一种适用于焦炉的降氮装置及降氮工艺的制作方法

2021-03-05 01:03:59|

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本发明涉及焦化废气循环技术领域，尤其涉及一种适用于焦炉的降氮装置及降氮工艺。

背景技术：

氮氧化物是造成大气污染的主要污染源之一，它的排放给人类生产、生活、自然环境和社会环境带来巨大危害。随着炼焦清洁化技术的发展，2019年，生态环境部等五部委联合印发《关于推进实施钢铁行业超低排放的意见》中规定，焦炉烟气中氮氧化物限值为150mg/m³。可见，随着国家环保力度的加大，对焦炉氮氧化物排放控制也日益严格。

氮氧化物形成机理主要分为3类，温度热力型nox、快速型nox和含氮组分燃料型nox，其中，焦炉废气内主要为温度热力型nox。热力型氮氧化物的形成机理是燃烧时，空气带入的氮被氧化成nox，与温度有直接关系。

针对热力型氮氧化物生成原因，国内焦炉在设计方面采取现行降氮技术主要有两种，分别为：

(1)燃烧室立火道内部设置内循环孔，依靠卷吸作用从内循环孔进行废气循环；

(2)对于大容积焦炉(7m及以上)而言，还采用分级燃烧技术。

上述两种降氮方法脱硝效率不高，很难完成氮氧化物排放量削减任务。目前，国内部分焦炉脱硝采用scr选择性催化还原技术，以氨作为还原剂，在特定催化剂作用下脱除氮氧化物。首先，催化过程中氨用量无法准确控制，若用量过高，nh3会随烟道逸出，出现有害副反应，对大气造成严重危害；其次，催化剂需定期更换，价格昂贵，成本必然增加。因此，选择性催化还原技术投资巨大，运行费用高，而且响应时间长，费时费力，不能大范围推广使用。

现阶段，优质炼焦煤资源枯竭，劣质炼焦煤在配合煤中比例越来越大，炼焦所产生污染物也越来越多，并且国家环保标准不断提高，依靠上述降氮技术已不能满足降氮与降成本有机统一的要求。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，提供一种适用于焦炉的降氮装置及降氮工艺，既满足日益严峻环保要求，同时也降低下游脱硝工艺成本，实现降氮与降成本有机统一。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种适用于焦炉的降氮装置，包括燃烧室、第一斜道、第二斜道、蓄热室、废气盘、废气管道与废气循环管道；燃烧室通过第一斜道与第二斜道和蓄热室相连，蓄热室通过管道与废气盘相连，废气盘与废气管道相连；废气循环管道一端与废气管道相连，另一端分为第一废气循环支管与第二废气循环支管，第一废气循环支管与第一斜道相连，第二废气循环支管与第二斜道相连。

所述第一废气循环支管与第二废气循环支管上分别设有第一电动阀门与第二电动阀门，第一电动阀门与第二电动阀门与第一控制器电性相连。

所述废气循环管道上设有流量计。

所述流量计为质量流量计或体积流量计。

所述流量计为数显式或机械式。

所述废气循环管道与废气管道相连的一端设有变频风机。

所述废气管道上设有废气监测仪。

所述变频风机与废气监测仪与第二控制器电性相连。

一种适用于焦炉的降氮工艺，具体包括：

1)焦炉废气经废气盘流经废气管道时，废气监测仪实时监测废气流量并将数据传送至第二控制器；

2)第二控制器根据监测数据调节与废气循环管道连接的变频风机的速度，通过变频风机相连的流量计控制气体流量；

3)当燃烧室下方第一斜道为上升气流，第二斜道为下降气流时，第一控制器控制第一电动阀门打开，第二电动阀门关闭，废气沿第一废气循环支管进入燃烧室内；

4)当燃烧室下方第一斜道为下降气流，第二斜道为上升气流时，操作与之相反；

5)在不影响燃料燃烧效率的条件下，废气循环量为废气总量的21％～30％，空气和煤气预热温度为300℃～800℃，最终氮氧化物含量不超过150mg/m³。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明采用一种适用于焦炉的降氮工艺，克服了现行脱硝技术不能满足目前环保要求的问题，同时也减少了下游脱硝工艺成本，实现降氮与降成本的有机统一。该工艺操作简便，易于实现，应用本发明焦炉烟囱所排放的氮氧化物含量不超过150mg/m³，符合国家标准排放要求。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图中：1-第一斜道2-第一废气循环支管3-第一控制器4-第一电动阀门5-流量计6-废气循环管道7-变频风机8-第二控制器9-废气监测仪10-废气管道11-废气盘12-蓄热室13-第二斜道14-燃烧室15-第二废气循环支管16-第二电动阀门

具体实施方式

本发明公开了一种适用于焦炉的降氮装置及降氮工艺。本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。

如图1所示，一种适用于焦炉的降氮装置，包括燃烧室14、第一斜道1、第二斜道13、蓄热室12、废气盘11、废气管道10与废气循环管道6。燃烧室14通过第一斜道1与第二斜道13和蓄热室12相连，蓄热室12通过管道与废气盘11相连，废气盘11与废气管道10相连。

废气循环管道6一端与废气管道10相连，另一端分为第一废气循环支管2与第二废气循环支管15，第一废气循环支管2与第一斜道1相连，第二废气循环支管15与第二斜道13相连。

第一废气循环支管2与第二废气循环支管15上分别设有第一电动阀门4与第二电动阀门16，第一电动阀门4与第二电动阀门16与第一控制器3电性相连。

废气循环管道6上设有流量计5。流量计5为质量流量计或体积流量计。流量计5为数显式或机械式。

废气循环管道6与废气管道10相连的一端设有变频风机7。废气管道10上设有废气监测仪9。变频风机7与废气监测仪9与第二控制器电性相连。

一种适用于焦炉的降氮工艺，具体包括：

1)焦炉废气经废气盘11流经废气管道10时，废气监测仪9实时监测废气流量并将数据传送至第二控制器8；

2)第二控制器8根据监测数据调节与废气循环管道10连接的变频风机7的速度，通过变频风机7相连的流量计5控制气体流量；

3)当燃烧室下方第一斜道1为上升气流，第二斜道13为下降气流时，第一控制器3控制第一电动阀门4打开，第二电动阀门16关闭，废气沿第一废气循环支管2进入燃烧室14内；

4)当燃烧室下方第一斜道1为下降气流，第二斜道13为上升气流时，操作与之相反；

5)在不影响燃料燃烧效率的条件下，废气循环量为废气总量的21％～30％，空气和煤气预热温度为300℃～800℃，最终氮氧化物含量不超过150mg/m³。

实施例1