一种降低曼海姆炉尾气中氮氧化物浓度的系统的制作方法

1.本实用新型涉及环保技术领域，尤其涉及一种降低曼海姆炉尾气中氮氧化物浓度的系统。


背景技术：

2.肥料生产企业在其整个生产工艺中，利用曼海姆炉生产硫酸钾肥是重要的一环。但是由于曼海姆炉在生产过程中，空气中的氮气和氧气在高温的燃烧室中会反应产生氮氧化物(no
x
)。这些含氮氧化物的气体如果通过曼海姆炉烟囱直接排放到大气中，氮氧化物能通过一系列复杂化学变化形成光化学烟雾、酸雨，损害人和动物健康，引起土质酸化，破坏生态环境。随着我国对环境问题的日益重视，对废气中氮氧化物的排放标准也做了更加严格的规定，而目前国内绝大部分曼海姆炉排放的氮氧化物浓度都大于150mg/m3。
3.目前用于降低曼海姆炉尾气中氮氧化物浓度的技术主要有两种，一个直接手段，即降低焦炉烟囱烟气氮氧化物的生成量，焦炉烟囱烟气氮氧化物的生成主要依赖于焦炉立火道，因此要优化立火道的结构，需要采用分段加热技术；一个间接手段，即降低焦炉烟囱烟气氮氧化物的排放量，例如对排放废气进行脱硝处理，以上各方法所需处理装置占地较多、操作复杂，运行费用高昂，极大地限制了该项技术的普及与应用。
4.因此，急需发明降低曼海姆炉尾气中氮氧化物浓度的系统，结构简单，无需投入过多成本，即能实现废气循环以及热量的回收利用，大大降低氮氧化物的排放。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种降低曼海姆炉尾气中氮氧化物浓度的系统，以解决现有尾气处理方法中装置成本高、占地面积大、废气排放不达标等问题。
6.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
7.一种降低曼海姆炉尾气中氮氧化物浓度的系统，包括第一曼海姆炉、第二曼海姆炉、第一变频泵、第二变频泵、第三变频泵和混风装置：
8.所述第一曼海姆炉的出口与所述第一变频泵连通，所述第一变频泵与所述混风装置的入口连通，将第一曼海姆炉排出尾气的15％
‑
45％作为循环烟气输入混风装置内；
9.所述第二曼海姆炉的出口与所述第二变频泵连通，所述第二变频泵与所述混风装置的入口连通，将第二曼海姆炉排出尾气的15％
‑
45％作为循环烟气输入混风装置内；
10.所述混风装置的出口同时与所述第一曼海姆炉和第二曼海姆炉的入口连通，所述混风装置将循环烟气与空气混合形成混合气体，并对混合气体进行热交换后通入第一曼海姆炉和第二曼海姆炉中。
11.该设置结构简单，操作简单，尾气可通过变频泵调节排放，两个曼海姆炉并联，用一个混风装置即能同时处理两个曼海姆炉尾气，尾气处理效率高。
12.进一步的，所述混风装置从上到下依次设置有暂储腔、换热腔、输出腔和输入腔，所述暂储腔、换热腔、输出腔和输入腔贯穿设置有换热管，所述换热管上交替环绕设置有多
组平行的长翅片和平行的短翅片。
13.所述换热管包括内壁和外壁，所述外壁环状套设在所述内壁外侧，所述外壁与内壁之间形成夹层，所述内壁内部形成管腔。该设置夹层能够作为气体通道，并且夹层内气体能够二次吸收管腔内气体的热量，使夹层内气体温度上升到所需温度。
14.所述管腔上部出口设置于暂储腔内并与暂储腔连通，所述管腔下部出口设置于输入腔内，并与输入腔连通。该设置将输入腔的循环烟气通入暂储腔，以便从暂储腔输出与空气混合。
15.所述夹层上部开口设置于换热腔内并与换热腔连通，所述夹层下部开口设置于输出腔内，并与输出腔连通。该设置使换热腔的空气换热后通过输出腔通入曼海姆炉中。
16.所述暂储腔设置有第一出口，所述第一出口与通入空气的管道连通，所述换热腔设置有第二入口，所述第二入口与通入空气的管道连通，所述输出腔设置有第二出口，所述第二出口与曼海姆炉的入口连通，所述输入腔设置有第一入口，所述第一入口与曼海姆炉的出口连通。
17.所述换热管设置有两个或两个以上。该设置能够使混风装置充分换热。
18.所述翅片均与所述换热管的轴线呈夹角设置，角度大于等于30
°
并且小于等于60
°
。该设置气流产生错流和湍流现象，增大换热效率。
19.与现有技术相比，本实用新型具有以下优势：
20.(1)本实用新型所述的一种降低曼海姆炉尾气中氮氧化物浓度的系统，避免废气从曼海姆炉直接排放，运用烟气循环技术，通入外界空气，有效增加焦炉的废气循环量，降低燃烧强度，降低曼海姆炉尾气中氮氧化物浓度，实现焦化废气达标排放，减少对环境的污染；
