CN102665868A - 用于降低焦炉的废气中的氮氧化物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于降低焦炉的废气中的氮氧化物的方法，该焦炉具有多个炼焦室和多个设置在炼焦室之间的、带有用于间接加热炼焦室的热风通道（12、12′）的加热壁。将全部或部分由焦炉煤气构成的燃气（16）在热风通道（12、12′）内燃烧并且产生包含氮氧化物的废气。在700℃到1100℃之间的温度时将还原剂输入到废气内，并且通过还原剂与氮氧化物之间的均相的气体反应降低废气内的氮氧化物比例。紧接着将废气引导流过用于热量回收的回热器（4）。另外，在燃气输入装置的热部件上的积碳利用脱碳空气燃烧，脱碳空气在向一个热风通道（12′）的燃气输入被关闭的回热器半周期期间通过配属的燃烧器输入管和燃气喷嘴（15′）导入到该热风通道（12′）内，并且以热废气从另一个热风通道（12）内排出。按本发明，将还原剂配量到脱碳空气内，并且与该脱碳空气一起与热废气接触。

Description

用于降低焦炉的废气中的氮氧化物的方法
技术领域
本发明涉及一种用于降低焦炉的废气中的氮氧化物的方法，该焦炉具有多个炼焦室和多个设置在炼焦室之间的、带有用于间接加热炼焦室的热风通道的加热壁。燃气在热风通道内燃烧并且产生废气，该废气中包含氮氧化物，该燃气全部或部分由焦炉煤气构成。在700℃到1100℃之间的温度时将还原剂输入到废气内，并且通过还原剂与氮氧化物之间的均相的气体反应降低废气内的氮氧化物。废气紧接着被引导流过用于热量回收的回热器。
背景技术
一种这样的方法由EP 0 217 045 A2已知。在已知的方法中，还原剂喷入或吹入到在填塞材料层上方的回热器内部内。为此使用由耐热材料制成的喷嘴突出部分。在下述区域内均匀地分布还原剂是困难的，在该区域内废气仍然具有例如900℃至1100℃的高温。为此必需的突出部分结构在技术上是复杂的。掺有还原剂的废气紧接着流过用于热量回收的回热器，该回热器的回热器填塞材料至少在200到500℃的温度范围内构成为用于选择性还原氮氧化物的催化剂。
在焦炉内，在由富煤气流过的管路的热部件上，尤其是在燃气喷嘴上，出现积碳，所述积碳必须定期通过输入脱碳空气烧掉，该焦炉的炼焦室用富煤气例如焦炉煤气或带有高焦炉煤气比例的燃气加热。已知的是，脱碳空气在回热器半周期的时间间隔内通过相应的燃烧器输入管导入，在该时间间隔内关闭在燃烧器结构内的富煤气。
发明内容
面对上述背景技术，本发明的目的是，降低焦炉的废气中的氮氧化物，该焦炉的炼焦室用富煤气加热。富煤气在这种相互关系中是指高热值的燃气，该燃气全部或至少大部分由焦炉煤气构成。碳沉积同样必须去除。
从开头说明的方法为出发点，按本发明的目的通过如下方式解决，在燃气输入装置的热部件上的积碳利用脱碳空气燃烧，其中，脱碳空气在向一个热风通道的燃气输入被关闭的回热器半周期期间通过配属的燃烧器输入管和燃气喷嘴导入到该热风通道内，并且以热废气从另一个热风通道内排出；并且还原剂配量到脱碳空气内，并且与该脱碳空气一起与热废气接触。
按本发明，由脱碳空气和还原剂构成的混合物只在加热期间通过连接管、通过对焦炉煤气关闭但对脱碳空气打开的转换龙头、通过输入以及喷嘴管或通道以及通过焦炉煤气喷嘴导入到各个燃烧的热风通道内。因此在大约700℃到1100℃之间的温度范围、主要在大约900℃到1000℃之间的温度范围内发生还原剂与氮氧化物之间的均相的气体反应，这导致氮氧化物降低。将还原剂添加到脱碳空气内带来两个优点。按本发明的方法可以使用已有的技术装置。通过已有的燃气喷嘴将还原剂输入到带有脱碳空气流的混合物内，允许与热的包含氮氧化物的废气流的均匀接触和混合，并且从而创造极为有效的均相气体反应的前提条件。
借助于鼓风机产生一定量的脱碳空气流。如此确定需要配量的还原剂流，即在空气流内的还原剂浓度小于可燃混合物的浓度。
