CN108239551A - 一种降低焦炉烟气中NOx含量的方法及*** - Google Patents

一种降低焦炉烟气中NOx含量的方法及*** Download PDF

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程乐意
刘杰
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Abstract

一种降低焦炉烟气中NOx含量的方法及***，其从焦炉的总烟道部位引出一个旁通管路，将烟气引入到现有的焦炉煤气分配管中，通过焦炉煤气加热***进入焦炉内；其中，所述旁通管路中设引风机，引风机前后的管路中分别安装一个风机入口挡板和风机出口挡板，在烟气引入前端的焦炉煤气总管或分配管上安装一个焦炉煤气挡板；焦炉煤气分配管端部设立管及其上的横管，横管上设若干支管对应砖煤气道。当焦炉使用高炉煤气或混合煤气加热时，将焦炉产生的焦炉烟气通过焦炉煤气加热***引入到焦炉的立火道中，烟气中的惰性成分如N2、CO2等一定程度上相对降低了燃气和空气浓度，减缓了燃烧强度，从而使燃烧温度降低，进而减少NOx的生成。

Description

一种降低焦炉烟气中NOx含量的方法及***
技术领域
本发明涉及炼焦技术领域，特别涉及一种降低焦炉烟气中NOx含量的方法及***，降低焦炉使用高炉煤气(BFG)或混合煤气(MG)加热时外排烟气中NOx含量。
背景技术
现代焦炉主要由炭化室、燃烧室、斜道区、蓄热室等部分构成，为复热式下喷焦炉，既可用焦炉煤气(COG)加热，也可用高炉煤气BFG或混合煤气MG(即90％以上BFG+10％以下的焦炉煤气COG)加热。因此，复热式焦炉配置了两套加热设备，即焦炉煤气COG和高炉煤气BFG加热设备(烧混合煤气MG时与高炉煤气BFG相同)，这是两套完全独立的加热***而且可以相互切换。通常情况下，焦炉99％以上的时间都是采用MG加热。
NOX排放是国家环保严控对象。焦炉烟囱排放的烟气中含有NOx，其生成NOx的机理主要是热力型，即空气中的氮气在高温(>1500K)下氧化而生成的NOx,其浓度随温度和氧浓度的增大而增加,且生成速度比较缓慢,主要是在火焰带的下游的高温区生成。
对于6米以上的大型焦炉，在常规加热条件下，其烟气中含有的NOx浓度一般在500-1000mg/Nm3，而目前国家对非特别限值区域的焦炉要求其排入浓度必须小于500mg/Nm3，而对于特别限值区域的焦炉要求其排入浓度必须小于150mg/Nm3，需要说明的是，很多地方政府对自己区域的焦炉均按特别限值区域来管控，这给各炼焦企业环保排放带来了很大生存压力。因此，进一步采取焦炉烟气的治理措施，降低NOx，对于减少污染物排放、保护大气环境、提高焦化企业生存能力具有重要的现实意义。
从控制污染源的方式来说，可以分为源头控制、过程控制和末端治理三大类型。
对于控制NOX，电厂和烧结工艺中，因其为燃料型NOx，高温非催化脱硝(NSCR)或中温催化脱硝(SCR)等相关工艺技术已相当成熟，这些工艺都属于末端治理方式。焦炉烟气属于低温烟气，其脱硝工艺的使用难度要大于脱硝工艺在电厂和烧结工艺中的使用，目前全世界仅宝钢的湛江焦炉已开始烟气脱硝工艺，其由中冶焦耐设计；宝钢上海本部一期焦炉目前也正在建设两套焦炉烟气的脱硝工艺，其由宝钢工程自行设计。这些也都是末端治理方式。
过程NOX的发生控制，即是指在焦炉内降低NOX的发生量。目前已有的工艺技术检索到两家，一是德国伍德公司通过焦炉废气盘部位往立火道内导入焦炉烟气，以改变立火道内的煤气燃烧状态，从而达到降低NOX生成；二是兰州大学发明的，通过往焦炉蓄热室内通入氨气，在蓄热室高温区采用非催化脱硝除去一部份NOX，然后剩余部份氨和未完全脱除的NOX再经过催化剂床层进一步完成脱硝作业。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低焦炉烟气中NOx含量的方法及***，降低采用纯BFG或MG加热的焦炉烟气中的NOX的排放浓度，可以使采用纯BFG或MG加热的大型焦炉排放的烟气中NOX的排放浓度降低至400mg/Nm3以下，这样对于非特别限值区域的焦炉，可以在不采用烟气脱硝工艺的情况下即可满足国家环保要求；而对于特别限值区域的焦炉，在采用了烟气脱硝工艺时，可以降低脱硝工艺入口的NOX的排放浓度，从而可以降低的的运行成本。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
本发明的主要原理是当焦炉使用BFG或MG加热时，将焦炉产生的烟气通过COG加热***引入到焦炉的立火道中，烟气中的惰性成分如N2、CO2等一定程度上相对降低了燃气和空气浓度，减缓了燃烧强度，从而使燃烧温度降低，进而减少NOx的生成。
