專利名稱：用于降低焦?fàn)t的廢氣中的氮氧化物的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于降低焦?fàn)t的廢氣中的氮氧化物的方法，該焦?fàn)t具有多個(gè)煉焦室和多個(gè)設(shè)置在煉焦室之間的、帶有用于間接加熱煉焦室的熱風(fēng)通道的加熱壁。燃?xì)庠跓犸L(fēng)通道內(nèi)燃燒并且產(chǎn)生廢氣，該廢氣中包含氮氧化物，該燃?xì)馊炕虿糠钟山範(fàn)t煤氣構(gòu)成。在700°C到1100°C之間的溫度時(shí)將還原劑輸入到廢氣內(nèi)，并且通過還原劑與氮氧化物之間的均相的氣體反應(yīng)降低廢氣內(nèi)的氮氧化物。廢氣緊接著被引導(dǎo)流過用于熱量回收的回?zé)崞鳌?br> 背景技術(shù)：
一種這樣的方法由EP O 217 045 A2已知。在已知的方法中，還原劑噴入或吹入到在填塞材料層上方的回?zé)崞鲀?nèi)部?jī)?nèi)。為此使用由耐熱材料制成的噴嘴突出部分。在下述區(qū)域內(nèi)均勻地分布還原劑是困難的，在該區(qū)域內(nèi)廢氣仍然具有例如900°C至1100°C的高溫。為此必需的突出部分結(jié)構(gòu)在技術(shù)上是復(fù)雜的。摻有還原劑的廢氣緊接著流過用于熱量回收的回?zé)崞?，該回?zé)崞鞯幕責(zé)崞魈钊牧现辽僭?00到500°C的溫度范圍內(nèi)構(gòu)成為用于選擇性還原氮氧化物的催化劑。在焦?fàn)t內(nèi)，在由富煤氣流過的管路的熱部件上，尤其是在燃?xì)鈬娮焐?，出現(xiàn)積碳，所述積碳必須定期通過輸入脫碳空氣燒掉，該焦?fàn)t的煉焦室用富煤氣例如焦?fàn)t煤氣或帶有高焦?fàn)t煤氣比例的燃?xì)饧訜帷Ｒ阎氖?，脫碳空氣在回?zé)崞靼胫芷诘臅r(shí)間間隔內(nèi)通過相應(yīng)的燃燒器輸入管導(dǎo)入，在該時(shí)間間隔內(nèi)關(guān)閉在燃燒器結(jié)構(gòu)內(nèi)的富煤氣。

發(fā)明內(nèi)容
面對(duì)上述背景技術(shù)，本發(fā)明的目的是，降低焦?fàn)t的廢氣中的氮氧化物，該焦?fàn)t的煉焦室用富煤氣加熱。富煤氣在這種相互關(guān)系中是指高熱值的燃?xì)?，該燃?xì)馊炕蛑辽俅蟛糠钟山範(fàn)t煤氣構(gòu)成。碳沉積同樣必須去除。從開頭說明的方法為出發(fā)點(diǎn)，按本發(fā)明的目的通過如下方式解決，在燃?xì)廨斎胙b置的熱部件上的積碳利用脫碳空氣燃燒，其中，脫碳空氣在向一個(gè)熱風(fēng)通道的燃?xì)廨斎氡魂P(guān)閉的回?zé)崞靼胫芷谄陂g通過配屬的燃燒器輸入管和燃?xì)鈬娮鞂?dǎo)入到該熱風(fēng)通道內(nèi)，并且以熱廢氣從另一個(gè)熱風(fēng)通道內(nèi)排出；并且還原劑配量到脫碳空氣內(nèi)，并且與該脫碳空氣ー起與熱廢氣接觸。按本發(fā)明，由脫碳空氣和還原劑構(gòu)成的混合物只在加熱期間通過連接管、通過對(duì)焦?fàn)t煤氣關(guān)閉但對(duì)脫碳空氣打開的轉(zhuǎn)換龍頭、通過輸入以及噴嘴管或通道以及通過焦?fàn)t煤氣噴嘴導(dǎo)入到各個(gè)燃燒的熱風(fēng)通道內(nèi)。因此在大約700°C到1100°C之間的溫度范圍、主要在大約9000C到10000C之間的溫度范圍內(nèi)發(fā)生還原劑與氮氧化物之間的均相的氣體反應(yīng)，這導(dǎo)致氮氧化物降低。將還原劑添加到脫碳空氣內(nèi)帶來兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)。按本發(fā)明的方法可以使用已有的技術(shù)裝置。通過已有的燃?xì)鈬娮鞂⑦€原劑輸入到帶有脫碳空氣流的混合物內(nèi)，允許與熱的包含氮氧化物的廢氣流的均勻接觸和混合，并且從而創(chuàng)造極為有效的均相氣體反應(yīng)的如提條件。