CN113188141A - 一种降低焦炉烟道废气中氮氧化物排放的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及减少焦炉对大气污染的技术措施，特别涉及一种降低焦炉烟道废气中氮氧化物排放的方法；包括如下步骤：(1)结合焦炉烟道建立情况，设立烟气输送系统；(2)在烟道分管上还安装有若干烟道支管；(3)在焦炉开闭器内，在每个所述烟道支管上设置烟气分布器；(4)将部分已经燃烧的烟气通过所述高温引风机吸回，并将循环烟气加入燃气中，将循环烟气加入空气中，当焦炉烟气中燃烧的氮氧化物生成含量降低至150mg/m3后，再将焦炉烟道中的烟气排出。本发明采用烟气循环技术和设立烟气输送系统，能够显著降低氮氧化物含量，以使烟气中氮氧化物满足焦化行业的排放限值，满足环保要求。

Description

一种降低焦炉烟道废气中氮氧化物排放的方法
技术领域
本发明涉及减少焦炉对大气污染的技术措施，特别涉及一种降低焦炉烟道废气中氮氧化物排放的方法。
背景技术
焦炉烟囱排放的污染物主要为SO2、NOx及烟尘等，污染物呈有组织高架点源连续性排放，是污染大气的主要污染源之一。燃气在焦炉立火道燃烧时，会生成氮氧化物NOx，按其生成的机理分有温度热力型、碳氢燃料快速型和含氧组分燃料型三种。当空气过剩系数α＝1.1，空气预热到1100℃时，焦炉煤气理论燃烧温度为2350℃，高炉煤气理论燃烧温度为2150℃。一般认为实际燃烧温度要低于此值，实际燃烧温度介于理论燃烧温度和测定的火道砌体温度之间。燃烧温度对温度热力型NO生成有决定性的作用。当燃烧温度低于1500℃时，NO量很少，但当温度高于1500℃时，NO量按指数规律迅速增加，而焦炉煤气实际燃烧温度在1800℃左右，氮氧化物产生量将超过3000ppm。氮氧化物(NOx)包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O4等。NOx是光化学烟雾的引发剂之一，经过复杂的化学变化形成光化学烟雾和酸雨，危害人类健康和破坏生态环境。2012年10月1日实施的《炼焦化学工业污染物排放标准》对焦炉NOx排放有严格要求，炼焦炉烟囱排放废气中NOX含量为新建企业执行500mg/m3；现有企业执行800mg/m3(执行时间为2012年10月1日至2014年度12月31日止，2015年1月1日起执行500mg/m3)，深入地研究焦炉低NOx燃烧技术尤显重要。
为此，提出一种降低焦炉烟道废气中氮氧化物排放的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种降低焦炉烟道废气中氮氧化物排放的方法，通过采用烟气循环技术，稀释烟道中燃气以及空气浓度，以降低燃烧火焰的温度、含氧量以及烟气滞留时间，以减缓燃烧强度，从而显著降低氮氧化物生成速率；通过设立烟气输送系统，以使焦炉烟道中烟气、煤气和空气的有效混合，从而有效减缓燃烧强度，显著降低氮氧化物含量，以使烟气中氮氧化物满足焦化行业的排放限值，满足环保要求。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种降低焦炉烟道废气中氮氧化物排放的方法，包括如下步骤：
(1)结合焦炉烟道建立情况，设立烟气输送系统，在焦炉烟道主管一侧连接耐高温引风机的出口，并和两路烟道分管连通，所述两路烟道分管设置在每座焦炉的两侧，每个所述烟道分管上设置有电动开关阀，所述电动开关阀根据焦炉换向时段与焦炉交换机连接，用于使烟道气和上升的空气均匀混合；
