前端治理的低NO_X排放濃度的節(jié)能環(huán)保型煉焦工藝方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種前端治理的低NOX排放濃度的節(jié)能環(huán)保型煉焦工藝方法，其特征在于：所述的方法按照以下步驟進(jìn)行：首先將經(jīng)過凈化后的焦?fàn)t煤氣輸入煤氣儲(chǔ)柜，然后利用壓縮機(jī)將煤氣儲(chǔ)柜中的焦?fàn)t煤氣輸入氣體分離膜裝置或PSA變壓吸附回收裝置中，上述裝置將焦?fàn)t煤氣中的氫氣分離出來，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣的脫氫，脫氫后的焦?fàn)t煤氣的熱值升高，將這部分焦?fàn)t煤氣與焦?fàn)t煙道的廢氣在混合器中混合形成混合煤氣，將混合煤氣輸入換熱器進(jìn)行換熱，經(jīng)換熱器后的混合煤氣輸入焦?fàn)t中進(jìn)行燃燒，在焦?fàn)t工作的過程中，將一部分焦?fàn)t煙道中的廢氣重新引回到焦?fàn)t的燃燒室中，以控制焦?fàn)t燃燒室中的氧氣含量。
【專利說明】
前端治理的低NOx排放濃度的節(jié)能環(huán)保型煉焦工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及煉焦領(lǐng)域，特別是一種前端治理的低NOx排放濃度的節(jié)能環(huán)保型煉焦工藝方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著焦?fàn)t大型化的發(fā)展和環(huán)保法規(guī)的日趨嚴(yán)格、焦?fàn)t加熱系統(tǒng)的復(fù)雜程度越來越高，同時(shí)焦?fàn)t燃燒系統(tǒng)的可調(diào)性也越來越差，使得燃燒系統(tǒng)的氣流分布均勻性更加難以控制，導(dǎo)致焦?fàn)t立火道的火焰溫度越來越高，而且其溫度分布不均勻。由于焦?fàn)t立火道的火焰溫度可達(dá)2000K以上，而燃燒理論證明，當(dāng)火焰溫度超過1500K時(shí)，會(huì)有大量的氧化氮產(chǎn)物生成(NOx)，導(dǎo)致常規(guī)焦?fàn)t燃燒廢氣中NOx的濃度遠(yuǎn)超過環(huán)保法規(guī)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn);而NOx是酸雨和霧霾的形成因素之一，對農(nóng)業(yè)和人類健康危害巨大，嚴(yán)重影響環(huán)境質(zhì)量。
[0003]NOx生成的反應(yīng)機(jī)理主要有三種:1、熱力型；2、快速反應(yīng)型；3、燃料型。其中熱力型和快速反應(yīng)型是焦?fàn)t燃燒廢氣中NOx形成的主要原因，其主要影響因素為火焰溫度;燃料型NOx的生成機(jī)理為煤氣中含有的NH3和HCN等含氮化合物氧化形成。
[0004]煉焦生產(chǎn)的加熱介質(zhì)主要為富煤氣(焦?fàn)t煤氣)和貧煤氣(高爐煤氣、發(fā)生爐煤氣和混合煤氣)，其中焦?fàn)t煤氣的氫氣含量約為55%左右。由于氫氣的燃燒速度快、火焰短，會(huì)造成焦?fàn)t煤氣的集中燃燒，易形成高溫區(qū)，而在高溫區(qū)附近就會(huì)產(chǎn)生大量的氧化氮產(chǎn)物;另外氫氣也是化工生產(chǎn)的高附加值原料;貧煤氣的熱值低，理論燃燒溫度低，但因燃燒系統(tǒng)氣體分配的不均勻，局部位置也易形成高溫區(qū)。
