專利名稱：煉焦?fàn)t加熱時(shí)減少煙氣中no的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在煉焦?fàn)t加熱時(shí)減少煙氣中氮氧化物(NOx)含量的方法，煉焦?fàn)t有成對(duì)共同工作的火道、設(shè)在高處和低處的燃燒級(jí)以及一個(gè)在火道底部高度處的煙氣再循環(huán)(回流)裝置。本發(fā)明還涉及一種實(shí)施此方法的煉焦?fàn)t。
眾所周知，在煉焦?fàn)t中形成的氧化氮首先涉及的是所謂的熱氮氧化物，它的生成率與火焰中的氧和氮濃度的乘積幾乎成線性關(guān)系，與火焰溫度為指數(shù)關(guān)系。
現(xiàn)有的減少NOx生成所采取的措施，是通過煙氣回流以降低火焰溫度，或通過部分燃燒以降低氧和氮的濃度為目的的。
煙氣回流原理在煉焦?fàn)t中尤其是考伯斯型回流爐中得到了實(shí)現(xiàn)。其中在每第二個(gè)磚砌壁上火道底所在高度，通過一個(gè)或兩個(gè)孔將煙氣摻入空氣流和加熱用煤氣流中。這樣做的結(jié)果是，首先通過降低火焰最高溫度，并也通過減小O2和N2的濃度，顯著地降低了NOX的生長速率。
部分燃燒以減少NOX的原理被用在分級(jí)加熱式煉焦?fàn)t中。
為了進(jìn)一步減少在煉焦?fàn)t中NOX的排放量，開展了理論和實(shí)驗(yàn)研究工作。這項(xiàng)工作的重要結(jié)果是確知，NOX減少原理、煙氣回流(回流加熱)和部分加熱(分級(jí)加熱)的一種組合可以使NOX產(chǎn)物得到進(jìn)一步下降。
在煉焦?fàn)t中分級(jí)加熱和回流加熱的組合原則上是已知的。但上述研究證明，回流加熱和分級(jí)加熱的一種任意的組合，不見得一定會(huì)導(dǎo)致NOX有顯著的減少。只有在分級(jí)加熱，回流加熱和配置第二個(gè)燃燒級(jí)的一種最佳組合的情況下，才能最大程度地減少NOX。
由此項(xiàng)研究工作所獲得的成果已概括在DE-OS3443976中。這主要是涉及具有兩個(gè)燃燒級(jí)和煙氣回流的富煤氣工作爐，以及具有空氣分級(jí)和燃?xì)夥旨?jí)與煙氣回流的復(fù)式煉焦?fàn)t。
繼續(xù)的研究工作還表明，通過設(shè)置兩個(gè)以上用富煤氣和貧煤氣或混合煤氣工作的級(jí)，以及通過純粹的空氣分級(jí)和兩個(gè)或兩個(gè)以上用貧煤氣或混合煤氣工作的級(jí)，再加上煙氣回流，可以達(dá)到顯著減少NOX排放量的目的。
從這些研究結(jié)果出發(fā)，本發(fā)明建議采用以下措施的組合a)回流率調(diào)整為20%至50%之間，回流率指回流的煙氣的體積流量除以沒有煙氣回流時(shí)的煙氣體積流量;
b)級(jí)數(shù)大于等于2時(shí)的級(jí)比調(diào)整在80/I%(80%除以級(jí)數(shù)I)和140/I%(140%除以級(jí)數(shù)I)之間，級(jí)比被定義為，下部級(jí)的空氣體積流量除以空氣總體積流量;
c)上部的燃燒級(jí)設(shè)在火道高度的〔45%-10%×(I-1)〕(但最小為15%)和〔45%+10%×(I-1)〕(但最大為85%)之間。
對(duì)于上述特征b)，例如當(dāng)級(jí)數(shù)為3時(shí)，算出之級(jí)比在26.7%和46.7%之間，亦即下部的級(jí)中供入的空氣體積流量在總空氣體積流量的26.7%和46.7%之間，余下的空氣量最好在上部的兩個(gè)級(jí)中大體均勻分配。
對(duì)于特征c)，舉級(jí)數(shù)3為例，算出上部的燃燒級(jí)應(yīng)設(shè)在火道高度的25%至65%之間。
為了實(shí)施本發(fā)明的方法，提出一種煉焦?fàn)t，它的特點(diǎn)是，一次和二次空氣的輸入位置均只設(shè)在構(gòu)成各成對(duì)火道邊界的磚砌壁上。
附圖表示了這種煉焦?fàn)t的結(jié)構(gòu)形式。圖中表示了燃燒介質(zhì)由未畫出的蓄熱室向火道的輸入，蓄熱室、火道或火道對(duì)的配置，它們既對(duì)于復(fù)式爐，即選用富煤氣加熱或貧煤氣加熱的煉焦?fàn)t，也對(duì)于富煤氣爐。圖中用箭頭表示在一個(gè)加熱周期中介質(zhì)(空氣，貧煤氣，富煤氣、煙道氣)的流向。因?yàn)檫@里涉及的是蓄熱式爐，故對(duì)于兩個(gè)周期，介質(zhì)的流向改換。


