專利名稱：連接在回轉(zhuǎn)窯窯尾與分解爐之間的脫氮裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及的是一種降低水泥廠N0X排放量的新方法利用在新型干法水泥生 產(chǎn)系統(tǒng)的回轉(zhuǎn)窯尾部加入專用在線分級均布還原燃燒和司料控制技術(shù)及欠氧燃燒區(qū)裝置。 屬于水泥生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
燃料在窯爐內(nèi)的燃燒過程中，空氣中氮分子的氧化和燃料中氮元素的氧化都會生 成N0X。當窯爐內(nèi)的火焰溫度超過1400°C時，燃燒空氣中的氮分子會產(chǎn)生強烈的氧化作用而 生成NOx，稱之為"熱NO/;在氧化氣氛下，溫度越高，其生成速度越快，窯內(nèi)溫度低于1400°C 時，主要由燃料中氮元素的氧化生成的叫，稱之為"燃料NO/。且由于水泥回轉(zhuǎn)窯燒成帶 的火焰溫度一般在180(TC左右，盡管在燃燒器上采取了許多技術(shù)措施，但"熱NO/在燒成帶 的生成仍不可避免。在分解爐內(nèi)，燃料燃燒溫度低于1200°C ，因而在分解爐系統(tǒng)的第二段燃 燒區(qū)，主要是生成"燃料N0X"。因為"燃料N0X"與燃料中的N含量有關(guān)，國內(nèi)常用的燃料為 煤，其N含量一般不高，從對窯系統(tǒng)的廢氣進行分析可知，N02的含量一般不超過整個N0X排 放量的10%。 影響NO,形成的因素較多，主要有溫度、燃燒時的氧含量、高溫區(qū)的停留時間，以 及燃料中的N含量等，前面幾點均與燃燒環(huán)境有關(guān)，因此對水泥窯廢氣N0X污染來說，主要 應(yīng)考慮回轉(zhuǎn)窯廢氣的N0X防治。 目前，降低水泥廠N0X的方法可分為爐前處理、爐內(nèi)處理和燃燒后處理。 爐前處理，主要是指對原燃料進行選擇和預(yù)處理，采用低N含量的原燃料，減少所
用原燃料中帶入的N含量。對于爐前處理，一方面需要原燃料處理的費用，加大原燃料成
本，另一方面與水泥行業(yè)倡導(dǎo)的利用劣質(zhì)原燃料矛盾，且原燃料N含量只是影響因素之一，
不是主要影響因素，所以采用爐前處理收益不大。 爐內(nèi)處理，主要是指低NO,燃燒技術(shù)，即燃燒方式的改進。爐內(nèi)處理的方法有很多， 主要有1、采用新型低一次風(fēng)燃燒器，由于回轉(zhuǎn)窯中的熱N0,主要是由窯頭主燃燒器產(chǎn)生， 為了減少NO,的形成量，許多廠家大都采用新型低一次風(fēng)燃燒器。但是該方法受燃燒條件 如燃燒室熱負荷、生料易燒性、燃料特性控制參數(shù)以及其它諸多條件的影響，效果在不同的 水泥廠差別很大，普適性不佳；2、采用窯自動控制降低N0X排放，通過對窯尾CO和NO值進 行比較，窯的自動控制使過?？諝饬拷档阶畹停瑫r亦防止CO值過高，這樣可消除N0X的峰 值，但降低效果不顯著。 燃燒后處理，即將已經(jīng)生成的N0X通過某種手段從煙氣中脫除掉，從而降低N0X的 排放量。主要有催化選擇還原法、非催化選擇還原法、選擇性的非催化還原及催化還原、濕 法煙氣脫N0X技術(shù)和微波技術(shù)等，微波技術(shù)由于缺乏有關(guān)材料的電介性質(zhì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致 設(shè)計諧振腔等微波加熱設(shè)備的技術(shù)滯后，工程應(yīng)用條件還不成熟，其余方法大都初始投資 巨大、運行費用昂貴，并且增加了水泥廠設(shè)備運行維護和檢修的負擔(dān)。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種連接在回轉(zhuǎn)窯窯尾與分解爐之間的脫氮裝置。 本連接在回轉(zhuǎn)窯窯尾與分解爐之間的脫氮裝置，是在分解爐底部與回轉(zhuǎn)窯窯尾增 加一欠氧燃燒區(qū)裝置；欠氧燃燒區(qū)裝置設(shè)置有燃料加入口 ；部分燃料從燃料加入口加入欠 氧燃燒區(qū)，在窯內(nèi)高溫廢氣的欠氧條件下燃燒，該燃燒環(huán)境將產(chǎn)生含有C0、H2和CHi等氣體， 形成很強的還原氣氛，用于快速還原窯燃燒產(chǎn)生的"熱N0/成N2。 作為改進，它還包括連接在欠氧燃燒區(qū)裝置與分解爐底部之間的三次風(fēng)加入裝 置。燃料在后面的分解爐內(nèi)，在加入三次風(fēng)的富氧條件下噴煤燃燒，從而實現(xiàn)燃料的分級、 完全燃燒。 作為改進，欠氧燃燒區(qū)裝置的主體結(jié)構(gòu)為圓柱體，其長徑比為L/D = 0. 7 1. 5。 本實用新型是采用分段燃燒技術(shù)，在分解爐下部設(shè)置二次燃料欠氧燃燒的N0X還 原區(qū)段，以控制NO,的最終生成量的一種"準二次措施"，該技術(shù)也稱為爐內(nèi)燃料分級(區(qū)) 燃燒技術(shù)。窯內(nèi)已生成的N0X當遇到烴基CHi和未完全燃燒產(chǎn)物CO、H2、C和CmHn時，會發(fā)生 N0X的還原反應(yīng)。