[0005]為降低常規(guī)焦?fàn)t燃燒廢氣中NOx的排放濃度，大量的脫硝技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，其中以SCR和SNCR為主要代表，其已成功應(yīng)用到電廠煙氣脫硝、焦?fàn)t燃燒廢氣脫硝、燒結(jié)煙氣脫硝等工業(yè)領(lǐng)域。SCR和SNCR為后端治理的環(huán)保技術(shù)和措施，其主要目的是對已生成的NOx進(jìn)行回收并分解為無害氣體排放大氣。其缺點(diǎn)如下:1、基礎(chǔ)建設(shè)投資大;2、生產(chǎn)運(yùn)營成本高；3、無經(jīng)濟(jì)效益。上述原因增加了企業(yè)的生產(chǎn)運(yùn)營成本，嚴(yán)重的制約了企業(yè)脫硝的積極性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述不足，提出一種能夠從根源上防止焦?fàn)t工作過程中出現(xiàn)高溫區(qū)，進(jìn)而防止產(chǎn)生氧化氮產(chǎn)物的前端治理的低NOx排放濃度的節(jié)能環(huán)保型煉焦工藝方法。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種前端治理的低NOx排放濃度的節(jié)能環(huán)保型煉焦工藝方法，其特征在于:所述的方法按照以下步驟進(jìn)行:
首先將經(jīng)過凈化后的焦?fàn)t煤氣輸入煤氣儲(chǔ)柜，然后利用壓縮機(jī)將煤氣儲(chǔ)柜中的焦?fàn)t煤氣輸入氣體分離膜裝置或PSA變壓吸附回收裝置中，上述裝置將焦?fàn)t煤氣中的氫氣分離出來，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣的脫氫，脫氫后的焦?fàn)t煤氣的熱值升高，將這部分焦?fàn)t煤氣與焦?fàn)t煙道的廢氣在混合器中混合形成混合煤氣，將混合煤氣輸入換熱器進(jìn)行換熱，經(jīng)換熱器后的混合煤氣輸入焦?fàn)t中進(jìn)行燃燒，在焦?fàn)t工作的過程中，將一部分焦?fàn)t煙道中的廢氣重新引回到焦?fàn)t的燃燒室中，以控制焦?fàn)t燃燒室中的氧氣含量。
[0008]一種前端治理的低NOx排放濃度的節(jié)能環(huán)保型煉焦工藝方法，其特征在于:首先將經(jīng)過凈化后的焦?fàn)t煤氣輸入煤氣儲(chǔ)柜，然后利用壓縮機(jī)將焦?fàn)t煤氣升壓至0.3-50MPa后，輸入氣體分離膜裝置或PSA變壓吸附回收裝置中，上述裝置將焦?fàn)t煤氣中所含有氫氣的體積總量的40-99%分離出來，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣的脫氫，脫氫后的焦?fàn)t煤氣的熱值升高，將這部分焦?fàn)t煤氣與焦?fàn)t煙道的廢氣在混合器中按照煤氣:廢氣=1.5-8:1的體積比混合，形成混合煤氣，將混合煤氣輸入換熱器進(jìn)行換熱，換熱器回收混合煤氣中的30-70%的顯熱，經(jīng)換熱器后的混合煤氣輸入焦?fàn)t中進(jìn)行燃燒，在焦?fàn)t工作的過程中，將一部分焦?fàn)t煙道中的廢氣重新引回到焦?fàn)t的燃燒室中，且廢氣與助燃空氣之間的體積比為廢氣:助燃空氣=0.05-0.5:1，以控制焦?fàn)t燃燒室中的氧氣含量。
[0009]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn):
本種煉焦工藝方法，通過脫氫的步驟調(diào)節(jié)焦?fàn)t的煤氣組分，同時(shí)通過廢氣與助燃空氣混合的方式控制焦?fàn)t立火道內(nèi)的氧氣含量，利用上述方法控制立火道內(nèi)的火焰溫度，以達(dá)到減少NOx生成的目的;經(jīng)分離出的氫氣作為高附件值產(chǎn)品，可以為煉焦企業(yè)帶來額外的收益；而且經(jīng)脫氫處理后的煤氣，其熱值會(huì)顯著提升，這種煤氣與焦?fàn)t的高溫廢氣混合后，經(jīng)過換熱器將其內(nèi)的顯熱回收，能夠達(dá)到有效節(jié)約能源的目的；同時(shí)還會(huì)有一部分高溫廢氣直接回到焦?fàn)t中，通過控制廢氣與助燃空氣的比例來達(dá)到較低焦?fàn)t立火道內(nèi)火焰溫度、拉長火焰、改善高向加熱的目的，從而在源頭上減少Nox的生成。