在带材处理炉中减少氮氧化物的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于处理金属带材(5)的方法，所述金属带材(5)首先在直接燃烧炉(1)中对进行热处理，并且随后在辐射管炉(10)中进一步进行热处理。根据本发明专利技术，来自辐射管的废气(16)的至少一部分被馈送到直接燃烧炉(1)。

The method of reducing nitrogen oxide in strip furnace

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在带材处理炉中减少氮氧化物的方法
本专利技术涉及一种在直接燃烧炉中并且随后在辐射管炉中对带材进行热处理的方法。
技术介绍
通常在镀锌之前或者也在酸洗线之后的退火炉中，以这种方式对金属带材进行热处理。在直接燃烧炉(DFF)中，燃烧器直接位于炉的内部。该炉能够对钢制带材表面进行针对性的氧化。通过调节燃烧器气体的lambda值，氛围条件可以从氧化性改变为还原性。通过这种方式，能够有针对性地控制钢制带材表面的氧化。随后，热处理经常在间接加热的辐射管炉(RFT)中进行，其中借助加热辐射管以热辐射的方式来加热金属带材。以已知的方式通过燃烧器从内部对各个辐射管进行加热。一些(小于30％的)来自辐射管燃烧器的废气被返回(再循环)到相应的燃烧器，以优化燃烧。这种废气的再循环是一种非常有效的降低火焰峰值温度的方法并且因此使得形成更少的氮氧化物。然而，更大部分的废气被馈送到热交换器并且最终通过烟囱排放到大气中。通常使用气体(天然气或者焦炉煤气)来运行直接燃烧炉的燃烧器。来自燃烧器的废气被馈送至安装有燃烧器的后置燃烧室并且在该处进行后置燃烧。包含在废气中的氮氧化物(NOx)在在直接燃烧区中的燃烧器中的燃烧期间形成并且还在后燃烧期间形成。术语氮氧化物(NOx)是指在燃烧过程期间形成的总氮氧化物。这些化合物中最重要的通常是NO和NO2。在燃料转化期间或者由于高的处理温度，NOx可以直接由燃气形成。NOx化合物的形成因此极大地受益于高的燃烧温度。得益于新研发的气体燃烧器，氮氧化物的排放已被显著降低。为了减少在后置燃烧期间的氮氧化物的形成，目前采取了各种不同的措施。一种措施是通过延长炉的非燃烧区来降低后置燃烧室的燃烧温度。在进入后置燃烧室之前，热的废气经过此区域。由于该区域延长的长度，废气在进行后置燃烧之前被更多地冷却并且后置燃烧室中的温度降低。降低后置燃烧温度的另一种方法是提供未预加热的助燃空气。尽管存在这些方法，仍在后置燃烧期间形成氮氧化物。有关氮氧化物排放的规定正变得越来越严格，因此进一步的降低将非常受欢迎。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供一种在带材处理厂中进一步减少氮氧化物的低成本的方法。通过根据权利要求1的方法来实现该目的。根据本专利技术，废气的至少一部分从辐射管被馈送至直接燃烧炉。来自辐射管的废气包含二氧化碳(CO2)和水蒸气(H2O)。这些重的分子具有大的热吸收能力。因此，这些分子能够吸收部分的燃烧热，这具有降低燃烧期间的峰值温度的效果并且因此减少了NOx的形成。来自辐射管的废气优选地在被馈送到直接燃烧炉之前被冷却。通过热交换器或者通过与空气混合来冷却这些气体。优选地，如果来自辐射管的部分废气被馈送至后置燃烧室，优选地馈送至用于(多个)后置燃烧器的助燃空气。因此燃烧过程变慢，并且燃烧温度减低。然而，废气也可以被混合到后置燃烧器的火焰中或者被混合到气态的后置燃烧器燃料中。将部分的来自辐射管的废气在直接燃烧区中与用于燃烧器的助燃空气混合也是可行的，因为这些气体也会分摊燃烧温度。例如，部分的来自辐射管的废气可以被馈送到至少一个“喷嘴混合型”燃烧器。利用这种燃烧器类型，助燃空气和燃烧器气体直接在燃烧器喷嘴中混合。从带材运动方向来看，直接燃烧炉通常在直接燃烧区之前具有非燃烧区。来自燃烧区的废气流经该区域并且通过这种方式对金属带材进行预加热。这样之后，才在后置燃烧室中对废气进行后置燃烧。此处，将甲烷(CH4)注入或者鼓入到非燃烧区中是有利的。这导致废气中的至少一些NOx被转化(再次燃烧)成氰化氢(HCN)。为了降解氰化氢的形成，可以将空气或者氧气注入到后置燃烧室中，这再一次降解了已经形成的氰化氢。优选地，氮气在其注入到非燃烧区中之前被加入到甲烷中。可以通过加氮气而更有效率地将甲烷混合到废气中。甲烷和氮气可以被混合并且用文丘里喷嘴进行注射。甲烷与氮气的比率可以在1:10的范围内。甲烷可以在距最近的燃烧器不同距离的几个点处注入到非燃烧区中。优选地是，5％-20％的来自辐射管的废气被馈送至直接燃烧炉。附图说明在下文中，基于附图来描述本专利技术的三个实施例。