CN206113681U - 一种燃气掺混烟气的低NOx燃烧系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种燃气掺混烟气的低NOx燃烧系统，包括与烟气处理系统中的除尘器出口相连接的烟气管道，烟气管道与环形套筒窑的煤气总管相连通，烟气管道上依次串接有蝶阀、流量孔板、烟气加压机、快速气动切断阀。本实用新型的优点是设计合理，构思巧妙，在现有的煤气燃烧系统基础上进行改进，将低热值煤气燃烧系统与高热值煤气燃烧系统有机结合，降低了混合燃气的热值及氧含量，进而抑制了NOx的生成。总之，采用本系统的设备后大大降低了环形套筒窑排出的尾气中NOx的含量，并且设备成本低廉，实用性强，适合大规模推广应用。

Description

一种燃气掺混烟气的低NOx燃烧系统

技术领域

本实用新型涉及一种燃气掺混烟气的低NOx燃烧系统。

背景技术

现有技术中的燃烧炉一般都是以工业生产的副产品尾气作为燃料，如转炉煤气、焦炉煤气、高炉煤气等，煤气的主要成分是C、H、O、N、S等，其燃烧后生成的烟气中含有大量的氮氧化物，硫氧化物及二氧化碳等，非常容易造成环境污染。在NOx中，N₂O会导致温室效应，NO及NO₂被认为是导致地面臭氧、光化学烟雾和酸雨形成的重要原因。因此，NOx被认为是大气污染物的主要来源之一。如何有效控制NOx的生成与排放，进而改善大气环境质量是当今社会亟待解决的重要问题之一。

通过对多个环形套筒窑窑尾烟气的NOx检测对比结果来看，普遍存在一个问题：燃烧高热值煤气的环形套筒窑（例如电石炉尾气，其炉气热值范围在2200～2500kCal/Nm³）的烟气中NOx的含量要高于燃烧低热值煤气的环形套筒窑（例如转炉煤气，其煤气热值范围在1500～1800 kCal/Nm³）。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述现有技术存在的问题，提出一种燃气掺混烟气的低NOx燃烧系统，能够显著降低高热值煤气环形套筒窑烟气中的NOx含量。

为了达到以上目的，本实用新型的燃气采用掺混烟气进行低NOx燃烧，该系统包括与烟气处理系统中的除尘器出口相连接的烟气管道，烟气管道与环形套筒窑的煤气总管相连通，烟气管道上依次串接有蝶阀、流量孔板、烟气加压机、快速气动切断阀。

这样，在烟气处理系统的除尘器出口抽取一部分低温烟气经烟气管道输送至环形套筒窑的煤气总管，使得低温烟气与高热值煤气在煤气总管中混合，燃气掺混烟气后，单位体积燃气的热值有所降低，而这种低热值的燃料有利于降低燃烧温度以及火焰峰值温度，从而降低热力型NOx的产生；燃气中掺混烟气后，降低了混合燃气中的氧含量，从而抑制NOx的生成。综上可知，混合燃气进入环形套筒窑的各个燃烧器进行燃烧后可获得NOx含量低的烟气。

优选地，烟气管道上位于蝶阀与流量孔板之间依次连接有第一温度检测器和氧分析仪，氧分析仪用于测量烟气管道中烟气的氧含量，将烟气氧含量与烟气管道中的烟气流量（流量孔板用于测量烟气流量）、煤气总管中的燃气流量进行联锁，以实现系统的自动化控制，确保混合气体中可燃气体浓度偏离爆炸极限范围。

优选地，烟气管道上位于烟气加压机的进出口之间设置回流支管，回流支管上设有回流阀。当烟气加压机出来的烟气压力达到工艺要求但是其流量过大时，多余的烟气从回流支管进行回流，以避免由于流量超标而引起燃烧系统不稳定，此处设置回流阀的作用是通过调节回流阀的开度来调节回流烟气的量。

优选地，烟气加压机的出口处设有压力计。烟气加压机的作用是为烟气提供动力，使得烟气能从窑尾部抽吸出来并送至煤气总管与煤气混合。

优选地，烟气管道上位于压力计一侧连接有第二温度检测器。

优选地，第一、第二温度检测器为热电阻。

优选地，烟气管道上位于第二温度检测器与快速气动切断阀之间依次连接有单向阀和手动盲板阀。单向阀用于防止煤气反向流动，手动盲板阀的作用是当整个管道需要进行检修时可靠切断管路，燃烧系统运行时，手动盲板阀处于常开状态。系统运行时，依靠单向阀的作用防止烟气加压机不稳定导致的烟气反向流动，因为烟气反向流动时有可能造成煤气总管的部分煤气倒流进烟气管道中引起危险；燃烧系统检修处于非运行状态时，利用盲板阀将烟气管道完全密封，以保证安全。

