CN112480951B - 一种非稳态、低NOx焦炉加热煤气前馈调节焦炉的调节方法 - Google Patents

一种非稳态、低NOx焦炉加热煤气前馈调节焦炉的调节方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种非稳态、低NOx焦炉加热煤气前馈调节焦炉的调节方法，该焦炉包括多个炼焦单元，炼焦单元包括炭化室、燃烧室、蓄热室、煤气蓄热反应器、空气蓄热反应器和换向阀；炭化室和燃烧室间隔布置，蓄热室分为煤气蓄热室和空气蓄热室；燃烧室各立火道分别与煤气蓄热室和空气蓄热室相连，煤气蓄热室烟道与煤气蓄热反应器上部连通，空气蓄热室烟道与空气蓄热反应器上部连通；煤气蓄热反应器下部与煤气管路和烟气道连通，空气蓄热反应器下部与空气管路和烟道连通，氨气管道与煤气蓄热反应器和空气蓄热反应器上部相连。该焦炉能降低炼焦能耗和烟气NOx含量，提高炼焦生产效率、延长焦炉使用寿命，满足炼焦生产高效、节能和环保的要求。

Description

一种非稳态、低NOx焦炉加热煤气前馈调节焦炉的调节方法
技术领域
本发明涉及炼焦生产技术，尤其涉及一种非稳态、低NOx焦炉加热煤气前馈调节焦炉的调节方法。
背景技术
焦炉是由工艺设备和炉体构成。焦炉炉体包括炭化室、燃烧室、蓄热室等耐火材料砌体；工艺设备包括煤气加热系统、炉体设备、集气系统；一座焦炉大约由110～130个炭化室构成。炭化室与燃烧室沿焦炉纵向间隔布置。焦炉燃烧室由15～20组立火道组成，立火道内煤气燃烧产生的热量通过燃烧室墙向两侧炭化室内煤料供热，立火道温度一般控制在1250～1350℃，立火道排出的燃烧废气通过蓄热室格子砖与空气、煤气进行蓄热换热。焦炉各蓄热室开闭器通过换向机构进行煤气、空气与烟气流动方向的换向。换向周期一般设定20～30min/次。炭化室内煤料经过干燥、熔融、半焦固化阶段最终形成焦炭；炭化室焦饼中心温度达到950℃以上时，推焦机将焦饼推出送至熄焦系统。复热式焦炉可以采用焦炉煤气和高炉煤气两种燃料加热。采用焦炉煤气加热时，焦炉煤气采用下喷方式进入燃烧室，空气通过废气开闭器风门进入蓄热室换热，换热后空气进入燃烧室。采用高炉煤气(以下称煤气) 加热时，煤气通过管道进入煤气蓄热室换热，空气通过废气开闭器风门进入空气蓄热室换热；换热后的煤气、空气进入燃烧室燃烧，燃烧废气通过下降蓄热室换热冷却至260～350℃排至烟道。煤气或空气入口温度经蓄热室内格子砖换热升至900～1000℃进入燃烧室。蓄热室高度大约是3～4米，由于蓄热室墙上下存在较大温差，造成墙体上下膨胀量不一致，特别是蓄热室下部气流温度差变化较大，随着焦炉使用时间的延长蓄热室墙体裂纹不断扩大，蓄热室主墙两侧气体串漏将日趋严重；造成焦炉热工管理困难，并缩短焦炉正常使用寿命。焦炉蓄热室排出的260～350℃烟气通过废气开闭器进入分烟道汇会，经总烟道排至烟囱。焦炉正常生产情况下外排烟气中NOx含量达到 500～800mg/m3，根据国家相关环保标准要求，需要安装烟气脱硝装置进行烟气脱硝，使外排烟气NOx含量达到＜150mg/m3。
大型焦炉炭化室结焦时间大约在20～25小时之间。在正常生产期间，煤气加热系统以恒定流量向各燃烧室供气，燃烧室内煤气燃烧产生热量以稳态热流向炭化室传热。
V燃烧室＝V焦炉/n
