[發明專利]一種焦爐循環煙氣雙控管網裝置及其使用方法

有效

• 申請號: 201710140116.9
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN106701108B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 顧明言;陳光;李紅;王恒達;包向軍
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: B01D53/56
• 分類號: B01D53/56
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 平靜

本發明公開了一種焦爐循環煙氣雙控管網裝置及其使用方法，屬于冶金、焦化行業的焦爐設備領域。本發明包括焦爐，焦爐內的炭化室和燃燒室相間配置，燃燒室內通過立火道分隔成相互連通的兩部分，其中一部分的底部設有燃燒室通口A，另一部分的底部設有燃燒室通口B；煙氣總管與焦爐的煙囪連接，煙氣總管上安裝有循環風機；混合箱內被分隔成不連通的兩空間，每個空間分別通過單獨的煙氣分管與煙氣總管連通；燃燒室通口A分別與煙囪、混合箱內的一個空間以及焦爐的燃料進口連接，燃燒室通口B分別與煙囪、混合箱內的另一個空間以及焦爐的燃料進口連接。本發明低成本、低施工難度地對現有焦爐進行了優化改造，解決了焦爐氮氧化物排放超標的問題。

技術領域

本發明屬于冶金、焦化行業的焦爐設備領域，涉及減少焦爐氮氧化物產生的裝置及方法，更具體地說，涉及一種焦爐循環煙氣雙控管網裝置及其使用方法。

背景技術

焦爐煙囪排放的污染物主要為SO₂、NO_x及煙塵等，污染物呈有組織高架點源連續性排放，是污染大氣的主要污染源之一。燃氣在焦爐立火道燃燒時，會生成氮氧化物NO_x，按其生成的機理分有溫度熱力型、碳氫燃料快速型和含氧組分燃料型三種。當空氣過剩系數α＝1.1，空氣預熱到1100℃時，焦爐煤氣理論燃燒溫度2350℃，高爐煤氣理論燃燒溫度為2150℃。一般認為實際燃燒溫度要低于此值，實際燃燒溫度介于理論燃燒溫度和測定的火道砌體溫度之間。燃燒溫度對溫度熱力型NO_x生成有決定性的作用。當燃燒溫度低于1500℃時，NO_x量很少，但當溫度高于1500℃時，NO_x量按指數規律迅速增加，而焦爐煤氣實際燃燒溫度在1800℃左右，氮氧化物產生量將超過3000ppm。氮氧化物(NOx)包括NO、NO₂、N₂O、N₂O₃、N₂O₄等。NO_x是光化學煙霧的引發劑之一，經過復雜的化學變化形成光化學煙霧和酸雨，危害人類健康和破壞生態環境。2012年10月1日實施的《煉焦化學工業污染物排放標準》對焦爐NO_x排放有嚴格要求，煉焦爐煙囪排放廢氣中NO_X含量為新建企業執行500mg/m³；現有企業執行800mg/m³(執行時間為2012年10月1日至2014年度12月31日止，2015年1月1日起執行500mg/m³)，深入地研究焦爐低NOx燃燒技術尤顯重要。焦爐主要用來生產高質量的焦炭，其燃料主要為高爐煤氣或焦爐煤氣，近年來焦爐煙氣NO_x排放指標持續不達標已經引起企業高度重視，各種治理措施相繼誕生，但是治理效果并不明顯。

主流煙氣廢氣脫硝技術主要分為源頭治理和末端治理。現在工業上廣泛應用的脫硝技術SCR(選擇性催化還原法)和SNCR(選擇性非催化還原法)即為末端治理技術。但是SNCR脫硝效率低，一般不超過70％，所用還原劑消耗量較大，同時SNCR法是在爐膛內部噴射還原劑，會對生產工藝造成影響。焦爐生產工藝的特點不允許在煉焦爐的內部進行噴氨脫硝，因此SNCR法不適用焦爐煙氣(廢氣)的脫硝。SCR自20世紀80年代初開始逐漸應用于燃煤鍋爐煙氣脫硝，至今已被公認為煙氣脫硝的主流技術。選擇性催化還原(SelectiveCatalytic Reduction,SCR)技術是一種成熟的商業性NO_x控制處理技術。脫硝原理是在280-400℃下，將含氨的還原劑噴入煙氣中，在催化劑的作用下，還原劑有選擇性地把煙氣中的NO_X還原為無毒無污染的N₂和H₂O，還原劑可以是液氨、氨水、尿素、碳氫化合物(如甲烷、丙烯等)等，但是SCR投資額高、所使用的催化劑生產和后處理成本也比較高，焦爐煙氣溫度較低，其中的硫化物和水分對催化劑影響較大，SCR方法應用于焦爐脫硝時，存在改造空間小等問題。源頭治理主要采用分段燃燒技術和煙氣內循環技術，但是對于已經投產的焦爐，焦爐結構無法改變，優化改造的難度較大，因此難以使用分段燃燒技術和煙氣內循環技術解決焦爐氮氧化物排放問題。