的燃燒方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域:本發(fā)明涉及一種降低NOx的燃燒方法，尤其是一種利用煙氣自循環(huán)降低NOx的燃燒方法，適用于冶金、機(jī)械、化工、建材、環(huán)保等行業(yè)燃燒技術(shù)領(lǐng)域。
[0002]【背景技術(shù)】:目前，降低燃燒產(chǎn)物NOx含量的方法主要有:在燃料中或燃燒過程中加入抑制NOx生成的添加劑、改變?nèi)紵?或爐膛)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化燃燒組織、對排出的煙氣進(jìn)行脫硝處理等等。
[0003]在軋鋼加熱爐(熱處理爐)領(lǐng)域，廣泛應(yīng)用的燃燒技術(shù)是蓄熱式燃燒技術(shù)。蓄熱式燃燒技術(shù)，又稱高溫空氣燃燒技術(shù)、“再生循環(huán)燃燒”技術(shù)，是20世紀(jì)90年代開始推廣的一項(xiàng)新型的燃燒技術(shù)。它具有高效煙氣余熱回收、空氣和煤氣預(yù)熱溫度高達(dá)1000°C的優(yōu)點(diǎn)。然而，實(shí)際生產(chǎn)中由于生產(chǎn)條件復(fù)雜多變，燃燒氣氛與理想狀態(tài)有較大差距，蓄熱式加熱爐的放可達(dá)1000PPM?！綠B28665-2012《軋鋼工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定:“熱處理爐(含加熱爐)氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)限值為300mg/m3?！薄亢芏嗉訜釥t放超出國家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。
[0004]燃燒設(shè)備在較寬幅的供熱負(fù)荷范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)的燃燒組織和保持較低的N0x生成量十分困難，再加上煤氣熱值偏高或熱值波動幅度較大的情況，消除蓄熱燃燒高溫區(qū)域和抑制NOx生成變得更加困難。
[0005]為了使蓄熱燃燒中產(chǎn)生的NOx維持在較低的水平，人們在實(shí)踐中采取了很多改進(jìn)燃燒器和爐膛結(jié)構(gòu)的方法，來改善爐膛內(nèi)部的燃燒組織。但任何一種固定的燒嘴形式和爐膛內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變，都難以應(yīng)對多變的生產(chǎn)工況和不穩(wěn)定的煤氣熱值。
[0006]為了降低燃燒過程N(yùn)Ox的產(chǎn)生，提高爐子的適應(yīng)能力和節(jié)能效果，本發(fā)明從另一個(gè)角度來尋求降低NOx生成的方法。
[0007]
【發(fā)明內(nèi)容】
:針對上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供了一種利用煙氣自循環(huán)降低NOx的燃燒方法，目的在于增強(qiáng)蓄熱燃燒系統(tǒng)復(fù)雜條件下的適應(yīng)性和燃燒組織的穩(wěn)定性，降低蓄熱燃燒產(chǎn)生的NOx，同時(shí)消除蓄熱系統(tǒng)換向盲區(qū)一次燃料的浪費(fèi)，進(jìn)一步提高系統(tǒng)節(jié)能效果和減少有害氣體排放。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種利用煙氣自循環(huán)降低NOx的燃燒方法，是在雙蓄熱燃燒系統(tǒng)中增加空氣側(cè)和煤氣側(cè)煙氣循環(huán)利用系統(tǒng)，或者在單蓄熱燃燒系統(tǒng)中，單獨(dú)增加空氣側(cè)煙氣循環(huán)利用系統(tǒng)。風(fēng)機(jī)抽取爐膛煙氣，通過煙氣循環(huán)管道，再回吹到對側(cè)的蓄熱燒嘴內(nèi)稀釋煤氣和/或空氣。
