CN105385461B - 一种焦炉加热用空气分段供入结构及方法 - Google Patents

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    • C10B21/00—Heating of coke ovens with combustible gases
    • C10B21/10—Regulating and controlling the combustion

Abstract

本发明涉及一种焦炉加热用空气分段供入结构及方法，所述结构包括侧入式空气供入系统和下喷式空气供入系统；侧入式空气供入系统由依次连通的废气开闭器、蓄热室、斜道和立火道组成；下喷式空气供入系统由依次连接的压缩空气管道、球阀、地下室横排管道、自动流量控制阀、下喷管和砖空气道组成，砖空气道出口设于燃烧室立火道内。本发明采用侧入式空气供入系统和下喷式空气供入系统实现空气的分段供入，并可精确控制进入各分段出口的空气量，有效降低了焦炉烟气中NOX的排放量，有利于提高能源利用率，节能降耗；同时可以实现对旧式贫煤气加热的复热式焦炉进行改造，减少投资成本，缩短建设周期。

Description

一种焦炉加热用空气分段供入结构及方法
技术领域
本发明涉及焦炉加热技术领域，尤其涉及一种适用于以贫煤气为热源的焦炉加热用空气分段供入结构及方法。
背景技术
随着环保意识的增强，各个国家对焦炉炼焦过程中烟气中NOX排放量的控制标准越来越严格，最新的国家标准要求，焦炉生产过程中NOX的排放量不超过500mg/m3，而一类地区的排放标准则更为严格。为此，焦化设计及生产企业采取了各种方式来降低烟气中的NOX排放量。
目前，NOX排放量的控制方式主要分为前控制和后控制，即源头控制和生成后脱硝处理。当前的研究表明，生产中的NOX主要来自热力型，同时，影响NOX生成量的因素主要为温度、燃烧气体的预热温度等。因此，在前控制的方式中，焦化设计单位根据NOX的主要生成原理，开发出了分段加热的焦炉炉体结构，该结构可以显著的降低NOX的生成量。如图1和图2所示，是目前具有空气分段供入结构的新建焦炉炉体结构示意图，该结构主要由蓄热室2a、带有气流分支结构的斜道3a、立火道隔墙内带有分段空气出口5a的燃烧室1组成。但是这种结构只在新建焦炉中具备，已建成的焦炉炉体无法通过简单改造来实现分段燃烧室的功能，且该种方法无法精确控制分段空气的流量。
对于后处理的方式，多数的企业倾向于采用SCR的脱硝工艺。但是这种降低NOX排放量的方式，因生产运行中需要经常更换催化剂，存在着投资成本高、劳动量大、占地面积大等缺点，不利于企业的利润提升。
实际应用中，很多钢铁企业的炼焦炉基本上采用的都是复热式焦炉，但在正常生产中基本上只使用贫煤气系统进行炼焦，其富煤气加热系统一般只在投产初期使用，之后基本处于闲置状态，造成了极大的设备浪费。
发明内容
本发明提供了一种焦炉加热用空气分段供入结构及方法，采用侧入式空气供入系统和下喷式空气供入系统实现空气的分段供入，并可精确控制进入各分段出口的空气量，有效降低了焦炉烟气中NOX的排放量，有利于提高能源利用率，节能降耗；同时可以实现对旧式贫煤气加热的复热式焦炉进行改造，减少投资成本，缩短建设周期。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种焦炉加热用空气分段供入结构，包括侧入式空气供入系统和下喷式空气供入系统；所述侧入式空气供入系统由依次连通的废气开闭器、蓄热室、斜道和立火道组成；下喷式空气供入系统由依次连接的压缩空气管道、球阀、地下室横排管道、自动流量控制阀、下喷管和砖空气道组成，压缩空气管道另外连接外部空压站或变频风机；地下室横排管道沿焦炉横向设置，通过下喷管连接砌筑在各蓄热室墙内的砖空气道，砖空气道顶部的砖空气道出口设于燃烧室立火道内。
所述砖空气道出口的形状为圆形或方形，砖空气道出口的数量为1个或多个，其开口方式为全开口或半开口。
基于一种焦炉加热用空气分段供入结构的空气分段供入方法，包括：
1)侧入式空气供入系统通过控制废气开闭器的风门开度控制进入立火道底部的气量，使立火道底部形成缺氧燃烧，减少的空气量由下喷式空气供入系统补充；
2)下喷空气的气源可以是来自空压站的压缩空气，也可以通过变频风机将空气鼓入压缩空气管道；下喷空气依次通过压缩空气管道、球阀、地下室横排管、自动流量控制阀、下喷管和砖空气道，从砖空气道出口进入立火道，实现空气分段供入；
3)下喷空气的流量通过自动流量控制阀控制，侧入空气的流量通过废气开闭器的风门进行控制，最终实现空气分段供入的外部精确控制。
所述砖空气道出口设置的高度根据燃烧室立火道的高度确定。
在具有分段加热结构的新建焦炉内可同时使用侧入式空气供入系统和下喷式空气供入系统，在已建成的不具备分段加热结构、以贫煤气加热的复热式焦炉中使用时，下喷式空气供入系统中的压缩空气管道、地下室横排管道、下喷管和砖空气道可以分别由富煤气供气系统中的除碳空气管道、横排管道、下喷管和砖煤气道代替。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)采用侧入式空气供入系统和下喷式空气供入系统实现空气的分段供入，并可精确控制进入各分段出口的空气量，有效降低了焦炉烟气中NOX的排放量，有利于提高能源利用率，节能降耗；