n一座焦炉燃烧室数量
V焦炉一座焦炉加热煤气流量
V燃烧室燃烧室加热煤气流量
炭化室内煤料在干燥、熔融、半焦固化各阶段的导热系数受煤料温度和热物理参数变化影响，煤料温度和热物理参数在时间和空间的变化使炉墙向煤料传热、煤料之间的传热过程呈现不稳态传热过程。一孔炭化室煤料在一个结焦周期中炭化室墙向煤料传热热流与立火道煤气燃烧放热热流比率关系如表1所示：
表1炭化室墙向煤料传热热流与立火道煤气燃烧放热热流比率关系
炭化室装煤(小时) 0～6 6～12 12～18 18～24
Q<sub>炉墙</sub>/Q<sub>燃烧</sub> 1.4 1 0.9 0.70
Q燃烧＝V燃烧室*Cm Cm煤气热值
Q炉墙炉墙向煤料传热
在一个结焦周期内炉墙向煤料传热呈现非稳态、周期性变化特点；在焦炉装煤初期炉墙向煤料的传热量大于燃烧室内煤气燃烧热量，造成炭化室炉墙温度降低，煤料结焦速度减慢；在结焦末期焦饼需热量小于燃烧室内煤气燃烧热量，热量过剩致使炭化室炉墙、出口烟气温度和焦饼温度也相应升高，煤气燃烧热量未有效被利用。焦炉生产根据这一特点制定相应的炭化室推焦、装煤生产操作顺序，使燃烧室两侧炭化室的装煤时间不同。目的是为了减缓燃烧室两侧炭化室对燃烧室需热量变化峰差，均衡焦炉炼焦过程中供热不平衡的问题。这种方法在一定程度上提高焦炉的热工效率。例如，焦炉生产中广泛应用的9-2推焦顺序、5-2推焦顺序、2-1推焦顺序。
室式炼焦炉体结构和加热技术至今已有100多年的应用历史，特点是操作、调节简便，生产稳定性好。但存在以下问题：一、焦炉煤气加热系统稳态供热方式无法对处于不同结焦时期的各炭化室进行供热量精细调节；煤气调节系统参数变化与焦炉热工参数之间反应滞后。二、蓄热室隔墙上下温差大和下部气流温度变化大的原因，引起隔墙产生横向裂纹，使蓄热室加热煤气与烟气之间穿漏，增加炼焦耗热量；随着焦炉生产时间延长，蓄热室墙损坏将日趋严重；严重影响焦炉使用寿命。三、焦炉烟气外排NOx含量达到 500～800mg/m3，无法满足环保标准NOx含量达到＜150mg/m3以下的要求，需增加炉外烟气脱硝装置。如何改进炉体结构和加热方式是焦化行业提高焦炉生产效率和节能减排的关键技术。
发明内容
本发明的目的在于，针对目前室式炼焦炉体的诸多问题，提出一种非稳态、低NOx焦炉加热煤气前馈调节焦炉，该焦炉能降低炼焦能耗和烟气NOx 含量，提高炼焦生产效率、延长焦炉使用寿命，满足炼焦生产高效、节能和环保的要求。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种非稳态、低NOx焦炉加热煤气前馈调节焦炉，包括多个并列设置的炼焦单元，所述炼焦单元包括炭化室1、燃烧室2、蓄热室、煤气蓄热反应器5、空气蓄热反应器6和换向阀7；
所述炭化室1和燃烧室2沿焦炉纵向间隔布置，所述炭化室1和燃烧室 2下方设置蓄热室，所述蓄热室由隔墙分为煤气蓄热室3和空气蓄热室4；所述燃烧室2立火道包括上升火道和下降火道，所述上升火道底部通过斜道分别与煤气蓄热室3和空气蓄热室4上部连通，所述下降火道底部与相邻(上一个或下一个)蓄热室的煤气蓄热室3和空气蓄热室4上部连通，所述煤气蓄热室3下部与(机侧)煤气蓄热反应器5上部连通，所述空气蓄热室4下部与(焦侧)空气蓄热反应器6上部连通；所述煤气蓄热反应器5下部通过换向阀7分别与煤气管路和烟气管路连通，所述空气蓄热反应器下部通过换向阀分别与空气管路和烟气管路连通。
