CN112923391A - 可降低加热炉尾气nox排放的空气预热器及使用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种可降低加热炉尾气NOX排放的空气预热器及使用方法，包括入口风箱、冷风集管、下风箱、热风集管和出口风箱，入口风箱与冷风集管的进口端相连，冷风集管的出口端与热风集管的进口端通过下风箱相连，热风集管的出口端与出口风箱相连，热风集管的出口端与出口风箱之间还设有烟气引入装置，包括热风喷嘴、止回阀和引射器，热风喷嘴安设于热风集管的出口端，热风喷嘴置于引射器内，引射器入口安设有止回阀，引射器出口与出口风箱相连，本发明设备结构简单，无新增运行成本，即可有效降低加热炉NOX排放，同时提高了加热炉炉膛换热强度。

Description

可降低加热炉尾气NOX排放的空气预热器及使用方法
技术领域
本发明属于冶金热工的技术领域，尤其涉及一种可降低加热炉尾气NOX排放的空气预热器及使用方法。
背景技术
空气预热器通常安装于加热炉炉尾烟道中，回收炉尾高温烟气余热，预热参于燃烧的助燃空气，将高温烟气余热有效的带回炉内，以节约燃料消耗，提高能源利用效率。空气预热温度越高，炉窑节能效率越高。
目前现有的空气换热器专利主要集中在如何提高设备换热效率、减少设备故障、延长设备使用寿命和降低设备制造成本等方面，无一例外的是围绕回收烟气余热这一目的，解决生产中存在的各类问题，以提升设备使用性能。
随着环境保护要求的提高，当前对炉窑烟气除实施余热回收节能措施外，烟气中污染物的治理也是炉窑技术发展的一个重要方面。2018年国家出台的《钢铁企业超低排放改造工作方案(征求意见稿)》对钢铁行业大气污染物排放标准树立了更严格的要求。新标准规定加热炉尾气的NOx排放在原国家标准300mg/m3的基础上降低至150mg/m3，目前在用的各大加热炉均达不到新的标准要求。通常控制燃料炉燃烧生成的NOx排放，主要从两个途径入手：(1)通过燃烧过程控制，降低燃烧过程的NOx原始生成量；(2)通过烟气脱硝处理，将烟气中已有的NOx进行脱除。烟气脱硝技术，如SNCR和SCR技术，需要在烟道上安装脱硝装置，还需要不断投入还原剂，因此需要投入大量脱硝成本。预热器作为加热炉烟气余热回收必备节能设备，如同步开发预热器降低烟气NOX排放功能，则可集节能与减排于一体，成为顺应炉窑发展且满足环保要求的全新的预热器技术，有着广阔的应用前景。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述存在的问题，提供一种可降低加热炉尾气NOX排放的空气预热器及使用方法，使预热器在具备常规的余热利用功能的基础上，同时具备降低烟气污染物排放的功能，实现节能和减排的双重目的。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种可降低加热炉尾气NOX排放的空气预热器，包括入口风箱、冷风集管、下风箱、热风集管和出口风箱，所述入口风箱与所述冷风集管的进口端相连，冷风集管的出口端与热风集管的进口端通过下风箱相连，热风集管的出口端与出口风箱相连，其特征在于，热风集管的出口端与出口风箱之间还设有烟气引入装置，所述烟气引入装置包括热风喷嘴、止回阀和引射器，所述热风喷嘴安设于热风集管的出口端，热风喷嘴置于所述引射器内，引射器入口安设有所述止回阀，引射器出口与出口风箱相连。
按上述方案，所述引射器入口端头还安设有集气头，所述集气头的大头端朝外，小头端与引射器入口相连。
按上述方案，所述热风集管由多排热风管排列组成，所述热风喷嘴安设于其中单根或多根或全部所述热风管的出口端。
按上述方案，所述止回阀为蝶式止回阀。
按上述方案，所述集气头为圆锥形的扩张导管结构。
一种可降低加热炉尾气NOX排放的空气预热器的使用方法，其特征在于，包括如下内容：
将空气预热器安装于加热炉炉尾烟道内，冷空气经鼓风机送入，从入口风箱进入，经过冷风集管、下风箱和热风集管后被高温烟气预热，再从热风喷嘴喷出，通过引射器吸入周围高温烟气，形成空烟混合气，最后从出口风箱送出。
本发明的有益效果是：提供一种可降低加热炉尾气NOX排放的空气预热器及使用方法，空气预热温度更高，节能效果更好，设备结构简单，无新增运行成本，即可有效降低加热炉NOX排放，同时提高了加热炉炉膛换热强度，极具节能和减排的良好效果。
附图说明
图1为本发明一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
为更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。
如图1所示，一种可降低加热炉尾气NOX排放的空气预热器，包括入口风箱1、冷风集管2、下风箱3、热风集管4和出口风箱5，入口风箱与冷风集管的进口端相连，冷风集管的出口端与热风集管的进口端通过下风箱相连，热风集管的出口端与出口风箱相连，热风集管的出口端与出口风箱之间还设有烟气引入装置，烟气引入装置包括热风喷嘴6、止回阀7和引射器8，热风喷嘴安设于热风集管的出口端，热风喷嘴置于引射器内，引射器入口安设有止回阀，引射器出口与出口风箱相连。
引射器入口端头还安设有集气头9，集气头为圆锥形的扩张导管结构，集气头的大头端朝外，小头端与引射器入口相连。
经过空气预热器预热后的高温空气在流出空气预热器前吸入大量高温烟气，得到预热温度更高的空气烟气混合气。因为混合了部分烟气，预热后的空气中氧含量降低，混入的烟气量越大，预热空气中的氧含量越低。众所周知，NOX生成与燃料燃烧过程中氧浓度密切相关，燃烧过程中氧浓度越低，NOX生成越低。由此低氧浓度的预热空气送往炉前燃烧器，在炉内助燃燃烧，因为降低了燃料燃烧过程中的氧浓度，可大幅抑制燃料燃烧过程中NOX生成，有效地降低加热炉NOX排放。同时因为空气混合气预热温度升高，进入炉内参与热交换的热气体量增加，本技术还有提高加热炉炉膛换热强度的作用，进一步提高了空气预热器节能效果。
热风集管由多排热风管排列组成，热风喷嘴安设于其中单根或多根或全部热风管的出口端，根据需要吸入的烟气量大小确定。混入的烟气量越大，预热空气中的氧含量越低，炉尾烟气NOX排放越低。通常加热炉采用各式低NOX燃烧器以控制燃烧过程，降低NOX原始生成量，本技术直接降低参与燃烧的助燃空气氧浓度，降NOX幅度更大，效果更显著。在即使采用了低NOX燃烧器的加热炉上应用，也依然可以进一步降低炉炉尾烟气NOX排放。
止回阀为蝶式止回阀。
若增加测压或检测成分分析设备，联动控制止回阀确保无煤气泄漏进烟道的条件下也可采用煤气预热器。
实施例一
将空气预热器安装于加热炉炉尾烟道内，冷空气经鼓风机送入，从入口风箱进入，经过冷风集管、下风箱和热风集管被高温烟气预热，再从热风喷嘴喷出，通过引射器吸入周围高温烟气，形成空烟混合气，最后从出口风箱送出。
空气预热器热风喷嘴和引射器根据需要吸入的烟气量大小确定，混入的烟气量越大，预热空气中的氧含量越低，炉尾烟气NOX排放越低。当预热空气中氧含量下降到15％以下时，炉尾烟气NOX排放可下降到60mg/m3以下，远优于国家超低排放小于200mg/m3的标准要求。
实施例二
当预热空气中氧含量下降到10％以下时，炉尾烟气NOX排放可控制到30mg/m3以下，远优于国家超低排放小于200mg/m3的标准要求。
该空气预热器空气预热温度更高，节能效果更好，设备结构简单，无新增运行成本，即可有效降低加热炉NOX排放，同时提高了加热炉炉膛换热强度，极具节能和减排的良好效果。
本发明仅以上述实例进行解释说明，并非是对本发明的实施方式的限定，各部件的结构、位置设置及其连接都是可以有变化的。在本发明技术基础上，凡根据本发明原理对个别部件进行的改变或等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (6)