借助于鼓風(fēng)機(jī)產(chǎn)生一定量的脫碳空氣流。如此確定需要配量的還原劑流，即在空氣流內(nèi)的還原劑濃度小于可燃混合物的濃度。為了脫碳而使用的還原劑/空氣混合物在空氣管路系統(tǒng)內(nèi)提供，空氣管路系統(tǒng)和燃?xì)廨斎胙b置連接到轉(zhuǎn)換閥上，并且通過操作轉(zhuǎn)換閥交替地將燃?xì)饣蜻€原劑/空氣混合物輸入到熱風(fēng)通道的燃?xì)鈬娮焐稀Ｓ糜跓崃炕厥盏幕責(zé)崞靼?多個(gè)單室，所述單室設(shè)置在熱風(fēng)通道下方，按本發(fā)明的方法的ー種優(yōu)選實(shí)施方式，至少末端的從外面可夠著的回?zé)崞魇曳謩e在煉焦室的焦煤側(cè)上和煉焦室的機(jī)器側(cè)上包含帶有填塞材料的回?zé)崞鲗?，該填塞材料?00°C到500°C之間的溫度范圍內(nèi)作為用于選擇性還原氮氧化物的催化劑起作用。末端的回?zé)崞魇业淖鳛榇呋瘎┢鹱饔玫幕責(zé)崞鲗觾?yōu)選裝在可更換的料盒內(nèi)。按本發(fā)明的方法不僅可以在設(shè)計(jì)成所謂的底燃燒器的焦?fàn)t中使用，而且也可以在所謂的頂部加熱的或設(shè)計(jì)成側(cè)面燃燒器的焦?fàn)t中使用。按本發(fā)明的方法適用于在礦業(yè)煉焦設(shè)備中的焦?fàn)t，所述焦?fàn)t僅僅用富煤氣工作。但是此外按本發(fā)明的方法也可以用在下述焦?fàn)t中，所述焦?fàn)t可以與冶金廠相結(jié)合作為所謂的組合爐運(yùn)行，并且不僅可以用貧煤氣而且也可以用富煤氣加熱。按本發(fā)明的方法總是可以使用在存在用于將在燃?xì)廨斎胙b置的熱部件上的碳沉積利用脫碳空氣燃燒的裝置的情況中。


下面借助于僅僅示出實(shí)施例的附圖解釋本發(fā)明。其中圖I焦?fàn)t的加熱系統(tǒng)，圖2在圖I中示出的加熱系統(tǒng)的雙熱風(fēng)通道，圖3用于實(shí)施方法的帶有用于還原劑的配量站的脫碳空氣系統(tǒng)，通過該方法可以降低焦?fàn)t的廢氣中的氮氧化物。
具體實(shí)施例方式圖I涉及焦?fàn)t，該焦?fàn)t具有多個(gè)煉焦室和多個(gè)設(shè)置在煉焦室之間的、帶有用于間接加熱煉焦室的熱風(fēng)通道的加熱壁，并且在不同的剖面內(nèi)，在右半部分圖內(nèi)示出煉焦室I之一的剖面，在左半部分圖內(nèi)示出加熱壁2的剖面，以及在下半部分圖內(nèi)示出帶有用于熱量回收的回?zé)崞?的下爐3的剖面。煉焦室I通過中隔板5與下爐3分開。用于空氣和廢氣的底部通道6、7在回?zé)崞飨路窖由臁＝範(fàn)t的煉焦室I從上方通過設(shè)置在爐頂8內(nèi)的填充ロ 9裝填。制成的焦炭在焦?fàn)t側(cè)面10上側(cè)向壓出。附帶產(chǎn)生的粗煤氣通過豎管11引出到容器內(nèi)。在煉焦室I之間存在由耐高溫的砌磚砌成的、帶有熱風(fēng)通道12、12'的加熱壁2。在熱風(fēng)通道12、12'之間的分隔壁13由空心磚構(gòu)成，所述空心磚構(gòu)成用于空氣或廢氣的通道，并且通過開ロ與熱風(fēng)通道12連通。在熱風(fēng)通道12的下端上設(shè)置燃?xì)鈬娮?5，這些燃?xì)鈬娮炫c燃?xì)夤苓B接。燃?xì)夤芾缭O(shè)置在焦?fàn)t的中隔板5內(nèi)。熱風(fēng)通道12、12'成對(duì)地連接成所謂的雙熱風(fēng)通道17。在這樣的雙熱風(fēng)通道17內(nèi)的導(dǎo)流在圖2中示出。通過底部通道6流入的空氣14通過回?zé)崞?導(dǎo)引和預(yù)熱。預(yù)熱的空氣14通過底面的空氣開ロ以及通過其他沿著熱風(fēng)通道高度分布設(shè)置的開ロ進(jìn)入到雙熱風(fēng)通道17的第一熱風(fēng)通道。燃?xì)?6通過燃?xì)夤艿竭_(dá)配屬于熱風(fēng)通道的燃燒器輸入管19內(nèi)，并且通過設(shè)置在熱風(fēng)通道下端上的燃?xì)鈬娮?5導(dǎo)入到熱風(fēng)通道12內(nèi)，該燃?xì)庾鳛楦幻簹馊炕蛑辽俅蟛糠钟山範(fàn)t煤氣構(gòu)成。