(2)在烟道分管上还安装有若干烟道支管，所述烟道支管和每座焦炉的开闭器连接，每个所述烟道支管上还设置有烟气调节阀，用于调节进入每座焦炉开闭器的回炉烟气量；
(3)在焦炉开闭器内，在每个所述烟道支管上设置烟气分布器，用于使进入焦炉开闭器的烟气和空气均匀混合；
(4)将部分已经燃烧的烟气通过所述高温引风机吸回，并将循环烟气加入燃气中，用于使下降气流的烟气进入上升的气流，并且冲散火焰并降低火焰温度，将循环烟气加入空气中，用于降低氧气分压，稀释烟道中燃气和空气浓度，稀释烟道中燃气和空气浓度，降低含氧量以及烟气滞留时间，当焦炉烟气中燃烧的氮氧化物生成含量降低至150mg/m3后，再将焦炉烟道中的烟气排出。
具体的，所述(1)步骤中的电动开关阀根据焦炉换向时段与焦炉交换机同步启闭。
具体的，所述(1)步骤中的高温引风机为变频高温引风机，用于根据焦炉工况条件引出不同气量的烟道烟气。
具体的，所述(4)步骤中的火焰温度范围为1200～1280℃。
具体的，所述(4)步骤中的循环烟气与空气的体积比为3:1。
具体的，所述(4)步骤中的烟气滞留时间小于1.3s。
本发明的有益效果为：
(1)本发明采用烟气循环技术，将循环烟气加入燃气中，可使下降气流的烟气进入上升气流，进而降低气流的温度，能够降低焦炉烟道中燃烧火焰的温度，特别是降低火焰下游位置的温度，使其温度不超过1280℃，从而降低了氮氧化物的生成速率；
(2)本发明采用烟气循环技术，使得循环烟气与空气的体积比为3:1，能够降低氧气分压，稀释烟道汇总燃气和空气浓度，降低含氧量以及烟气滞留时间，减缓燃烧强度，能够形成还原性气氛，进而降低氮氧化物的生成速率，还能够有效利用已经燃烧烟气的热能，降低燃烧器的运行成本；
(3)本发明设立烟气输送系统，以使焦炉烟道中烟气、煤气和空气的有效混合，从而有效减缓燃烧强度，使焦炉烟气中燃烧的氮氧化物生成含量降低至150mg/m3后，以使烟气中氮氧化物满足焦化行业的排放限值，满足环保要求；
(4)本发明采用高温引风机为变频高温引风机，用于根据焦炉工况条件引出不同气量的烟道烟气，并保留一定的余量，以满足焦炉各种工况要求。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种降低焦炉烟道废气中氮氧化物排放的方法，包括如下步骤：
(1)结合焦炉烟道建立情况，设立烟气输送系统，在焦炉烟道主管一侧连接耐高温引风机的出口，并和两路烟道分管连通，所述两路烟道分管设置在每座焦炉的两侧，每个所述烟道分管上设置有电动开关阀，所述电动开关阀根据焦炉换向时段与焦炉交换机连接，用于使烟道气和上升的空气均匀混合；
(2)在烟道分管上还安装有若干烟道支管，所述烟道支管和每座焦炉的开闭器连接，每个所述烟道支管上还设置有烟气调节阀，用于调节进入每座焦炉开闭器的回炉烟气量；
(3)在焦炉开闭器内，在每个所述烟道支管上设置烟气分布器，用于使进入焦炉开闭器的烟气和空气均匀混合；
(4)将部分已经燃烧的烟气通过所述高温引风机吸回，并将循环烟气加入燃气中，用于使下降气流的烟气进入上升的气流，并且冲散火焰并降低火焰温度，将循环烟气加入空气中，用于降低氧气分压，稀释烟道中燃气和空气浓度，稀释烟道中燃气和空气浓度，降低含氧量以及烟气滞留时间，当焦炉烟气中燃烧的氮氧化物生成含量降低至150mg/m3后，再将焦炉烟道中的烟气排出。
具体的，所述(1)步骤中的电动开关阀根据焦炉换向时段与焦炉交换机同步启闭。
