一、技改背景
焦?fàn)t煤氣在焦?fàn)t燃燒室內(nèi)燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生氮氧化物（NOx），氮氧化物通常多指NO和NO2的混合物，氮氧化物排入大氣會(huì)污染環(huán)境，上世紀(jì)80代中期，發(fā)達(dá)國(guó)家就視其為有害氣體，提出了控制排放標(biāo)準(zhǔn)。
目前發(fā)達(dá)國(guó)家焦?fàn)t煙囪氣NOx排放控制標(biāo)準(zhǔn)，基本上是質(zhì)量濃度以NOx計(jì)不大于500mg/m3（廢氣中O2含量折算至5％時(shí)）。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)焦?fàn)t排放氮氧化物的危害也日益重視，并制訂了排放控制標(biāo)準(zhǔn)。目前，我國(guó)焦?fàn)t煙囪氣NOx執(zhí)行的排放標(biāo)準(zhǔn)是限值500mg/m3，“特別地區(qū)”焦?fàn)t煙囪氣NOx排放標(biāo)準(zhǔn)是限值150mg/m3，但多數(shù)在用焦?fàn)t，尤其是大量5.5米及以上焦?fàn)t，其煙囪氣NOx排放量一般都在600~1800mg/m3之間。
現(xiàn)有焦?fàn)t煙囪氣NOx控制技術(shù)分為燃燒中控制技術(shù)和燃燒后控制技術(shù)。
燃燒后控制技術(shù)，一般采用催化分解技術(shù)對(duì)焦?fàn)t煙囪廢氣中的NOx進(jìn)行分解或轉(zhuǎn)化處理，其處理裝置投資巨大（2000萬(wàn)元以上），運(yùn)行費(fèi)用高昂（500萬(wàn)元/年以上）。
燃燒中控制技術(shù)包括廢氣循環(huán)、分段加熱、貧化煤氣或空氣等技術(shù)都有應(yīng)用，其特點(diǎn)是投資少、運(yùn)行費(fèi)用低，但都需要在焦?fàn)t設(shè)計(jì)階段做好安排，對(duì)于已投產(chǎn)焦?fàn)t，至今缺乏有效的實(shí)用方法和裝置，隨著環(huán)保要求的不斷提高，已成為制約焦化企業(yè)生存和發(fā)展的重要因素。 
    本公司的發(fā)明產(chǎn)品--WX-103系列裝置是一種燃燒中控制技術(shù)產(chǎn)品，該裝置可通過(guò)貧化空氣的方法，使焦?fàn)t煙囪氣NOx含量得到有效控制，同時(shí)還可在一定程度上改善焦?fàn)t高向加熱水平。
    二、控制原理
焦?fàn)t煙囪氣中的氮氧化物形成機(jī)理基本可歸結(jié)為2大類型：一是溫度熱力型NO，即來(lái)源于空氣中的N2和02在高溫下反應(yīng)生成NO；二是含N組分燃料型NO，即煤氣中的含N組份燃燒形成的NO。
    大量實(shí)驗(yàn)研究證明，對(duì)于絕大多數(shù)焦?fàn)t，溫度熱力型NO對(duì)廢氣中NOX 的貢獻(xiàn)率達(dá)95%以上，因此只要將類型的NO控制在適當(dāng)水平，就可以有效地控制煙囪氣中NOX 的含量。
中冶焦耐院對(duì)焦?fàn)t煙囪氣中的NOX 形成機(jī)理做過(guò)大量實(shí)驗(yàn)研究，使用焦?fàn)t煤氣加熱時(shí)，實(shí)際燃燒溫度高于1750℃，煙囪廢氣中的NOX 含量將呈幾何級(jí)數(shù)倍增，反之亦然。