[0009]所述的空氣側(cè)煙氣循環(huán)利用系統(tǒng)，通過控制對空氣管道(或燒嘴)中煙氣的摻入量，實(shí)現(xiàn)對空氣的定量稀釋。在空氣進(jìn)入燃燒器(或爐膛)燃燒之前形成貧氧氣氛，抑制爐內(nèi)高溫區(qū)的形成，從而降低煙氣中的NOx含量。
[0010]所述的煤氣側(cè)煙氣循環(huán)利用系統(tǒng)，通過控制對煤氣管道(或燒嘴)中煙氣的摻入量，實(shí)現(xiàn)對煤氣的定量稀釋。以實(shí)現(xiàn)煤氣熱值范圍和流量范圍可控，提高爐內(nèi)燃燒氣氛的均勻性，抑制爐內(nèi)高溫區(qū)的形成，從而降低煙氣中的NOx含量。
[0011]雙蓄熱系統(tǒng)換向期間，當(dāng)煤氣閥板關(guān)斷時(shí)，利用煤氣側(cè)煙氣循環(huán)系統(tǒng)向換向閥與煤氣燃燒器中間管道鼓入煙氣，將管道內(nèi)殘留煤氣全部吹入爐內(nèi)。完成以上操作后，煤氣側(cè)煙氣循環(huán)系統(tǒng)再進(jìn)行切換。在這一過程中可以提高燃料利用率，同時(shí)降低蓄熱系統(tǒng)有害氣體的排放延長燃燒設(shè)備和蓄熱體的使用壽命。
[0012]優(yōu)選的，煙氣循環(huán)管道上配有風(fēng)機(jī)和/或計(jì)量裝置。
[0013]優(yōu)選的，抽取爐膛煙氣的溫度> 60°C。
[0014]優(yōu)選的，所述的風(fēng)機(jī)選用羅茨風(fēng)機(jī)對風(fēng)量進(jìn)行定量控制。
[0015]優(yōu)選的，所述的計(jì)量裝置為煙氣流量檢測裝置。
[0016]優(yōu)選的，其中煤氣稀釋后的熱值控制范圍為100?3000kcal/Nm3。
[0017]優(yōu)選的，其中空氣稀釋后的含氧量控制范圍2?20%。
[0018]優(yōu)選的，在煙氣循環(huán)管道內(nèi)安裝有煙氣成分分析裝置。
[0019]優(yōu)選的，本發(fā)明包含以下?lián)Q向控制邏輯:
[0020]煤氣側(cè)煙氣自循環(huán)系統(tǒng)控制邏輯:
[0021]設(shè)定煤氣熱值范圍，根據(jù)煤氣的實(shí)際熱值計(jì)算需要混入的煙氣比例，根據(jù)實(shí)際的煤氣量設(shè)定需摻混的煙氣比例。
[0022]如煤氣熱值處于正常范圍，則煤氣側(cè)煙氣自循環(huán)系統(tǒng)不進(jìn)行稀釋，風(fēng)機(jī)和切斷閥處于自動關(guān)閉狀態(tài)。
[0023]a側(cè)煤氣蓄熱燒嘴排煙時(shí)，煙氣自循環(huán)系統(tǒng)從排煙管道抽取煙氣，通過煙氣循環(huán)管道風(fēng)機(jī)及定量裝置，再回吹到b側(cè)的蓄熱燒嘴內(nèi)稀釋燃燒用煤氣，使煤氣熱值在正常熱值范圍。
[0024]當(dāng)a側(cè)蓄熱室蓄熱完畢開始換向時(shí)，b側(cè)換向閥煤氣閥板關(guān)閉，a側(cè)換向閥排煙暫停關(guān)閉，即蓄熱系統(tǒng)換向暫停，煤氣側(cè)的煙氣自循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)入換向前吹掃狀態(tài)，煙氣自循環(huán)系統(tǒng)以最大的風(fēng)量吹掃b側(cè)換向閥與煤氣燒嘴中間管道內(nèi)的煤氣，吹掃約3秒(時(shí)間可設(shè)定)O
[0025]吹掃結(jié)束繼續(xù)執(zhí)行蓄熱系統(tǒng)換向，a側(cè)換向閥排煙關(guān)閉，隨后a側(cè)換向閥煤氣閥板開啟，b側(cè)換向閥排煙開啟，隨后煙氣自循環(huán)系統(tǒng)切換方向，將自循環(huán)系統(tǒng)向a側(cè)的閥門開啟，同時(shí)關(guān)閉b側(cè)閥，如此往復(fù)循環(huán)。