21.(2)本实用新型所述的一种降低曼海姆炉尾气中氮氧化物浓度的系统，能够根据实际生产调节循环的尾气含量，在满足氮氧化物排放标准情况下调节排放尾气中氮氧化物的含量，保证生产效益与环境效益的平衡，并可实现自动控制；
22.(3)本实用新型所述的一种降低曼海姆炉尾气中氮氧化物浓度的系统，装置结构简单，无需对原有曼海姆炉进行复杂的改造，成本低，换热效率高，见效快，能够推广应用到其他需要进行废气处理的场合。
附图说明
23.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
24.图1为本实用新型实施例中所述的降低曼海姆炉尾气中氮氧化物浓度的装置示意图；
25.图2为本实用新型实施例所述的混风装置结构示意图；
26.图3为本实用新型图2中的f处放大图；
27.图4为本实用新型图2中e处放大图；
28.图5为本实用新型图2中g处放大图。
29.附图标记说明：
30.1、第一变频泵；2、第一曼海姆炉；3、第一烧嘴；4、第一球阀；5、第一气动阀；6、第二球阀；7、第二曼海姆炉；8、第二变频泵；9、混风装置；91、暂储腔；911、第一出口；92、换热腔；921、第二入口；93、输出腔；931、第二出口；94、输入腔；941、第一入口；95、换热管；951、第一翅片组；952、第二翅片组；953、内壁；954、外壁；955、管腔；956、夹层；9561、上左口；9562、上右口；9563、下左口；9564、下右口；10、第二烧嘴；11、第三变频泵；12、第三球阀；13、第二气动阀；14、第四球阀；15、第五球阀；16、第六球阀；17、第七球阀。
具体实施方式
31.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
32.在本实用新型中涉及“第一”、“第二”、“上”、“下”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“上”、“下”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当实施例之间的技术方案能够实现结合的，均在本实用新型要求的保护范围之内。
33.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
34.实施例所述的一种降低曼海姆炉尾气中氮氧化物浓度的系统，包括第一曼海姆炉2、第二曼海姆炉7、第一变频泵1、第二变频泵8、第三变频泵11和混风装置9：
35.所述第一曼海姆炉2的出口与所述第一变频泵1连通，所述第一变频泵1与所述混风装置9的入口连通，将第一曼海姆炉2排出尾气的15％
‑
45％作为循环烟气输入混风装置9内；
36.所述第二曼海姆炉7的出口与所述第二变频泵8连通，所述第二变频泵8与所述混风装置9的入口连通，将第二曼海姆炉7排出尾气的15％
‑
45％作为循环烟气输入混风装置9内；
37.所述混风装置9的出口同时与所述第一曼海姆炉2和第二曼海姆炉7的入口连通，所述混风装置9将循环烟气与空气混合形成混合气体，并对混合气体进行热交换后通入第一曼海姆炉2和第二曼海姆炉7中。
38.具体的，如图1～图5所述的实施例中，曼海姆炉并联设置有两个，分别为第一曼海姆炉2和第二曼海姆炉7，第二曼海姆炉2入口处设置有第一烧嘴3，第一烧嘴3处连接有通入天然气的管路，管路上设置有第一球阀4，第一烧嘴3处通过第一气动阀5分出支路连通到混风装置9的出口，支路上连通有第二球阀6，第一曼海姆炉2的出口处通过第一变频泵1连通道混风装置9的入口处；同理第二曼海姆炉7的入口处设置有第二烧嘴10，第二烧嘴10处连接有通入天然气的管路，管路上设置有第三球阀12，第二烧嘴10处通过第二气动阀13分出支路连通到混风装置9的出口，支路上连通有第四球阀14，第二曼海姆炉7的出口处通过第二变频泵8连通道混风装置9的入口处。
39.进一步的，所述混风装置9从上到下依次设置有暂储腔91、换热腔92、输出腔93和输入腔94，所述暂储腔91、换热腔92、输出腔93和输入腔94之间设置有密封的隔板，隔板上贯穿设置有换热管95；所述换热管95包括内壁953和外壁954，所述外壁954环状套设在所述内壁953外侧，所述外壁954与内壁953之间形成夹层956，所述内壁953围设形成管腔955。