在熱風(fēng)通道12中，燃?xì)?6通過導(dǎo)入到熱風(fēng)通道12內(nèi)的空氣流中的氧氣發(fā)生燃燒。廢氣從頂端轉(zhuǎn)入到雙熱風(fēng)通道17的第二熱風(fēng)通道12'內(nèi)，向下流過該第二熱風(fēng)通道，并且通過第二熱風(fēng)通道的空氣開ロ離開第二熱風(fēng)通道12'，該廢氣由于其高溫而包含氮氧化物。廢氣流流過配屬于第二熱風(fēng)通道12'的回?zé)崞?，將熱量散發(fā)到該回?zé)崞魃?，并且廢氣流溫度大多數(shù)在200°C至280°C且很少超過該溫度范圍的情況下在配屬的底部通道7內(nèi)被導(dǎo)出。在用富煤氣也就是焦?fàn)t煤氣或焦?fàn)t煤氣占高比重的燃?xì)饧訜釤捊故視r(shí)形成碳，該碳沉積在被富煤氣流過的管路的熱部件上、尤其是沉積在燃?xì)鈬娮?5上，并且必須定期通過輸入脫碳空氣燒掉。脫碳空氣在回?zé)崞靼胫芷谄陂g通過配屬的燃燒器輸入管19'和燃?xì)鈬娮?5'導(dǎo)入到所述熱風(fēng)通道12'內(nèi)，并且以熱廢氣從雙熱風(fēng)通道17的另ー個(gè)熱風(fēng)通道12內(nèi)排出，在所述回?zé)崞靼胫芷趦?nèi)關(guān)閉向熱風(fēng)通道12、12'的燃?xì)廨斎搿?
為了降低廢氣中的氮氧化物，在此在脫碳空氣中配量還原劑，并且還原劑與脫碳空氣一起與熱的廢氣接觸，廢氣具有700°C到1100°C之間的溫度。作為還原劑優(yōu)選使用氨。尤其是從圖3可見，借助于ー個(gè)鼓風(fēng)機(jī)20或也可以是包括多個(gè)鼓風(fēng)機(jī)的鼓風(fēng)系統(tǒng)產(chǎn)生一定量的脫碳空氣流21，并且一定的還原劑流22配量到該脫碳空氣流內(nèi)，如此確定該還原劑流的量，使得還原劑在空氣流中的濃度低于可燃混合物的濃度。在使用氨時(shí)，在脫碳空氣流中最大的NH3濃度允許為2Vol.%。氨以蒸汽形式地輸入到脫碳空氣流中，并且在蒸發(fā)設(shè)備23中產(chǎn)生。還原劑流22以及空氣流21是被調(diào)節(jié)的過程的調(diào)節(jié)參量。用于脫碳的還原劑/空氣混合物18在空氣管路系統(tǒng)中提供，該空氣管路系統(tǒng)同樣如燃?xì)廨斎胙b置一樣連接到構(gòu)成為三路閥的轉(zhuǎn)換閥25上。通過操作轉(zhuǎn)換閥25交替地將燃?xì)?6或還原劑/空氣混合物18輸入到熱風(fēng)通道12的燃?xì)鈬娮?5上。在圖I中可見，為了熱量回收，使用包括多個(gè)單室的回?zé)崞?，各單室設(shè)置在熱風(fēng)通道下方。至少末端的從外面可夠及的回?zé)崞魇曳謩e在煉焦室的焦煤側(cè)上和煉焦室的機(jī)器側(cè)上包含帶有填塞材料的回?zé)崞鲗?6，該填塞材料在200°C到500°C之間的溫度范圍內(nèi)作為用于選擇性還原氮氧化物的催化劑起作用。末端的回?zé)崞魇业淖鳛榇呋瘎┢鹱饔玫幕責(zé)崞鲗?6裝在可更換的料盒內(nèi)。
權(quán)利要求
1.用于降低焦?fàn)t的廢氣中的氮氧化物的方法，該焦?fàn)t具有多個(gè)煉焦室(I)和多個(gè)設(shè)置在煉焦室之間的、帶有用于間接加熱煉焦室(I)的熱風(fēng)通道(12、12')的加熱壁(2)， 將全部或部分由焦?fàn)t煤氣構(gòu)成的燃?xì)庠跓犸L(fēng)通道(12、12')內(nèi)燃燒并且產(chǎn)生包含氮氧化物的廢氣； 在700°C到1100°C之間的溫度時(shí)將還原劑(22)輸入到廢氣內(nèi)，并且通過還原劑與氮氧化物之間的均相的氣體反應(yīng)降低廢氣內(nèi)的氮氧化物比例；并且 緊接著將廢氣引導(dǎo)流過用于熱量回收的回?zé)崞?4)； 