[发明专利]氨燃料热轧加热炉燃烧方法

说明书

本发明涉及一种氨燃料热轧加热炉燃烧方法，属于节能减排领域。液氨储罐连至液氨气化分配装置，液氨气化分配装置出口分四路分别连至氨燃料烧嘴、SNCR脱硝装置、氨裂解装置、SCR脱硝装置。助燃风机连至氨燃料烧嘴。炉体上装有氨燃料烧嘴，炉体靠近末端装有SNCR脱硝装置。炉体末端沿烟气流动方向通过烟道依次连接氨裂解装置、液氨气化分配装置、SCR脱硝装置、残氨捕集装置。本发明可以实现热轧加热炉全工况下氨燃料安全稳定燃烧以及超低氮氧化物排放，且燃烧系统最终排放物为氮气，在满足热轧加热炉的加热工艺需要的同时实现加热炉零碳排放。

技术领域

本发明属于节能减排领域，涉及一种氨燃料热轧加热炉燃烧方法。

背景技术

在双碳背景下，对于钢铁冶金行业，冶炼工艺的革命即将来临。现有热轧加热炉主要使用钢厂生产流程中产生的含碳燃料，未来无论是短流程电弧炉技术还是氢冶金技术，必然导致热轧加热炉燃料发生改变。寻找一种“无碳燃料”替代热轧加热炉原有燃料迫在眉睫。

氨燃烧产物为氮气和水，能够实现零碳排放。相比于现阶段氢制备、运输、储存的高成本，氨的制备、输运、储存成本低廉，在工业其他领域应用经验丰富，具备在热轧加热炉上大规模应用的潜质。但是：氨作为燃料，火焰传播速度低，着火范围窄，在较低温度下会发生不稳定燃烧现象，存在安全隐患；同时氨含有氮元素，作为含氮燃料，其燃烧会产生大量氮氧化物，不满足政府污染物排放标准。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种氨燃料热轧加热炉燃烧方法

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种氨燃料热轧加热炉燃烧方法，提供一种氨燃料热轧加热炉燃烧系统，包括液氨储罐、助燃风机、液氨气化分配装置、氨裂解装置、炉体、氨燃料烧嘴、SNCR脱硝装置、SCR脱硝装置、残氨捕集装置、冷凝水收集装置、氮气收集装置；

液氨储罐连至液氨气化分配装置，液氨气化分配装置出口分四路，三路分别连至SNCR脱硝装置、氨裂解装置、SCR脱硝装置，一路连至氨燃料烧嘴形成氨燃料通道；

助燃风机连至氨燃料烧嘴，形成助燃气体通道；

氨燃料烧嘴安装在炉体上，SNCR脱硝装置装配在炉体末端；炉体末端沿烟气流动方向通过烟道依次连接氨裂解装置或氨裂解装置的短路旁通管路，然后流经液氨气化分配装置、SCR脱硝装置、残氨捕集装置，残氨捕集装置后连接冷凝水收集装置和氮气收集装置，形成烟气通道；

液氨储存在液氨储罐中，流经液氨气化分配装置，吸收加热炉烟气余热或电热，转化为氨气；气化后氨气分为4股，第一股流量占比为a接入氨燃料烧嘴的氨燃料入口，第二股流量占比为b接入SNCR脱硝装置，第三股流量占比为c流经氨裂解装置吸收烟气余热或电热在催化剂作用下转化为氢气和少量氮气后接入氨燃料烧嘴的氢燃料入口，第四股流量占比为d接入SCR脱硝装置；四股氨气的流量根据燃烧控制策略通过阀门控制调节。

可选的，所述燃烧控制策略为：

1)在炉温低于x℃时，液氨气化分配装置流出4股氨气占比满足关系，a+b+c+d＝100％，b＝0％，c＝15％～30％，d＝0.1～0.35％；氨裂解装置吸收电热，将氨气转化为氢气、氮气混合气体，稳定燃烧；d值根据烟气氮氧化物含量调整；

2)在炉温范围x℃～y℃时，液氨气化分配装置流出4股氨气占比满足关系，a+b+c+d＝100％，b＝0％，c＝0％，d＝0.1％～0.35％；d值根据烟气氮氧化物含量调整；

3)在炉温范围y℃～z℃时，液氨气化分配装置流出4股氨气占比满足关系，a+b+c+d＝100％，b＝0.1～0.35％，c＝0％～99.9％，d＝0％；b值根据烟气氮氧化物含量调整；氨裂解装置吸收烟气余热或电热，将氨气转化为氢气、氮气混合气体，c值越大，系统排烟温度越低，更节省氨燃料，根据氨裂解装置使用催化剂的成本与液氨的成本比较确定最优c值；