40.所述管腔955上部出口设置于暂储腔91内并与暂储腔91连通，所述管腔955下部出口设置于输入腔954内，并与输入腔954连通；所述夹层956上部开口设置于换热腔92内并与换热腔92连通，所述夹层956下部开口设置于输出腔93内，并与输出腔93连通，夹层956上部开口左侧为上左口9561，为开放式，下部开口左侧为下左口9563，为开放式，上部开口右侧为上右口9562，下部开口右侧为下右口9562，上右口9562和下右口9562或者开放或者根据混合气体压力、交换速度和温度需要选择封闭，以便充分换热。
41.所述暂储腔91设置有第一出口911，所述第一出口911与通入空气的管道连通，所述换热腔92设置有第二入口921，所述第二入口921与通入空气的管道连通，通入空气的管道上还设置有第三变频泵11，所述第一出口911与第三变频泵11的入口连通，以便第三变频泵11控制与空气初步混合的尾气的通入量，所述输出腔93设置有第二出口931，所述第二出口931与第一曼海姆炉2以及第二曼海姆炉7的入口连通，所述输入腔94设置有第一入口942，所述第一入口941与第一曼海姆炉2和第二曼海姆炉7的出口连通，连通处分别设置有第五球阀15和第二球阀16。
42.所述换热管95设置有两个或两个以上，换热管95外部交替环绕设置有第一翅片组951和第二翅片组952，第一翅片组951为多片平行的短翅片组成，第二翅片组952为多片平行的长翅片组成，第一翅片组951和第二翅片组952沿换热管95四周连续环绕设置，或者间断式环绕设置，长翅片与换热管95的轴线呈夹角设置，角度大于等于30
°
并且小于等于60
°
，短翅片与换热管95的轴线呈夹角设置，角度大于等于30
°
并且小于等于60
°
，以便使换热腔92内部气流在翅片处产生错流与湍流等现象，增大换热效率，优选的，第一翅片组951和第二翅片组952沿换热管95周围间断式设置，同一高度均布设置有四组第一翅片组951或第二翅片组952，同一换热管95上下相邻的第一翅片组951和第二翅片组952间距10mm，第一翅片组951翅片长度30mm，第二翅片组952翅片长度50mm，长翅片与换热管95轴线的夹角以及短翅片与换热管95的轴线夹角相等，大小为30
°
，两个换热管95之间相邻第一翅片组951和第二翅片组952互不干涉，该设置能够增大低温侧换热面积，增大混合气体的错流和湍流，使得混合气体温度提高，混合均匀，使得结构紧凑，并且方便加工装配。
43.曼海姆炉正常生产时，启动第一变频泵1、第二变频泵8和第三变频泵11。第一变频泵1、第二变频泵8调节出口风压，并通过第五球阀15和第六球阀16的开度大小调整循环烟气量，该实施例中控制循环烟气量20％(温度在150度左右)，第三变频泵11调节通入混风装置9的第二入口921处风压，最初空气从d处经过第三变频泵11进入第二入口921随着生产进行，与空气交换热量后的循环烟气在d处与空气混合，经过第三变频泵11进入第二入口921，循环烟气沿着第一入口941进入到混风装置9中的输入腔94，沿着换热管95下部进入管腔955，并经过管腔955上升，在上升过程中通过第一翅片组951和第二翅片组952与换热腔92的空气或混合气体进行换热，换热后循环烟气温度降低，换热腔92内的空气或混合气体温度升高，换热后的循环烟气进入暂储腔91，并从第一出口911与d处的空气初步混合，再次进入换热腔92，换热腔92的混合气体温度升高后沿夹层956的上左口9561进入夹层956，并通过夹层956的下左口9563进入输出腔93，通过输出腔93输送到第一曼海姆炉2或第二曼海姆炉7的入口处，在第一烧嘴3或第二烧嘴10处，对b处通入的天然气进行充分助燃，剩余的混合气体进入燃烧室充分燃烧，尾气通过第一曼海姆炉2或第二曼海姆炉7的出口，一部分作为循环烟气继续循环，另一部分通过a或c排放出去。
44.在实际实施例中，共有八个曼海姆炉进行生产，标号为1#炉、2#炉、3#炉、4#炉、5#炉、6#炉、7#炉、8#炉，其中两两并联连通混风装置组成一个降低曼海姆炉尾气中氮氧化物浓度的系统，共有四组系统，采用上述降低曼海姆炉尾气中氮氧化物浓度的系统后，经第三方检测机构测定，降低了氮氧化物在单位时间内的排放量，效果非常明显，数据指标如下：
[0045][0046]
通过数据监测分析，曼海姆炉本次技改后所有曼海姆炉氮氧化物排放均小于150，达到环保排放标准。
[0047]
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。