进一步地，所述燃烧室包括多组立火道(每两个立火道为一组，通常是 15～20组)，所述每组立火道通过跨越孔连通上升火道和下降火道(本发明中上升火道或下降火道的命名是为了便于区分，实际上在操作过程中，通过调整换向阀，能实现上升火道和下降火道的功能互换)；所述各立火道设有焦炉煤气口、空气口、高炉煤气口；采用高炉煤气加热时，煤气随着上升气流依次通过煤气蓄热反应器、煤气蓄热室加热后自高炉煤气口进入立火道燃烧；空气随着上升气流依次通过空气蓄热反应器、空气蓄热室加热后自空气口进入立火道；通过换向阀换向，烟气随着下降气流由下降立火道分别进入煤气蓄热室、煤气蓄热反应器和空气蓄热室、空气蓄热反应器冷却；通过换向阀定期将上升气流与下降气流进行换向。采用焦炉煤气加热时，空气通过上升气流蓄热反应器、蓄热室进入上升立火道的空气口和煤气口。所述空气蓄热室与立火道空气口连通，所述煤气蓄热室与立火道煤气口连通；n号煤气蓄热室分别与n-1号燃烧室单数火道和n号燃烧室双数火道的煤气出口连通；n号空气蓄热室分别与n-1号燃烧室单数火道和n号燃烧室双数火道的空气出口连通；n+1号煤气蓄热室分别与n号燃烧室单数火道和n+1号火道双数火道的煤气出口连通，n+1号空气蓄热室分别与n号燃烧室单数火道和 n+1号火道双数火道的空气出口连通；每个煤气蓄热室与对应的煤气蓄热反应器相连，每个空气蓄热室与对应的空气蓄热反应器相连，煤气蓄热反应器与煤气换向阀相连，空气蓄热反应器与空气换向阀相连；煤气换向阀与煤气、机侧烟道连通，空气换向阀与空气、焦侧烟道连通。在n号蓄热室作为上升气流，且n+1号蓄热室作为下降气流时；n号煤气换向阀打开煤气通道、关闭烟气通道，n号空气换向阀打开空气通道、关闭烟气通道；n+1号煤气换向阀关闭煤气通道、打开烟气通道，n+1号空气换向阀打开烟气通道、关闭空气通道。在一个交换周期中通过换向阀定期将上升气流与下降气流进行换向。
进一步地，所述炼焦单元为10～15个。
进一步地，所述炭化室为10孔炭化室。
进一步地，所述蓄热室的隔墙与炭化室墙相同的硅砖砌筑，保证蓄热室墙体与炭化室等量膨胀。
进一步地，焦炉地下室设有高炉煤气总管，每个炼焦单元设有单元煤气支管，所述单元煤气支管一端与高炉煤气总管连接，另一端通过换向阀与煤气蓄热反应器连接，通过煤气总管向各炼焦单元支管供气。所述单元煤气支管设有限流阀，作为煤气流量调节的辅助手段。
进一步地，所述煤气蓄热反应器、空气蓄热反应器上部分别设有氨气加入口8，所述氨气管道通过氨气加入口8与煤气蓄热反应器和空气蓄热反应器上部相连。
本发明的另一个目的还公开了一种非稳态、低NOx焦炉加热煤气前馈调节方法，其焦炉装煤、推焦操作二级计划顺序：一级顺序按炼焦单元偶—奇炉号顺序2、4、6……n、1、3、5……(n-1)，二级顺序按单元自然顺序1、2、3……n。以一座焦炉10个炼焦单元，10个炭化室构成一个炼焦单元为例，首先按单元内的偶—奇炉号顺序进行焦炉装煤、推焦操作(2、4、6、8、10、1、3、5、7、9)，该单元内各炉号完成装煤、推焦作业后，依次进行二级顺序按单元操作1、2、3、 4、5、6、7、8、9、10。
