合理组织燃烧 减少烟气排放.pdf

第34卷第1期
四川冶金
Vol 34 No
2012年2月
Sichuan Metallurgy
Feb.,2012
文章编号:1001-5108(2012)01-0034-04
合理组织燃烧减少烟气排放
王旌鉴
(攀枝花钢钒有限公司热轧板厂,四川攀枝花617062)
摘要】加热炉燃烧过程具有多变量、非线性、时变、滯后、难建数学模型等控制难点。空燃比、渫气热值和
流量等因素是影响加热炉燃过程的重要工艺参数。煤气燃烧后产生的烟气中,含有毒、有害气体和烟尘,不仅危
害大气环境质量,也威胁人体健康。从加热炉エ艺出发,分析煤气热值、空燃比、余热利用等因素对煤气燃浇的影
响,寻找优化燃娆的方法,减少烟气排放,保护环境
【关键词】煤气燃烧烟气
中图分类号】TC307【文献标识码】A
ORGANZE BURNING REASONABLY AND REDUCE
THE FLUE GAS EMISSION
Wang Jingjian
Pangang Group Panzhihua Steel & Vanadium Co. Ltd, Panzhihua, Sichuan 617062, China
I Abstract The burning process in has many control difficulties, such as multiple variables, nonlin
ear, lagging and difficult o build mathematical models. Air-fuel ratio, gas calorific value and flow are
important process parameters in the combustion. Flue gas produced by combustion contains toxic gas and
smoke, threatening atmospheric environmental quality and human health. According to the heating fur
nace process, we analyzes that how the gas calorific value, air-fuel ratio and waste heat utilization influ-
ence gas burning, look for the way to optimize combustion and reduce smoke emission to protect the envi-
ronment
I Key words] gas, burning, flue ga
1前言
热质量等指标,对加热炉燃烧过程进行优化,提高加
热炉热效率,降低燃料化学不完全燃烧热损失和排
在钢铁行业,加热炉是轧钢生产的重要设备之烟损失,减少环境污染,对钢铁行业节能减排具有重
,其能耗占轧钢工序能耗的60%~70%,占整个要意义。
钢铁工业能耗的20%左右,加热炉的任务是加热钢2煤气燃烧对烟气排放的影响分析
坯使其表面及内部温度满足轧制要求。加热炉生产
时会产生大量烟气,主要污染物质是CO2和NO。2.1煤气与烟气的主要组成成分
加热控制能力高低直接影响能耗、氧化烧损率和加2,1.1煤气的主要成分
收稿日期:2011-11-11
作者简介:王旌鉴,男,助理工程师,主要从事热工工艺研究。
第1期
Sichuan Metallurgy
高炉气与焦炉煤气属于气体燃料,易控制,易高温区的停留时间等。燃料型NO是燃料中碳氢
完全燃烧,同时容易实现烧嘴空燃比的自动调节及化合物在富燃料条件下快速反应生成的,降低燃料
对燃料和空气的高温预热,能达到节能降耗的目的。型NO的指导思想是提高炉膛过剩空气系数、降低
高炉煤气来自高炉炼铁,高炉煤气粉尘含量为60~炉膛压力以及降低燃烧区内氮气浓度。
80g/m或更多,供加热炉的高炉煤气应经除尘处
热轧板厂加热炉最高炉膛温度限定在1300℃,
理使粉尘含量达到20-50g/m2方可使用。焦炉煤小于热力型NOっ产生温度,故产生的NO。主要为燃
气来自炼焦,1t煤在炼焦过程中可以得730-780kg料型NO。
焦碳和300~350m的焦炉煤气以及25-45kg焦2.3煤气燃烧与烟气排放的影响因素
油。经加工处理后才能卷入煤气管网作为燃料使2.3.1充分燃烧
用
燃料中的可燃分子与氧化剂分子相接触,在
2.1.2烟气的主要成分
定的温度和浓度条件下,可发生燃烧反应,放出一定
烟气由固相和气相物质组成,固相物质指那些的热量,这便是通常见到的燃烧现象。然而为了使
没有充分燃烧或被烟气夹带出来的烟尘(粒度分级可燃分子与氧化剂分子相接触,还必须有一个物质
法,一般在0.55~-0.1微米)、飞灰(5~100微米)和的混合、扩散过程。在燃烧技术中把从混合(扩散)
炭粒(大于100微米)等组成。气相物质指燃料在到燃烧反应完成的整个过程称为燃烧过程。燃烧过
炉膛内燃烧过程中生成的气体,由二氧化硫、一氧化程是一个极复杂的化学和物理的综合反应过程。从
碳、二氧化碳、甲烷、氮氧化物等组成。固相与气相燃烧时间上来看,燃烧过程需要的总时间包括三个
物质混合在一起,形成黑色的气溶胶状,沿着烟囱排阶段,即
入大气,即烟气。混合煤气经充分燃烧后主要气体
T=ケ混+7热十で化
为水蒸气、CO2、NO、,混合煤气中高炉煤气与焦炉煤式中T一混合所需要的时间,即可燃分子与氧
气的配比不同,燃烧后排放的烟气中各成分含量也
化剂分子按一定浓度相混合(扩散)
相应不同。热轧板厂使用33%焦炉煤气+67%高
达到分子接触所需要的时间
炉煤气的混合煤气,煤气热值为7527~9200K
然一一混合后的可燃混合物为达到开始燃
Nm3,适用于加热炉。假设煤气充分燃烧,1m3混合
烧反应的温度所需要的加热时间;
煤气理论上产生3.33m2烟气2)。加热炉煤气额定
完成化学反应所需要的时间
消耗量45140m/h,最大烟气量150930m3/h
当≤T热+丁化燃烧过程进行的速度主要是
经测定统计,冷装钢坯煤气烟气成分如表
受可燃混合物的加热和化学反应速度的限制,此燃
表2
煤气烟气平均成分
烧现象叫做动力燃烧。如果预先混合好空煤气
成分,%
和预热空气或煤气,在炉膛内进行的燃烧过程来说,
02就不再需要混合阶段和加热阶段,即混+热<7化,
煤气21.820.17.40.8
烟气-1.1--16.580.91.5可以大大缩短燃烧时间。在这种条件下,煤气会得
到充分然烧
2.2煤气的主要污染物及产生机理
2.3.2余热利用
氮氧化物包括NO、NO2、N2O、N203等物质,工
加热炉内燃料燃烧所产生的热量,有很大一部
业上一般把NO、NO2这两种主要生成物质称为分是被排出炉膛外的烟气带走。一般加热炉的排烟
NO其中以NO为主。NO、的来源包括燃料中的氮温度高达500~1400℃C,它所带走的热量约占炉子
的化合物和空气中的氮气两部分,NO,可分为燃料热负荷的20%~60%。为了充分利用炉子的烟气
型NO、和热力型NO、。热力型NO、产生原因是氮余热,通常用它来预热助燃空气,有时也预热煤