一种低氮焙烧炉及其控制方法与流程

本申请涉及一种低氮焙烧炉及其控制方法。

背景技术：

预焙阳极焙烧炉是预焙阳极生产过程的核心设备之一，焙烧炉的正常运行，是预焙阳极生产的产量和质量稳定的保证。随着我国的环保要求越来越严，焙烧炉烟气普遍安装了在线监测设备，焙烧炉烟气稳定达标排放就成了焙烧炉稳定运行的必要前提。

目前，大多数的预焙阳极焙烧炉脱硝前的氮氧化物都不能稳定达标排放，脱硝前实际测量值一般都在80-140mg/m³，而且是随着焙烧曲线周期变化，必须要scr或sncr设备进行脱硝，才能稳定达标排放。一台焙烧炉脱硝设备投资少则一百多万，多则数百万，而且一个企业往往有多台焙烧炉，需要多台脱硝设备才能满足需求，需要较大的设备投资。除了设备建设费用，每年电费和脱硝剂费用还要数百万元(每吨产品焙烧脱硝费用在20-30元，一个企业预焙阳极年产量在10-100万吨不等)，对预焙阳极生产企业是一笔不小的成本。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本申请一方面提出了一种低氮焙烧炉，包括若干邻接连通设置的加热单元，所述加热单元包括至少一加热部和至少一测温部，在各加热部后设置有至少一个测温部，加热部和处于烟气流动下游的相邻的测温部形成一控制基点，所述控制基点沿烟气流动方向对应的平均温度逐步降低。本申请通过将加热部与测温部配合设置，通过测温部与加热部的一一对应来控制加热部的功率，从而对于温度具有更加准确掌控，减少由于温度控制不当导致的热力氮氧化物的产生。

优选的，还包括炉体和烟气隔墙，所述烟气隔墙设置在控制基点对应的加热部和测温部之间，所述控制基点对应的加热部和测温部同侧设置，所述烟气隔墙与对应的控制基点一侧的炉体的内壁密封抵接设置。本申请的烟气隔墙主要是为了使烟气沿“w”形状的路线往前流动，延长烟气传热路线，使烟气热量尽可能多的用来加热产品。

优选的，还包括辅助隔墙，所述辅助隔墙设置在相邻的控制基点之间，所述辅助隔墙设置在相对于控制基点的另一侧的炉体的内壁上。本申请的辅助隔墙用来分隔加热部和测温部，并延长烟气传热路径，尽可能多的使烟气热量传给需要加热的产品，也能使得温度控制更有意义，提高焙烧炉内温度控制的可靠性。

优选的，所述炉体上开设有若干外连通孔；所述加热部和测温部密封设置在外连通孔内。

优选的，所述外连通孔包括一设在炉体外侧的扩大腔以及与扩大腔连通设置的收缩腔，在扩大腔和收缩腔之间设有安装台，在安装台上设有一耐火件，在耐火件上设有一安装孔。

优选的，所述扩大腔朝外的一侧设有一密封环，所述密封环朝向炉体的一侧设有一环形卡接爪，所述环形卡接爪斜向设置并插入到炉体壁内。

优选的，所述测温部由热电偶穿过安装孔形成；所述加热部由天然气烧嘴穿过安装孔形成。

优选的，所述低氮焙烧炉包括36-60个串联设置的炉室，所述炉室包括两个串联设置的加热单元。

优选的，所述炉室设有4个用于安装加热部和测温部的外连通孔；所述加热单元包括2个分别用于安装加热部和测温部的外连通孔。

另一方面，本申请还公开了一种低氮焙烧炉控制方法，包括如下步骤：

设定炉温沿烟气流动方向的控制曲线；

各个测温部根据控制曲线得到其温度控制范围并与其紧邻的上游的加热部建立控制联系；

在测温部的温度无法达到温度控制范围时，通过控制建立联系的加热部进行温度调整。本申请首先是设定一个控制曲线，然后利用控制曲线得到所需要控制的温度，然后再利用测温部以及加热部的对应关系来对于加热部的温度进行相对精确的控制，从而获得较好的炉温控制效果。

