一种焦炉烟道气回配系统及方法与流程

本发明涉及焦炉源头控硝技术领域，尤其涉及一种焦炉烟道气回配系统及方法。

背景技术：

根据最新的《炼焦化学工业污染物排放标准》(gb16171-2012)要求：新建企业焦炉烟囱排放废气nox浓度极限值为500mg/m³，特别地区排放极限值为150mg/m³，现有企业自2015年1月1日起执行此标准。如何有效的控制焦炉烟气中nox值，对于焦化企业的生存和发展至关重要。

目前控制焦炉烟气中nox值主要有源头控硝和末端治理两个方向：源头控硝技术包括焦炉的多段加热技术、废气循环技术、废气回配技术、生产控制优化技术；末端治理技术主要是烟气脱硝技术。

烟气脱硝技术中所应用的处理装置投资较大，需使用特殊的催化剂，运行费用高。多段加热技术和废气循环技术只能应用于新建焦炉；而废气回配技术对于新建焦炉的设计和现有焦炉的改造都是可行的。

现有的废气回配技术仍然存在一定的不足，如有的废气引入点太远，导致设备结构复杂、成本增加；有的换向方式要依赖焦炉原有的交换传动装置，增加了原装置的负载和安全隐患；有的缺乏烟气回配量的自动控制或自动控制工艺不合理。

技术实现要素：

本发明提供了一种焦炉烟道气回配系统及方法，根据nox的热力学生成机理，将烟道气由分烟道末端引出，通过自动交换回配至上升气流中对加热空气进行贫化以降低nox的产生量，并依据贫化后的上升气流氧含量值实现废气回配自动控制；其系统更简洁，安全性和自动控制水平更高。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种焦炉烟道气回配系统，包括机侧烟道气回配单元和焦侧烟道气回配单元；2个烟道气回配单元中均分别设有废气主管a和废气主管b；其中机侧烟道气回配单元中的废气主管a和废气主管b铺设在焦炉地下室机侧，焦侧烟道气回配单元中的废气主管a和废气主管b铺设在焦炉地下室机焦侧；2个烟道气回配单元的结构相同，即：废气主管a、废气主管b的一端分别通过烟气主管道连接焦炉分烟道末端的烟道气引出口，烟气主管道上设风机和风机入口调节阀，风机由变频电机驱动；对应焦炉加热时具有不同气流方向焦炉小烟道的废气开闭器a和废气开闭器b分别通过支管与废气主管a或废气主管b的另一端连接；废气主管a上设气动开关阀a，废气主管b上设气动开关阀b，气动开关阀a和气动开关阀b均与焦炉交换系统的交换信号输出端联锁控制；焦炉小烟道或篦子砖处设在线氧含量分析仪，在线氧含量分析仪与风机的变频电机、风机入口调节阀联锁控制。

所述废气开闭器a与对应支管之间、废气开闭器b与对应支管之间分别通过金属软管连接。

所述支管上设烟气流量流节阀。

所述废气主管a和废气主管b上设有多个膨胀节。

所述废气主管a、废气主管b及支管上分别设外保温层。

所述焦炉交换系统的交换信号输出端为焦炉交换机的控制系统，或者是设置在交换拉条一侧的限位开关。

一种焦炉烟道气回配方法，包括如下步骤：

1)通过风机将焦炉烟道气从焦炉分烟道末端引出，分别送入机侧烟道气回配单元和焦侧烟道气回配单元的废气主管a及废气主管b中，支管上的烟气流量调节阀处于打开状态；

2)焦炉交换系统的交换信号输出端发出换向信号时，与处于上升气流状态的焦炉小烟道对应的废气主管a上的气动开关阀a打开，同时，与处于下降气流状态的焦炉小烟道对应的废气主管b上的气动开关阀b关闭，烟道气通过废气主管a进入各对应的废气开闭器a，对焦炉小烟道上升气流中的空气进行贫化，改变焦炉燃烧室的燃烧状态，减少nox的生成量；

3)焦炉交换系统的交换信号输出端再次发出换向信号时，与处于下降气流状态的焦炉小烟道对应的废气主管a上的气动开关阀a关闭，同时，与处于上升气流状态的焦炉小烟道对应的废气主管b上的气动开关阀b打开，烟道气通过废气主管b进入各对应的废气开闭器b，对焦炉小烟道上升气流中的空气进行贫化，改变焦炉燃烧室的燃烧状态，减少nox的生成量；