进一步地，通过换向阀实现煤气与烟气周期性交替通过煤气蓄热反应器；空气与烟气周期性交替通过空气蓄热反应器；优选的，一个换向周期中1/2周期是烟气时间，1/2周期是煤气、空气时间；根据周转时间中各时段需热量不同特点，在通过换向阀的煤气、空气流速恒定条件下，煤气加热系统前馈设定各炼焦单元在不同时间段内每个交换周期煤气流量，采用改变换向阀在交换周期内煤气阀开阀时间长短进行煤气流量调节。
进一步地，煤气蓄热室、空气蓄热室底部(烟道)排出900～950℃的烟气进入煤气蓄热反应器、空气蓄热反应器，烟气经蓄热体换热冷却至170℃通过换向阀排至机、焦侧烟道。煤气和空气经蓄热体换热升温后出口温度达到700～ 750℃。
进一步地，900～950℃的烟气进入煤气蓄热反应器和空气蓄热反应器时通过氨气加入管通入氨气，烟气中NOx与氨气在900～950℃条件下发生还原反应， NOx还原成N2和H2O。
本发明一种非稳态、低NOx焦炉加热煤气前馈调节方法及焦炉通过改进加热煤气系统调节模式、焦炉炉体结构及设备，实现降低炼焦能耗和烟气NOx含量，提高炼焦生产效率、延长焦炉使用寿命，满足炼焦生产高效、节能和环保的要求。具体地，本发明与现有技术相比较具有以下优点：
1)蓄热室结构简单，焦炉蓄热室高度降低60％，蓄热室隔墙上下温差小，隔墙热态严密性好，减少蓄热室墙因膨胀变化引起的煤气与烟气之间的串漏。
2)按照焦炉生产的推焦、装煤操作顺序，使同一单元的炭化室处于相同的周转时间段；根据焦炉各炼焦单元所处不同周转时间段进行各炼焦单元加热煤气流量调节。使煤气供热量与炭化室内煤料在炼焦干馏过程的需热量相平衡，提高炭化室煤料结焦速度，降低炼焦能耗约8～10％。
3)本发明采用选择性非催化还原脱硝反应技术脱除烟气中的NOx，烟气在通过蓄热反应器时，氨气管道同时向蓄热反应器中加入氨气；烟气中NOx与氨气在900～950℃条件下发生还原反应，利用还原剂NH3将烟气中NOx还原为氮气和水。蓄热反应器排出的脱硝烟气分别排至机、焦侧烟道。即本发明烟气中的NOx在蓄热反应器内与氨气发生还原反应脱除烟气中NOx，使焦炉排放烟气 NOx＜100mg/m3的环保标准要求。
附图说明
图1为本发明焦侧断面示意图；
图2为本发明焦炉焦侧示意图；
图3为本发明机侧断面示意图；
图4为本发明焦炉机侧示意图；
图5为本发明工作流程示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步说明：
实施例1
本实施例公开了一种非稳态、低NOx焦炉加热煤气前馈调节焦炉，如图 1-4所示，包括多个并列设置的10个炼焦单元，所述炼焦单元包括10孔炭化室1、燃烧室2、蓄热室、煤气蓄热反应器5、空气蓄热反应器6和换向阀 7；
所述炭化室1和燃烧室2沿焦炉纵向间隔布置，所述炭化室1和燃烧室 2下方设置蓄热室，所述蓄热室由隔墙分为煤气蓄热室3和空气蓄热室4；所述蓄热室的隔墙与炭化室墙相同的硅砖砌筑，保证蓄热室墙体与炭化室等量膨胀。所述燃烧室2包括多组立火道，所述立火道包括上升火道和下降火道，所述上升火道底部通过斜道分别与煤气蓄热室3和空气蓄热室4上部连通，所述下降火道底部与上相邻蓄热室的煤气蓄热室3和空气蓄热室4上部连通，所述煤气蓄热室3下部与机侧煤气蓄热反应器5上部连通，所述空气蓄热室 4下部与焦侧空气蓄热反应器6上部连通；所述煤气蓄热反应器5下部通过换向阀7分别与煤气管路和烟气管路连通，所述空气蓄热反应器下部通过换向阀分别与空气管路和烟气管路连通。
