一种通过氧循环燃烧降低NOx排放的方法技术

本发明专利技术公开了一种通过氧循环燃烧降低NOx排放的方法，通过精准控制燃烧器中的烟气循环量和氧气加入量，进而调整燃烧器中NOx排放浓度及排放量。本发明专利技术无需对现有设备进行大幅的改造，与传统的更换燃烧器降低NOx的方案相比，优点是NOx的降低过程是可以无极可调的，一方面可以保证燃烧过程的稳定性，一方面可以准确到控制1mgNOx降低所需要的成本，同时还能提高一定的生产效率，还可以调节氧燃烧比率，对季节性、周期性生产的企业提供周期性额外产能。

【技术实现步骤摘要】
一种通过氧循环燃烧降低NOx排放的方法
本专利技术属于空气助燃
，具体涉及一种通过氧循环燃烧降低NOx排放浓度的装置及方法。
技术介绍
在目前空气助燃的燃烧技术中，由于对燃烧温度及气体浓度缺少有效控制，燃烧烟气中的NOx浓度超出了国家应许排放浓度，对于现有再加热纯氧燃烧技术或低氮燃烧的技术，实现NOx排放达标，都需要更换烧枪，整体过程投资较高，整改周期长；而采用尾气处理技术，需要消耗化学品，并会产生二次污染物，并且运行成本较高。
技术实现思路
针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供的通过氧循环燃烧降低NOx排放解决了现有的燃烧器燃烧降低NOx的过程中，需要更换燃烧枪、需要消耗处理化学品产生二次污染物的问题。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案为：一种通过氧循环燃烧降低NOx排放的方法，包括以下步骤：S1、根据CO2红外在线分析仪获取的浓度数据，并确定当前实际烟气循环量；S2、基于当前实际烟气循环量，均匀开启变频循环烟气风机，使烟气从烟气换热器出口抽取进行循环；S3、开启氧气注入，通过助燃风机使氧气、空气和循环烟气形成的助燃气体进入燃烧器；S4、在助燃气体进入燃烧器的过程中，根据氧气含量在线分析仪的数据监测结果，调整氧气加入量；S5、当助燃气体的含氧量降低到极限助燃气体含氧量时，开启氧气调节系统，将进入燃烧器中的助燃气体的含氧量提升0.5％，并均匀关闭助燃风机；S6、重复步骤S3～S5，逐步向燃烧器中投入氧气，使助燃气体中的氧浓度不变，进而降低NOx排放。进一步地，所述步骤S1具体为：S11、对CO2红外在线分析仪获取的浓度数据进行分析，计算氧燃比；S12、根据实测到的窑炉出口烟气中的CO2含量及氧燃比，计算当前实际烟气循环量。进一步地，所述步骤S11中，分析的数据包括烟气出窑炉烟气中CO2浓度、换热器出口烟气中CO2浓度、换热器出口烟气中CH4浓度、换热器出口烟气中CO浓度、烟气稀释冷风流量和烟气稀释冷风温度。进一步地，所述步骤S11中，氧燃比的计算公式为：1*CH4+G*0.2*O2+G*0.8*N2+A*F+B*F+E*F＝((G-2)+A*F)*O2+(2+B*F)*H2O+C*F+(1+D*F)*CO2+(G*0.8+E)*N2式中，A为燃烧残余O2含量；B为燃烧后H2O含量；C为燃烧后的CH4含量；D为燃烧后的CO2；E为燃烧后的N2含量；F为烟气循环率。进一步地，所述步骤S12具体为：A1、确定没有烟气循环过程中的CO2浓度；A2、基于没有烟气循环过程中的CO2浓度和氧燃比，确定烟气循环后的当前实际烟气循环量。进一步地，所述步骤A1中，没有烟气循环过程中的CO2浓度的计算公式为：(0.105*A*CO2)/(0.79*A*N2+0.21*A*H2O+0.105*A*E)式中，A为原始助燃空气流量；所述步骤A2中，当前实际烟气循环量的计算公式为：J＝(0.10*H*CO2+G*I)/(0.79*H*N2+0.21*H*H2O+0.105*H*CO2)式中，J为当前实际烟气循环量；H为原始助燃空气流量；G为循环烟气时的循环烟气流量；I为烟气循环后，实测的循环烟气中CO2的浓度。进一步地，所述步骤S2中，在开启变频烟气风机进行烟气循环时，将烟气循环量稳定在16％～18％，并将温度控制在150～200度。进一步地，调整氧气加入量的方法为：根据燃烧器中绝热火焰温度与NOx生成关系建立NOx生成曲线，并根据实测的NOx生成结果基于matlabBP模型对氧气加入量修正，实现氧气加入量的调整。进一步地，所述步骤S4中，氧气加入量为0.21G。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术方法无需对现有设备进行大幅的改造，与传统的更换燃烧器降低NOx的方案相比，优点是NOx的降低过程是可以无极可调的，一方面可以保证燃烧过程的稳定性，一方面可以准确到控制1mgNOx降低所需要的成本，同时还能提高一定的生产效率，还可以调节氧燃烧比率，对季节性、周期性生产的企业提供周期性额外产能；(2)在不更改燃烧设备的前提下，提高燃烧温度均匀性，使燃烧过程准确受控，相对于传统工艺，实现了从温度控制、效率控制、烟气中NOx浓度控制；(3)可以对大型或小型的加热炉都可以采用再加热炉加氧循环燃烧降低尾气中NOx排放浓度的技术进行改造；众所周知，燃烧设备越大或者越小要实现降低烟气中NOx浓度会越难，但是再加热炉加氧循环燃烧降低尾气中NOx排放浓度的技术，对于大型燃烧设备、小型燃烧设备都可以在较低的改造成本及较短的改造周期内实现，现在降低NOx浓度的同时，实现排放量的同步降低；(4)再加热炉加氧循环燃烧降低尾气中NOx排放浓度的技术，可以实现较低的改造成本实现NOx排放降低，并可以通过控制加氧量，实现不同的控制参数，可以满足不同阶段的排放要求。附图说明图1为本专利技术提供的通过氧循环燃烧降低NOx排放的方法流程图。图2为本专利技术提供的氧循环燃烧示意图。具体实施方式下面对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便于本
的技术人员理解本专利技术，但应该清楚，本专利技术不限于具体实施方式的范围，对本
的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本专利技术的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本专利技术构思的专利技术创造均在保护之列。如图1所示，一种通过氧循环燃烧降低NOx排放的方法，包括以下步骤：S1、根据CO2红外在线分析仪获取的浓度数据，并确定当前实际烟气循环量；S2、基于当前实际烟气循环量，均匀开启变频循环烟气风机，使烟气从烟气换热器出口抽取进行循环；S3、开启氧气注入，通过助燃风机使氧气、空气和循环烟气形成的助燃气体进入燃烧器；S4、在助燃气体进入燃烧器的过程中，根据氧气含量在线分析仪的数据监测结果，调整氧气加入量；S5、当助燃气体的含氧量降低到极限助燃气体含氧量时，开启氧气调节系统，将进入燃烧器中的助燃气体的含氧量提升0.5％，并均匀关闭助燃风机；S6、重复步骤S3～S5，逐步向燃烧器中投入氧气，使助燃气体中的氧浓度不变，进而降低NOx排放。上述步骤S1具体为：S11、对CO2红外在线分析仪获取的浓度数据进行分析，计算氧燃比；S12、根据实测到的窑炉出口烟气中的CO2含量及氧燃比，计算当前实际烟气循环量。根据如图2所示的氧循环燃烧示意图，步骤S11中，分析的数据包括烟气出窑炉烟气中CO2浓度、换热器出口烟气中CO2浓度、换热器出口烟气中CH4浓度、换热器出口烟气中CO浓度、烟气稀释冷风流量和烟气稀释冷风温度。由于CO2只能由天然气中的CH4产生以及循环烟气带入，所以测量CO2浓度可以测量出烟气的循环率，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过氧循环燃烧降低NOx排放的方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、根据CO