WX-103系列裝置正是依據(jù)上述基礎(chǔ)研究結(jié)論研制而成，該裝置可以將煙道廢氣直接吹入風(fēng)門內(nèi)，通過(guò)貧化助燃空氣，淡化燃?xì)夂脱鯕鉂舛?，減緩局部燃燒強(qiáng)度，降低實(shí)際燃燒溫度，消除NO的生成條件，從而實(shí)現(xiàn)控制煙囪氣NOX排放量的目的，實(shí)際運(yùn)行證明，立火道高向加熱也有明顯改善。
三、產(chǎn)品簡(jiǎn)介
WX-103系列裝置是我司研發(fā)的第三代技術(shù)產(chǎn)品，通過(guò)系統(tǒng)的工業(yè)化設(shè)計(jì)，解決了代和第二代裝置中存在的諸如漏氣、偏移、不便調(diào)試、換向不可靠和安全預(yù)防等一系列細(xì)節(jié)缺陷，保證了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與安全性。
WX-103系列裝置由廢氣引出裝置、廢氣輸送與交換裝置、廢氣混入裝置及儀表電控等四部分構(gòu)成。
如下圖示，廢氣引出裝置利用引風(fēng)機(jī)將焦?fàn)t煙道廢氣從焦?fàn)t總煙道中引出，經(jīng)廢氣輸送與交換裝置將焦?fàn)t煙道廢氣送入廢氣混入裝置，煙道廢氣與風(fēng)門吸入的空氣混合后經(jīng)預(yù)熱進(jìn)入燃燒室。
  
    1、廢氣引出裝置
該裝置包括引風(fēng)機(jī)、進(jìn)口管道及閘閥、出口管道及放散裝置等組成。
引風(fēng)機(jī)選型與焦?fàn)t大小有關(guān)，由于直接抽取300℃左右的高溫?zé)煔猓仨氝x
用耐高溫風(fēng)機(jī)，管線選型布局也充分考慮了熱脹冷縮等不利影響。
    同時(shí)，為調(diào)節(jié)廢氣量的需要，風(fēng)機(jī)需配置變頻調(diào)速器。
2、廢氣輸送與交換裝置
該裝置由4臺(tái)自動(dòng)切斷閥和4條廢氣輸送管道構(gòu)成，安裝在焦?fàn)t機(jī)焦兩側(cè)
的廢氣開(kāi)閉器上方，如上圖示，其前端與風(fēng)機(jī)出口總管連接，其下部與N+1（N為炭化室數(shù)）套廢氣混入裝置連接。
    （1）自動(dòng)切斷閥采用耐高溫硬密封蝶閥，并與焦?fàn)t換向機(jī)聯(lián)鎖，實(shí)現(xiàn)廢氣混入與空氣風(fēng)門的同步切換；
    （2）廢氣輸送管道置于焦?fàn)t廢氣開(kāi)閉器上方，并配置一定數(shù)量的膨脹節(jié)以消除熱脹冷縮造成的影響。
3、廢氣混入裝置
    每座焦?fàn)t機(jī)焦側(cè)均配置N+1套廢氣混入裝置，并與風(fēng)門對(duì)應(yīng)。
該裝置由廢氣支管、調(diào)節(jié)閥及混風(fēng)法蘭等構(gòu)成，其上端直接連接廢氣輸送管，下端直接接入廢氣開(kāi)閉器對(duì)應(yīng)的風(fēng)門內(nèi)。
4、電控儀表裝置
該裝置主要用于風(fēng)機(jī)輸出壓力控制、自動(dòng)連鎖換向和安全防范等，可根據(jù)需要靈活配置。
四、調(diào)試
本裝置投運(yùn)時(shí)必須進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試方可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行。
五、效果
該裝置的代技術(shù)和第二代技術(shù)已在某2×55孔5.5米焦?fàn)t運(yùn)行6個(gè)月，設(shè)計(jì)總能力僅發(fā)揮30%，焦?fàn)t煙囪氣NOX 排放量從800mg/m3左右降低到300mg/m3左右。
目前，第三代技術(shù)產(chǎn)品正在山東另一5.5米焦?fàn)t施工。