一种降低蓄热式加热炉烟气中NOx含量的方法与流程

本发明属于冶金行业轧钢加热炉，具体涉及一种降低蓄热式加热炉烟气中nox含量的方法。

背景技术：

1、加热炉烟气中nox的主要来源是空气中的n2在高温下和o2反应生成。目前降低燃烧烟气nox排放的相关技术有两种：一种是低nox燃烧技术：采用各种燃烧技术手段来抑制燃烧过程中nox的生成；另一种是烟气净化技术：将烟气中已经生成的nox还原或吸附以降低nox排放。根据氮氧化物在高温区大量生成，火焰温度越高（不等于炉温），生成量越大；反应区氧浓度越大生成量越多的机制，通过改变燃烧条件，改进燃烧过程，尽可能抑制nox的生成是降低燃烧过程中nox排放最为简单经济的方法。中国专利cn 113154874b公开了一种基于气体燃料的加热炉低nox燃烧控制方法，通过合理控制加热炉各段气氛以及预热段增设空气喷嘴，来减少nox的排放，将nox含量降至220mg/nm3以下。

2、宽板加热炉因加热温度高，排放烟气中nox含量居高不下，多在200~300mg/m3之间，有时高达320mg/m3，不能满足超低排放（＜200mg/m3）要求。如果采用低nox烧嘴、分级低氧燃烧、烟气再循环低氧燃烧等技术实现超低排放达标，均需要大量的时间和经费对加热炉燃烧装置及其管网进行大规模改造，实施难度较大。目前的宽板加热炉燃烧控制技术相对完善，则可摸索出一套仅通过调整加热参数、改变燃烧条件来抑制nox生成的方法，以满足超低排放要求。因此，本申请提出一种仅调整加热参数以降低蓄热式加热炉烟气中nox含量的方法。

技术实现思路

1、针对以上现有技术的不足，本发明提供一种降低蓄热式加热炉烟气中nox含量的方法。本发明根据氮氧化物在高温区大量生成，火焰温度越高（不等于炉温），生成量越大；反应区氧浓度越大生成量越多的机制，通过使用低热值煤气、降低空/煤气预热温度以及控制炉膛温度来降低火焰燃烧温度；通过避免投入过量的助燃空气、控制高炉压以及避免吸入冷风来降低燃烧区的氧浓度。

2、为了实现上述目的，本发明的具体技术方案如下：

3、一种降低蓄热式加热炉烟气中nox含量的方法，包括以下步骤：

4、（1）调节煤气热值：煤气热值为5600~6700kj/m3。

5、混合煤气的热值随着各种煤气混合比例的变化而变化，因此调节煤气混合比，可获得所需的热值。低热值煤气燃烧温度低，有利于减少nox生成，但较低的炉膛温度限制了炉子的加热能力；高热值煤气可以获得较高的炉膛温度，炉子加热能力有保障，但较高的燃烧温度也会导致nox生成量剧增。

6、（2）控制排烟温度：加热一段排烟温度＜130℃，加热二段排烟温度＜120℃，加热三段排烟温度＜110℃，均热段排烟温度＜120℃。

7、排烟温度越高预热温度就越高，理论燃烧温度也越高，更容易生产nox。排烟温度过低影响火焰燃烧温度导致炉子加热能力降低，也会导致排烟能力不足，多余的烟气将从自然烟道或经炉门及开孔散逸，导致热量损失。

8、（3）调节炉膛温度：炉膛温度最高不超过1320℃。

9、炉膛温度过高不利于nox控制，炉膛温度过低则会限制加热能力。

10、（4）控制过剩系数：加热一段空气过剩系数为1.04~1.06，加热二段空气过剩系数为1.02~1.04，加热三段空气过剩系数为1.01~1.03，均热段空气过剩系数为1.02~1.04。

11、根据炉膛温度高低和nox生成的主要区间来确定各段空气过剩系数。加热一段炉温多在1100℃以内，燃烧强度不大，生成nox量不大，空气过剩系数设置相对较高。加热三段是主要加热段、炉膛温度高、燃烧负荷大，是生成nox的主要燃烧段，空气过剩系数设置相对较低。

12、（5）控制烟气残氧：加热一段烟气残氧量为1%~2%，加热二段烟气残氧量为在0.5%~1%，加热三段烟气残氧量为0.3%~0.7%，均热段烟气残氧量为0.5%~1%。

13、烟气残氧主要由空气过剩系数限制，但炉内燃烧空气来源较为复杂，还存在计量误差、空气三通的泄漏、点火烧嘴的冷却、炉门及窥孔吸风等。因此需要采用各段烟气残氧量来对助燃空气量进行修正。加热三段炉温多在1300℃左右，nox生成的概率最大、生成量最多，对其残氧作严格限制。加热一段温度低，允许相对较高的残氧，以保障完全燃烧。

14、（6）控制炉膛压力：炉膛压力为22~50pa。

15、如炉压控制较小，炉门及窥孔吸风将导致炉内氧量的变化，影响烟气残氧的控制。如炉压控制较高，则高温烟气从炉门及开孔散逸，既浪费能源又属于无组织排放。

16、优选地，所述加热一段空气过剩系数为1.05，加热二段空气过剩系数为1.03，加热三段空气过剩系数为1.02，均热段空气过剩系数为1.03。

17、优选地，所述加热三段烟气残氧量为0.5%。

18、与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

19、（1）本发明提供的方法，不需增加或改造设备，操作简单便捷；

20、（2）本发明提供的方法可最低将空气侧烟气小时平均nox含量降至144mg/m3；将煤气侧烟气小时平均nox含量降至147mg/m3，符合超低排放要求。

技术特征：

1.一种降低蓄热式加热炉烟气中nox含量的方法，其特征在于，包括：调节煤气热值、控制排烟温度、调节炉膛温度、控制过剩系数、控制烟气残氧量、控制炉膛压力；

2.根据权利要求1所述的一种降低蓄热式加热炉烟气中nox含量的方法，其特征在于，所述煤气热值为5600~6700kj/m3。

3.根据权利要求1所述的一种降低蓄热式加热炉烟气中nox含量的方法，其特征在于，所述炉膛温度最高不超过1320℃。

4.根据权利要求1所述的一种降低蓄热式加热炉烟气中nox含量的方法，其特征在于，所述过剩系数包括：加热一段空气过剩系数为1.04~1.06，加热二段空气过剩系数为1.02~1.04，加热三段空气过剩系数为1.01~1.03，均热段空气过剩系数为1.02~1.04。

5.根据权利要求4所述的一种降低蓄热式加热炉烟气中nox含量的方法，其特征在于，所述过剩系数包括：加热一段空气过剩系数为1.05，加热二段空气过剩系数为1.03，加热三段空气过剩系数为1.02，均热段空气过剩系数为1.03。

6.根据权利要求1所述的一种降低蓄热式加热炉烟气中nox含量的方法，其特征在于，所述加热三段烟气残氧量为0.5%。

技术总结
本发明公开了一种降低蓄热式加热炉烟气中NOx含量的方法，属于冶金行业轧钢加热炉技术领域。所述方法包括：调节煤气热值、控制排烟温度、调节炉膛温度、控制过剩系数、控制烟气残氧量、控制炉膛压力。本发明提供的方法不需要增加或改造设备，仅靠调整加热参数，最低可以将空气侧烟气小时平均NOx含量降至144mg/m3，将煤气侧烟气小时平均NOx含量降至147mg/m3，符合超低排放要求。

技术研发人员：王子贤,徐印根,唐阳,王成,戴敏
受保护的技术使用者：宝武集团鄂城钢铁有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23