具体的，所述(1)步骤中的高温引风机为变频高温引风机，用于根据焦炉工况条件引出不同气量的烟道烟气。
具体的，所述(4)步骤中的火焰温度范围为1200～1280℃。
具体的，所述(4)步骤中的循环烟气与空气的体积比为3:1。
具体的，所述(4)步骤中的烟气滞留时间小于1.3s。
进一步的，本发明涉及的焦炉烟气中燃烧的氮氧化物生成含量降低至150mg/m3时，再将焦炉烟道中的烟气排出，此时在焦炉烟气烟道输出端设置有氮氧化物传感器，用以监测氮氧化物的含量，当实时监测的氮氧化物含量高于氮氧化物含量阈值时，利用高温引风机吸回，并将循环烟气加入燃气中，当实时监测的氮氧化物含量低于氮氧化物含量阈值时，直接焦炉烟道中的烟气排出。
进一步的，本发明涉及的降低焦炉烟道废气中氮氧化物排放的方法，一方面，可以在焦炉烟道建立时，预留设置低氮燃烧设备的空间，另一方面，也可以对原有的焦炉进行改造，设立烟气输送系统，通过降低焦炉烟道燃烧温度、烟气滞留时间和含氧量，进而有效降低氮氧化物生成速率，并且配合设立烟气输送系统，能够减缓燃烧强度，并且实时监测焦炉烟气烟道输出端的氮氧化物的含量，直至将焦炉烟气中氮氧化物含量由500mg/m3降低至150mg/m3以下，以使烟气中氮氧化物含量满足焦化行业的排放量，满足环保要求。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (6)

1.一种降低焦炉烟道废气中氮氧化物排放的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)结合焦炉烟道建立情况，设立烟气输送系统，在焦炉烟道主管一侧连接耐高温引风机的出口，并和两路烟道分管连通，所述两路烟道分管设置在每座焦炉的两侧，每个所述烟道分管上设置有电动开关阀，所述电动开关阀根据焦炉换向时段与焦炉交换机连接，用于使烟道气和上升的空气均匀混合；
(2)在烟道分管上还安装有若干烟道支管，所述烟道支管和每座焦炉的开闭器连接，每个所述烟道支管上还设置有烟气调节阀，用于调节进入每座焦炉开闭器的回炉烟气量；
(3)在焦炉开闭器内，在每个所述烟道支管上设置烟气分布器，用于使进入焦炉开闭器的烟气和空气均匀混合；
(4)将部分已经燃烧的烟气通过所述高温引风机吸回，并将循环烟气加入燃气中，用于使下降气流的烟气进入上升的气流，并且冲散火焰并降低火焰温度，将循环烟气加入空气中，用于降低氧气分压，稀释烟道中燃气和空气浓度，降低含氧量以及烟气滞留时间，当焦炉烟气中燃烧的氮氧化物生成含量降低至150mg/m3后，再将焦炉烟道中的烟气排出。
2.根据权利要求1所述的一种降低焦炉烟道废气中氮氧化物排放的方法，其特征在于，所述(1)步骤中的电动开关阀根据焦炉换向时段与焦炉交换机同步启闭。
3.根据权利要求1所述的一种降低焦炉烟道废气中氮氧化物排放的方法，其特征在于，所述(1)步骤中的高温引风机为变频高温引风机，用于根据焦炉工况条件引出不同气量的烟道烟气。
4.根据权利要求1所述的一种降低焦炉烟道废气中氮氧化物排放的方法，其特征在于，所述(4)步骤中的火焰温度范围为1200～1280℃。
5.根据权利要求1所述的一种降低焦炉烟道废气中氮氧化物排放的方法，其特征在于，所述(4)步骤中的循环烟气与空气的体积比为3:1。
6.根据权利要求1所述的一种降低焦炉烟道废气中氮氧化物排放的方法，其特征在于，所述(4)步骤中的烟气滞留时间小于1.3s。
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