1.一种可降低加热炉尾气NOX排放的空气预热器，包括入口风箱、冷风集管、下风箱、热风集管和出口风箱，所述入口风箱与所述冷风集管的进口端相连，冷风集管的出口端与热风集管的进口端通过下风箱相连，热风集管的出口端与出口风箱相连，其特征在于，热风集管的出口端与出口风箱之间还设有烟气引入装置，所述烟气引入装置包括热风喷嘴、止回阀和引射器，所述热风喷嘴安设于热风集管的出口端，热风喷嘴置于所述引射器内，引射器入口安设有所述止回阀，引射器出口与出口风箱相连。
2.根据权利要求1所述的一种可降低加热炉尾气NOX排放的空气预热器，其特征在于，所述引射器入口端头还安设有集气头，所述集气头的大头端朝外，小头端与引射器入口相连。
3.根据权利要求1或2所述的一种可降低加热炉尾气NOX排放的空气预热器，其特征在于，所述热风集管由多排热风管排列组成，所述热风喷嘴安设于其中单根或多根或全部所述热风管的出口端。
4.根据权利要求1所述的一种可降低加热炉尾气NOX排放的空气预热器，其特征在于，所述止回阀为蝶式止回阀。
5.根据权利要求2所述的一种可降低加热炉尾气NOX排放的空气预热器，其特征在于，所述集气头为圆锥形的扩张导管结构。
6.采用上述权利要求3所述的一种可降低加热炉尾气NOX排放的空气预热器的使用方法，其特征在于，包括如下内容：
将空气预热器安装于加热炉炉尾烟道内，冷空气经鼓风机送入，从入口风箱进入，经过冷风集管、下风箱和热风集管后被高温烟气预热，再从热风喷嘴喷出，通过引射器吸入周围高温烟气，形成空烟混合气，最后从出口风箱送出。
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