各图为：图1示出了直接燃烧喷嘴(DFF)的示意视图，其中，来自辐射管炉(RTF)的废气被馈送至后置燃烧室；图2示出了其中废气被馈送至直接燃烧炉的燃烧器的示意图。图3示出了图1和图2的组合，其中甲烷也被注入或鼓入到DFF的非燃烧区中。各个附图中的相同的附图标记总是表示相同的装置构件。具体实施方式图1包含用于对金属带材5进行热处理的装置的示意图。金属带材5首先经过直接燃烧炉(DFF)1并且然后经过辐射管炉10(RTF)。在直接燃烧炉1中，金属带材5在底部穿过气栓12进入并且沿方向21向上运动。在该区域中，通过来自后置燃烧室9的热废气对金属带材5进行预加热。在炉顶部中，金属带材5被偏转辊11偏转并且经过非燃烧区7，所述非燃烧区直接位于燃烧区2之前。非燃烧区7的长度为若干米，并且用于对金属带材5进行预加热，这还使热的燃烧器废气14被冷却。此处，沿带材运动方向21来看，非燃烧区7是燃烧区2之前的区域，并且其中不存在燃烧器。在炉1的燃烧区2中，借助气体燃烧器来加热金属带材5。此处，金属带材5首先经过其中在炉壁中安装有“喷嘴混合”型燃烧器的区域3并且然后经过具有“预混合”型燃烧器的区域4。由于在直接燃烧区2中的气体燃烧器而形成的废气14向上流动到炉1中并且在该处通过已知的方式经由开口6馈送到包含用于废气14的后置燃烧的后置燃烧器20的后置燃烧室9。在此过程中，包含在废气14中的一氧化碳(CO)和氢气(H2)基本上被完全燃烧(或者完全氧化)。金属带材5不经过后置燃烧室9。来自后置燃烧室9的废气然后经由开口8被再次引导到金属带材5经过的炉区域中。在炉1的底部中，废气14被馈送至热回收系统13。在炉1的下端，金属带材5被偏转辊11偏转并且然后被馈送到辐射管炉10。经过炉10的带材路径未在此处示出，因为其对本专利技术并不重要。本专利技术的一个重要方面是，至少一些来自辐射管的废气16被馈送到直接燃烧炉1。在本示例中，这些废气16被收集在收集器15中并经由鼓风机17馈送至后置燃烧室20。废气16在到达后置燃烧器20之前与助燃空气18混合。通过管路19供应燃烧气体。废气16吸收部分燃烧热，这降低了后置燃烧期间的峰值温度，因此减少了NOx的形成。在图2中，来自被辐射管加热的炉10的废气16的至少一部分被馈送到直接燃烧炉1的燃烧器。在本示例中，它们事先与助燃空气22混合。另外，气态燃料23被馈送到燃烧器。这也导致了氮氧化物的减少，因为燃烧器中的温度峰值由于废气16的提供而被减小。图3示出了一个实施例，其中，来自RTF10的废气被馈送到后置燃烧室9和直接燃烧炉1的燃烧器。为了进一步减少这种氮氧化物含量，甲烷(CH4)另外通过馈送管24被注入到或者借助氮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理金属带材(5)的方法，所述金属带材(5)首先在直接燃烧炉(1)中进行热处理并且随后进一步在辐射管炉(10)中进行热处理，其特征在于，来自辐射管的废气(16)的至少一部分被馈送到所述直接燃烧炉(1)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170713 AT A50584/20171.一种用于处理金属带材(5)的方法，所述金属带材(5)首先在直接燃烧炉(1)中进行热处理并且随后进一步在辐射管炉(10)中进行热处理，其特征在于，来自辐射管的废气(16)的至少一部分被馈送到所述直接燃烧炉(1)。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，废气(16)在馈送到所述直接燃烧炉(1)之前被冷却，例如借助热交换器进行冷却。


3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述直接燃烧炉(1)具有后置燃烧室(9)，在所述后置燃烧室中，对来自所述直接燃烧炉(1)的废气(14)进行后置燃烧，来自所述辐射管的所述废气(16)的至少一部分被馈送到所述后置燃烧室(9)。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，部分的来自所述辐射管的所述废气(16)被直接馈送到所述后置燃烧室(9)。


5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，部分的来自所述辐射管的所述废气(16)在所述后置燃烧室(9)中与用于后置燃烧器(20)的助燃空气(18)混合。


6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮埃尔热鲁姆·博赫勒，埃里克·布雷克，马丁·哈曼，
申请(专利权)人：安德里茨技术资产管理有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT