一種實(shí)現(xiàn)加熱爐超低氮氧化物排放的裝置及其工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及加熱爐超低氮氧化物排放技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是一種實(shí)現(xiàn)加熱爐超低氮氧化物排放的裝置及其工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著環(huán)保要求的日益提高。石化工業(yè)爐燃燒器排放指標(biāo)越加嚴(yán)格。為了實(shí)現(xiàn)低氮氧化物排放，工業(yè)管式爐燃燒器的低氮氧化物燃燒技術(shù)得到了高速發(fā)展。采用強(qiáng)制煙氣回流的低氮氧化物燃燒器已經(jīng)將煙氣中氮氧化物的排放指標(biāo)要控制在30ppm左右?；旧弦呀?jīng)達(dá)到了控制熱力學(xué)氮氧化物生成的極限值。如果想要將氮氧化物降低更低的水平，達(dá)到1ppm以下。通過燃燒器的技術(shù)革新幾乎不可能實(shí)現(xiàn)。同時(shí)低氮氧化物燃燒器隨著排放指標(biāo)的降低，火焰穩(wěn)定性也相應(yīng)降低，特別是加熱爐爐膛溫度低于700°C的情況下，火焰會(huì)出現(xiàn)不完全燃燒，脫火、熄火現(xiàn)象。加熱爐煙氣中出現(xiàn)大量未燃烴類和CO，嚴(yán)重影響加熱爐熱效率。同時(shí)存在尾燃的安全隱患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)加熱爐超低氮氧化物排放的裝置及其工藝，實(shí)現(xiàn)超低氮氧化物排放的同時(shí)，又將煙氣中的烴類和CO充分氧化成CO2和水，同時(shí)提高加熱爐熱效率1%左右。
[0004]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種實(shí)現(xiàn)加熱爐超低氮氧化物排放的裝置，該裝置包括煙囪、對(duì)流室、輻射室、燃燒器、鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)和空氣預(yù)熱器；所述煙囪下方設(shè)有對(duì)流室，對(duì)流室與輻射室相通；輻射室內(nèi)設(shè)有燃燒器；所述燃燒器和空氣預(yù)熱器通過風(fēng)道連接，引風(fēng)機(jī)和空氣預(yù)熱器通過風(fēng)道連接；空氣預(yù)熱器通過煙道和煙囪連接;
所述空氣預(yù)熱器入口或/和出口處設(shè)有催化氧化器；所述鼓風(fēng)機(jī)為助燃鼓風(fēng)機(jī)，分別供給空氣預(yù)熱器和催化氧化器供給空氣；為催化氧化器供風(fēng)的風(fēng)道上設(shè)有控制供給助燃空氣量的燃燒器助燃空氣調(diào)節(jié)閥；所述燃燒器和空氣預(yù)熱器連接的風(fēng)道上設(shè)有催化氧化器空氣調(diào)節(jié)閥；所述燃燒器為低氮氧化物燃燒器。
[0005]對(duì)流室出口煙氣溫度450°C以下時(shí)，所述催化氧化器設(shè)置在對(duì)流室出口和空氣預(yù)熱器入口之間，利用催化劑氧化煙氣中未燃盡烴類和一氧化碳。所述催化氧化器設(shè)置在對(duì)流室出口和空氣預(yù)熱器入口之間。
[0006]對(duì)流室出口煙氣溫度450°C以上時(shí)，所述空氣預(yù)熱器包括高溫空氣預(yù)熱器和低溫空氣預(yù)熱器；催化氧化器設(shè)置在高溫空氣預(yù)熱器和低溫空氣預(yù)熱器之間。在對(duì)流室出口高溫空氣預(yù)熱器，將煙氣溫度降至450°C以下時(shí)，再經(jīng)過催化氧化器，在催化氧化器之后再利用低溫空氣預(yù)熱器進(jìn)行余熱回收，提高爐子熱效率。
