[发明专利]一种焦炉立火道的燃烧装置及燃烧方法

说明书

本发明提供一种焦炉立火道的燃烧装置及燃烧方法，属于冶金技术领域。该装置在原有焦炉立火道的基础上，在立火道隔墙内部设置空腔，空腔下端与位于立火道的底部的弥散风供应管道相连，空腔横向连接多排均匀的喷口，喷口贯通至立火道内部。燃烧时，助燃空气一部分从立火道底部喷出与燃气混合燃烧，再与废气循环孔过来的烟气混合形成上升气流，另一部分从弥散风供应管道进入墙体空腔，沿墙体空腔进入多排均匀喷口，再从多排均匀喷口进入火道，与上升气流的混合气体混合燃烧，形成火幕状火焰的弥散燃烧形式。本发明能够改善立火道上下加热的均匀度，减少燃烧所产生的氮氧化物含量，相比于焦炉烟气后续的SCR脱硝，该方法更呈现出显著的经济性。

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别是指一种焦炉立火道的燃烧装置及燃烧方法。

背景技术

炼焦工业作为国民经济中的一个重要行业，为冶金化学、医学、农业，国防工业等其他行业提供了重要的原料及资源。

在炼焦的过程中，其工作原理是焦炉立火道内各立火道通过燃烧煤气发出热量，传给临近的炭化室，炭化室中的炉煤在隔绝空气条件下被加热到1000℃左右，并通过热分解和结焦产生焦炭、焦炉煤气和其他炼焦化学产品。现有的立火道空气燃气分段加热技术虽然降低了立火道上下温差，但在改善立火道温度均匀性的方向上仍有进步空间，且燃烧产生的废气中氮氧化物含量仍然很高，近几年，国家落实节能减排政策，对重点地区NO_x排放量要求在150mg/m³以下，所以，急需推出一套增强立火道温度均匀性且低NO_x的燃烧方法及燃烧设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种焦炉立火道的燃烧装置及燃烧方法，经蓄热室预热后的燃气及部分空气分别从立火道下方的燃气入口和空气入口送入立火道，先与循环废气混合，然后向上喷射燃烧，同时其余空气从弥散风供应管道供入墙体空腔，再从多排均匀的喷口喷出后与向上喷射的混合气体混合，以火幕的形式弥散燃烧，提高了立火道加热的温度均匀性。因混合燃烧过程中氧气浓度的降低，燃烧温度同时也降低，破坏了热力型NO_x的生成条件，降低了焦炉烟气中的氮氧化物含量。

该燃烧装置包括立火道隔墙、空气喷口一、墙体空腔、弥散风供应管道、废气循环孔、跨越孔、焦炉煤气喷口、高炉煤气喷口和空气喷口二，立火道隔墙处设有墙体空腔，墙体空腔水平方向连接多排均匀的空气喷口一，墙体空腔下端通过管道与弥散风供应管道联通。

其中，空气喷口一不少于3排，每排空气喷口一数量不少于2个。

空气喷口一口径在10mm-40mm之间，空气喷口一的截面为圆形、正方形、长方形或椭圆形，空气喷口一沿射流方向为渐扩型，空气喷口一之间水平间距在50mm-250mm之间，空气喷口一竖直间距在100-500mm之间，空气喷口一与水平方向夹角在15°-75°之间。

废气循环孔设置在高于立火道底部200mm处。

墙体空腔底部距立火道底部800-1200mm；空气喷口一距立火道底部最低1500mm，最高距立火道顶部500mm。

采用该燃烧装置的燃烧方法，具体为：燃烧时，燃气及部分空气分别从立火道底部的焦炉煤气喷口、高炉煤气喷口及空气喷口二喷出，与废气循环孔过来的废气进行混合部分燃烧，同时，剩余空气经预热后通过弥散风供应管道、墙体空腔，从多排均匀的空气喷口一喷出，与上升气流的混合气体混合实现空气弥散燃烧，燃烧产生的废气将热量经立火道墙，传入炭化室后经过跨越孔进入下降火道，再从双联火道另一侧的空气和燃气喷口处排出，换向后，燃烧过程与上述过程相反。

弥散风供应管道不仅可以通入空气，也可以通入燃气进行弥散燃烧。

立火道燃气包括高炉煤气、焦炉煤气、高焦混合煤气中的一种或多种。

从底部喷出和多排均匀喷口喷出的空气量，均可根据实际工况进行调节。