[0026]空氣側(cè)煙氣自循環(huán)系統(tǒng)控制邏輯:
[0027]設(shè)定空氣含氧量范圍，計(jì)算需要混入的煙氣比例，根據(jù)實(shí)際的空氣量設(shè)定需摻混的煙氣比例。
[0028]a側(cè)空氣蓄熱燒嘴排煙時(shí)，煙氣自循環(huán)系統(tǒng)從排煙管道抽取煙氣，通過煙氣循環(huán)管道風(fēng)機(jī)及定量裝置，再回吹到b側(cè)的蓄熱燒嘴內(nèi)稀釋空氣，使空氣含氧量在設(shè)定范圍。
[0029]空氣側(cè)蓄熱換向系統(tǒng)待煤氣側(cè)吹掃完畢后開始。
[0030]開始換向時(shí)，b側(cè)換向閥空氣閥板關(guān)閉，a側(cè)換向閥排煙關(guān)閉，隨后a側(cè)換向閥空氣側(cè)開啟，b側(cè)換向閥排煙開啟，隨后煙氣自循環(huán)系統(tǒng)切換方向，將自循環(huán)系統(tǒng)向a側(cè)的閥門開啟，同時(shí)關(guān)閉b側(cè)閥，如此往復(fù)循環(huán)。
[0031]一種利用煙氣自循環(huán)降低NOx的燃燒方法，，增強(qiáng)蓄熱燃燒系統(tǒng)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性的方法包括提取低溫蓄熱排煙煙氣至燃?xì)夤艿?，以達(dá)到穩(wěn)定燃燒和(或)降低燃料熱值的目的。
[0032]一種利用煙氣自循環(huán)降低NOx的燃燒方法，，提高蓄熱燃燒系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保效果的方法包括提取低溫蓄熱排煙煙氣至換向閥與燃燒器間的燃?xì)夤艿?，以達(dá)到清除殘存燃?xì)獾哪康摹?br>[0033]一種利用煙氣自循環(huán)降低NOx的燃燒方法，增強(qiáng)蓄熱燃燒系統(tǒng)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性的方法包括提取低溫蓄熱排煙煙氣至空氣管道，以達(dá)到穩(wěn)定燃燒和(或)降低空氣含氧量的目的。
[0034]一種利用煙氣自循環(huán)降低NOx的燃燒方法，增強(qiáng)蓄熱燃燒系統(tǒng)的適應(yīng)性和穩(wěn)定性的方法包括提取低溫蓄熱排煙煙氣至空氣燒嘴，以達(dá)到穩(wěn)定燃燒和(或)降低空氣含氧量的目的。
[0035]一種利用煙氣自循環(huán)降低NOx的燃燒方法，包括在工況變化的情況下，降低空氣含氧量和(或)降低燃料熱值，以達(dá)到氣氛均勻的燃燒狀態(tài)。
[0036]一種利用煙氣自循環(huán)降低NOx的燃燒方法，包括從爐膛提取煙氣或從爐門口(煙道口)混合氣體的方法。
[0037]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0038]1、當(dāng)燃?xì)獬隼硐霟嶂瞪舷迺r(shí)，向燃?xì)鈨?nèi)定量注入煙氣，降低燃?xì)鉄嶂抵翢熳罴讶紵秶植扛邷貐^(qū)，進(jìn)而降低爐子煙氣中NOx含量。
[0039]2、通過定量稀釋助燃空氣，降低空氣中含氧濃度，延長燃燒反應(yīng)時(shí)間，消除燒嘴出口附近高溫區(qū)，進(jìn)而降低爐子煙氣中的NOx含量。
[0040]3、通過稀釋助燃空氣(或部分稀釋空氣)，降低空氣中含氧濃度，延長燃燒反應(yīng)時(shí)間，還可以延長火焰長度，使更寬的爐膛也能實(shí)現(xiàn)很好的溫度均勻性，同時(shí)降低爐子煙氣中的NOx含量。
[0041]4、循環(huán)煙氣定量控制，可準(zhǔn)確控制煤氣或空氣與煙氣的摻混比例，實(shí)現(xiàn)燃燒的準(zhǔn)確控制，提高燃燒效率。
[0042]5、降低煙氣中殘余燃料CO等的含量，提高燃料利用效率，降低有害氣體排放。
[0043]6、降低蓄熱體內(nèi)二次燃燒現(xiàn)象，延長燃燒器及蓄熱體