发明专利:20151010737956.4、201520869771.4
一、技改背景
焦炉煤气在焦炉燃烧室内燃烧时会产生氮氧化物(NOx),氮氧化物通常多指NO和NO2的混合物,氮氧化物排入大气会污染环境,上世纪80代中期,发达国家就视其为有害气体,提出了控制排放标准。
目前发达国家焦炉烟囱气NOx排放控制标准,基本上是质量浓度以NOx计不大于500mg/m3(废气中O2含量折算至5%时)。
随着我国经济的快速发展,对焦炉排放氮氧化物的危害也日益重视,并制订了排放控制标准。目前,我国焦炉烟囱气NOx执行的排放标准是限值500mg/m3,“特别地区”焦炉烟囱气NOx排放标准是限值150mg/m3,但多数在用焦炉,尤其是大量5.5米及以上焦炉,其烟囱气NOx排放量一般都在600~1800mg/m3之间。
现有焦炉烟囱气NOx控制技术分为燃烧中控制技术和燃烧后控制技术。
燃烧后控制技术,一般采用催化分解技术对焦炉烟囱废气中的NOx进行分解或转化处理,其处理装置投资巨大(2000万元以上),运行费用高昂(500万元/年以上)。
燃烧中控制技术包括废气循环、分段加热、贫化煤气或空气等技术都有应用,其特点是投资少、运行费用低,但都需要在焦炉设计阶段做好安排,对于已投产焦炉,至今缺乏有效的实用方法和装置,随着环保要求的不断提高,已成为制约焦化企业生存和发展的重要因素。
本公司的发明专利产品--WX-103系列装置是一种燃烧中控制技术产品,该装置可通过贫化空气的方法,使焦炉烟囱气NOx含量得到有效控制,同时还可在 程度上改善焦炉高向加热水平。
二、控制原理
焦炉烟囱气中的氮氧化物形成机理基本可归结为2大类型:一是温度热力型NO,即来源于空气中的N2和02在高温下反应生成NO;二是含N组分燃料型NO,即煤气中的含N组份燃烧形成的NO。
大量实验研究证明,对于绝大多数焦炉,温度热力型NO对废气中NOX 的贡献率达95%以上,因此只要将 类型的NO控制在适当水平,就可以有效地控制烟囱气中NOX 的含量。
中冶焦耐院对焦炉烟囱气中的NOX 形成机理做过大量实验研究,使用焦炉煤气加热时,实际燃烧温度高于1750℃,烟囱废气中的NOX 含量将呈几何级数倍增,反之亦然。
WX-103系列装置正是依据上述基础研究结论研制而成,该装置可以将烟道废气直接吹入风门内,通过贫化助燃空气,淡化燃气和氧气浓度,减缓局部燃烧强度,降低实际燃烧温度,消除NO的生成条件,从而实现控制烟囱气NOX排放量的目的,实际运行证明,立火道高向加热也有明显改善。