[实用新型]一种通过烟气循环降低NOx排放的装置

说明书

本实用新型公开了一种通过烟气循环降低NOx排放的装置，装置包括依次连接的炉膛底部燃烧器本体、排气连接管和对流排烟管，在所述对流排烟管的顶端设置排烟风机，并在所述对流排烟管与燃烧器本体的外部设置烟气循环组件以将对流排烟管中10％～30％的排烟送回到燃烧器本体中。采用本申请的方案，对于现有裂解炉的结构基础不发生改变，烟气外循环技术比通过SCR反应器脱硝可以节省80％的费用，而且运行成本低，不产生额外的催化剂更换成本，便于改造和实施。

技术领域

本实用新型涉及裂解炉技术，尤其涉及一种通过烟气循环降低NOx排放的装置。

背景技术

目前国内裂解炉普遍采用低NOx燃烧器配合底部燃烧器的蒸汽喷枪技术，通过降低蒸汽的喷射来达到降低底部燃烧器火焰中心的温度，然后抑制了热力型NOx的产生，从而实现裂解炉在烧焦、热备工况下NOx的达标排放。该燃烧技术方案将水蒸气与燃气半预混低氮氧燃烧和燃气分级低氮氧燃烧技术进行精心组织相互耦合，从而进一步降低NOx生成，但是这个方案的运行成本增加较多。

由于在分级燃烧中，一次燃气是直接与空气进行扩散燃烧，燃烧火焰温度达到理论燃烧温度，同时周围助燃风含有大量氧量，可以生成大量NOx。现有技术中尚未见到有采用烟气外循环技术实现在烧焦、热备工况下NOx的达标排放的相关报道。

在一些新建的乙烯装置有部分裂解炉采用SCR脱硝的方案，引入液氨与氮氧化物反应，降低最终NOx的排放，但是SCR催化剂的费用较高，催化剂的寿命一般在3年左右，采用烟气循环的技术可以节省80％的费用，而且对于已经投产的裂解炉，需要增加配套的液氨储存设施、喷嘴，并在已有的裂解炉对流段增加SCR催化剂床层模块，对裂解炉的基础也是一个挑战，成本增加。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种通过烟气循环降低NOx排放的装置，其能解决上述问题。

装置设计原理：在现有低NOx燃烧器基础上增加烟气外循环系统，将部分烟气通过引风机，与助燃风混合后进入燃烧器，从而降低助燃风氧量、增加火焰部分烟气量，最终降低火焰最高温度和降低参与NOx反应的氧气浓度。

技术方案：本实用新型的目的采用以下技术方案实现。

一种通过烟气循环降低NOx排放的装置，包括依次连接的燃烧器本体、排气连接管和对流排烟管，在所述对流排烟管的顶端设置排烟风机，并在所述对流排烟管与燃烧器本体的外部设置烟气循环组件以将对流排烟管中10％～30％的排烟送回到燃烧器本体中，且经烟气循环组件后低温烟气通过烟气分配通道送往燃烧器本体底部的多个燃烧器，直接或间接将低温烟气喷入到燃烧的火焰中心从而降低NOx生成量。

优选的，所述烟气循环组件包括依次连接的回烟管、循环风机、循环总管和烟气分管，所述回烟管的一端连接至对流排烟管的管体上靠近所述排烟风机处，所述回烟管的另一端连接至所述循环风机的进风口，所述循环总管的上游端连接至所述循环风机的出风口，所述循环总管的下游段设置在所述燃烧器本体的炉膛下部供风处，并在所述循环总管对准燃烧器本体供风处的管体上连接多根垂直向上开口设置的烟气分管。

优选的，所述排气连接管的管长L小于等于连接管管径d；所述排气连接管的连接管管径d小于对流排烟管的烟管管径d1，对流排烟管的烟管管径d1小于燃烧器本体的炉膛最大内径d2。

优选的，所述所述排气连接管的连接管管径d小于等于对流排烟管的烟管管径d1的一半。

优选的，所述回烟管的上游端连接至对流排烟管上的位置高度h与排气连接管的连接管管径d的关系为：h≥6d。

优选的，所述燃烧器本体为裂解炉。

优选的，烟气循环组件将对流排烟管中20％的排烟送回到燃烧器本体中。

优选的，所述排气连接管采用直管或弯管。