CN105925276A - 一种焦炉燃烧室分段供气加热装置及其方法 - Google Patents

一种焦炉燃烧室分段供气加热装置及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种焦炉燃烧室分段供气加热装置及其方法，涉及焦炉设备，包括自动加热调温、富氧空气二次风供气配风、和富氧空气供气管路系统；富氧空气二次风供气配风系统包括通过鼓风机与富氧制取设备连通的二次风管道，二次风管道从燃烧室的顶部通过燃烧室内，末端位于燃烧室的中上部处；富氧空气供气管路系统为连通燃烧室底部和蓄热室顶部的斜式空气管道，蓄热室底部设置进气口陀口；自动加热调温系统与富氧空气流量计、空气流量计、煤气流量计、测温装置电连接。本发明可广泛应用于4.3米和5.5米焦炉，有利于焦炉烟囱的氮氧化物的改善和焦炉的均匀加热，提高了焦炭的品质，节约焦炉加热煤气量，具有一定的经济效益。

Description

一种焦炉燃烧室分段供气加热装置及其方法
技术领域
本发明涉及焦炉设备，具体涉及一种焦炉燃烧室分段供气加热装置及其方法。
背景技术
燃气在焦炉燃烧室燃烧时会产生氮氧化物，包括NO， N2O ，NO2 ，N2O3 ，N2O4 ，N2O5等，而大气中氮氧化物主要以NO和NO2的形式存在，通常NO占95%左右, NO2为5％左右，在大气中NO会缓慢转化为NO2。
燃烧过程中生成氮氧化物的形成机理有3种类型：一是燃料型氮氧化物，燃料中固定氮而生成；二是热力型氮氧化物，在高温下氮与氧反应生成；三是瞬时型，由于含碳自由基的存在而生成氮氧化物。而焦炉燃烧过程中所产生的氮氧化物主要是热力型氮氧化物。
国内大容积焦炉均采用双联火道、废气循环、焦炉煤气下喷、贫煤气和空气侧入的形式，结构严密合理，加热较均匀，热工效率较高。然而，我国绝大部分焦炉炭化室为4.3米和5.5米，采用双联火道、废气循环、焦炉煤气下喷结构形式，但是焦炉烟囱的烟气中氮氧化物含量在600mg/Nm3—1000mg/Nm3。所以，对这一部分焦炉进行改造，以降低焦炉燃烧过程中的氮氧化物浓度，是我国中小容积焦炉设备急需解决的问题。
为了解决现有中小容积焦炉存在的烟气中氮氧化物浓度高的问题，而提供了一种焦炉燃烧室分段供气加热装置及其方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种焦炉燃烧室分段供气加热装置。
本发明的另一个目的是提供一种焦炉燃烧室分段供气加热方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种焦炉燃烧室分段供气加热装置，其特征在于，包括自动加热调温系统、富氧空气二次风供气配风系统、和富氧空气供气管路系统；
其中所述的富氧空气二次风供气配风系统，包括通过鼓风机与富氧制取设备连通的二次风管道，所述的二次风管道从燃烧室的顶部通过燃烧室内，末端位于燃烧室的中上部处；
所述的富氧空气供气管路系统为连通燃烧室底部和蓄热室顶部的斜式空气管道，所述的蓄热室底部设置进气口陀口；
所述的自动加热调温系统包括计算机控制系统、安装在二次风管道上的富氧空气流量计、安装在进气口陀口的空气流量计、安装在煤气管道上的煤气流量计、和安装在燃烧室内的测温装置，所述的计算机控制系统与富氧空气流量计、空气流量计、煤气流量计、测温装置电连接。
进一步地，所述的二次风管道为耐热钢管或耐火材料烧制而成。
所述的燃烧室顶部设置有看火孔异型砖，异型砖上预留有侧孔洞，所述的二次风管道通入侧孔洞内，自上而下进入燃烧室的内部2/3处。
所述的进气口陀口处设置有可调节翻板。
上述的焦炉燃烧室分段供气加热装置的加热方法，步骤为：
煤气经过煤气管道进入燃烧室内，空气自进气口陀口进入蓄热室，经蓄热室的格子砖将空气预热后，通过斜式空气管道进入燃烧室内，与煤气混合发生燃烧，加热两侧的炉墙，炉墙将热量传给炭化室
内的煤来炼焦；其中通过自动加热调温系统在线连续对燃烧室进行测温，控制进气口陀口和煤气管道的进气量，降低一次空气过剩系数，使得进入燃烧室的空气欠缺，煤气在欠氧状态下形成不完全燃烧，在火焰区域形成还原性气氛，使得已经形成的一部分氮氧化物被还原成氮气，同时火焰拉长，有利于高向加热，提高上部焦饼的成熟度；通过自动加热调温系统控制二次风管道的进气量，使不完全燃烧的火焰在燃烧室内上部与通入的二次富氧空气混合，形成二次完全燃烧。
