烟气外循环对焦炉煤气低氮燃烧特性的影响*

闫自豪 王光华 王晴东 李文兵 王国成 李享成

(1.武汉科技大学化学与化工学院绿色与智能煤化工工程技术研究中心 武汉 430081；2.武汉科技大学材料与冶金学院省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室 武汉 430081)

0 引言

焦化行业作为高能耗、高污染行业，其工艺流程复杂，产生的污染物种类多、含量高[1-2]。2019年1—10月，我国焦炭产量累计达3.93亿吨，同比增长5.6%，为世界第一焦炭生产国和出口国[2]，由此带来的空气污染问题不容小觑。NOx是焦化行业产生的主要污染物之一，也是大气污染物的主要来源[3]，研究一种从源头上有效降低NOx排放且能直接应用于已建焦炉的焦炉煤气低氮燃烧技术具有十分重要的意义。

1 实验系统

1.1 实验平台

以JN-60型焦炉为研究对象，设计出模拟焦炉狭长受限空间炉膛结构的燃烧炉，搭建带有烟气外循环系统的焦炉煤气燃烧实验平台，研究空气过剩系数α、燃烧负荷和烟气外循环率λ对焦炉煤气燃烧NOx生成特性的影响。燃烧实验平台由燃气系统、空气系统、空气预热系统、烟气回配系统、烟气冷却系统、燃烧炉等组成。烟气成分由KM950便携式烟气分析仪和Gasboard3100型煤气分析仪测定。焦炉煤气燃烧实验系统如图1所示。

1.2 燃烧炉

燃烧炉炉膛具有狭长受限空间结构，在炉膛内部不同高度设置7个S型铂铑热电偶，炉膛外部设置3个不同高度的观火孔，燃烧形式采用下进上出非预混燃烧形式。燃烧炉设计参数如表1所示，狭长空间结构的炉膛示意如图2所示。

1—烟气再循环管路；……