[發明專利]炭黑尾氣低氮穩燃工藝及炭黑尾氣低氮穩燃系統

在審

• 申請號: 201811413423.0
• 申請日: 2018-11-26
• 公開（公告）號: CN109340789A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 張林進;蘇文江;陳海波;龐煥軍;謝慧明;沈浩;黎曙
• 申請（專利權）人: 江蘇中圣園科技股份有限公司;浙江工程設計有限公司
• 主分類號: F23G7/06
• 分類號: F23G7/06;F23G5/44
• 代理公司: 青島澤為知識產權代理事務所(普通合伙) 37237
• 代理人: 姚繼偉;邵桂禮

本發明提供炭黑尾氣低氮穩燃工藝，含a）提供有低氮燃燒器和絕熱爐膛的低氮穩燃系統；b）高熱值燃氣入低氮燃燒器，且助燃空氣入低氮燃燒器；c）高熱值燃氣燃燒并升溫至炭黑尾氣引燃條件后，炭黑尾氣分兩路分入低氮燃燒器和絕熱爐膛上部，并切斷高熱值燃氣；同時炭黑尾氣助燃空氣分三路分入低氮燃燒器、絕熱爐膛上部以及絕熱爐膛下部；廢氣分入低氮燃燒器和絕熱爐膛的下部；部分炭黑尾氣助燃空氣和部分廢氣混合后進入低氮燃燒器，通過步驟c）中炭黑尾氣兩路分配、炭黑尾氣助燃空氣三路分配、及廢氣引入使得低氮燃燒器內以及絕熱爐膛上部處于富燃料低氧燃燒氛圍并形成還原性氣氛，絕熱爐膛下部處于完全燃燒狀態。本發明還提供炭黑尾氣低氮穩燃系統。

技術領域：

本發明涉及燃料燃燒工藝，特別涉及一種炭黑尾氣低氮穩燃工藝及炭黑尾氣低氮穩燃系統。

背景技術：

我國是一個以煤為主的能源消費大國，化石燃料大量消費帶來的污染物和溫室氣體排放給生態環境造成嚴重損害，以煤為主的單一能源結構也面臨能源資源緊缺的巨大挑戰。基于能源供給以及環境對排放物的承受容量的考慮，對于化工生產過程伴生的低熱值尾氣(熱值Q<1500kCal/m³)，特別是炭黑尾氣，必須摒棄原有直接排放或點天燈的方式，轉而進行高效清潔的余熱資源利用，以有效緩解現有能源的緊缺，并減少對環境的污染。

現有工藝為保證炭黑尾氣的穩定燃燒，多采用摻燒高熱值燃料、富氧燃燒、純氧燃燒、高溫空氣預熱燃燒技術等，其中摻燒高熱值燃料，即采用長明燈伴燒的方式最為可靠，但增加了燃料的消耗。同時，炭黑尾氣因熱值低，火焰溫度低，熱力型NOx的產生大大降低，但由于炭黑尾氣在其產生過程中通常含有含氮化合物，容易在燃燒過程中被氧化為燃料型NOx，故炭黑尾氣的燃燒煙氣普遍存在氮氧化物超標的現象。

發明內容：

為克服上述問題，本發明提供一種高效清潔的炭黑尾氣低氮穩燃工藝將是有利的，其不僅能保證燃氣的獨立穩定燃燒，而且能實現清潔低氮燃燒；本發明還提供一種炭黑尾氣低氮穩燃系統。

為此，本發明首先提供一種炭黑尾氣低氮穩燃工藝，其包括如下步驟:

a）提供具有低氮燃燒器和絕熱爐膛的低氮穩燃系統；

b）將高熱值燃氣通過高熱值燃氣管路通入低氮燃燒器，同時將高熱值燃氣助燃空氣通過助燃空氣管路通入低氮燃燒器；

c）待高熱值燃氣燃燒并逐步升溫至炭黑尾氣引燃條件后，將炭黑尾氣分兩路經炭黑尾氣管一和炭黑尾氣管二分別進入低氮燃燒器和絕熱爐膛的上部，并切斷高熱值燃氣的供應；同時將炭黑尾氣助燃空氣分三路經助燃空氣管一、助燃空氣管二和助燃空氣管三分別進入低氮燃燒器、絕熱爐膛的上部以及絕熱爐膛的下部；并將來自低氮穩燃系統且經外部換熱降溫后的廢氣經由循環煙氣支管和循環煙氣環管分別進入低氮燃燒器和絕熱爐膛的下部；

其中，來自助燃空氣管一的炭黑尾氣助燃空氣和來自循環煙氣支管的廢氣在經混合氣管混合后進入低氮燃燒器，循環煙氣環管設置在助燃空氣管三的下方，通過步驟c）中炭黑尾氣的兩路分配、炭黑尾氣助燃空氣的三路分配、以及廢氣的引入從而使得低氮燃燒器內以及絕熱爐膛上部處于富燃料低氧燃燒氛圍并形成還原性氣氛，且使得絕熱爐膛下部處于燃氣完全燃燒狀態。

在本發明中，通過低氮燃燒器、炭黑尾氣的分級、炭黑尾氣助燃空氣的分級、以及廢氣的引入等方式，使得炭黑尾氣在低氮燃燒器內以及絕熱爐膛的上部能夠欠氧燃燒，并使燃燒區具有較低的燃燒速度和溫度，形成還原性氣氛，抑制NOx的生成，可綜合降低氮氧化物排放量50~60%，同時在絕熱爐膛的下部進行完全燃燒避免能源浪費和環境污染。

進一步，在步驟c）中，通過助燃空氣管一和助燃空氣管二輸送的炭黑尾氣助燃空氣占總的炭黑尾氣助燃空氣的80～90%。

通過這種設置，使得在絕熱爐膛的上部內的炭黑尾氣欠氧燃燒，形成還原性氣氛，抑制NOx的生成。