为了脱碳而使用的还原剂/空气混合物在空气管路系统内提供，空气管路系统和燃气输入装置连接到转换阀上，并且通过操作转换阀交替地将燃气或还原剂/空气混合物输入到热风通道的燃气喷嘴上。
用于热量回收的回热器包括多个单室，所述单室设置在热风通道下方，按本发明的方法的一种优选实施方式，至少末端的从外面可够着的回热器室分别在炼焦室的焦煤侧上和炼焦室的机器侧上包含带有填塞材料的回热器层，该填塞材料在200℃到500℃之间的温度范围内作为用于选择性还原氮氧化物的催化剂起作用。末端的回热器室的作为催化剂起作用的回热器层优选装在可更换的料盒内。
按本发明的方法不仅可以在设计成所谓的底燃烧器的焦炉中使用，而且也可以在所谓的顶部加热的或设计成侧面燃烧器的焦炉中使用。按本发明的方法适用于在矿业炼焦设备中的焦炉，所述焦炉仅仅用富煤气工作。但是此外按本发明的方法也可以用在下述焦炉中，所述焦炉可以与冶金厂相结合作为所谓的组合炉运行，并且不仅可以用贫煤气而且也可以用富煤气加热。按本发明的方法总是可以使用在存在用于将在燃气输入装置的热部件上的碳沉积利用脱碳空气燃烧的装置的情况中。
附图说明
下面借助于仅仅示出实施例的附图解释本发明。其中：
图1焦炉的加热系统，
图2在图1中示出的加热系统的双热风通道，
图3用于实施方法的带有用于还原剂的配量站的脱碳空气系统，通过该方法可以降低焦炉的废气中的氮氧化物。
具体实施方式
图1涉及焦炉，该焦炉具有多个炼焦室和多个设置在炼焦室之间的、带有用于间接加热炼焦室的热风通道的加热壁，并且在不同的剖面内，在右半部分图内示出炼焦室1之一的剖面，在左半部分图内示出加热壁2的剖面，以及在下半部分图内示出带有用于热量回收的回热器4的下炉3的剖面。炼焦室1通过中隔板5与下炉3分开。用于空气和废气的底部通道6、7在回热器下方延伸。
焦炉的炼焦室1从上方通过设置在炉顶8内的填充口9装填。制成的焦炭在焦炉侧面10上侧向压出。附带产生的粗煤气通过竖管11引出到容器内。在炼焦室1之间存在由耐高温的砌砖砌成的、带有热风通道12、12′的加热壁2。在热风通道12、12′之间的分隔壁13由空心砖构成，所述空心砖构成用于空气或废气的通道，并且通过开口与热风通道12连通。在热风通道12的下端上设置燃气喷嘴15，这些燃气喷嘴与燃气管连接。燃气管例如设置在焦炉的中隔板5内。
热风通道12、12′成对地连接成所谓的双热风通道17。在这样的双热风通道17内的导流在图2中示出。通过底部通道6流入的空气14通过回热器4导引和预热。预热的空气14通过底面的空气开口以及通过其他沿着热风通道高度分布设置的开口进入到双热风通道17的第一热风通道。燃气16通过燃气管到达配属于热风通道的燃烧器输入管19内，并且通过设置在热风通道下端上的燃气喷嘴15导入到热风通道12内，该燃气作为富煤气全部或至少大部分由焦炉煤气构成。在热风通道12中，燃气16通过导入到热风通道12内的空气流中的氧气发生燃烧。废气从顶端转入到双热风通道17的第二热风通道12′内，向下流过该第二热风通道，并且通过第二热风通道的空气开口离开第二热风通道12′，该废气由于其高温而包含氮氧化物。废气流流过配属于第二热风通道12′的回热器4，将热量散发到该回热器上，并且废气流温度大多数在200℃至280℃且很少超过该温度范围的情况下在配属的底部通道7内被导出。
在用富煤气也就是焦炉煤气或焦炉煤气占高比重的燃气加热炼焦室时形成碳，该碳沉积在被富煤气流过的管路的热部件上、尤其是沉积在燃气喷嘴15上，并且必须定期通过输入脱碳空气烧掉。脱碳空气在回热器半周期期间通过配属的燃烧器输入管19′和燃气喷嘴15′导入到所述热风通道12′内，并且以热废气从双热风通道17的另一个热风通道12内排出，在所述回热器半周期内关闭向热风通道12、12′的燃气输入。