綜上所述，本種方法即可以生產(chǎn)出高附加值的氫氣產(chǎn)品，又能夠回收部分焦?fàn)t煙道廢氣顯熱，同時(shí)還能夠降低廢氣中Nox產(chǎn)物的濃度，并且這種工藝方法僅需要在現(xiàn)有設(shè)備的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)即可實(shí)現(xiàn)，因此其基礎(chǔ)建設(shè)投資少;在運(yùn)行過程中無需催化劑和液氨的消耗，其生產(chǎn)運(yùn)營、維護(hù)的成本也較低；因此可以說它具備了多種優(yōu)點(diǎn)，特別適合于在本領(lǐng)域中推廣應(yīng)用，其市場前景十分廣闊。
【附圖說明】
[0010]圖1為本發(fā)明實(shí)施例的工藝流程圖。
[0011]1.煤氣儲(chǔ)柜，2.壓縮機(jī)，3.氣體分離膜裝置，4.混合器，5.壓縮機(jī)，6.換熱器，7.焦?fàn)t，8.總煙道。
【具體實(shí)施方式】
[0012]下面將結(jié)合【附圖說明】本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。如圖1所示:一種前端治理的低NOx排放濃度的節(jié)能環(huán)保型煉焦工藝方法，按照以下步驟進(jìn)行:
首先將經(jīng)過凈化后的焦?fàn)t煤氣輸入煤氣儲(chǔ)柜，然后利用壓縮機(jī)將煤氣儲(chǔ)柜中的焦?fàn)t煤氣引出，將其輸入氣體分離膜裝置或PSA變壓吸附回收裝置中，上述這兩種裝置均能夠?qū)⒔範(fàn)t煤氣中的氫氣分離出來，以實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣的脫氫，脫氫后的焦?fàn)t煤氣的熱值升高，將這部分高熱值的焦?fàn)t煤氣與焦?fàn)t煙道的廢氣在混合器中混合形成混合煤氣，然后將混合煤氣輸入到換熱器進(jìn)行換熱，經(jīng)換熱器后的混合煤氣輸入焦?fàn)t中進(jìn)行燃燒，在焦?fàn)t工作的過程中，將一部分焦?fàn)t煙道中的廢氣重新引回到焦?fàn)t的燃燒室中，以控制焦?fàn)t燃燒室中的氧氣含量。
[0013]具體實(shí)施例:首先將經(jīng)過凈化后的焦?fàn)t煤氣輸入煤氣儲(chǔ)柜，然后利用壓縮機(jī)將煤氣儲(chǔ)柜中的焦?fàn)t煤氣引出并輸入氣體分離膜裝置或PSA變壓吸附回收裝置中，在壓縮機(jī)的作用下，焦?fàn)t煤氣的壓力升至0.3-50MPa，上述裝置將焦?fàn)t煤氣中所含有氫氣的體積總量的40-99%分離出來(如焦?fàn)t煤氣中含有50%體積比的氫氣，則將這部分氫氣體積比的40-99%分離出來)，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣的脫氫，脫氫后的焦?fàn)t煤氣的熱值會(huì)升高，將這部分焦?fàn)t煤氣與焦?fàn)t煙道的高溫廢氣在混合器中進(jìn)行混合，形成溫度較高的混合煤氣，混合比為煤氣:廢氣=1.5-8:1(體積比)；將高溫的混合煤氣輸入換熱器進(jìn)行換熱，換熱器中的循環(huán)介質(zhì)回收混合煤氣中的30-70%的顯熱，經(jīng)換熱器降溫后的混合煤氣輸入焦?fàn)t中進(jìn)行燃燒，在焦?fàn)t工作的過程中，將一部分焦?fàn)t煙道中的廢氣重新引回到焦?fàn)t的燃燒室中，在焦?fàn)t工作時(shí)需要不停地向焦?fàn)t的燃燒室中補(bǔ)入新鮮的助燃空氣，控制上述廢氣與助燃空氣之間的體積比為廢氣:助燃空氣=0.05-0.5:1，達(dá)到控制焦?fàn)t燃燒室中的氧氣含量的目的。
