫空氣燃燒技術系統的主要技術核心是高效陶瓷蓄熱系統，通過高效陶瓷蓄熱系統的有效構造、蓄熱體及爐體的科學構建能夠增加核心的供熱能力。通過對供熱系統的合理簡化能夠有效地控制高溫空氣燃燒技術系統占地體積。通過蓄熱體的廢氣排除及助燃氣體的有效預熱，在簡化設備的同時也能夠有效地對舊冶煉爐進行合理改造，這樣就能夠有效地控制初期高溫燃燒技術系統構建的成本投入。

2.2 在生產過程中供熱均勻穩定、供熱靈活

在實際的生產過程中，高溫燃燒技術系統的有效構建能夠使得燃燒爐內的溫度分布更加均勻，達到輻射性的溫度分布，能夠有效地控制爐內的溫差不超過5℃。在實際的顱內加熱過程中，因加熱過程所營造的高溫低氧氣氛能夠有效地提高加熱速度及加熱質量，能夠有效地減少在實際的生產中因氧化而造成的金屬鋼坯損壞，提高實際的生產效率。通過對溫度的有效調節，能夠有效地均勻爐膛內的溫度，以滿足不同的冶金工藝加熱

需求。

2.3 能夠有效地構建合理的系統布局

在實際的高溫空氣燃燒技術系統構造中，能夠有效地實現結構緊湊、體積小，能夠有效地根據實際的生產需求決定燒嘴的位置與數量，通過設定合理的燒嘴位置達到對燃氣及助燃氣體的合理交互，通過氣閥的合理控制有效地進行針對的供氧，能夠進行合理的操作，提高其可靠性。

2.4 工業爐燃料范圍擴大

隨著高溫燃燒技術系統的開發與應用，有效地提高工業爐燃料的使用范圍，使得化石燃料的使用不再局限于氣體、液體，在燃燒過程中能夠加強多廢棄氣體的應用，通過合理的燃燒物萃取達到對各種廢棄物及生物質可燃物的有效利用。在使用固態燃料時，一般通過有效的高溫空氣氣化燃氣，對氣體的精華進行處理，從而有效地進行高溫的空氣燃燒。

2.5 適用范圍廣，適用于多種生產工藝需求

在實際的技術應用過程中，高溫燃燒技術可以根據冶金生產工藝的不同需求，達到對生產工藝不同供溫及冶煉。在實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、化工生產等多種生產行業。

3 結語

綜上所述，隨著高溫技術的廣泛應用，能夠有效地緩解能源危機，促進冶金的生產，具有特殊工業生產活力，值得推廣。

參考文獻

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（責任編輯：陳 倩）