一种基于氨气的加热炉低碳燃烧系统及控制方法技术方案

本发明专利技术涉及冶金工业炉窑低碳燃烧技术领域，具体涉及一种基于氨气的加热炉低碳燃烧系统及控制方法

【技术实现步骤摘要】
一种基于氨气的加热炉低碳燃烧系统及控制方法


[0001]本专利技术涉及冶金工业炉窑低碳燃烧
，具体涉及一种基于氨气的加热炉低碳燃烧系统及控制方法
。

技术介绍

[0002]随着化石燃料的持续利用，温室气体排放导致大气变暖已经成为人类最大的挑战
。
我国冶金行业年耗能近四亿吨标准煤，其中
80
％以上能源消耗在炉窑工序中发生，提升炉窑能源利用效率和应用零碳燃料替代技术，对当前节能降碳工作意义重大
。
[0003]氨燃料由于其相对于氢能
(
氢燃料
)
的诸多优点成为当前备受关注的无碳燃料
。
氨燃料具有廉价
、
易得
、
易挥发
、
便储运
、
产业技术完整等优点
。
作为今后可以大规模普及的非化石清洁燃料，氨较氢的最大优越性在于其能量密度大
(
同体积含能量液氨是液氢的
1.5
倍以上
)、
易液化
(
常压下负
34℃
或常温下9个大气压均可使氨液化，而氢在负
240
摄氏度以上则无法液化
)、
易储运
(
普通液化气钢瓶即可储氨而储氢则需特殊材料
)。
[0004]在传统钢铁行业，用于工业加热的气体燃料主要包括高炉煤气
、
焦炉煤气
、
高焦混合煤气以及天然气，但它们都属于含碳燃料
。
用氨燃料替代现有含碳燃料实现炉窑加热，是最有效的一种技术
。
[0005]现有技术的加热炉低碳燃烧系统，主要从优化控制燃烧过程和提升能量利用效率的角度，进行节约燃耗和降碳，但其仍然以含碳燃料为主，目前针对工业生产加热炉窑，还没有一种可实现无碳加的技术
。

