[发明专利]一种加热炉超低NOx排放系统及方法

说明书

本发明属于冶金工业炉窑领域，涉及一种加热炉超低NOx排放系统及方法。由加热炉、烧嘴、氮气管路、空气管路、燃气管路、烟气NOx检测装置、控制系统组成，氮气切断阀和调节阀受NOx检测值连锁控制，控制系统根据NOx检测值，控制氮气管路的开闭和氮气流量，当NOx超过排放标准时，间歇往上调节氮气流量，当NOx低于排放标准且高于0.9倍排放标准时，氮气流量维持不变，当NOx低于0.9倍排放标准时，间歇往下调节氮气流量。本发明能够有效应对现有加热炉NOx间歇性超标的问题，该系统和方法简单、高效，生产过程中使用少量的氮气，一次投资成本和运行成本低，且能够用于现有系统的升级改造，无二次污染，灵活有效地降低加热炉NOx排放，具有较好的经济和社会效益。

技术领域

本发明属于冶金工业炉窑领域，涉及一种加热炉超低NOx排放系统及方法。

背景技术

冶金加热炉是钢铁生产过程中的常用设备之一，近年来随着环保问题的日益突出，对加热炉NOx的排放要求越来越严格，目前冶金加热炉大多采用了超低NOx烧嘴，在生产节奏平稳时NOx基本能够满足排放要求，但冶金加热炉生产过程工况复杂多变，生产节奏、加热工艺、钢种等随着生产过程不断发生变化，造成加热炉内燃烧过程发生变化，从而导致NOx间歇性超标，目前常用的方法是操作工不断地进行人工干预，这不仅增加了工作量，控制NOx排放的效果也不是很好，企业的生产也因此受到影响，如果增加脱销设备，由于加热炉一般是间歇性短期超标，脱硝设备的应用效率不高，增加了生产成本和工艺系统的复杂性，因此需要一种能够应对加热炉间歇性氮氧化物超标的简单有效的系统和方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种加热炉超低NOx排放系统及方法，能够对加热炉的氮氧化物进行自动有效控制。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种加热炉超低NOx排放系统，包括加热炉，设置在加热炉内的烧嘴，以及与烧嘴相连通的燃气管路、空气管路，所述空气管路上连接有氮气管路；所述加热炉内设有NOx检测装置，所述NOx检测装置通过控制系统连接至氮气管路，所述控制系统根据NOx检测值，控制氮气管路的开闭和氮气流量。

可选的，所述氮气管路上设有切断阀、调节阀和氮气流量检测装置，所述切断阀及调节阀受NOx检测值连锁控制。

可选的，所述空气管路上设置有空气流量检测装置和压力检测装置，沿气体流动方向，氮气管路与空气管路的连通点位于空气流量检测装置之后，压力检测装置位于空气管路与氮气管路的连通点之后。

一种加热炉超低NOx排放方法，在加热炉内设置NOx检测装置与其电性连接的控制系统，所述控制系统根据NOx检测值，控制向加热炉内通入氮气的流量。

可选的，设定NOx排放标准，当NOx超过排放标准时，间歇调高通入加热炉的氮气流量，当NOx低于排放标准且高于0.9倍排放标准时，氮气流量维持不变，当NOx低于0.9倍排放标准时，间歇调低通入加热炉的氮气流量。

可选的，当NOx检测值超过排放标准时，控制系统计算所需氮气流量，氮气流量V1＝空气流量V2*21％/a％-空气流量*79％，a％为助燃氧气浓度。

可选的，所需助燃氧气浓度a％的确定方法为：当NOx超过排放标准时，助燃氧气浓度从当前值依次间歇往下调节；当NOx低于排放标准且高于0.9倍排放标准时，助燃氧气浓度a％维持不变；当NOx低于0.9倍排放标准时，助燃氧气浓度从当前值依次间歇往上调节；助燃氧气浓度设置调节下限和调节上限，下限值由加热炉所需的燃烧温度决定，上限值为21％。

可选的，助燃氧气浓度a％的调节为间歇调节，间歇调节的时间间隔T＝T1+T2，T1为烟气从烧嘴出口流到NOx检测装置所需要的时间，T2为NOx检测装置取样检测和输出结果的时间，所述氮气流量根据助燃氧气浓度a％进行间歇调节。

可选的，助燃氧气浓度a％每次间歇调节的幅度为Δa，Δa的范围为0.1％～2％。