其特征在于在燃?xì)廨斎胙b置的熱部件上的積碳利用脫碳空氣(21)燃燒，脫碳空氣在向一個(gè)熱風(fēng)通道(12')的燃?xì)廨斎氡魂P(guān)閉的回?zé)崞靼胫芷谄陂g通過配屬的燃燒器輸入管(19')和燃?xì)鈬娮?15')導(dǎo)入到該熱風(fēng)通道(12')內(nèi)，并且以熱廢氣從另一個(gè)熱風(fēng)通道(12)內(nèi)排出；并且 將還原劑(22 )配量到脫碳空氣(21)內(nèi)，并且與該脫碳空氣一起與熱廢氣接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于使用氨作為還原劑(22)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法,其特征在于借助于鼓風(fēng)機(jī)(20)產(chǎn)生一定量的脫碳空氣流(21)，并且確定需要配量的還原劑流(22)，使得在空氣流內(nèi)的還原劑的濃度小于可燃混合物的濃度。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3之一所述的方法，其特征在于為了脫碳而使用的還原劑/空氣混合物(18)在空氣管路系統(tǒng)內(nèi)提供，空氣管路系統(tǒng)和燃?xì)廨斎胙b置連接到轉(zhuǎn)換閥(25)上，并且通過操作轉(zhuǎn)換閥(25)交替地開放燃?xì)饣蜻€原劑/空氣混合物向熱風(fēng)通道(12')的燃?xì)鈬娮?15')的輸入。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4之一所述的方法，其特征在于包括多個(gè)單室的回?zé)崞?4)用于熱量回收，各單室設(shè)置在熱風(fēng)通道(12、12')下方，并且至少末端的從外面可夠著的回?zé)崞魇曳謩e在煉焦室(I)的焦煤側(cè)上和煉焦室的機(jī)器側(cè)上包含帶有填塞材料的回?zé)崞鲗?26)，該填塞材料在200°C到500°C之間的溫度范圍內(nèi)作為用于選擇性還原氮氧化物的催化劑起作用。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于末端的回?zé)崞魇业淖鳛榇呋瘎┢鹱饔玫幕責(zé)崞鲗?26)裝在可更換的料盒內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于降低焦?fàn)t的廢氣中的氮氧化物的方法，該焦?fàn)t具有多個(gè)煉焦室和多個(gè)設(shè)置在煉焦室之間的、帶有用于間接加熱煉焦室的熱風(fēng)通道(12、12′)的加熱壁。將全部或部分由焦?fàn)t煤氣構(gòu)成的燃?xì)?16)在熱風(fēng)通道(12、12′)內(nèi)燃燒并且產(chǎn)生包含氮氧化物的廢氣。在700℃到1100℃之間的溫度時(shí)將還原劑輸入到廢氣內(nèi)，并且通過還原劑與氮氧化物之間的均相的氣體反應(yīng)降低廢氣內(nèi)的氮氧化物比例。緊接著將廢氣引導(dǎo)流過用于熱量回收的回?zé)崞?4)。另外，在燃?xì)廨斎胙b置的熱部件上的積碳利用脫碳空氣燃燒，脫碳空氣在向一個(gè)熱風(fēng)通道(12′)的燃?xì)廨斎氡魂P(guān)閉的回?zé)崞靼胫芷谄陂g通過配屬的燃燒器輸入管和燃?xì)鈬娮?15′)導(dǎo)入到該熱風(fēng)通道(12′)內(nèi)，并且以熱廢氣從另一個(gè)熱風(fēng)通道(12)內(nèi)排出。按本發(fā)明，將還原劑配量到脫碳空氣內(nèi)，并且與該脫碳空氣一起與熱廢氣接觸。
文檔編號(hào)B01D53/56GK102665868SQ201080052194
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2010年10月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月18日
發(fā)明者F·克雷貝爾, F·霍恩, J·布里克斯 申請(qǐng)人:蒂森克虜伯伍德有限公司