技术实现思路

[0006]本专利技术要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种基于氨气的加热炉低碳燃烧系统及控制方法，能够利用氨气
、
煤气
、
空气和富氧环境不同的组合模式，最大程度的节约燃耗和降碳，实现工业生产加热炉窑的碳中和
。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：
[0008]一
、
一种基于氨气的加热炉低碳燃烧系统
[0009]本专利技术提供了一种基于氨气的加热炉低碳燃烧系统，包括加热炉
21
，所述加热炉
21
安装有第一烧嘴
18、
第二烧嘴
19
和第三烧嘴
20
，所述第一烧嘴
18
同时连接煤气预热器
15
和空气预热器
16
的输出端，所述第二烧嘴
19
同时连接煤气预热器
15、
空气预热器
16
和氨气预热器
17
的输出端，所述第三烧嘴
20
同时连接空气预热器
16
和氨气预热器
17
的输出端；
[0010]所述煤气预热器
15
的输入端与煤气管路1相连，所述空气预热器
16
的输入端同时与空气管路2和氧气管路
10
相连，所述氨气预热器
17
的输入端与氨气管路3相连
。
[0011]所述煤气预热器
15、
空气预热器
16、
氨气预热器
17
和加热炉
21
均与加热炉控制器电连接，所述加热炉控制器设有多个加热模式选择按钮
。
[0012]优选的，所述煤气预热器
15
的输入端与煤气管路1之间设有第一阀门4，所述空气预热器
16
的输入端与空气管路2之间设有第二阀门5，所述空气预热器
16
的输入端与氧气管
路
10
之间设有第三阀门
11
，所述氨气预热器
17
的输入端与氨气管路3之间设有第十阀门
6。
[0013]优选的，所述煤气预热器
15
的输出端与第一烧嘴
18
之间设有第四阀门7，所述煤气预热器
15
的输出端与第二烧嘴
19
之间设有第六阀门
12。
[0014]优选的，所述空气预热器
16
的输出端与第一烧嘴
18
之间设有第五阀门8，所述空气预热器
16
的输出端与第二烧嘴
19
之间设有第八阀门
14
，所述空气预热器
16
的输出端与第三烧嘴
20
之间设有第七阀门
13。
[0015]优选的，所述氨气预热器
17
的输出端通过第九阀门9分别与第二烧嘴
19
和第三烧嘴
20
相连
。
[0016]二
、
一种基于氨气的加热炉低碳燃烧控制方法
[0017]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种基于氨气的加热炉低碳燃烧控制方法，采用如上所述的加热炉低碳燃烧系统，具体包括如下步骤：
[0018]S1
，判断加热炉操作模式，当为手动操作时，则根据加热模式选择按钮，执行对应的加热模式控制，当为自动操作时，则继续执行步骤
S2
；
[0019]S2
，当加热炉温度低于
50℃
时，采用煤气进行预加热至
150℃
；
[0020]S3
，当加热炉温度达到
150℃
～
200℃
时，采用氨气与煤气进行快速加热至
400℃
；
[0021]S4
，当加热炉温度达到
400℃
～
450℃
时，采用富氧氨气与煤气进行快速加热至
600℃
；
[0022]S5
，当加热炉温度不低于
600℃
时，采用氨气进行均匀温度加热
。
[0023]其中，手动按下加热模式选择按钮，使加热炉控制器执行对应的加热控制模式，所述对应的加热控制模式，具体如下：
[0024]当所述加热炉在煤气加热的模式下运行时，开启第一阀门4和第二阀门5同时运行，同时打开空气预热器
16
和煤气预热器
15
，对进入管道内的煤气与空气进行加热，开启第四阀门7和第五阀门8，通入加热后的煤气与空气，打开第一烧嘴
18
，进行煤气加热模式
。
[0025]当所述加热炉在氨气加热的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于氨气的加热炉低碳燃烧系统，其特征在于，包括加热炉
(21)
，所述加热炉
(21)
安装有第一烧嘴
(18)、
第二烧嘴
(19)
和第三烧嘴
(20)
，所述第一烧嘴
(18)
同时连接煤气预热器
(15)
和空气预热器
(16)
的输出端，所述第二烧嘴
(19)
同时连接煤气预热器
(15)、
空气预热器
(16)
和氨气预热器
(17)
的输出端，所述第三烧嘴
(20)
同时连接空气预热器
(16)
和氨气预热器
(17)
的输出端；所述煤气预热器
(15)
的输入端与煤气管路
(1)
相连，所述空气预热器
(16)
的输入端同时与空气管路
(2)
和氧气管路
(10)
相连，所述氨气预热器
(17)
的输入端与氨气管路
(3)
相连
。
所述煤气预热器
(15)、
空气预热器
(16)、
氨气预热器
(17)
和加热炉
(21)
均与加热炉控制器电连接，所述加热炉控制器设有多个加热模式选择按钮
。2.
根据权利要求1所述的一种基于氨气的加热炉低碳燃烧系统，其特征在于，所述煤气预热器
(15)
的输入端与煤气管路
(1)
之间设有第一阀门
(4)
，所述空气预热器
(16)
的输入端与空气管路
(2)
之间设有第二阀门
(5)
，所述空气预热器
(16)
的输入端与氧气管路
(10)
之间设有第三阀门
(11)
，所述氨气预热器
(17)
的输入端与氨气管路
(3)
之间设有第十阀门
(6)。3.
根据权利要求1所述的一种基于氨气的加热炉低碳燃烧系统，其特征在于，所述煤气预热器
(15)
的输出端与第一烧嘴
(18)
之间设有第四阀门
(7)
，所述煤气预热器
(15)
的输出端与第二烧嘴
(19)
之间设有第六阀门
(12)。4.
根据权利要求1所述的一种基于氨气的加热炉低碳燃烧系统，其特征在于，所述空气预热器
(16)
的输出端与第一烧嘴
(18)
之间设有第五阀门
(8)
，所述空气预热器
(16)
的输出端与第二烧嘴
(19)
之间设有第八阀门
(14)
，所述空气预热器
(16)
的输出端与第三烧嘴
(20)
之间设有第七阀门
(13)。5.
根据权利要求1所述的一种基于氨气的加热炉低碳燃烧系统，其特征在于，所述氨气预热器
(17)
的输出端通过第九阀门
(9)
分别与第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁翠娇，杨超，肖海明，陈长松，易祥，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：