【技术特征摘要】
1.一种通过氧循环燃烧降低NOx排放的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、根据CO2红外在线分析仪获取的浓度数据，并确定当前实际烟气循环量；
S2、基于当前实际烟气循环量，均匀开启变频循环烟气风机，使烟气从烟气换热器出口抽取进行循环；
S3、开启氧气注入，通过助燃风机使氧气、空气和循环烟气形成的助燃气体进入燃烧器；
S4、在助燃气体进入燃烧器的过程中，根据氧气含量在线分析仪的数据监测结果，调整氧气加入量；
S5、当助燃气体的含氧量降低到极限助燃气体含氧量时，开启氧气调节系统，将进入燃烧器中的助燃气体的含氧量提升0.5％，并均匀关闭助燃风机；
S6、重复步骤S3～S5，逐步向燃烧器中投入氧气，使助燃气体中的氧浓度不变，进而降低NOx排放。


2.根据权利要求1所述的通过氧循环燃烧降低NOx排放的方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：
S11、对CO2红外在线分析仪获取的浓度数据进行分析，计算氧燃比；
S12、根据实测到的窑炉出口烟气中的CO2含量及氧燃比，计算当前实际烟气循环量。


3.根据权利要求2所述的通过氧循环燃烧降低NOx排放的方法，其特征在于，所述步骤S11中，分析的数据包括烟气出窑炉烟气中CO2浓度、换热器出口烟气中CO2浓度、换热器出口烟气中CH4浓度、换热器出口烟气中CO浓度、烟气稀释冷风流量和烟气稀释冷风温度。


4.根据权利要求3所述的通过氧循环燃烧降低NOx排放的方法，其特征在于，所述步骤S11中，氧燃比的计算公式为：
1*CH4+G*0.2*O2+G*0.8*N2+A*F+B*F+E*F
＝((G-2)+A*F)*O2+(2+B*F)*H2O+C*F+(1+D*F)*CO2+(G*0.8+E)*N2
式中，A为燃烧残余O2含量；
B为燃烧后H2O含量；<...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨文辉，周全华，杜甫，许源，张庚秋，
申请(专利权)人：四川梅塞尔气体产品有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51