[发明专利]一种高炉及加热炉无氮燃烧工艺及其使用方法

说明书

本发明涉及高炉及加热炉无氮燃烧工艺及其使用方法，包括高炉，除尘净化装置，压缩机，CO₂脱除装置，CO₂储罐，蓄热式加热炉、煤气蓄热室、助燃风蓄热室、煤气侧换向阀、助燃风侧换向阀、煤气侧引风机、助燃风侧引风机、氧烟混合器、鼓风机、第一助燃风侧排烟蝶阀、第二助燃风侧排烟蝶阀、第一煤气侧排烟蝶阀、第二煤气侧排烟蝶阀、煤气侧烟囱、助燃风侧烟囱、CO₂回收提纯装置、煤粉喷口、第一氧气喷口、第二氧气喷口、第一高炉煤气喷口、第二高炉煤气喷口、混氧枪、加料口、高炉煤气出口。其具有工艺设计合理、操作使用方便、维护成本低、自动化智能化程度高等优点，能够有效解决高炉及加热炉运行过程中高能耗及CO₂和NOx排放的问题。

技术领域

本发明涉及钢铁冶炼领域，尤其涉及一种高炉及加热炉无氮燃烧工艺及其使用方法。

背景技术

钢铁冶金是基于碳的高温冶金过程，因此，钢铁工业每年产生大量的温室气体CO₂以及多种大气污染物。高炉冶炼产生大量的低热值高炉煤气，以高炉煤气为主要燃料的蓄热式燃烧技术因为十分明显的节能降耗优势以及减少污染物排放的环保优势，而被迅猛地推广到全国的钢坯加热炉上。

蓄热式燃烧技术是利用成对布置的蓄热体吸收烟气中的余热，并传递给助燃空气或低热值煤气，可以将助燃空气或低热值煤气预热到1000℃以上，炉膛燃烧温度维持在1200~1300℃，蓄热室将排烟温度降低到150℃以下。目前，蓄热式轧钢加热炉NOx排放浓度在150mg/m³左右，进一步脱除NOx，实现蓄热式加热炉的超低氮排放，还没有一个有效的方法。烟气回流技术会降低炉膛燃烧温度，影响钢坯的加热效果； SCR烟气脱硝技术中催化剂活性温度范围为280~420℃，如果在蓄热室内寻找合适的温度区间放置催化剂，喷入氨水脱硝，换向后残存的氨水会被预热气体带入炉膛重新生成NOx。因此需要寻求一种从根源上控制NOx的工艺方法。

本发明主要针对高炉及蓄热式加热炉碳减排及NOx有效控制等问题提出新的工艺路线。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高炉及加热炉无氮燃烧工艺，通过向高炉内通入氧气和循环高炉煤气（脱除CO₂）代替热风，创造高炉无氮炼铁环境，产生的高炉煤气不含氮气，将高炉煤气送入蓄热式加热炉，通过烟气循环富氧无氮燃烧，使加热炉排放的烟气量减少，并且无NOx产生，从而实现高炉及加热炉联合运行的低碳无氮排放。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：

一种高炉及加热炉无氮燃烧工艺，包括：高炉，除尘净化装置，压缩机，CO₂脱除装置，CO₂储罐，蓄热式加热炉、煤气蓄热室、助燃风蓄热室、煤气侧换向阀、助燃风侧换向阀、煤气侧引风机、助燃风侧引风机、氧烟混合器、鼓风机、第一助燃风侧排烟蝶阀、第二助燃风侧排烟蝶阀、第一煤气侧排烟蝶阀、第二煤气侧排烟蝶阀、煤气侧烟囱、助燃风侧烟囱、CO₂回收提纯装置、煤粉喷口、第一氧气喷口、第二氧气喷口、第一高炉煤气喷口、第二高炉煤气喷口、混氧枪、加料口、高炉煤气出口。

优选的，所述高炉在炉缸上设有煤粉喷口、第一氧气喷口和第一高炉煤气喷口；炉身设有第二氧气喷口和第二高炉煤气喷口。