利用該原理，在分解爐下部與煙室連接處送入燃料，此處窯內(nèi)廢氣的氧含 量已很小，且溫度很高，噴入燃料后將形成很強的還原性氣氛，使得在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)生成的NO, 在該燃燒區(qū)內(nèi)被煤中揮發(fā)出的揮發(fā)份物質(zhì)還原成氮分子。在該處不僅使得已生成的NO,得 到還原，同時還抑制了新的NO,的生成，可使NO,的排放濃度進一步降低。此后，燃燒產(chǎn)物進 入二次燃燒區(qū)，送入三次風(fēng)，因控制的氧化氣氛可達到最終完全燃燒目的。燃盡過程中因燃 燒溫度低重新生成的N0X量少，總的來看，使用爐內(nèi)二次燃燒技術(shù)后，水泥廠最終N0X排放量 可大大降低，與僅在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)采用低N0X燃燒器效果明顯，同時采用兩種措施效果將更加顯 著。 本實用新型利用分段再燃燒技術(shù)原理，研發(fā)出一種新型水泥窯尾部專用分級均布 還原燃燒和司料控制技術(shù)及欠氧燃燒區(qū)裝置，在窯尾煙室處形成一個極強的還原區(qū)，可迅 速還原回轉(zhuǎn)窯廢氣中的NO,，并且不會在邊壁處產(chǎn)生局部高溫導(dǎo)致結(jié)皮，影響正常的水泥生產(chǎn)。

圖1是本實用新型的應(yīng)用示意圖。 圖2是圖1是左視圖。
具體實施方式圖中，1是回轉(zhuǎn)窯、2是窯尾煙室、3是燃燒器、4是欠氧燃燒區(qū)裝置、5是旋風(fēng)筒下料 管、6是分解爐、7是三次風(fēng)入口 。 參見圖1、2，其結(jié)構(gòu)是在分解爐底部增加一欠氧燃燒區(qū)，將引入分解爐的燃料分級 燃燒。部分燃料從欠氧燃燒區(qū)的水泥窯尾專用司料裝置加入，在窯內(nèi)高溫廢氣的欠氧條件 下燃燒，該燃燒環(huán)境將產(chǎn)生含有CO、H2和CHi等未氣體組分，形成很強的還原氣氛，用于快速 還原窯燃燒產(chǎn)生的"熱N0X"成N2。 利用本技術(shù)在窯尾煙室處針對窯內(nèi)廢氣流場和溫度場特點，設(shè)計專門的欠氧燃燒 區(qū)，并在設(shè)置煤粉燃燒器，控制煤粉噴射速度和噴射方向，使得煤粉的在欠氧燃燒區(qū)分散均勻，并與回轉(zhuǎn)窯廢氣發(fā)生欠氧燃燒，形成還原氣氛，使得在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)生成的N0X在該燃燒區(qū) 內(nèi)被快速還原成氮分子。 本實用新型的特點在于利用了窯尾煙氣的特點在特殊結(jié)構(gòu)的欠氧燃燒區(qū)均勻喂 煤，快速生成還原氣體，使窯尾廢氣與還原氣體充分接觸，將窯尾廢氣中的N0X還原生成N2。 通過司料位置和分散落點控制燃燒區(qū)的溫度，以調(diào)節(jié)燃燒速度差異導(dǎo)致的溫度不均，不會 在煙室壁面產(chǎn)生高溫區(qū)，避免了結(jié)皮情況的發(fā)生。欠氧燃燒的廢氣，還經(jīng)過正常的過氧燃 燒，不會有大量CO等燃燒氣體產(chǎn)生，并不會對后面工藝帶來安全隱患。這種N0X減排處理 方式不僅可以降低水泥生產(chǎn)的N0X排放濃度，且不增加額外運營成本，只是再系統(tǒng)設(shè)計時增 設(shè)一個欠氧燃燒區(qū)裝置，并按技術(shù)規(guī)定配置，就能起到顯著的效果。另外，減少N0X排放量 就減少了環(huán)保成本，從而降低了產(chǎn)品成本，提高了水泥廠生產(chǎn)效益。
權(quán)利要求連接在回轉(zhuǎn)窯窯尾與分解爐之間的脫氮裝置，其特征是在分解爐底部與回轉(zhuǎn)窯窯尾增加一欠氧燃燒區(qū)裝置；欠氧燃燒區(qū)裝置設(shè)置有燃料加入口。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫氮裝置，其特征是它還包括連接在欠氧燃燒區(qū)裝置與分 解爐底部之間的三次風(fēng)加入裝置。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫氮裝置，其特征是欠氧燃燒區(qū)裝置的主體結(jié)構(gòu)為圓柱體， 其長徑比為L/D = 0. 7 1. 5。
專利摘要本實用新型的目的是提供一種連接在回轉(zhuǎn)窯窯尾與分解爐之間的脫氮裝置。它是在分解爐底部與回轉(zhuǎn)窯窯尾增加一欠氧燃燒區(qū)裝置；欠氧燃燒區(qū)裝置設(shè)置有燃料加入口；部分燃料從燃料加入口加入欠氧燃燒區(qū)，在窯內(nèi)高溫廢氣的欠氧條件下燃燒，該燃燒環(huán)境將產(chǎn)生含有CO、H2和CHi等氣體，形成很強的還原氣氛，用于快速還原窯燃燒產(chǎn)生的“熱NOx”成N2。
文檔編號B01D53/56GK201534051SQ20092030140
公開日2010年7月28日 申請日期2009年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月19日
發(fā)明者丁曉龍, 丁蘇東, 于洋, 劉志國, 吳建軍, 孫德群, 寧建根, 曹烈英, 楊學(xué)權(quán), 潘泂, 蔡玉良 申請人:中國中材國際工程股份有限公司