本发明通过调整焦炉的进气口陀口，降低一次空气过剩系数，使得进入燃烧室的空气欠缺，煤气在欠氧状态下形成不完全燃烧，在火焰区域形成还原性气氛，使得已经形成的一部分氮氧化物被还原成氮气；同时火焰拉长，有利于高向加热，提高上部焦饼的成熟度；不完全燃烧的火焰在燃烧室内上部与配入的二次富氧空气混合，形成二次完全燃烧；其中计算机自动加热调温系统，是通过在线连续测温装置，持续不断的对焦炉燃烧室进行温度检测，根据检测的温度与目标温度的偏差，通过计算机程序控制，调节加热煤气的流量和烟道调节阀的开度，优化燃烧条件，达到自动加热的目的，并将计算机自动加热调温系统和富氧空气二次风供气配风系统有机结合起来，改善和优化焦炉燃烧室的燃烧状态，二次重构燃烧气氛，形成还原性气氛还原已生成的氮氧化物为氮气，有效降低烟囱中氮氧化物的浓度。其中计算机自动加热调温系统，是根据焦炉装炉煤的工艺参数、推焦作业计划、焦炉热效率等计算出炼焦耗热量，然后再根据加热用煤气的热值、温度、压力等计算出加热煤气流量的设计值来调整煤气流量和空气流量的自控系统。
本发明通过调整燃烧室的一次空气供入量，改善煤气燃烧的二次流态重构，延长火焰长度，产生还原性气氛，用以还原已经形成的一部分氮氧化物为无害化的氮气，降低焦炉烟囱的氮氧化物排放浓度，降低了烟囱脱硝系统的运行成本。
本发明可广泛应用于4.3米和5.5米焦炉的煤气自动加热和燃烧室二次流态重构，有利于焦炉烟囱的氮氧化物的改善和焦炉的均匀加热，提高了焦炭的品质，节约了焦炉加热煤气量，具有一定的经济效益。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为异型砖的结构示意图；
图中：1-煤气管道、2-煤气支管、3-二次风管道、4-异型砖、5-燃烧室、6-炭化室、7-炉墙、8-斜式空气管道、9-蓄热室、10-烟道、11-看火孔、12-炉顶砖。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示的一种焦炉燃烧室分段供气加热装置，包括自动加热调温系统、富氧空气二次风供气配风系统、和富氧空气供气管路系统；
其中所述的富氧空气二次风供气配风系统，包括通过鼓风机与富氧制取设备连通的二次风管道3，所述的二次风管道3从燃烧室5的顶部通过燃烧室5内，末端位于燃烧室5的中上部处；
所述的富氧空气供气管路系统为连通燃烧室5底部和蓄热室9顶部的斜式空气管道8，所述的蓄热室9底部设置进气口陀口；
所述的自动加热调温系统包括计算机控制系统、安装在二次风管道3上的富氧空气流量计、安装在进气口陀口的空气流量计、安装在煤气管道1、煤气支管2上的煤气流量计、和安装在燃烧室5内的测温装置，所述的计算机控制系统与富氧空气流量计、空气流量计、煤气流量计、测温装置电连接。
安装在燃烧室5顶部炉顶砖12上的用于看火的异型砖4的结构示意图如图2所示，在异型砖4上开设有看火孔11，并预留有侧孔洞，所述的二次风管道3通入侧孔洞内，自上而下进入燃烧室5的内部2/3处，二次风管道3为耐热钢管或耐火材料烧制而成。
运行时，煤气经过煤气管道1由各燃烧室的煤气支管2进入燃烧室5内，空气自进气口陀口进入蓄热室9内，经蓄热室9的格子砖将空气预热后，通过斜式空气管道8进入燃烧室5内，与煤气混合发生燃烧，加热两侧的炉墙7，炉墙7将热量传给炭化室6内的煤来炼焦。煤气在欠氧的情况下，火焰拉长，发生不完全燃烧，形成还原性气氛，将燃烧过程中已经形成的一部分氮氧化物还原成氮气，煤气火焰在燃烧室9的2/3处遇到自燃烧室顶部通入的富氧空气，发生二次燃烧，使不完全燃烧的煤气在此充分燃烧，燃烧后的废气自相邻燃烧室退入焦炉下部的蓄热室9内，加热格子砖，然后进入烟道10，排入大烟囱；其中通过自动加热调温系统在线连续对燃烧室进行测温，控制进气口陀口和煤气管道的进气量，降低一次空气过剩系数，使得进入燃烧室的空气欠缺，煤气在欠氧状态下形成不完全燃烧，在火焰区域形成还原性气氛，使得已经形成的一部分氮氧化物被还原成氮气，同时火焰拉长，有利于高向加热，提高上部焦饼的成熟度；通过自动加热调温系统控制二次风管道的进气量，使不完全燃烧的火焰在燃烧室内上部与通入的二次富氧空气混合，形成二次完全燃烧。

