[發(fā)明專利]一種用于陶瓷輥道窯的火焰控溫低氮燃燒方法及系統(tǒng)

在審

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• 申請日: 2017-07-07
• 公開（公告）號: CN107218601A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊康;徐德龍;蘇琦;李輝;趙煒;鄭伍魁;吳鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號: F23D14/02
• 分類號: F23D14/02;F23D14/46;F23L1/00;F23L9/00;F23N1/02
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所61215
• 代理人: 段俊濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于陶瓷生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于陶瓷輥道窯的火焰控溫低氮燃燒方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著我國陶瓷行業(yè)的迅猛發(fā)展，陶瓷生產(chǎn)過程中所排放的氮氧化物總量越來越大，使陶瓷行業(yè)成為繼火力發(fā)電、汽車尾氣、水泥工業(yè)之外的又一氮氧化物排放大戶了。大量的氮氧化物排放對大氣環(huán)境質(zhì)量及地球生態(tài)造成重大的不利影響，已經(jīng)逐步成為陶瓷行業(yè)可否持續(xù)發(fā)展的主要制約因素之一。目前成熟的脫硝工藝有SNCR和SCR兩種。

SNCR脫硝技術(shù)運(yùn)行溫度窗口為850～1100℃，從爐窯的燒制工藝來看，是可以使用該工藝作為脫硝技術(shù)，然而考慮到脫硝技術(shù)投運(yùn)后可能會對陶瓷生產(chǎn)質(zhì)量有較大的影響。沒有企業(yè)愿意去嘗試，因此，此技術(shù)在陶瓷廠目前還沒有運(yùn)行業(yè)績。

SCR技術(shù)是在爐窯煙氣排出后，使用煙氣再加熱設(shè)備，需要把煙氣加熱到330℃～380℃，然后進(jìn)入裝置有催化劑的SCR反應(yīng)器進(jìn)行脫硝處理，處理后煙氣可進(jìn)行換熱后或進(jìn)行其他工藝處理后在進(jìn)入原有煙道排出。由于陶瓷窯爐煙氣比較純凈，含塵量低，催化劑可以選用孔徑較小，比表面積大的蜂窩式催化劑。脫硝還原劑選擇與SNCR技術(shù)類似。此技術(shù)工藝成熟，脫硝效率有保證，但工程量巨大，投資和使用成本均較大。

目前陶瓷輥道窯所用燃料多為發(fā)生爐煤氣，經(jīng)過現(xiàn)場測試發(fā)生爐煤氣中NO_x含量較低約為30～50mg/Nm³，而進(jìn)入陶瓷輥道窯燃燒后NO_x含量一度升至300～350mg/Nm³，經(jīng)分析認(rèn)為目前陶瓷窯多采用無一次風(fēng)的直燃方式，火焰溫度較高，大量產(chǎn)生燃燒型NO_X，導(dǎo)致輥道窯窯內(nèi)NO_X排放較高。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種用于陶瓷輥道窯的火焰控溫低氮燃燒方法及系統(tǒng)，具有投資省、改造方便、無運(yùn)行成本的特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種用于陶瓷輥道窯的火焰控溫低氮燃燒方法，包括如下步驟：

第一步：在陶瓷輥道窯安裝低氮燃燒器；

第二步：通過一次風(fēng)機(jī)配風(fēng)給低氮燃燒器，且采用分級配風(fēng)，降低燃燒火焰的溫度與氧量供應(yīng)，使得火焰在還原氣氛中燃燒，從而降低NOx的生成；

第三步：通過二次風(fēng)機(jī)在配風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)與燃燒后氣體進(jìn)行混合噴風(fēng)，使得氣體成為氧化氣氛，防止還原氣氛對燒成陶瓷的影響；

第四步：通過溫度監(jiān)控系統(tǒng)檢測混合后氣體溫度；

第五步：溫度檢測系統(tǒng)將所檢測溫度反饋給DCS系統(tǒng)；

第六步：DCS系統(tǒng)控制配風(fēng)風(fēng)機(jī)，使系統(tǒng)達(dá)到預(yù)設(shè)溫度，保證輥道窯燒成過程。

本發(fā)明低氮燃燒器支持多級配風(fēng)，通過一次風(fēng)機(jī)進(jìn)行配風(fēng)，其能夠自動調(diào)節(jié)總風(fēng)量大小也能夠自動調(diào)節(jié)各級配風(fēng)比例，實(shí)現(xiàn)降低燃燒火焰的溫度與氧量供應(yīng)，使得火焰在還原氣氛中燃燒，從而降低NOx的生成量。

溫度監(jiān)控系統(tǒng)對燃燒后氣體及二次風(fēng)混合后氣體進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，并將數(shù)據(jù)傳輸給DCS系統(tǒng)，DCS系統(tǒng)接受溫度監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)并和預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，通過對比結(jié)果控制二次配風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)門大小，以實(shí)現(xiàn)溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

本發(fā)明一種用于陶瓷輥道窯的火焰控溫低氮燃燒系統(tǒng)，包括布置在陶瓷輥道窯的若干低氮燃燒器4，各低氮燃燒器4通過煤氣支管和來自煤氣站的煤氣總管對接，各低氮燃燒器4分別通過一次風(fēng)支管和一次風(fēng)總管與一次風(fēng)機(jī)1對接，低氮燃燒器4的燃燒氣體出口接混合室7，混合室7接二次風(fēng)機(jī)5。

所述煤氣支管上安裝有用于控制煤氣流量的電動閥門一3，所述一次風(fēng)支管上安裝有用于調(diào)節(jié)總風(fēng)量及各級風(fēng)量比例的電動閥門二2-1和電動閥門三2-2，達(dá)到降低燃燒溫度形成局部還原氣氛最終降低NOx生成量的目的。

所述混合室7的數(shù)量與低氮燃燒器4一致，一一對應(yīng)，各混合室7分別通過分別通過二次風(fēng)支管和二次風(fēng)總管與二次風(fēng)機(jī)5對接，各二次風(fēng)支管上安裝有電動閥門6，通過電動閥門6調(diào)節(jié)風(fēng)量和燃燒風(fēng)混合達(dá)到系統(tǒng)需求溫度。

本發(fā)明系統(tǒng)還可包括設(shè)置在混合室7后端的用于監(jiān)控混合風(fēng)溫度的測溫系統(tǒng)8，所述測溫系統(tǒng)8的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)實(shí)時(shí)反饋至DCS系統(tǒng)9，DCS系統(tǒng)9通過對比預(yù)設(shè)值對風(fēng)機(jī)和閥門進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1)改造簡便。

2)無運(yùn)行費(fèi)用。

3)操作簡單。

綜上，本發(fā)明脫硝效率可達(dá)到50％以上，控制簡單，投資小，無運(yùn)行費(fèi)用。

附圖說明