CN106893602A - 一种焦炉燃烧废气脱硝装置及其脱硝方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种焦炉燃烧废气脱硝装置及其脱硝方法，包括若干相间连接的燃烧室和炭化室，每一个炭化室下方依次设有一相邻连接的左右两个蓄热室，所述蓄热室内由下而上设有若干蓄热砖，蓄热砖之间形成有热交换通道，所述蓄热室与燃烧室之间设有气体通道。本发明通过在蓄热砖上方、蓄热室侧面、且温度区间在1100℃＜t≤1300℃的位置设置脱硝剂喷射器，解决了焦化行业燃烧废气的脱硝问题；并且因为用于焦炉废气脱硝的脱硝剂的理化性质为中性或近中性、液态，与传统的碱性或强碱性、气态脱硝剂相比，具有安全性高，无腐蚀性，喷射距离长、范围广的有益效果。

Description

一种焦炉燃烧废气脱硝装置及其脱硝方法

技术领域

本专利涉及焦炉废气脱硝的技术领域，具体涉及一种焦炉燃烧废气脱硝装置及其脱硝方法。

背景技术

焦化行业一直以来在我国占据着举足轻重的地位，其生产的焦化产品广泛用于钢铁行业、铸造行业、化学工业、医药工业、耐火材料工业和国防工业等行业中，但焦化行业在生产炼制焦炭产品的过程中，会产生大量含氮氧化物的废气，若废气直接排放在空气中，会对人们和其他动植物的生活环境造成危害，进而给地球生态环境和人类社会经济都带来严重的影响和破坏。所以对焦炉的燃烧废气进行脱硝处理是现代焦化行业的当务之急。

为解决焦炉燃烧废气的脱硝问题，专利申请号为201410841602.X的中国专利《一种焦炉燃烧废气脱硝系统及方法》公开了一种焦炉燃烧废气脱硝系统及方法，其在焦炉蓄热室内温度为850-1100℃的区域内设置了还原剂喷入装置，所述还原剂喷入装置通过连接管道与焦炉蓄热室外部的还原剂存储装置连接，所述连接管道设置有第一切断阀。工作时所述还原剂喷入装置通过将还原剂喷入焦炉蓄热室内，与焦炉燃烧废气的氮氧化物反应，进而实现焦炉燃烧废气的脱硝。

因为此技术方案的还原剂喷入装置是设在焦炉蓄热室内温度为850-1100℃的区域内的，但实际上，蓄热室内温度为850-1100℃的区域是排布满蓄热砖的区域，因为考虑到还原剂的喷射和扩散需要空间，以及直接将还原剂喷到蓄热砖上面会对蓄热砖造成损害等问题，所以在蓄热砖排布区不能设置还原剂喷入装置的。因此其在焦炉蓄热室内温度为850-1100℃的区域内设置还原剂喷入装置的技术方案是不可行的。

另外，此技术方案使用的还原剂为氨气或含氨液体属于强碱性物质，对炉壁和蓄热室有强腐蚀性，导致焦炉寿命大大缩短。再者，若使用的是氨气，因为气态的氨气很难远程喷射，所以其喷射效果不好。

发明内容

为克服上述现有技术所述的至少一种不足，本专利提供了一种在焦炉内的蓄热砖上方、蓄热室侧面、且温度1100℃＜t≤1300℃的位置，设置用于喷射中性、液态脱硝剂的喷射器的焦炉燃烧废气脱硝装置及脱硝方法，与现有技术相比，具有脱硝技术易于实施、脱硝剂安全有效、脱硝效果更好的优点。

为实现本专利的目的，采用以下技术方案予以实现：

一种焦炉燃烧废气脱硝装置，包括若干相间设置的燃烧室和炭化室，每个炭化室下方设有相邻的左右两个蓄热室，所述蓄热室内由下而上设有若干蓄热砖，且蓄热砖之间形成有热交换通道，所述蓄热室与燃烧室之间设有气体通道，所述蓄热砖上方、蓄热室侧面、且温度区间在1100℃＜t≤1300℃的位置设有用于喷射中性或近中性、液态脱硝剂的喷射器。

在焦炉燃烧废气脱硝装置中，燃烧室主要用于燃烧煤气等气态燃料，使得燃烧室温度升高，产生大量的热量；而炭化室与燃烧室相连，中间通过耐火的材料隔开，热量可通过热传导方式传递给炭化室。炭化室是一个密封的空间，里面没有空气，但存放着用于炼制焦炭的焦煤原料，原料在高温下焖热形成焦炭。

