本發(fā)明涉及降低從水泥窯排出的燃燒氣體中的硫氧化物(以下稱為“sox”)濃度和氮氧化物(以下稱為“nox”)濃度的技術。
背景技術：
作為降低水泥窯燃燒氣體中的sox的技術，非專利文獻1中記載了如下內容：通過提高水泥窯內的氧分壓、特別是水泥原料、熟料表層的氧分壓，可抑制因硫酸鈣(caso4)、硫酸鎂(mgso4)、硫酸鉀(k2so4)和硫酸鈉(na2so4)等的分解而導致的sox的發(fā)生。以下簡單說明其原理。
在上述水泥原料或熟料所含的物質之中，例如，硫酸鈣和硫酸鎂在水泥窯內按如下那樣發(fā)生反應。
在此，根據(jù)與在氧共存下的硫酸鈣的分解、生成有關的dewing等人的研究結果，上述(1)式表示的平衡時的so2分壓(ps1)和氧分壓(po1)的關系如下式表示。
ps1＝(1/po11/2)/exp(-(464424-237t)/rt)···(3)
另外，可認為上述dewing等人的研究結果雖然與硫酸鈣的分解、生成有關，但也可以應用于硫酸鎂的分解、生成。因此，根據(jù)上述dewing等人的研究結果，上述(2)式表示的平衡時的so2分壓(ps2)和氧分壓(po2)的關系也可以由下式表示。
ps2＝(1/po21/2)/exp(-(364761-252t)/rt)···(4)
由上述(3)、(4)式判明，通過提高硫酸鈣及硫酸鎂附近的氧分壓，可以降低由硫酸鈣及硫酸鎂產(chǎn)生的sox的分壓，即sox的量。另外，可以說，根據(jù)同樣的理由，通過提高硫酸鉀及硫酸鈉附近的氧分壓，也可以降低由硫酸鉀及硫酸鈉產(chǎn)生的sox的量。因此，通過提高水泥窯內存在的水泥原料及熟料附近的氧分壓，可以抑制來自水泥原料及熟料的sox的發(fā)生。
現(xiàn)有技術文獻
非專利文獻
非專利文獻1
新井紀男，之外36人，“燃燒生成物的發(fā)生和抑制技術”，初版，株式會社technosystem，1997年4月27日，p113-114
技術實現(xiàn)要素：
發(fā)明要解決的課題
但是，當按照如上所述操作為了抑制sox發(fā)生而提高氧分壓時，存在從水泥窯排出的燃燒氣體中的nox濃度增加，擔心會超過限定值這樣的問題。
因此，本發(fā)明正是鑒于上述問題點而完成的，其目的在于，將從水泥窯排出的燃燒氣體中的sox和nox二者的濃度抑制為低濃度。
用于解決課題的手段
為了達成上述目的，本發(fā)明是水泥窯的運轉方法，其特征在于，在將水泥窯的窯尾中的氧分壓調整至4％以上7％以下的同時，將燃料和燃燒用空氣經(jīng)由燃燒器吹入該窯尾中。
根據(jù)本發(fā)明，在通過提高水泥窯內的氧分壓來抑制從水泥原料及熟料中產(chǎn)生sox的同時，通過向窯尾吹入燃料和燃燒用空氣可將因氧分壓的上升而增加的nox分解除去，因此，能夠將從水泥窯排出的sox和nox二者的濃度抑制為低濃度。
另外，在上述水泥窯的運轉方法中，能夠將上述燃料和燃燒用空氣從設置在上述水泥窯的窯尾的多個燃燒器吹入。由此，進一步提高水泥窯的窯尾內的nox的分解除去率成為可能。
進而，上述燃料可含有選自微粉炭、重油、天然氣、煤灰、可燃性廢棄物和將可燃性物質氣化了的物質中的1種以上。
發(fā)明效果
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以將從水泥窯排出的燃燒氣體中的sox和nox二者的濃度抑制為低濃度。
附圖說明
[圖1]是示出可實施本發(fā)明涉及的水泥窯的運轉方法的水泥燒成裝置的一例的概略圖。
具體實施方式
圖1所示的水泥燒成裝置1由將水泥原料(以下稱為“原料”)r1預熱的預熱器3、將用預熱器3預熱的原料r2預燒的預燒爐4、將預燒后的原料r3燒成的水泥窯7、將在水泥窯7中燒成原料r3而生成的熟料冷卻的熟料冷卻器9、以及在將窯尾5內的nox分解除去的同時進行原料r3的脫碳酸的脫硝用燃燒器6等構成。
脫硝用燃燒器6在圖示的例子中為1個，但也可以設置多個。通過在同一水平面內配備多個脫硝用燃燒器6，能夠更有效地降低窯尾5的內部的氧分壓，在該區(qū)域內更確實地分解nox。另外，也可以沿垂直方向(排氣g1的流動方向)跨兩段設置脫硝用燃燒器6。