圖1按圖2A-A線的復(fù)式爐兩個(gè)并列火道對(duì)的垂直縱剖面;
圖2按圖1B-B線的這兩個(gè)火道對(duì)的水平橫斷面;
圖3按圖4C-C線的富煤氣爐的兩個(gè)并列火道對(duì)的垂直縱剖面;
圖4按圖3D-D線的兩個(gè)火道對(duì)的水平橫截面。
圖中符號(hào)的含義是1火道對(duì)2火道(燃燒的)2a火道(未燃燒的)3一次空氣通道3a一次空氣通道(煙道氣通道)43的調(diào)節(jié)裝置4a3a的調(diào)節(jié)裝置(煙道氣通道)5一次貧煤氣通道5a一次貧煤氣通道(煙道氣通道)
65的調(diào)節(jié)裝置6a5a的調(diào)節(jié)裝置(煙道氣通道)7富煤氣通道8富煤氣噴嘴9二次空氣9a二次空氣(煙道氣通道)
11回流孔11a回流孔調(diào)節(jié)輥12燒嘴平面至二次空氣輸入的高度13回轉(zhuǎn)點(diǎn)14分通道15磚砌體的縱向側(cè)壁16在二次空氣位置上部的磚砌壁17帶有回轉(zhuǎn)點(diǎn)和回流的磚砌壁各種流動(dòng)介質(zhì)按以下所述流入燃燒的火道2中-一次空氣從空氣發(fā)生器經(jīng)通道3和可調(diào)出口4-一次貧煤氣以煤氣蓄熱室經(jīng)通道5和可調(diào)出口6-富煤氣經(jīng)通道7和可更換噴嘴8-二次空氣經(jīng)通道9和可調(diào)出口10-回爐煤氣經(jīng)可調(diào)通道11(回流孔)在燃燒火道中高度12以上進(jìn)行部分燃燒。煙氣的途徑是，從燃燒的火道2經(jīng)回轉(zhuǎn)點(diǎn)13(一部分經(jīng)分通道16)。進(jìn)入未燃燒的火道2a，并經(jīng)過噴嘴和通道4a，3a，6a，5a，10a，9a進(jìn)入圖中未表示的煙道氣蓄熱室。
在圖1和圖2中用箭頭表示了貧煤氣加熱和富煤氣加熱的介質(zhì)流動(dòng)方向。在用貧煤氣工作的情況下沒有富煤氣流動(dòng)，而在用富煤氣工作時(shí)，在貧煤氣通道中導(dǎo)入燃燒用空氣。
火道對(duì)1的側(cè)面邊界由磚砌縱向側(cè)壁15和被通道9穿過的磚砌壁16構(gòu)成。火道對(duì)1用磚砌壁17分成火道2和2a，磚砌壁17上設(shè)有回轉(zhuǎn)點(diǎn)13和回流孔11。
通過區(qū)別或在空間上分開“有回流”和“有空氣通道”的磚砌壁，再加上松動(dòng)安置的富煤氣出口，保證了有利的流動(dòng)條件，它們可以使回流與下部級(jí)的燃燒介質(zhì)徹底摻混。
權(quán)利要求
1.在煉焦?fàn)t加熱時(shí)減少煙氣中氮氧化物含量的方法，煉焦?fàn)t有成對(duì)共同工作的煙道，設(shè)有高處和低處的燃燒級(jí)以及一個(gè)在火道底部高度處的煙氣再循環(huán)(回流)裝置，其特征為下列措施的組合a)回流率調(diào)整為20%至50%之間，回流率指回流的煙氣的體積流量除以沒有煙氣回流時(shí)的煙氣體積流量；b)級(jí)數(shù)大于等于2時(shí)的級(jí)比調(diào)整在80/I%(80%除以級(jí)數(shù)I)和140/I%(140%除以級(jí)數(shù)I)之間，級(jí)比被定義為，下部級(jí)的空氣體積流量除以空氣總體積流量；c)上部的燃燒級(jí)設(shè)在火道高度的[45%-10%×(I-1)](但最小為15%)和[45%+10%×(I-1)](但最大為85%)之間。
2.實(shí)施按權(quán)利要求1所述方法之煉焦?fàn)t，其特征為二次空氣輸入位置(9)只設(shè)在那些構(gòu)成各成對(duì)火道(1)邊界的磚砌壁(16)上。
全文摘要
采用位于高處或低處的燃燒級(jí)以及在火道底部高度處的煙氣回流裝置?；亓髀收{(diào)整在20％至50％之間，對(duì)于級(jí)數(shù)I大于等于2時(shí)級(jí)比調(diào)整在80/I％和140/I％之間，這時(shí)，上部的燃燒級(jí)設(shè)在火道高度的[45％—10％×(I-1)]和[45％+10％×(I-1)]之間。
文檔編號(hào)C10B21/22GK1036786SQ8910085
公開日1989年11月1日 申請(qǐng)日期1989年2月17日 優(yōu)先權(quán)日1988年4月15日
發(fā)明者約翰尼斯·扎尼卡, 岡特·米耶, 海茨·杜塞蘭 申請(qǐng)人:克魯普科普斯有限公司