具体的，本发明的一种降低焦炉烟气中NOx含量的***，其从焦炉的总烟道或分烟道部位引出一个旁通管路，将烟气引入到现有的焦炉煤气总管或分配管中，通过焦炉煤气加热***进入焦炉内；其中，所述旁通管路中设引风机，引风机前后的管路中分别安装一个风机入口挡板和风机出口挡板，在烟气引入前端的焦炉煤气总管或分配管上安装一个焦炉煤气挡板阀；焦炉煤气分配管端部设立管及其上的横管，横管上设若干支管对应砖煤气道。
进一步，本发明所述的降低焦炉烟气中NOx含量的***的控制方法，其特征是，焦炉加热模式中高炉煤气加热***和焦炉煤气加热***同时运行，且相互联动；当焦炉使用高炉煤气或混合煤气加热时，引入烟气之前先将焦炉煤气总管或分配管路上的焦炉煤气挡板阀关闭，切断焦炉煤气供入；然后开启旁通管路上的引风机，将来自总烟道或分烟道的焦炉烟气通过焦炉煤气加热***引入到焦炉的燃烧室上升火道中，即通过焦炉煤气分配管、立管、横管、支管、砖煤气道进入焦炉立火道；焦炉加热换向时，焦炉煤气切换考克***与高炉煤气切换考克***动作同步，即要保证每次通过焦炉煤气加热***引入焦炉立火道的焦炉烟气都要进入焦炉上升方向的焦炉立火道内；通过焦炉煤气加热***引入焦炉立火道的烟气量控制在焦炉总烟气量的0.5～5％体积比，通过引风机入口挡板来实现；如焦炉需要切换成焦炉煤气加热时，先解除焦炉煤气加热***与混合煤气加热***之间的联动操作模式，将旁通管路上的引风机停运，关闭引风机入口挡板和出口挡板，并开启焦炉煤气总管或分配管上的焦炉煤气挡板阀，恢复焦炉煤气加热。
本发明的有益效果：
本发明工艺与现有相关技术相比，简单易行，便于在已投产的焦炉上施工应用。并且实施以后，可以通过改变立火道内的煤气燃烧状态，有效减少焦炉烟气中NOx的生成。对于非特别限值区域的焦炉，可以在不采用烟气脱硝工艺的情况下即可满足国家环保要求；而对于特别限值区域的焦炉，在采用了烟气脱硝工艺时，可以降低脱硝工艺入口的NOX的排放浓度，从而可以降低的的运行成本。
附图说明
图1为本发明降低焦炉烟气NOx工艺流程图。
具体实施方式
参见图1，本发明的一种降低焦炉烟气中NOx含量的***，其从焦炉100的总烟道或分烟道部位引出一个旁通管路1，将烟气引入到现有的焦炉煤气总管或分配管200中，通过焦炉煤气加热***进入焦炉内；其中，所述旁通管路1中设引风机2，引风机2前后的管路中分别安装一个风机入口挡板3和风机出口挡板4，在烟气引入前端的焦炉煤气总管或分配管200上安装一个焦炉煤气挡板阀5；焦炉煤气分配管200端部设立管6及其上的横管7，横管7上设若干支管8对应砖煤气道。
例如，一座焦炉有51个燃烧室，每个燃烧室有32个立火道，则沿焦炉煤气分配管上布置有51根横管和立管，在焦炉采用焦炉煤气加热时，对应给51个燃烧室供入焦炉煤气；每根横管上有32个支管，对应着32个立火道，在焦炉采用焦炉煤气加热时，焦炉煤气由焦炉煤气分配管、立管、横管、支管进入立火道内。
本发明所述的降低焦炉烟气中NOx含量的***的控制方法，其焦炉加热模式中高炉煤气BFG加热***和焦炉煤气加热***同时运行，且相互联动。
当焦炉使用高炉煤气BFG或混合煤气MG加热时，引入烟气之前先将焦炉煤气分配管路上的焦炉煤气挡板关闭，切断焦炉煤气供入；
然后开启旁通管路上的引风机，将来自总烟道的焦炉烟气通过焦炉煤气加热***引入到焦炉的燃烧室上升火道中，即通过焦炉煤气分配管、立管、横管、支管、砖煤气道进入焦炉立火道；
焦炉加热时每20分钟或30分钟进行一次换向，换向时，焦炉煤气COG切换考克***与高炉煤气BFG切换考克***动作同步，即要保证每次通过焦炉煤气COG***引入立火道的焦炉烟气，都要进入焦炉上升方向的焦炉立火道内；
通过焦炉煤气COG加热***引入焦炉立火道的烟气量控制在焦炉总烟气量的0.5％-5％，通过引风机入口挡板来实现；
如焦炉需要切换成焦炉煤气COG加热时，先解除焦炉煤气COG加热***与混合煤气MG加热***之间的联动操作模式，将旁通管路上的引风机停运，关闭引风机入口挡板和出口挡板，并开启焦炉煤气COG总管或分配管上的焦炉煤气COG挡板，恢复焦炉煤气COG加热。
焦炉使用MG或BFG加热时，先将COG总管上的COG挡板4关闭，切断COG供入；将COG加热***投入联动，再将加热煤气种类由MG选择至COG，然后手动操作COG电磁阀，送到奇开状态(奇数燃烧)或偶开状态(偶数燃烧)，再将煤气选至MG、交换机选至自动后运行交换机，COG加热***联动即投入运行；开启旁通管路上的引风机，打开风机入口挡板和风机出口挡板，将焦炉产生的烟气通过COG加热***引入到焦炉的燃烧室中，相对降低了燃气和空气浓度，从而实现降低焦炉烟气NOx的目的。