[0007]利用所述實(shí)現(xiàn)加熱爐超低氮氧化物排放的裝置的排放工藝，工藝過程如下:鼓風(fēng)機(jī)為燃燒器提供助燃空氣；鼓風(fēng)機(jī)鼓出的助燃空氣分為兩路，一路助燃空氣通過空氣預(yù)熱器后經(jīng)調(diào)節(jié)閥，按照當(dāng)量或次當(dāng)量配入低氮氧化物燃燒器；在輻射室內(nèi)完成與燃料的燃燒，燃燒為貧氧燃燒，降低氧分壓，有效控制燃燒產(chǎn)生的熱力學(xué)氮氧化物；燃燒產(chǎn)生的熱加熱輻射室內(nèi)的被加熱介質(zhì)；由于貧氧燃燒，燃燒過程會(huì)出現(xiàn)一部分未燃盡碳?xì)浠衔锖虲O ;含有未燃盡碳?xì)浠衔锖虲O的煙氣，當(dāng)對(duì)流室出口含有未燃盡碳?xì)浠衔锖虲O的煙氣的溫度低于450°C時(shí)，直接進(jìn)入催化氧化器；當(dāng)對(duì)流室出口含有未燃盡碳?xì)浠衔锖虲O的煙氣的溫度高于450°C度時(shí)，通過高溫空氣預(yù)熱器后，將溫度降至450°C以下后再進(jìn)入催化氧化器;
鼓風(fēng)機(jī)鼓出的另一路助燃空氣通過催化氧化器空氣調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)后通入催化氧化器，在催化氧化器內(nèi)利用催化劑和空氣中的氧將煙氣中的未燃燒的碳?xì)浠衔锖虲O氧化成CO2和H2O,氧化生成的熱直接提高煙氣溫度；催化氧化器內(nèi)生成的煙氣通過催化氧化器后，在引風(fēng)機(jī)的作用下，進(jìn)入低空氣預(yù)熱器對(duì)進(jìn)行余熱回收以提高爐子熱效率后，由煙囪排出。
[0008]有益效果是:
與煙氣脫硝相比，直接通過貧氧燃燒控制氮氧化物生成，不存在氨逃逸，沒有二次污染。此發(fā)明適合各種工況的加熱爐爐膛溫度，各種負(fù)荷的加熱爐都可以采用。適應(yīng)性強(qiáng)。加熱爐可以控制在低過?？諝庀禂?shù)條件下工作，減少加熱爐熱損失，提高了加熱爐效率。催化氧化器可以完全對(duì)煙氣中的可燃成分進(jìn)行氧化分解，反應(yīng)熱充分利用，不存在可燃成分超標(biāo)的情況。充分利用低氧燃燒控制氮氧化物生成，使煙氣排放中的氮氧化物達(dá)到1ppm以下。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)加熱爐超低氮氧化物排放的裝置中催化氧化器出口煙氣中氧含量控制在干基氧含量3%。催化氧化器出口煙氣中CO含量低于50ppm。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是氧氣濃度對(duì)燃燒產(chǎn)物中NOx形成的影響圖；
圖中標(biāo)記是:1、煙囪，2，對(duì)流室，3、輻射室，4、燃燒器，5、催化氧化器，6、鼓風(fēng)機(jī)，7、引風(fēng)機(jī)，8、空氣預(yù)熱器，8-1、高溫空氣預(yù)熱器；8-2、低溫空氣預(yù)熱器，9、催化氧化器空氣調(diào)節(jié)閥，10、燃燒器助燃空氣調(diào)節(jié)閥。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖所示，一種實(shí)現(xiàn)加熱爐超低氮氧化物排放的裝置，該裝置包括煙囪1、對(duì)流室
2、輻射室3、燃燒器4、鼓風(fēng)機(jī)6、引風(fēng)機(jī)7和空氣預(yù)熱器8;所述煙囪下方設(shè)有對(duì)流室，對(duì)流室與輻射室相通；輻射室內(nèi)設(shè)有燃燒器；所述燃燒器和空氣預(yù)熱器通過風(fēng)道連接，引風(fēng)機(jī)和空氣預(yù)熱器通過風(fēng)道連接；空氣預(yù)熱器通過煙道和煙囪連接；
所述空氣預(yù)熱器入口或/和出口處設(shè)有催化氧化器5 ;所述鼓風(fēng)機(jī)為助燃鼓風(fēng)機(jī)，分別供給空氣預(yù)熱器和催化氧化器供給空氣；為催化氧化器供風(fēng)的風(fēng)道上設(shè)有控制供給助燃空氣量的燃燒器助燃空氣調(diào)節(jié)閥10 ;所述燃燒器和空氣預(yù)熱器連接的風(fēng)道上設(shè)有催化氧化器空氣調(diào)節(jié)閥；9所述燃燒器為低氮氧化物燃燒器。