所述立火道设有焦炉煤气口、空气口、煤气口；采用高炉煤气加热时，煤气随着上升气流依次通过煤气蓄热反应器、煤气蓄热室加热后，自高炉煤气口进入立火道燃烧；空气随着上升气流依次通过空气蓄热反应器、空气蓄热室加热后自空气口进入立火道；通过换向阀换向，烟气随着下降气流由下降立火道进入煤气蓄热室、煤气蓄热反应器和空气蓄热室、空气蓄热反应器冷却；通过换向阀定期将上升气流与下降气流进行换向。采用焦炉煤气加热时，空气通过上升气流蓄热反应器、蓄热室进入上升立火道的空气口和煤气口。所述煤气蓄热反应器、空气蓄热反应器上部分别设有氨气加入口8。
焦炉地下室设有高炉煤气总管，每个炼焦单元设有单元煤气支管，所述单元煤气支管一端与高炉煤气总管连接，另一端通过换向阀与煤气蓄热反应器连接，通过煤气总管向各炼焦单元支管供气。所述单元煤气支管设有限流阀，作为煤气流量调节的辅助手段。
非稳态、低NOx焦炉加热煤气前馈调节方法，其焦炉装煤、推焦操作二级计划顺序：一级顺序按炼焦单元偶—奇炉号顺序2、4、6……n、1、3、5……(n-1)，二级顺序按单元自然顺序1、2、3……n。本发明为10个炼焦单元，首先按单元内的偶—奇炉号顺序进行焦炉装煤、推焦操作2、4、6、8、10、1、3、5、7、9，该单元内各炉号完成装煤、推焦作业后，依次进行二级顺序按单元操作1、2、3、 4、5、6、7、8、9、10。
通过换向阀实现煤气与烟气周期性交替通过煤气蓄热反应器；空气与烟气周期性交替通过空气蓄热反应器；优选的，一个换向周期中1/2周期是烟气时间， 1/2周期是煤气、空气时间；根据周转时间中各时段需热量不同特点，在通过换向阀的煤气、空气流速恒定条件下，煤气加热系统前馈设定各炼焦单元在不同时间段内每个交换周期煤气流量，采用改变换向阀在交换周期内煤气阀开阀时间长短进行煤气流量调节。
煤气蓄热室、空气蓄热室底部(烟道)排出900～950℃的烟气进入煤气蓄热反应器、空气蓄热反应器，烟气经煤气蓄热体和空气蓄热体换热冷却至170℃通过换向阀排至机、焦侧烟道。煤气和空气经蓄热体换热后出口温度达到700～ 750℃。
900～950℃的烟气进入煤气蓄热反应器和空气蓄热反应器时通过氨气加入管通入氨气，烟气中NOx与氨气在900～950℃条件下发生还原反应，NOx还原成N2和H2O。
实施例2
非稳态、低NOx焦炉加热煤气前馈调节系统及炉体结构，包括：炭化室1、燃烧室2、煤气蓄热室3、空气蓄热室4、煤气蓄热反应器5、空气蓄热反应器6、换向阀7。
所述炭化室与燃烧室相间沿焦炉纵向布置，蓄热室通过斜道与燃烧室立火道相连；每10个炭化室、燃烧室和相应的蓄热室构成一个炼焦单元。
所述蓄热室通过隔墙分为煤气蓄热室和空气蓄热室，煤气蓄热室通过斜道与立火道的煤气出口相连，空气蓄热室通过斜道与立火道的空气出口相连。
所述煤气蓄热室与煤气蓄热反应器相连，空气蓄热室与空气蓄热反应器相连，氨气管道分别与煤气蓄热反应器和空气蓄热反应器相连。
所述煤气蓄热反应器与通过换向阀与烟道、煤气支管相连，空气蓄热反应器通过换向阀与烟道、大气相连。
所述前馈煤气调节系统根据设定的推焦、装煤顺序调节换向阀的开、闭时长及交换周期。