2)可以对闲置的旧式贫煤气加热焦炉的加热系统重新利用，无需对焦炉进行拆除式的改造，便可实现分段燃烧降低NOX排放量的目的，减少了投资成本，缩短建设周期。
附图说明
图1是具有分段加热结构的新建焦炉炉体结构示意图。
图2是图1中的A-A剖视图。
图3是本发明所述侧入式供气系统的结构示意图。
图4是图3中的B-B剖视图。
图5是本发明所述下喷式供气系统的结构示意图。
图6是图5中的C-C剖视图。(水平旋转90°)
图中：1.燃烧室 2/2a.蓄热室 3/3a.斜道 4.立火道 5.压缩空气管道 5a.分段空气出口 6.球阀 7.自动流量控制阀 8.地下室横排管道 9.下喷管 10.砖空气道 11.砖空气道出口 12.废气开闭器
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
本发明一种焦炉加热用空气分段供入结构，包括侧入式空气供入系统(如图3-图4所示)和下喷式空气供入系统(如图5-图6所示)；所述侧入式空气供入系统由依次连通的废气开闭器12、蓄热室2、斜道3和立火道4组成；下喷式空气供入系统由依次连接的压缩空气管道5、球阀6、地下室横排管道8、自动流量控制阀7、下喷管8和砖空气道10组成，压缩空气管道5另外连接外部空压站或变频风机；地下室横排管道8沿焦炉横向设置，通过下喷管8连接砌筑在各蓄热室2墙内的砖空气道10，砖空气道10顶部的砖空气道出口11设于燃烧室立火道4内。
所述砖空气道出口11的形状为圆形或方形，砖空气道出口11的数量为1个或多个，其开口方式为全开口或半开口。
基于一种焦炉加热用空气分段供入结构的空气分段供入方法，包括：
1)侧入式空气供入系统通过控制废气开闭器12的风门开度控制进入立火道4底部的气量，使立火道4底部形成缺氧燃烧，减少的空气量由下喷式空气供入系统补充；
2)下喷空气的气源可以是来自空压站的压缩空气，也可以通过变频风机将空气鼓入压缩空气管道5；下喷空气依次通过压缩空气管道5、球阀6、地下室横排管道8、自动流量控制阀7、下喷管9和砖空气道10，从砖空气道出口11进入立火道4，实现空气分段供入；
3)下喷空气的流量通过自动流量控制阀7控制，侧入空气的流量通过废气开闭器12的风门进行控制，最终实现空气分段供入的外部精确控制。
所述砖空气道出口11设置的高度根据燃烧室立火道4的高度确定。
在具有分段加热结构的新建焦炉内可同时使用侧入式空气供入系统和下喷式空气供入系统，在已建成的不具备分段加热结构、以贫煤气加热的复热式焦炉中使用时，下喷式空气供入系统中的压缩空气管道、地下室横排管道8、下喷管9和砖空气道10可以分别由富煤气供气系统中的除碳空气管道、横排管道、下喷管和砖煤气道代替。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种焦炉加热用空气分段供入方法，其特征在于，基于焦炉加热用空气分段供入结构，所述焦炉加热用空气分段供入结构包括侧入式空气供入系统和下喷式空气供入系统；所述侧入式空气供入系统由依次连通的废气开闭器、蓄热室、斜道和立火道组成；下喷式空气供入系统由依次连接的压缩空气管道、球阀、地下室横排管道、自动流量控制阀、下喷管和砖空气道组成，压缩空气管道另外连接外部空压站或变频风机；地下室横排管道沿焦炉横向设置，通过下喷管连接砌筑在各蓄热室墙内的砖空气道，砖空气道顶部的砖空气道出口设于燃烧室立火道内；
焦炉加热用空气分段供入方法，包括：
1)侧入式空气供入系统通过控制废气开闭器的风门开度控制进入立火道底部的气量，使立火道底部形成缺氧燃烧，减少的空气量由下喷式空气供入系统补充；
2)下喷空气的气源可以是来自空压站的压缩空气，也可以通过变频风机将空气鼓入压缩空气管道；下喷空气依次通过压缩空气管道、球阀、地下室横排管道、自动流量控制阀、下喷管和砖空气道，从砖空气道出口进入立火道，实现空气分段供入；
3)下喷空气的流量通过自动流量控制阀控制，侧入空气的流量通过废气开闭器的风门进行控制，最终实现空气分段供入的外部精确控制。
2.根据权利要求1所述的一种焦炉加热用空气分段供入方法，其特征在于，所述砖空气道出口的形状为圆形或方形，砖空气道出口的数量为1个或多个，其开口方式为全开口或半开口。
3.根据权利要求1所述的一种焦炉加热用空气分段供入方法，其特征在于，所述砖空气道出口设置的高度根据燃烧室立火道的高度确定。
4.根据权利要求1所述的一种焦炉加热用空气分段供入方法，其特征在于，在具有分段加热结构的新建焦炉内可同时使用侧入式空气供入系统和下喷式空气供入系统，在已建成的不具备分段加热结构、以贫煤气加热的复热式焦炉中使用时，下喷式空气供入系统中的压缩空气管道、地下室横排管道、下喷管和砖空气道可以分别由富煤气供气系统中的除碳空气管道、 横排管道、下喷管和砖煤气道代替。
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