为了降低废气中的氮氧化物，在此在脱碳空气中配量还原剂，并且还原剂与脱碳空气一起与热的废气接触，废气具有700℃到1100℃之间的温度。作为还原剂优选使用氨。
尤其是从图3可见，借助于一个鼓风机20或也可以是包括多个鼓风机的鼓风系统产生一定量的脱碳空气流21，并且一定的还原剂流22配量到该脱碳空气流内，如此确定该还原剂流的量，使得还原剂在空气流中的浓度低于可燃混合物的浓度。在使用氨时，在脱碳空气流中最大的NH3浓度允许为2Vol.%。氨以蒸汽形式地输入到脱碳空气流中，并且在蒸发设备23中产生。还原剂流22以及空气流21是被调节的过程的调节参量。
用于脱碳的还原剂/空气混合物18在空气管路系统中提供，该空气管路系统同样如燃气输入装置一样连接到构成为三路阀的转换阀25上。通过操作转换阀25交替地将燃气16或还原剂/空气混合物18输入到热风通道12的燃气喷嘴15上。
在图1中可见，为了热量回收，使用包括多个单室的回热器4，各单室设置在热风通道下方。至少末端的从外面可够及的回热器室分别在炼焦室的焦煤侧上和炼焦室的机器侧上包含带有填塞材料的回热器层26，该填塞材料在200℃到500℃之间的温度范围内作为用于选择性还原氮氧化物的催化剂起作用。末端的回热器室的作为催化剂起作用的回热器层26装在可更换的料盒内。

Claims (6)

1.用于降低焦炉的废气中的氮氧化物的方法，该焦炉具有多个炼焦室（1）和多个设置在炼焦室之间的、带有用于间接加热炼焦室（1）的热风通道（12、12′）的加热壁（2），
将全部或部分由焦炉煤气构成的燃气在热风通道（12、12′）内燃烧并且产生包含氮氧化物的废气；
在700℃到1100℃之间的温度时将还原剂（22）输入到废气内，并且通过还原剂与氮氧化物之间的均相的气体反应降低废气内的氮氧化物比例；并且
紧接着将废气引导流过用于热量回收的回热器（4）；
其特征在于：在燃气输入装置的热部件上的积碳利用脱碳空气（21）燃烧，脱碳空气在向一个热风通道（12′）的燃气输入被关闭的回热器半周期期间通过配属的燃烧器输入管（19′）和燃气喷嘴（15′）导入到该热风通道（12′）内，并且以热废气从另一个热风通道（12）内排出；并且
将还原剂（22）配量到脱碳空气（21）内，并且与该脱碳空气一起与热废气接触。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：使用氨作为还原剂（22）。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：借助于鼓风机（20）产生一定量的脱碳空气流（21），并且确定需要配量的还原剂流（22），使得在空气流内的还原剂的浓度小于可燃混合物的浓度。
4.根据权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于：为了脱碳而使用的还原剂/空气混合物（18）在空气管路系统内提供，空气管路系统和燃气输入装置连接到转换阀（25）上，并且通过操作转换阀（25）交替地开放燃气或还原剂/空气混合物向热风通道（12′）的燃气喷嘴（15′）的输入。
5.根据权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于：包括多个单室的回热器（4）用于热量回收，各单室设置在热风通道（12、12′）下方，并且至少末端的从外面可够着的回热器室分别在炼焦室（1）的焦煤侧上和炼焦室的机器侧上包含带有填塞材料的回热器层（26），该填塞材料在200℃到500℃之间的温度范围内作为用于选择性还原氮氧化物的催化剂起作用。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：末端的回热器室的作为催化剂起作用的回热器层（26）装在可更换的料盒内。
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