采用的技术方案是一种非稳态、低NOx焦炉加热煤气前馈调节系统及炉体结构，一座焦炉有10孔炭化室，炭化室高6m、宽550mm；焦炉周转时间 18小时，煤气、空气与烟气交换周期6min/次，包括以下步骤(如图5所示)：
A、本实施例焦炉包括11个炼焦单元，每个炼焦单元由10个炭化室、燃烧室、蓄热室、蓄热反应器、换向阀组成，每个炼焦单元内炭化室与燃烧室间隔布置。燃烧室长度设计若干组立火道，每组立火道由上升火道和下降火道构成一个加热单元；每个立火道设有焦炉煤气口、空气口、煤气口；采用高炉煤气加热时，煤气通过上升气流煤气蓄热反应器、煤气蓄热室加热后进入立火道燃烧，空气通过上升气流空气蓄热反应器、空气蓄热室加热后进入立火道；烟气由下降立火道进入下降气流蓄热室、蓄热反应器冷却，通过换向阀定期将上升气流与下降气流进行换向。采用焦炉煤气加热时，空气通过上升气流蓄热反应器、蓄热室进入上升立火道的空气口和煤气口。
B、单元煤气管道通过换向阀与煤气蓄热反应器相连；空气蓄热反应器换向阀与大气相通，煤气、空气经过蓄热反应器换热进入蓄热室烟道。
C、焦炉地下室设有高炉煤气总管，每个炼焦单元设有单元煤气支管，单元煤气支管与高炉煤气总管连接。各煤气蓄热反应器通过换向阀与单元煤气支管连接。
D、煤气、空气蓄热室烟道排出900～950℃的烟气进入煤气蓄热反应器、空气蓄热反应器，烟气经蓄热体换热冷却至170℃通过换向阀排至机、焦侧烟道。煤气蓄热反应器、空气蓄热反应器上部设有氨气加入管，900～950℃的烟气进入蓄热反应器时通入氨气。烟气中NOx与氨气在900～950℃条件下发生还原反应，NOx还原成N2和H2O。
E、制定焦炉装煤、推焦操作的二级计划顺序，一级顺序是按单元内偶—奇炉号顺序2、4、6……n、1、3、5……(n-1)，二级顺序是按单元1、2、 3……n自然顺序。即焦炉机械首先按单元内的偶—奇炉号顺序进行焦炉装煤、推焦操作2、4、6、8、10、1、3、5、7、9，该单元内各炉号完成装煤、推焦作业后依次进行下一单元操作。
F、换向阀实现煤气、空气与烟气周期性交替通过煤气蓄热反应器、空气蓄热反应器，焦炉烟气与煤气、空气交换周期设定6min/次，一个换向周期中1/2 周期是烟气时间，1/2周期是煤气、空气时间；根据周转时间中各时段需热量不同特点，在通过换向阀煤气、空气流速恒定条件下，煤气加热系统前馈设定各炼焦单元在不同时间段内每个交换周期煤气流量，采用改变换向阀在交换周期内煤气阀开阀时间长短进行煤气流量调节；。
焦炉周转时间设定为18小时，每个炼焦单元的炭化室周转时间分为4个时间段，每个时间段时长为4小时30分，交换周期时长6分钟，烟气或煤气、空气最长开阀时长2分55秒。在装煤初期的时间段，煤气、空气与烟气的开阀时长为2分55秒；在炼焦单元结焦末期时间段，煤气、空气与烟气的开阀时长为 1分40秒。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种非稳态、低NOx焦炉加热煤气前馈调节焦炉的调节方法，其特征在于，采用非稳态、低NOx焦炉加热煤气前馈调节焦炉，所述非稳态、低NOx焦炉加热煤气前馈调节焦炉包括多个并列设置的炼焦单元，所述炼焦单元包括炭化室、燃烧室、蓄热室、煤气蓄热反应器、空气蓄热反应器和换向阀；