[0011]對(duì)流室出口煙氣溫度450°C以下時(shí)，所述催化氧化器5設(shè)置在對(duì)流室2出口和空氣預(yù)熱器8入口之間，利用催化劑氧化煙氣中未燃盡烴類和一氧化碳。所述催化氧化器設(shè)置在對(duì)流室出口和空氣預(yù)熱器入口之間。
[0012]對(duì)流室出口煙氣溫度450°C以上時(shí)，所述空氣預(yù)熱器8包括高溫空氣預(yù)熱器8-1和低溫空氣預(yù)熱器8-2 ;所述催化氧化器5設(shè)置在高溫空氣預(yù)熱器和低溫空氣預(yù)熱器之間。在對(duì)流室出口高溫空氣預(yù)熱器，將煙氣溫度降至450°C以下時(shí)，再經(jīng)過催化氧化器，在催化氧化器之后再利用低溫空氣預(yù)熱器進(jìn)行余熱回收，提高爐子熱效率。
[0013]利用所述實(shí)現(xiàn)加熱爐超低氮氧化物排放的裝置的排放工藝，工藝過程如下:鼓風(fēng)機(jī)6為燃燒器提供助燃空氣；鼓風(fēng)機(jī)鼓出的助燃空氣分為兩路，一路助燃空氣通過空氣預(yù)熱器后經(jīng)調(diào)節(jié)閥，按照當(dāng)量或次當(dāng)量配入低氮氧化物燃燒器；在輻射室內(nèi)完成與燃料的燃燒，燃燒為貧氧燃燒，降低氧分壓，有效控制燃燒產(chǎn)生的熱力學(xué)氮氧化物；燃燒產(chǎn)生的熱加熱輻射室內(nèi)的被加熱介質(zhì)；由于貧氧燃燒，燃燒過程會(huì)出現(xiàn)一部分未燃盡碳?xì)浠衔锖虲O ;含有未燃盡碳?xì)浠衔锖虲O的煙氣，當(dāng)對(duì)流室出口煙氣溫度低于450°C時(shí)，直接進(jìn)入催化氧化器5 ;當(dāng)對(duì)流室出口煙氣溫度高于450°C度時(shí)，通過高溫空氣預(yù)熱器8-1后，將溫度降至450°C以下后再進(jìn)入催化氧化器5 ;
鼓風(fēng)機(jī)鼓出的另一路助燃空氣通過催化氧化器空氣調(diào)節(jié)閥9調(diào)節(jié)后通入催化氧化器5，在催化氧化器內(nèi)利用催化劑和空氣中的氧將煙氣中的未燃燒的碳?xì)浠衔锖虲O氧化成
0)2和H2O,氧化生成的熱直接提高煙氣溫度；催化氧化器內(nèi)生成的煙氣通過催化氧化器5后，在引風(fēng)機(jī)7的作用下，進(jìn)入低空氣預(yù)熱器8-2對(duì)進(jìn)行余熱回收以提高爐子熱效率后，由煙囪I排出。
[0014]實(shí)施例1
如圖1所示，實(shí)現(xiàn)加熱爐超低氮氧化物排放的裝置包括煙囪1、對(duì)流室2、輻射室3、燃燒器4、鼓風(fēng)機(jī)6、引風(fēng)機(jī)7和空氣預(yù)熱器8;所述煙囪下方設(shè)有對(duì)流室，對(duì)流室與輻射室相通；輻射室內(nèi)設(shè)有燃燒器；所述燃燒器和空氣預(yù)熱器通過風(fēng)道連接，引風(fēng)機(jī)和空氣預(yù)熱器通過風(fēng)道連接；空氣預(yù)熱器通過煙道和煙囪連接；
所述空氣預(yù)熱器入口或/和出口處設(shè)有催化氧化器5 ;所述鼓風(fēng)機(jī)為助燃鼓風(fēng)機(jī)，分別供給空氣預(yù)熱器和催化氧化器供給空氣；為催化氧化器供風(fēng)的風(fēng)道上設(shè)有控制供給助燃空氣量的燃燒器助燃空氣調(diào)節(jié)閥10 ;所述燃燒器和空氣預(yù)熱器連接的風(fēng)道上設(shè)有催化氧化器空氣調(diào)節(jié)閥；9所述燃燒器為低氮氧化物燃燒器。
[0015]對(duì)流室出口煙氣溫度450°C以下時(shí)，所述催化氧化器5設(shè)置在對(duì)流室2出口和空氣預(yù)熱器8入口之間，利用催化劑氧化煙氣中未燃盡烴類和一氧化碳。所述催化氧化器設(shè)置在對(duì)流室出口和空氣預(yù)熱器入口之間。
[0016]利用所述實(shí)現(xiàn)加熱爐超低氮氧化物排放的裝置的排放工藝，工藝過程如下:鼓風(fēng)機(jī)6為燃燒器提供助燃空氣；鼓風(fēng)機(jī)鼓出的助燃空氣分為兩路，一路助燃空氣通過空氣預(yù)熱