4)在线氧含量分析仪中事先设定氧含量目标范围值，在线氧含量分析仪即时测量贫化后的上升气流中的氧含量值，当氧含量实测值高于目标范围值时增加风机的转速或增加风机入口调节阀的开度，加大烟气回配量，当氧含量实测值低于目标范围值时降低风机转速或减小风机入口调节阀的开度，减少烟气回配量，实现烟气回配量的自动控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)回配烟道气的引入点设置在分烟道末端，极大的缩短了烟道气的引入路径，使系统更加简洁，即减小投资，又减少了系统的阻力，利于风机选型；

2)支管与废气开闭器采用金属软管连接，消除因引入高温废气(200～300℃)后管道膨胀所引起的热应力；

3)废气主管a和废气主管b上分别设置气动换向阀a和气动换向阀b，只需与焦炉交换系统联锁获取信号即可控制换向操作，而不需要焦炉原有换向系统提供动力，使系统运行更加安全，同时还能够精简机构，节省投资；

4)将混入烟道气后的空气氧含量值作为系统的主控值，并结合变频风机或风机入口调节阀实现自动控制，既提高了系统的自动化水平，又确保了控制的准确性。

附图说明

图1是本发明所述一种焦炉烟道气回配系统的结构示意图。

图中：1.焦炉分烟道2.风机入口调节阀3.风机4.在线氧含量分析仪5.废气主管a6.废气主管b7.气动开关阀a8.气动开关阀b9.焦炉交换系统10.废气开闭器a11.废气开闭器b12.金属软管13.烟气流量调节阀14.支管

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述一种焦炉烟道气回配系统，包括机侧烟道气回配单元和焦侧烟道气回配单元；2个烟道气回配单元中均分别设有废气主管a5和废气主管b6；其中机侧烟道气回配单元中的废气主管a5和废气主管b6铺设在焦炉地下室机侧，焦侧烟道气回配单元中的废气主管a5和废气主管b6铺设在焦炉地下室机焦侧；2个烟道气回配单元的结构相同，即：废气主管a5、废气主管b6的一端分别通过烟气主管道连接焦炉分烟道1末端的烟道气引出口，烟气主管道上设风机3和风机入口调节阀2，风机3由变频电机驱动；对应焦炉加热时具有不同气流方向焦炉小烟道的废气开闭器a10和废气开闭器b11分别通过支管14与废气主管a5或废气主管b6的另一端连接；废气主管a5上设气动开关阀a7，废气主管b6上设气动开关阀b8，气动开关阀a7和气动开关阀b8均与焦炉交换系统9的交换信号输出端联锁控制；焦炉小烟道或篦子砖处设在线氧含量分析仪4，在线氧含量分析仪4与风机3的变频电机、风机入口调节阀2联锁控制。

所述废气开闭器a10与对应支管14之间、废气开闭器b11与对应支管14之间分别通过金属软管12连接。

所述支管14上设烟气流量流节阀13。

所述废气主管a5和废气主管b6上设有多个膨胀节。

所述废气主管a5、废气主管b6及支管14上分别设外保温层。

所述焦炉交换系统的交换信号输出端为焦炉交换机的控制系统，或者是设置在交换拉条一侧的限位开关。

一种焦炉烟道气回配方法，包括如下步骤：

1)通过风机3将焦炉烟道气从焦炉分烟道1末端引出，分别送入机侧烟道气回配单元和焦侧烟道气回配单元的废气主管a5及废气主管b6中，支管14上的烟气流量调节阀13处于打开状态；

2)焦炉交换系统9的交换信号输出端发出换向信号时，与处于上升气流状态的焦炉小烟道对应的废气主管a5上的气动开关阀a7打开，同时，与处于下降气流状态的焦炉小烟道对应的废气主管b6上的气动开关阀b8关闭，烟道气通过废气主管a5进入各对应的废气开闭器a10，对焦炉小烟道上升气流中的空气进行贫化，改变焦炉燃烧室的燃烧状态，减少nox的生成量；

3)焦炉交换系统的交换信号输出端再次发出换向信号时，与处于下降气流状态的焦炉小烟道对应的废气主管a5上的气动开关阀a7关闭，同时，与处于上升气流状态的焦炉小烟道对应的废气主管b6上的气动开关阀b8打开，烟道气通过废气主管b6进入各对应的废气开闭器b11，对焦炉小烟道上升气流中的空气进行贫化，改变焦炉燃烧室的燃烧状态，减少nox的生成量；

4)在线氧含量分析仪4中事先设定氧含量目标范围值，在线氧含量分析仪4即时测量贫化后的上升气流中的氧含量值，当氧含量实测值高于目标范围值时增加风机3的转速或增加风机入口调节阀2的开度，加大烟气回配量，当氧含量实测值低于目标范围值时降低风机3转速或减小风机入口调节阀2的开度，减少烟气回配量，实现烟气回配量的自动控制。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。