燃烧室中煤气燃烧产生大量热量的同时，也产生了含有氮氧化物的大量废气，废气经过燃烧室与蓄热室之间的废气通道进入到蓄热室内的蓄热砖上方，此时废气的温度在1100℃＜t≤1300℃之间，所以在蓄热砖上方、蓄热室侧面、且温度1100℃＜t≤1300℃的位置，设置用于喷射中性、液态脱硝剂的喷射器。喷射器喷射脱硝剂，脱硝剂与废气在1100℃＜t≤1300℃的温度区间内发生氧化还原脱硝反应，氮氧化物被还原为氮气，从而实现脱硝。经脱硝处理后的高温废气经过蓄热砖，热量被蓄热砖吸收，废气温度降低，最后经蓄热砖热交换通道排出。空气经蓄热室的热交换通道进入蓄热室，再经蓄热室与燃烧室的之间的气体通道进入燃烧室，为燃烧室的燃烧提供氧气。

进一步地，所述喷射器喷射的形状包括扇形、锥形和柱形。

工作人员可根据具体的蓄热室空间选择合适形状的喷射器，一般在焦炉内的蓄热室空间会比较小，选择柱形的喷射器的喷射效果较好。

进一步地，所述喷射器的喷射位置在从所述蓄热砖最顶层到所述蓄热室顶面空间高度的25%-75%之间。

喷射器在蓄热室侧面上的安装距离过高或过低，都会覆盖不到喷射器下方或上方的大部分废气，使得废气的脱硝效率不高。

进一步地，所述喷射器安装在从所述蓄热砖最顶层到所述蓄热室顶面空间高度的40%-60%之间。

进一步地，所述左右两个蓄热室分别通过气体通道与其对应炭化室两侧相邻的燃烧室连通，所述左蓄热室与所对应炭化室的前一个燃烧室连通，所述右蓄热室与所对应炭化室的后一个燃烧室连通。

因为蓄热室设在对应的炭化室下方，燃烧室内的废气通过蓄热室与燃烧室之间的气体通道排出，空气通过蓄热室与燃烧室之间的气体通道进入燃烧室，所以所述气体通道分别与其对应炭化室相邻两边的燃烧室连通。

进一步地，所述左蓄热室和右蓄热室为对称结构，且依次相间连接，所述燃烧室与蓄热室之间通过气体通道连通。

因为在燃烧室内设有两排并列的气体通道，一气体通道用于通入空气助燃料燃烧；另一气体通道用于排出废气，燃料燃烧需要的空气通过蓄热室的气体通道进入燃烧室，燃料燃烧产生的废气经燃烧室的另一气体通道排出蓄热室。所以所述若干燃烧室分别通过气体通道与其相邻的一炭化室下方的蓄热室连接。

一种适用于上述的一种焦炉燃烧废气脱硝装置的焦炉燃烧废气脱硝方法，所述焦炉燃烧废气脱硝步骤包括：

S1:在左蓄热室内通入的空气，空气经过左蓄热室内的蓄热砖热交换通道，被蓄热砖预热，温度升高，而蓄热砖上的热量被带走，温度降低；

S2:预热后的空气通过气体通道，进入燃烧室，在燃烧室内燃烧，产生大量热量和废气；

S3:燃烧室的热量通过热传导的方式传递到相邻的炭化室，使得炭化室内的焦煤原料通过焦化的方式炼制焦炭；

S4:燃烧室内燃烧产生的高温废气通过气体通道进入右蓄热室，设置在蓄热砖上方的喷射器喷射脱硝剂，废气在脱硝剂的作用下进行脱硝反应；

S5：废气经脱硝反应后流经右蓄热室内的蓄热砖，与蓄热砖进行热交换，将大部分热量传递给蓄热砖后，经蓄热砖热交换通道排出，进入烟道。

进一步地，所述空气和废气在左右两个蓄热室内的通入和排出方向每隔30分钟通过自动调节装置互换一次。

所述空气和废气的通入和排出方向互换即原来空气通过左蓄热室通入互换为通过右蓄热室通入，原来废气通过右蓄热室排出互换为通过左蓄热室排出。空气经蓄热室升温后再进入燃烧室有利于加快燃烧室内的燃烧反应，而燃烧后产生的高温废气经蓄热砖热交换通道降温后再排出，能回收余热。同时，高温废气经过蓄热砖热交换通道后，蓄热砖的热量会增大，温度会升高。每隔30分钟，通过自动调节装置互换空气和废气的通入和排出方向，能巧妙地将助燃空气升温和废气降温，回收大量余热，大大节省了焦化的成本。