予以說明，當脫硝用燃燒器6為1個時，為了在寬范圍得到脫硝效果，需要延長從脫硝用燃燒器6發(fā)出的火焰，由此，設置有脫硝用燃燒器6的壁面的相反側的壁面被過度加熱，所以需要冷卻上述相反側的壁面，但擔心因該冷卻在壁面產(chǎn)生結皮。因此，通過設置多個脫硝用燃燒器6，可以縮短由它們發(fā)出的火焰，可以避免結皮的發(fā)生。
接著，關于本發(fā)明涉及的水泥窯的運轉方法，與水泥燒成裝置1的工作一起進行說明。
在主燃燒器8中使燃料f1燃燒，在預熱器3中通過來自水泥窯7的排氣g1等進行原料r1的預熱，在預燒爐燃燒器10中使燃料f3燃燒，對原料r2進行預燒。將微粉炭、重油等用于燃料f3，也可以將可燃性廢棄物用作燃料f3的一部分或全部。
也可以從設置在水泥窯7的窯尾5的脫硝用燃燒器6將燃料f2與燃燒用空氣a一起吹入，使燃料f2燃燒。由此，在窯尾5的內部形成低氧濃度區(qū)域?？蓪⑽⒎厶?、重油、天然氣、煤灰、可燃性廢棄物和將可燃性物質氣化了的物質等用于燃料f2，可以使用這些中的任一種或同時使用多種。
將預燒了的原料r3從預熱器3的最下段旋風分離器3a經(jīng)由窯尾5導入水泥窯7，在水泥窯7中將原料r3進行燒成。將通過該燒成而生成的熟料供給到熟料冷卻器9中，用熟料冷卻器9冷卻，得到熟料cl。
在上述水泥窯7的運轉時，將窯尾5中的氧分壓調整至4％以上7％以下。由此，抑制從水泥窯7內的原料r3及熟料產(chǎn)生sox。如上所述，通過提高水泥窯7內存在的原料r3及熟料附近的氧分壓，能夠抑制從原料r3和熟料產(chǎn)生sox，因此與通常相比更高地維持窯尾5的氧分壓。優(yōu)選測定水泥窯7內存在的原料r3及熟料附近的氧分壓，但是在實際中難以測定，因此，一般來說，在調整中采用被視為水泥窯7的運轉指標的窯尾5的氧分壓。
窯尾5的氧分壓的調整通過調整供給到主燃燒器8中的燃燒用空氣的量、熟料冷卻器9的冷卻風量、向預熱器3供給的原料r1的供給量等來進行。窯尾5的氧分壓維持在4％以上7％以下，可以根據(jù)從水泥窯7排出的燃燒氣體中的sox及nox的濃度等而調整至4％以上6％以下，或者可適宜地調整至5％以上7％以下。另外，也可以在4％以上5％以下、5％以上6％以下、或6％以上7％以下等的狹窄的范圍內調整。
另一方面，使水泥窯7的排氣g1通過由脫硝用燃燒器6形成的窯尾5的低氧濃度區(qū)域，在該區(qū)域中將排氣g2中的nox還原而分解。將排氣g1脫硝后的氣體從窯尾5導入預燒爐4中，在預燒爐4中將原料r2脫碳酸，同時將nox分解。脫硝后的氣體經(jīng)由預熱器3從水泥燒成裝置1作為排氣g2排出。
如上所述，根據(jù)本實施方式，通過將窯尾5中的氧分壓調整至4％以上7％以下，能夠抑制水泥窯7內的原料r3及熟料中含有的caso4、mgso4、k2so4和na2so4等硫酸鹽分解，抑制sox在水泥窯7的內部產(chǎn)生同時通過使由于提高氧分壓而產(chǎn)生的nox通過由脫硝用燃燒器6形成的低氧濃度區(qū)域，進行還原、分解，由此能夠將水泥窯7的排氣g1中的sox和nox二者的濃度抑制為低濃度。
另外，根據(jù)上述實施方式，原料r3中含有的硫成分的大部分沒有作為sox含有在水泥窯7的排氣g1中，而是與熟料cl一起從水泥燒成裝置1排出，能作為凝結延遲材料有效地利用。
進而，由于水泥窯7的排氣g1中含有的sox的量少，從水泥窯7至預熱器3之間的硫成分的循環(huán)濃縮降低，水泥窯7至預熱器3之間的結皮的生成變少，能夠穩(wěn)定地運轉水泥燒成裝置1。
進而，由于能夠防止來自水泥燒成裝置1中的硫成分的結皮生成，因此，能夠將硫成分濃度高的廉價的物質作為燃料及原料利用，或者能夠將含有擔心與硫成分同樣地在預熱器3中產(chǎn)生結皮的氯成分的物質作為原燃料更多地利用。
符號說明
1水泥燒成裝置
3預熱器
4預燒爐
5窯尾
6脫硝用燃燒器
7水泥窯
8主燃燒器
9熟料冷卻器
10預燒爐燃燒器
a燃燒用空氣
cl熟料
f1～f3燃料
g1～g3排氣