[发明专利]一种利用烟气自循环降低NOX的燃烧方法

说明书

技术领域：本发明涉及一种降低NO_x的燃烧方法，尤其是一种利用烟气自循环降低NO_x的燃烧方法，适用于冶金、机械、化工、建材、环保等行业燃烧技术领域。

背景技术：目前，降低燃烧产物NO_x含量的方法主要有：在燃料中或燃烧过程中加入抑制NO_x生成的添加剂、改变燃烧器(或炉膛)的结构优化燃烧组织、对排出的烟气进行脱硝处理等等。

在轧钢加热炉(热处理炉)领域，广泛应用的燃烧技术是蓄热式燃烧技术。蓄热式燃烧技术，又称高温空气燃烧技术、“再生循环燃烧”技术，是20世纪90年代开始推广的一项新型的燃烧技术。它具有高效烟气余热回收、空气和煤气预热温度高达1000℃的优点。然而，实际生产中由于生产条件复杂多变，燃烧气氛与理想状态有较大差距，蓄热式加热炉的NO_x排放可达1000PPM。【GB28665-2012《轧钢工业大气污染物排放标准》规定：“热处理炉(含加热炉)氮氧化物排放标准限值为 300mg/m³。”】很多加热炉NO_x排放超出国家排放标准的要求。

燃烧设备在较宽幅的供热负荷范围内实现平稳的燃烧组织和保持较低的NO_x生成量十分困难，再加上煤气热值偏高或热值波动幅度较大的情况，消除蓄热燃烧高温区域和抑制NO_x生成变得更加困难。

为了使蓄热燃烧中产生的NO_x维持在较低的水平，人们在实践中采取了很多改进燃烧器和炉膛结构的方法，来改善炉膛内部的燃烧组织。但任何一种固定的烧嘴形式和炉膛内部结构的改变，都难以应对多变的生产工况和不稳定的煤气热值。

为了降低燃烧过程NO_x的产生，提高炉子的适应能力和节能效果，本发明从另一个角度来寻求降低NO_x生成的方法。

发明内容：针对上述现有技术的缺点，本发明提供了一种利用烟气自循环降低NO_x的燃烧方法，目的在于增强蓄热燃烧系统复杂条件下的适应性和燃烧组织的稳定性，降低蓄热燃烧产生的NO_x，同时消除蓄热系统换向盲区一次燃料的浪费，进一步提高系统节能效果和减少有害气体排放。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种利用烟气自循环降低NO_x的燃烧方法，是在双蓄热燃烧系统中增加空气侧和煤气侧烟气循环利用系统，或者在单蓄热燃烧系统中，单独增加空气侧烟气循环利用系统。风机抽取炉膛烟气，通过烟气循环管道，再回吹到对侧的蓄热烧嘴内稀释煤气和/或空气。

所述的空气侧烟气循环利用系统，通过控制对空气管道(或烧嘴) 中烟气的掺入量，实现对空气的定量稀释。在空气进入燃烧器(或炉膛) 燃烧之前形成贫氧气氛，抑制炉内高温区的形成，从而降低烟气中的NO_x含量。

所述的煤气侧烟气循环利用系统，通过控制对煤气管道(或烧嘴) 中烟气的掺入量，实现对煤气的定量稀释。以实现煤气热值范围和流量范围可控，提高炉内燃烧气氛的均匀性，抑制炉内高温区的形成，从而降低烟气中的NO_x含量。

双蓄热系统换向期间，当煤气阀板关断时，利用煤气侧烟气循环系统向换向阀与煤气燃烧器中间管道鼓入烟气，将管道内残留煤气全部吹入炉内。完成以上操作后，煤气侧烟气循环系统再进行切换。在这一过程中可以提高燃料利用率，同时降低蓄热系统有害气体的排放延长燃烧设备和蓄热体的使用寿命。

优选的，烟气循环管道上配有风机和/或计量装置。

优选的，抽取炉膛烟气的温度＞60℃。

优选的，所述的风机选用罗茨风机对风量进行定量控制。

优选的，所述的计量装置为烟气流量检测装置。

优选的，其中煤气稀释后的热值控制范围为100～3000kcal/Nm³。

优选的，其中空气稀释后的含氧量控制范围2～20％。

优选的，在烟气循环管道内安装有烟气成分分析装置。

优选的，本发明包含以下换向控制逻辑：

煤气侧烟气自循环系统控制逻辑：

设定煤气热值范围，根据煤气的实际热值计算需要混入的烟气比例，根据实际的煤气量设定需掺混的烟气比例。

如煤气热值处于正常范围，则煤气侧烟气自循环系统不进行稀释，风机和切断阀处于自动关闭状态。