进一步地，所述步骤S4中的脱硝反应的反应温度设在1100℃＜t≤1300℃的温度区间内。

进一步地，所述步骤S4中的脱硝反应的反应位置设在从所述蓄热砖最顶层到所述蓄热室顶面空间高度的40%-60%之间。

与现有技术比较，本专利有如下的有益效果：本专利通过在蓄热砖上方、蓄热室侧面、且温度1100℃＜t≤1300℃的位置设置脱硝剂喷射器，解决了焦化行业焦炉废气的脱硝问题；并且因为用于焦炉废气脱硝的脱硝剂的理化性质为中性或近中性、液态，与传统的碱性或强碱性、气态脱硝剂相比，具有安全性更高，无腐蚀性，喷射距离更长、范围更广、脱硝效果更好的有益效果。

附图说明

图1为本专利的装置结构示意图。

其中附图标记为：燃烧室1、炭化室2、蓄热室3、左蓄热室31、右蓄热32、气体通道4、喷射器5、热交换通道6。

具体实施方式

为使本专利的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利实施方式作进一步详细地说明。

实施例

如图1所示，一种焦炉燃烧废气脱硝装置，包括若干相间连接的燃烧室1和炭化室2，所述若干炭化室2下方依次设有一相邻连接的左右两个蓄热室，分别为左蓄热室31和右蓄热室32，所述蓄热室3内由下而上设有若干蓄热砖，且蓄热砖之间形成有热交换通道6，所述蓄热室3与燃烧室1之间设有气体通道4，所述蓄热砖上方、蓄热室3的侧面、且温度1100℃＜t≤1300℃的位置，设有用于喷射中性或近中性、液态脱硝剂的喷射器5。

其中喷射器5选择喷射形状呈柱形的喷射器，因为焦化炉内的蓄热室3空间较小，呈柱形的喷射器足以覆盖到大部分从气体通道4出来，进入蓄热室3上方的废气，且喷射时不会喷射到蓄热室3内的蓄热砖。同时，因蓄热室3的空间较小，只需在左蓄热室31和右蓄热室32的侧面各安装一台喷射器5即可。为使喷射器5喷射出来的脱硝剂得到充分的利用，喷射器5安装在从所述蓄热砖最顶层到所述蓄热室3顶面空间高度的40%-60%之间。

因为废气从燃烧室1出来进入蓄热室3上方时，温度一般在1100～1300℃之间，所以喷射器5安装在所述蓄热砖上方、蓄热室3侧面、且温度1100℃＜t≤1300℃的位置，且要选择在此温度区间内对焦炉废气脱硝效率较高的脱硝剂。本实施例选用的是广州绿华环保科技有限公司研发生产的脱硝剂，型号为HSR-1/2/3，其在高温下仍具有很好的脱硝效果，且其为中性或近中性(pH值6-9)、液态状，具有不容易对设备造成腐蚀影响和相对于气态脱硝剂的喷射范围更广的优点。

一种适用于上述的一种焦炉燃烧废气脱硝装置的焦炉燃烧废气脱硝方法，其脱硝步骤包括：

S1:在左蓄热室31内通入的空气，空气经过左蓄热室31内的蓄热砖热交换通道，被蓄热砖预热，温度升高，而蓄热砖上的热量被带走，温度降低；

S2:预热后的空气通过气体通道4，进入燃烧室1，在燃烧室1内燃烧，产生大量热量和废气；

S3:燃烧室1的热量通过热传导的方式传递到相邻的炭化室2，使得炭化室2内的焦煤原料通过焦化的方式炼制焦炭；

S4:燃烧室1内燃烧产生的高温废气通过气体通道4进入右蓄热室32，设置在蓄热砖上方的喷射器5喷射脱硝剂，废气在脱硝剂的作用下进行脱硝反应；

S5：废气经脱硝反应后流经右蓄热室32内的蓄热砖，与蓄热砖进行热交换，将大部分热量传递给蓄热砖后，经蓄热砖热交换通道排出，进入烟道。

如图1所示，空气沿图中箭头方向进入右蓄热室32，右蓄热室32内蓄热砖通过热交换通道6将热量传递给空气，空气的温度升高，经过气体通道4进入燃烧室1，燃气在燃烧室1内与燃料燃烧，空气提供氧气助燃。燃烧室1内设有两排通道，燃料在燃烧室1左边的通道燃烧后，产生的高温废气通过右边的通道排出，排出的高温废气通过气体通道4，进入左蓄热室31。燃烧室1燃烧产生的热量一部分通过废气带走，另一部分用于闷烧炭化室2内的煤原料，炭化室2为一密封的空间，煤原料在高温下炭化，形成焦炭。废气经过气体通道4进入左蓄热室31的中上部，温度约在1100℃～1300℃，喷射器5向废气喷射脱硝剂，废气与脱硝剂发生脱硝反应，达到废气脱硝的目的。废气脱硝后再经热交换通道6排出，废气上的热量传递给蓄热砖，蓄热砖的温度升高，使得排出的废气温度降低，减轻对环境造成的危害。

