管式爐是焦油分離與精制的關鍵設備之一。國內焦化廠通常采用引射式燃燒器燃用焦爐煤氣對管式爐進行加熱， 廢煙氣直接從管式爐頂的煙囪排放。煙氣放空溫度一般在350℃左右， 大量熱量的放散， 不僅浪費熱能， 而且造成環(huán)境的熱污染。我國絕大多數鋼鐵－焦化聯合企業(yè)普遍存在焦爐煤氣短缺而高爐煤氣剩余的矛盾。因此， 開發(fā)適合于低熱值煤氣的高效燃燒技術和余熱回收技術， 突破焦化管式爐燃用高爐煤氣的技術瓶頸， 成為焦化行業(yè)亟待解決的難題。

  高爐煤氣是高爐煉鐵的副產品， 發(fā)熱量約3300kJ/m3， 燃點600℃。要實現高爐煤氣的穩(wěn)定燃燒， 要么把爐膛溫度加熱到900℃， 要么把高爐煤氣預熱到600℃。迄今為止， 高爐煤氣主要被用作高爐熱風爐、焦爐、電站鍋爐和軋鋼加熱爐等高溫熱工設備。焦化管式爐爐膛溫度一般不超過600℃， 難以燃用高爐煤氣。為了解決焦化管式爐燃用高爐煤氣的技術問題， 萊鋼在管式爐下部設置一長度1 950mm、直徑2 720mm 的燃燒爐， 燃燒器設置保安煤氣管， 通入焦爐煤氣以穩(wěn)定火焰， 并將管式爐輻射段爐管加長1m。此方案在管式爐底部設置燃燒爐， 需要有充裕的空間； 加長爐管需要對管式爐本身進行改造， 工程量大， 在應用上受到一定的限制。杭鋼焦化廠以焦爐煤氣作為長明火炬， 采用無焰燃燒器燃燒高爐煤氣， 用和萊鋼類似的方法附設高爐煤氣燃燒爐， 為解決助燃空氣流量不足、調節(jié)余地小的問題， 在燃燒爐上設置了二次風門。但該方案只能適用于負壓操作的管式爐。

  鑒于已有方法的局限性， 有必要探索新的途徑。本文擬采用熱管換熱器回收煙氣余熱對高爐煤氣和助燃空氣進行雙預熱， 利用同軸交叉旋轉射流模式強化燃氣的預混和燃燒， 以期突破高爐煤氣在低溫爐內燃燒的技術瓶頸， 為管式爐節(jié)能減排探索一條新路。