[发明专利]一种高炉热风炉低氮燃烧工艺

说明书

本发明涉及一种高炉热风炉低氮燃烧工艺，利用空气分级燃烧原理，将高炉热风炉内的燃烧阶段分为一次燃烧阶段和二次燃烧阶段；其中一次燃烧阶段是将少于燃料充分燃烧所需理论空气量的助燃空气送入高炉加热炉内，使燃料在缺氧条件下燃烧；二次燃烧阶段是将多于剩余燃料充分燃烧所需理论空气量的助燃空气以二次风的形式送入高炉加热炉内，使剩余燃料在空气过剩条件下充分燃尽；本发明能够有效减少高炉热风炉NOx排放量，使NOx的排放量减少20％～40％，从而满足超低排放标准的要求。

技术领域

本发明涉及高炉热风炉超低排放技术领域，尤其涉及一种高炉热风炉低氮燃烧工艺。

背景技术

随着我国对环保排放的标准要求越来越严苛，企业不断加大治理污染的力度。在高炉生产中，高炉热风炉烟气中带有粉尘颗粒物、SO₂、NOx等有害物质，容易对环境造成污染。按照我国超低排放标准，高炉热风炉烟气中有害物质的排放量即颗粒物、SO₂、NOx的排放指标分别为10mg/m³、50mg/m³、200mg/m³以下。在这些有害物质中，NOx主要由热风炉内燃烧的高温热空气生成，因此降低高炉热风炉燃烧产物中的NOx日益受到了钢铁企业及钢铁科研单位的重视。

发明内容

本发明提供了一种高炉热风炉低氮燃烧工艺，利用空气分级燃烧原理对现有燃烧工艺及系统进行改进，能够有效减少高炉热风炉NOx排放量，使NOx的排放量减少20％～40％，从而满足超低排放标准的要求。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种高炉热风炉低氮燃烧工艺，包括：

在高炉热风炉外的助燃空气入口管道与热风出口管道之间设二次助燃空气管道；二次助燃空气管道对应端延伸至热风出口管道内并设二次助燃空气喷射器，喷射方向朝向高炉热风炉内侧；二次助燃空气管道上沿助燃空气流动方向依次设置压力变送器、流量计及二次助燃空气调节阀；压力变送器、流量计及二次助燃空气调节阀通过控制系统联锁控制；

利用空气分级燃烧原理，将高炉热风炉内的燃烧阶段分为一次燃烧阶段和二次燃烧阶段；其中：

一次燃烧阶段是将少于燃料充分燃烧所需理论空气量的助燃空气送入高炉加热炉内，使燃料在缺氧条件下燃烧，使火焰的燃烧速度和温度得以降低，燃烧产物主要是CO，同时燃料中的氮被分解为HN、HCN、CN、NH₃、NH₂及其它含氮基团，这些含氮基团相互作用后还原NOx，从而抑制燃料型NOx产生；

二次燃烧阶段是将多于剩余燃料充分燃烧所需理论空气量的助燃空气以二次风的形式送入高炉加热炉内，使剩余燃料在空气过剩条件下充分燃尽；

通过将燃烧所需的空气分级送入高炉热风炉炉膛内，降低了主燃烧区的氧气浓度，火焰的燃烧速度和温度得以降低，从而降低了主燃烧区的NOx生成量。

所述高炉热风炉内的燃烧器为低氮型陶瓷燃烧器。

所述高炉热风炉为高炉内燃式热风炉、高炉外燃式热风炉或高炉顶燃式热风炉。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)改进部分结构简单，操作维护方便，一次性投资很少，占地面积很小；

2)具有较好的环境效益和社会效益，有利于改善大气环境，有效减少NOx的排放量；

3)可以与其他燃烧后脱硫脱硝装置共同实施，即使应对更为严苛的排放标准仍能达标；

4)适用于高炉内燃式热风炉、高炉外燃式热风炉以及高炉顶燃式热风炉，即现阶段高炉热风炉的所有类型。

5)为高炉热风炉实现超低NOx烟气排放提供了一种可行性技术。