[0014]舉例說明:首先將經(jīng)過凈化后的焦?fàn)t煤氣輸入煤氣儲(chǔ)柜，然后利用壓縮機(jī)將煤氣儲(chǔ)柜中的焦?fàn)t煤氣引出并輸入氣體分離膜裝置或PSA變壓吸附回收裝置中，在壓縮機(jī)的作用下，焦?fàn)t煤氣的壓力升至1.5MPa，上述裝置將焦?fàn)t煤氣中所含有氫氣的體積總量的88%分離出來(如焦?fàn)t煤氣中含有50%體積比的氫氣，則將這部分氫氣體積比的88%分離出來)，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣的脫氫，脫氫后的焦?fàn)t煤氣的熱值會(huì)升高，將這部分焦?fàn)t煤氣與焦?fàn)t煙道的高溫廢氣在混合器中進(jìn)行混合，形成溫度較高的混合煤氣，混合比為煤氣:廢氣=3-4:1(體積比)；將高溫的混合煤氣輸入換熱器進(jìn)行換熱，換熱器中的循環(huán)介質(zhì)回收混合煤氣中的30-70%的顯熱，經(jīng)換熱器降溫后的混合煤氣輸入焦?fàn)t中進(jìn)行燃燒，在焦?fàn)t工作的過程中，將一部分焦?fàn)t煙道中的廢氣重新引回到焦?fàn)t的燃燒室中，在焦?fàn)t工作時(shí)需要不停地向焦?fàn)t的燃燒室中補(bǔ)入新鮮的助燃空氣，控制上述廢氣與助燃空氣之間的體積比為廢氣:助燃空氣=0.1:1，達(dá)到控制焦?fàn)t燃燒室中的氧氣含量的目的。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種前端治理的低NOx排放濃度的節(jié)能環(huán)保型煉焦工藝方法，其特征在于:所述的方法按照以下步驟進(jìn)行: 首先將經(jīng)過凈化后的焦?fàn)t煤氣輸入煤氣儲(chǔ)柜，然后利用壓縮機(jī)將煤氣儲(chǔ)柜中的焦?fàn)t煤氣輸入氣體分離膜裝置或PSA變壓吸附回收裝置中，上述裝置將焦?fàn)t煤氣中的氫氣分離出來，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣的脫氫，脫氫后的焦?fàn)t煤氣的熱值升高，將這部分焦?fàn)t煤氣與焦?fàn)t煙道的廢氣在混合器中混合形成混合煤氣，將混合煤氣輸入換熱器進(jìn)行換熱，經(jīng)換熱器后的混合煤氣輸入焦?fàn)t中進(jìn)行燃燒，在焦?fàn)t工作的過程中，將一部分焦?fàn)t煙道中的廢氣重新引回到焦?fàn)t的燃燒室中，以控制焦?fàn)t燃燒室中的氧氣含量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種前端治理的低NOx排放濃度的節(jié)能環(huán)保型煉焦工藝方法，其特征在于:首先將經(jīng)過凈化后的焦?fàn)t煤氣輸入煤氣儲(chǔ)柜，然后利用壓縮機(jī)將焦?fàn)t煤氣升壓至0.3-50MPa后，輸入氣體分離膜裝置或PSA變壓吸附回收裝置中，上述裝置將焦?fàn)t煤氣中所含有氫氣的體積總量的40-99%分離出來，實(shí)現(xiàn)焦?fàn)t煤氣的脫氫，脫氫后的焦?fàn)t煤氣的熱值升高，將這部分焦?fàn)t煤氣與焦?fàn)t煙道的廢氣在混合器中按照煤氣:廢氣=1.5-8:1的體積比混合，形成混合煤氣，將混合煤氣輸入換熱器進(jìn)行換熱，換熱器回收混合煤氣中的30-70%的顯熱，經(jīng)換熱器后的混合煤氣輸入焦?fàn)t中進(jìn)行燃燒，在焦?fàn)t工作的過程中，將一部分焦?fàn)t煙道中的廢氣重新引回到焦?fàn)t的燃燒室中，且廢氣與助燃空氣之間的體積比為廢氣:助燃空氣=0.05-0.5:1，以控制焦?fàn)t燃燒室中的氧氣含量。
【文檔編號】C10B21/10GK105885876SQ201610299795
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】肖鐘如, 劉新蕾, 張靖, 張靖一, 趙振峰
【申請人】大連邁泰克科技開發(fā)有限公司