Claims (5)

1.一种焦炉燃烧室分段供气加热装置，其特征在于，包括自动加热调温系统、富氧空气二次风供气配风系统、和富氧空气供气管路系统；
其中所述的富氧空气二次风供气配风系统，包括通过鼓风机与富氧制取设备连通的二次风管道，所述的二次风管道从燃烧室的顶部通过燃烧室内，末端位于燃烧室的中上部处；
所述的富氧空气供气管路系统为连通燃烧室底部和蓄热室顶部的斜式空气管道，所述的蓄热室底部设置进气口陀口；
所述的自动加热调温系统包括计算机控制系统、安装在二次风管道上的富氧空气流量计、安装在进气口陀口的空气流量计、安装在煤气管道上的煤气流量计、和安装在燃烧室内的测温装置，所述的计算机控制系统与富氧空气流量计、空气流量计、煤气流量计、测温装置电连接。
2.根据权利要求1所述的焦炉燃烧室分段供气加热装置，其特征在于，所述的二次风管道为耐热钢管或耐火材料烧制而成。
3.根据权利要求1或2所述的焦炉燃烧室分段供气加热装置，其特征在于，所述的燃烧室顶部设置有看火孔异型砖，异型砖上预留有侧孔洞，所述的二次风管道通入侧孔洞内，自上而下进入燃烧室的内部2/3处。
4.根据权利要求1或2所述的焦炉燃烧室分段供气加热装置，其特征在于，所述的进气口陀口处设置有可调节翻板。
5.权利要求1-4任一项所述的焦炉燃烧室分段供气加热装置的加热方法，其特征在于，步骤为：
煤气经过煤气管道进入燃烧室内，空气自进气口陀口进入蓄热室，经蓄热室的格子砖将空气预热后，通过斜式空气管道进入燃烧室内，与煤气混合发生燃烧，加热两侧的炉墙，炉墙将热量传给炭化室
内的煤来炼焦；其中通过自动加热调温系统在线连续对燃烧室进行测温，控制进气口陀口和煤气管道的进气量，降低一次空气过剩系数，使得进入燃烧室的空气欠缺，煤气在欠氧状态下形成不完全燃烧，在火焰区域形成还原性气氛，使得已经形成的一部分氮氧化物被还原成氮气，同时火焰拉长，有利于高向加热，提高上部焦饼的成熟度；通过自动加热调温系统控制二次风管道的进气量，使不完全燃烧的火焰在燃烧室内上部与通入的二次富氧空气混合，形成二次完全燃烧。
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