本实施例中，左蓄热室31与右蓄热室32为对称结构，每隔30分钟，空气和废气在左右两个蓄热室内的通入和排出方向通过自动调节装置互换一次。即30分钟后，废气由原来通过左蓄热室31排出互换成从右蓄热室32排出，空气由原来从右蓄热室32通入互换成从左蓄热室31通入。再过30分钟后，废气和空气的流通方向又换回原来的工作方向，依次类推。

Claims (10)

1.一种焦炉燃烧废气脱硝装置，包括若干相间设置的燃烧室和炭化室，每个炭化室下方设有相邻的左右两个蓄热室，所述蓄热室内由下而上设有若干蓄热砖，蓄热砖之间形成有热交换通道，其特征在于，所述蓄热室与燃烧室之间设有气体通道，所述蓄热砖上方、蓄热室侧面、且温度区间在1100℃＜t≤1300℃的位置设有用于喷射中性或近中性、液态脱硝剂的喷射器。

2.根据权利要求1所述的一种焦炉燃烧废气脱硝装置，其特征在于，所述喷射器喷射的形状包括扇形、锥形和柱形。

3.根据权利要求1所述的一种焦炉燃烧废气脱硝装置，其特征在于，所述喷射器的喷射位置在从所述蓄热砖最顶层到所述蓄热室顶面空间高度的25%-75%之间。

4.根据权利要求3所述的一种焦炉燃烧废气脱硝装置，其特征在于，所述喷射器安装在从所述蓄热砖最顶层到所述蓄热室顶面空间高度的40%-60%之间。

5.根据权利要求1所述的一种焦炉燃烧废气脱硝装置，其特征在于，所述左右两个蓄热室分别通过气体通道与其对应炭化室两侧相邻的燃烧室连通，所述左蓄热室与所对应炭化室的前一个燃烧室连通，所述右蓄热室与所对应炭化室的后一个燃烧室连通。

6.根据权利要求1所述的一种焦炉燃烧废气脱硝装置，其特征在于，所述左蓄热室和右蓄热室为对称结构，且依次相间连接，所述燃烧室与蓄热室之间通过气体通道与空气连通。

7.一种适用于权利要求1-6任一项所述的一种焦炉燃烧废气脱硝装置的焦炉燃烧废气脱硝方法，其特征在于，所述焦炉燃烧废气脱硝步骤包括：

S1:在左蓄热室内通入的空气，空气经过左蓄热室内的蓄热砖热交换通道，被蓄热砖预热，温度升高，而蓄热砖上的热量被带走，温度降低；

S2:预热后的空气通过气体通道，进入燃烧室，在燃烧室内燃烧，产生大量热量和废气；

S3:燃烧室的热量通过热传导的方式传递到相邻的炭化室，使得炭化室内的焦煤原料通过焦化的方式炼制焦炭；

S4:燃烧室内燃烧产生的高温废气通过气体通道进入右蓄热室，设置在蓄热砖上方的喷射器喷射脱硝剂，废气在脱硝剂的作用下进行脱硝反应；

S5：废气经脱硝反应后流经右蓄热室内的蓄热砖，与蓄热砖进行热交换，将大部分热量传递给蓄热砖后，经蓄热砖热交换通道排出，进入烟道。

8.根据权利要求7所述的一种焦炉燃烧废气脱硝方法，其特征在于，所述空气和废气在左右两个蓄热室内的通入和排出方向每隔30分钟通过自动调节装置互换一次。

9.根据权利要求7所述的一种焦炉燃烧废气脱硝方法，其特征在于，所述步骤S4中的脱硝反应的反应温度设在1100℃＜t≤1300℃的温度区间内。

10.根据权利要求7所述的一种玻璃窑炉脱硝方法，其特征在于，所述步骤S4中的脱硝反应的反应位置设在从所述蓄热砖最顶层到所述蓄热室顶面空间高度的40%-60%之间。