所述炭化室和燃烧室沿焦炉纵向间隔布置，所述炭化室和燃烧室下方设置蓄热室，所述蓄热室由隔墙分为煤气蓄热室和空气蓄热室；所述燃烧室包括上升火道和下降火道，所述上升火道底部通过斜道分别与煤气蓄热室和空气蓄热室上部连通，所述下降火道底部与相邻蓄热室的煤气蓄热室和空气蓄热室上部连通，所述煤气蓄热室下部与煤气蓄热反应器上部连通，所述空气蓄热室下部与空气蓄热反应器上部连通；所述煤气蓄热反应器下部通过换向阀分别与煤气管路和烟气管路连通，所述空气蓄热反应器下部通过换向阀分别与空气管路和烟气管路连通；
其焦炉装煤、推焦操作二级计划顺序：一级顺序按炼焦单元偶—奇炉号顺序2、4、6……n、1、3、5、……、n-1，二级顺序按单元自然顺序1、2、3、……、n；所述炼焦单元为10～15个；
通过换向阀实现煤气与烟气周期性交替通过煤气蓄热反应器；空气与烟气周期性交替通过空气蓄热反应器；一个换向周期中1/2周期是烟气时间，1/2周期是煤气、空气时间；非稳态供热是根据炭化室周转时间中各时段需热量不同特点，煤气加热系统前馈设定各炼焦单元在不同时间段内每个交换周期煤气流量，在通过换向阀的煤气、空气流速恒定条件下，采用改变换向阀在交换周期内煤气阀开阀时间长短进行煤气流量调节；
按照焦炉生产的推焦、装煤操作顺序，使同一单元的炭化室处于相同的周转时间段；根据焦炉各炼焦单元所处不同周转时间段进行各炼焦单元加热煤气流量调节；使煤气供热量与炭化室内煤料在炼焦干馏过程的需热量相平衡，提高炭化室煤料结焦速度；
所述燃烧室包括多组立火道，每组所述立火道通过跨越孔连通上升火道和下降火道；每个所述立火道设有焦炉煤气口、空气口、高炉煤气口；采用高炉煤气加热时，煤气随着上升气流依次通过煤气蓄热反应器、煤气蓄热室加热后自高炉煤气口进入立火道燃烧；空气随着上升气流依次通过空气蓄热反应器、空气蓄热室加热后自空气口进入立火道；通过换向阀换向，烟气随着下降气流由下降立火道分别进入煤气蓄热室、煤气蓄热反应器和空气蓄热室、空气蓄热反应器冷却；通过换向阀定期将上升气流与下降气流进行换向；采用焦炉煤气加热时，空气通过上升气流蓄热反应器、蓄热室进入上升立火道的空气口和煤气口；
煤气蓄热室、空气蓄热室底部排出大于等于900～小于950℃的烟气进入煤气蓄热反应器、空气蓄热反应器，烟气经煤气蓄热体和空气蓄热体换热冷却至170℃通过换向阀排至机、焦侧烟道；
900～950℃的烟气进入煤气蓄热反应器和空气蓄热反应器时，通过氨气加入管通入氨气，烟气中NOx与氨气在900～950℃条件下发生还原反应，NOx还原成N2和H2O。
2.根据权利要求1所述非稳态、低NOx焦炉加热煤气前馈调节焦炉的调节方法，其特征在于，所述蓄热室的隔墙选用与炭化室墙相同的硅砖砌筑。
3.根据权利要求1所述非稳态、低NOx焦炉加热煤气前馈调节焦炉的调节方法，其特征在于，焦炉地下室设有高炉煤气总管，每个炼焦单元设有单元煤气支管，所述单元煤气支管一端与高炉煤气总管连接，另一端通过换向阀与煤气蓄热反应器连接。
4.根据权利要求1所述非稳态、低NOx焦炉加热煤气前馈调节焦炉的调节方法，其特征在于，所述煤气蓄热反应器、空气蓄热反应器上部分别设有氨气加入口。
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