本实用新型的优点是：设计合理，构思巧妙，在现有的煤气燃烧系统基础上进行改进，将低热值煤气燃烧系统与高热值煤气燃烧系统有机结合，降低了混合燃气的热值及氧含量，进而抑制了NOx的生成。总之，采用本系统的设备后大大降低了环形套筒窑排出的尾气中NOx的含量，并且设备成本低廉，实用性强，适合大规模推广应用。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型一个实施例的结构示意图。

图中：1.已有烟气处理系统，101.烟囱，102.除尘风机，103.除尘器，2.烟气管道，3.蝶阀，4.第一温度检测器，5.氧分析仪，6.流量孔板，7.烟气加压机，8.回流阀，9.压力计，10.第二温度检测器，11.单向阀，12.手动盲板阀，13.快速气动切断阀。

具体实施方式

实施例一

本实施例的燃气掺混烟气的低NOx燃烧系统，其结构如图1所示，包括与已有烟气处理系统1中的除尘器103出口相连接的烟气管道2，烟气管道2与环形套筒窑的煤气总管相连通，烟气管道2上依次串接有蝶阀3、流量孔板6、烟气加压机7、快速气动切断阀13。其中，流量孔板6用于测量烟气流量，烟气加压机7的作用是为烟气提供动力，使得烟气能从窑尾部抽吸出来并送至煤气总管与煤气混合，烟气加压机7的出口处设有压力计9。

另外，在烟气管道2上位于蝶阀3与流量孔板6之间依次连接有第一温度检测器4和氧分析仪5，氧分析仪5用于测量烟气管道2中烟气的氧含量，将烟气氧含量与烟气管道2中的烟气流量、煤气总管中的燃气流量进行联锁控制，以保证安全可靠的可燃气体浓度，在烟气加压机7出口管道上设置快速气动切断阀13，异常情况时采取紧急切断措施，以确保混合气体中可燃气体浓度偏离爆炸极限范围。在烟气管道2上位于烟气加压机7的进出口之间设置回流支管，当烟气加压机7出来的烟气压力达到工艺要求但是其流量过大时，多余的烟气从回流支管进行回流，以避免由于流量超标而引起燃烧系统不稳定，回流支管上设置带压力计的回流阀8，通过调节回流阀8的开度来调节回流烟气的量。

烟气管道2上位于压力计9一侧连接有第二温度检测器10，单向阀11和手动盲板阀12。第一温度检测器4、第二温度检测器10均为热电阻。单向阀11用于防止煤气反向流动，手动盲板阀12的作用是当整个管道进行检修时进行管道密封，燃烧系统运行时，手动盲板阀12处于常开状态。

本实施例以电石炉气为例，电石炉气的热值一般在2200～2500kCal/Nm³，额定产量时单座窑的需求量按照10000Nm³/h计。目标通过烟气的掺入将燃气热值降低到2000kCal/Nm³以下，由此确定单座窑的烟气掺入最大量为2500Nm³/h，即电石炉气与烟气的的掺混体积比为4:1。经计算，按照烟气中O²含量12%、电石炉气与烟气的掺混体积比为4:1的条件，计算电石炉气与烟气的混合物的爆炸上限为69%。而折算的空气体积含量为18%，即可燃物体积含量为82%，由此可知，从本质上混合物不具备爆炸条件。

除上述实施例外，本实用新型还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种燃气掺混烟气的低NOx燃烧系统，其特征是，包括与烟气处理系统中的除尘器出口相连接的烟气管道，所述烟气管道与环形套筒窑的煤气总管相连通，所述烟气管道上依次串接有蝶阀、流量孔板、烟气加压机、快速气动切断阀。

2.根据权利要求1所述一种燃气掺混烟气的低NOx燃烧系统，其特征是，所述烟气管道上位于蝶阀与流量孔板之间依次连接有第一温度检测器和氧分析仪。

3.根据权利要求2所述一种燃气掺混烟气的低NOx燃烧系统，其特征是，所述烟气管道上位于烟气加压机的进出口之间设置回流支管，所述回流支管上设有回流阀。

4.根据权利要求3所述一种燃气掺混烟气的低NOx燃烧系统，其特征是，所述烟气加压机的出口处设有压力计。

5.根据权利要求4所述一种燃气掺混烟气的低NOx燃烧系统，其特征是，所述烟气管道上位于压力计一侧连接有第二温度检测器。

6.根据权利要求5所述一种燃气掺混烟气的低NOx燃烧系统，其特征是，所述第一、第二温度检测器为热电阻。

7.根据权利要求6所述一种燃气掺混烟气的低NOx燃烧系统，其特征是，所述烟气管道上位于第二温度检测器与快速气动切断阀之间依次连接有单向阀和手动盲板阀。