Claims (2)

1.一种降低焦炉烟气中NOx含量的***，其特征是，从焦炉的总烟道或分烟道部位引出一个旁通管路，将烟气引入到现有的焦炉煤气总管或分配管中，通过焦炉煤气加热***进入焦炉内；其中，所述旁通管路中设引风机，引风机前后的管路中分别安装一个风机入口挡板和风机出口挡板，在烟气引入前端的焦炉煤气总管或分配管上安装一个焦炉煤气挡板阀；焦炉煤气分配管端部设立管及其上的横管，横管上设若干支管对应砖煤气道。
2.如权利要求1所述的降低焦炉烟气中NOx含量的***的控制方法，其特征是，焦炉加热模式中高炉煤气加热***和焦炉煤气加热***同时运行，且相互联动；
当焦炉使用高炉煤气或混合煤气加热时，引入烟气之前先将焦炉煤气总管或分配管路上的焦炉煤气挡板阀关闭，切断焦炉煤气供入；
然后开启旁通管路上的引风机，将来自总烟道或分烟道的焦炉烟气通过焦炉煤气加热***引入到焦炉的燃烧室上升火道中，即通过焦炉煤气分配管、立管、横管、支管、砖煤气道进入焦炉立火道；
焦炉加热换向时，焦炉煤气切换考克***与高炉煤气切换考克***动作同步，即要保证每次通过焦炉煤气加热***引入焦炉立火道的焦炉烟气都要进入焦炉上升方向的焦炉立火道内；
通过焦炉煤气加热***引入焦炉立火道的烟气量控制在焦炉总烟气量的0.5～5％体积比，通过引风机入口挡板来实现；
如焦炉需要切换成焦炉煤气加热时，先解除焦炉煤气加热***与混合煤气加热***之间的联动操作模式，将旁通管路上的引风机停运，关闭引风机入口挡板和出口挡板，并开启焦炉煤气总管或分配管上的焦炉煤气挡板阀，恢复焦炉煤气加热。
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