本申请能够带来如下有益效果：

1、本申请通过将加热部与测温部配合设置，通过测温部与加热部的一一对应来控制加热部的功率，从而对于温度具有更加准确掌控，减少由于温度控制不当导致的热力氮氧化物的产生；

2、本申请的烟气隔墙主要是为了使烟气沿“w”形状的路线往前流动，延长烟气传热路线，使烟气热量尽可能多的用来加热产品；本申请的辅助隔墙用来分隔加热部和测温部，并延长烟气传热路径，尽可能多的使烟气热量传给需要加热的产品，也能使得温度控制更有意义，提高焙烧炉内温度控制的可靠性；

3、本申请首先是设定一个控制曲线，然后利用控制曲线得到所需要控制的温度，然后再利用测温部以及加热部的对应关系来对于加热部的温度进行相对精确的控制，从而获得较好的炉温控制效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请的将诶欧股示意图；

图2为图1的a部放大示意图；

图3为图1的b部放大示意图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本申请进行详细阐述。

如图中所示，为了更清楚的阐释本申请的整体构思，下面结合说明书附图以示例的方式进行详细说明。

另外，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在第一个实施例中，如图1-3所示，一种低氮焙烧炉，包括若干邻接连通设置的加热单元，所述加热单元包括至少一加热部1和至少一测温部2，在各加热部1后设置有至少一个测温部2，加热部1和处于烟气流动下游的相邻的测温部2形成一控制基点，所述控制基点沿烟气流动方向对应的平均温度逐步降低。还包括炉体3和烟气隔墙4，所述烟气隔墙4设置在控制基点对应的加热部1和测温部2之间，所述控制基点对应的加热部1和测温部2同侧设置，所述烟气隔墙4与对应的控制基点一侧的炉体3的内壁密封抵接设置。还包括辅助隔墙5，所述辅助隔墙5设置在相邻的控制基点之间，所述辅助隔墙5设置在相对于控制基点的另一侧的炉体3的内壁上。所述炉体3上开设有若干外连通孔6；所述加热部1和测温部2密封设置在外连通孔6内。所述外连通孔6包括一设在炉体3外侧的扩大腔7以及与扩大腔7连通设置的收缩腔9，在扩大腔7和收缩腔9之间设有安装台10，在安装台10上设有一耐火件11，在耐火件11上设有一安装孔12。所述扩大腔7朝外的一侧设有一密封环8，所述密封环8朝向炉体3的一侧设有一环形卡接爪13，所述环形卡接爪13斜向设置并插入到炉体3壁内。所述测温部2由热电偶14穿过安装孔12形成；所述加热部1由天然气烧嘴15穿过安装孔12形成。所述低氮焙烧炉包括36-60个串联设置的炉室，所述炉室包括两个串联设置的加热单元。所述炉室设有4个用于安装加热部1和测温部2的外连通孔6；所述加热单元包括2个分别用于安装加热部1和测温部2的外连通孔6。

使用时，按照如下步骤进行控制：

s1.设定炉温沿烟气流动方向的控制曲线；

在使用时，上下游如果想控制在近似的温度，一般是相邻的加热部1之间有15-20℃的温差，即下游的加热部比相邻的上游的加热部的温度低15-20℃；

s2.各个测温部2根据控制曲线得到其温度控制范围并与其紧邻的上游的加热部建立控制联系；

在测温部2得到的温度发生波动之后，其结合上下游温度的测温部2的温度以及波动的温度，然后得到加热部1的功率，例如，如果温度降低，则需要提高加热部1的功率，但是如果其功率提高程度过大，使得超过上游加热部以及下游加热部的温度时，则达到了其功率的最大值；

s3.结合上下游测温部的指定值以及测温部2的温度，在测温部2的温度无法达到温度控制范围时，通过控制建立联系的加热部1进行温度调整。

改造前上游温度很不稳定，达不到制定温度要求，有些过高的温度会造成火道墙损坏和烟气氮氧化物过高，而改造后上下游温度由于是单独分开控制，可以相对稳定的达到指定温度。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。