[发明专利]一种采用富氧燃烧的焦炉加热系统及方法

说明书

本发明涉及一种采用富氧燃烧的焦炉加热系统及方法，所述系统包括富煤气管路和/或贫煤气管路、富氧气体管路及废气回配管路；富煤气管路上设富煤气调节阀，贫煤气管路上设贫煤气调节阀，富氧气体管路上设氧气调节阀、回配废气入口、氧气浓度分析仪及富氧风机，回配废气入口通过废气回配管路连接自蓄热室引出的废气管路，废气回配管路上设回配废气调节阀及回配废气风机。本发明能够提高炉内辐射传热效率、减少废气量、降低焦炉炼焦能耗、缩短结焦时间、节省优质煤气资源、减少燃烧过程中氮氧化物生成。

技术领域

本发明涉及节能环保技术领域，尤其涉及一种采用富氧燃烧的焦炉加热系统及方法。

背景技术

现有焦炉的加热系统，煤气采用焦炉煤气或高炉煤气，助燃气体均采用空气，空气与煤气在燃烧室掺混燃烧。为保证燃烧完全，操作过程中空气过剩系数通常在1.2以上，由于空气中约78％都是不可燃烧的氮气，使得燃烧后废气中氮气含量均在75％以上甚至更高。虽然燃烧废气经蓄热室换热降温到300℃后排出，但仍然带走了大量的热量；同时氮气作为非极性双原子分子，不具有辐射能力，降低了燃烧室内的辐射强度，降低了炉内辐射传热效率。因此，助燃气体中大量氮气的存在，造成了焦炉加热过程中热量的损失与浪费。

由于空气含氧量的限制，为了保证焦炉燃烧室内燃烧稳定，现有焦炉大多采用焦炉煤气或者高炉煤气掺混焦炉煤气等高品质的煤气进行加热，而无法使用发生炉煤气、驰放气等低品质煤气。除此之外，现有焦炉加热方式中，空气与煤气进入燃烧室的流速基本相当，空气与煤气掺混燃烧后的高温区集中，燃烧温度高，导致高温区生成了大量的氮氧化物。

综上，现有的焦炉加热系统在节能减排方面仍有较大的优化空间。

发明内容

本发明提供了一种采用富氧燃烧的焦炉加热系统及方法，能够提高炉内辐射传热效率、减少废气量、降低焦炉炼焦能耗、缩短结焦时间、节省优质煤气资源、减少燃烧过程中氮氧化物生成。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种采用富氧燃烧的焦炉加热系统，包括富煤气管路和/或贫煤气管路、富氧气体管路及废气回配管路；所述富煤气管路的一端连接燃烧室，另一端连接富煤气管网，富煤气管路上设富煤气调节阀；所述贫煤气管路的一端连接蓄热室，另一端连接贫煤气管网，贫煤气管路上设贫煤气调节阀；所述富氧气体管路的一端连接蓄热室，另一端连接氧气管网，富氧气体管路上沿气体流动方向依次设氧气调节阀、回配废气入口、氧气浓度分析仪及富氧风机，回配废气入口通过废气回配管路连接自蓄热室引出的废气管路，废气回配管路上沿废气流动方向依次设回配废气调节阀及回配废气风机。

一种采用富氧燃烧的焦炉加热方法，包括：

1)来自氧气管网的氧气与回配的燃烧废气掺混后进入富氧气体管路，通过富氧风机鼓入蓄热室进行预热后进入燃烧室，通过氧气浓度分析仪监测富氧气体中的氧气含量，根据监测值联锁控制氧气调节阀调节进入富氧气体管路的氧气量；

2)来自富煤气管网的富煤气经过富煤气管路进入燃烧室，通过富煤气调节阀调节进入燃烧室的富煤气量；仅采用贫煤气加热时该步骤省略；

3)来自贫煤气管网的贫煤气经过贫煤气管路进入蓄热室，经过预热后进入燃烧室，通过贫煤气调节阀调节进入燃烧室的贫煤气量；仅采用富煤气加热时该步骤省略；

4)控制进入燃烧室的富氧气体流速大于进入燃烧室的富煤气和/或贫煤气流速；

5)从燃烧室出来的燃烧废气经过蓄热室冷却后，一部分通过回配废气风机鼓入富氧气体管路与氧气汇合形成富氧气体，另一部分通过净化处理后由烟囱排出，通过回配废气调节阀调节进入富氧气体管路的回配燃烧废气流量。

所述富氧气体的氧气含量为21％～80％。

进入燃烧室的富氧气体流速是进入燃烧室的富煤气和/或贫煤气流速的1.5倍～2.5倍。