CN102112832A - 燃烧材料块的方法及竖炉 - Google Patents

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Abstract

在按照本发明的在竖炉中燃烧材料块的方法中，在所述竖炉中形成材料堆，所述材料堆具有材料堆表面，以及通过至少一支燃烧器喷枪将燃料供应到燃烧带中，其中，所产生的废气流充满污染物。竖炉以这样一种方式操作，以致于材料堆表面的温度被设定为900℃-1100℃，并在所述材料堆表面的上方加入NOx还原剂。

Description

燃烧材料块的方法及竖炉
技术领域
本发明涉及燃烧块状材料的一种方法及一种竖炉。
背景技术
DE 3209836C2公开了一种在竖炉中制作僵烧白云石的方法。另外，AT248941B启示了一种包括以单流和逆流操作的两个炉身的竖炉。
在水泥产品中使用所谓的SNCR方法来减少废气中的NOx含量。在此方法中，通过将含氨液体经喷嘴注入管式转炉或煅烧炉中来降低废气中NOx的比例。SNCR反应的最佳温度窗口是在850℃-1150℃的范围内。
US 2008/0032247也描述了将污染物还原剂经喷嘴注入竖炉。该文件建议以干粉末方式将含氨剂引入预热带和煅烧带之间的材料堆中。虽然SNCR方法的最佳温度在该区域有优势，但是很难将污染物还原剂分散在材料层中。因此，这并非满意的效度，而且可能不符合目前和将来排放限度的要求。
EP 1930303A1公开了一种热处理原材料的方法，尤其是竖炉中的水泥生料、石灰石、白云石或镁砂。由于用作燃料的原始沼气的氨含量，使得到的氧化氮减少。如有必要，可以加入更多的氨作为还原剂，有可能在位于反应或燃烧带下游的实际反应带或者是脱氮带中发生氧化氮还原。
发明内容
因此，本发明的目的是为了在竖炉中简化NOx反应并提高效率。
按照本发明，通过权利要求1和11的特征来达成该目的。
在本发明的在竖炉中燃烧块状材料的方法中，具有材料堆表面的材料堆是在竖炉中形成的，藉由至少一支燃烧器喷枪将燃料施加到燃烧带，产生的废气流充满污染物。竖炉以这样一种方式操作，以致于将材料堆表面的温度设定为900℃-1100℃，并在材料堆表面上方加入NOx还原剂。
执行本发明方法的竖炉具有带至少一支燃烧器喷枪的燃烧带，以及用于添加NOx还原剂的设备，于操作期间，该设备定位在形成的材料堆表面的上方。
正规操作具有预热带、煅烧和/或烧结带以及冷却带的竖炉时，材料堆表面的温度在低于800℃的范围内，也就是说，是在被认为对SNCR方法不利的温度范围内。
因此，本发明建议以这样一种方式操作竖炉，以致于将材料堆表面的温度设定为900℃-1100℃。换句话说：材料堆表面的温度会升高直到达到SNCR方法的最佳温度范围，以致于可在材料堆表面的上方、特别是正好在材料堆表面上面添加NOx还原剂。事实上，由于在该区域没有材料，因此能够较佳地分散NOx还原剂。另外，可以用简单的方式引入还原剂的设备，诸如喷嘴或喷枪，因为它不会与待燃材料接触，因而不会相应地机械加载。
本发明另外的形式为从属权利要求的主题。
能够较好地分散和允许与NOx快速反应的液体优选作为NOx还原剂。
待燃材料从上面供应到竖炉中，并藉由排放系统从下部排放。以这样一种方式控制排放，以致于材料堆表面总是处于添加NOx还原剂的位置的下面。
燃烧所需的燃气，一方面由经燃烧器喷枪施加到燃烧带的一次空气形成，另一方面包括施加到竖炉下部而因此被预先加热的二次空气。燃烧带的温度优选为从1500℃至2200℃。
也可以设置成监控材料堆表面的温度，竖炉中的边际条件根据温度作这样的调节，以致于将材料表面的温度设定在900℃-1100℃范围内。
NOx还原剂的添加量主要取决于废气流的污染物负荷，而且可由适合的控制电路作出调节。
附图说明
下文以描述和附图方式更详细解释本发明的优点和方式。
附图所示为竖炉的示意图。
具体实施方式
图中示出，竖炉1的上部具有用于供应由块状待燃材料构成的新料3的进给装置2，下部具有用于排放烧过材料5的排放系统4。还设有燃烧带6，至少一支、但优选多支燃烧器喷枪7设置在燃烧带6中，这些喷枪优选布置在多个高度上。由燃烧器喷枪施加燃料8和一次空气9。
此外，优选通过排放系统4将二次空气10施加到竖炉的下部并流经材料堆去到燃烧带6，因此而被加热。通过调节二次空气对一次空气的速率，燃烧带中的温度可优选设定为从1500℃至2200℃。为了达到该温度，优选使用二次空气而非一次空气。
操作时，在竖炉中形成材料堆12，材料堆表面13的高度由供应的新料3的量以及退出的烧过材料5的量来确定。材料堆表面13和进给装置2之间保持为自由空间，其中，新料3向下落，而来自材料堆的废气14则沿向上的方向被输出。
添加NOx还原剂的设备11也设置在该区。例如通过液体喷枪可以形成该设备11。NOx还原剂优选至少包含氨和/或尿素成分。用于添加NOx还原剂的设备11因此定位在材料堆表面的上方，也就是说，在材料堆表面和进给装置2之间的区域内。因此，NOx还原剂易于以很均匀的方式分散在材料堆表面13上而被引入废气流中。
相对而言，用于引入NOx还原剂的设备11正好布置在材料表面的上方，无论在什么情况下都处于材料堆表面和进给装置2之间的一半区域、优选在开始的四分之一区域的位置中。
操作期间，进给装置2和排放系统4以这样一种方式受到控制：用于添加NOx还原剂的设备11总是设置在正在形成的材料堆表面13的上方。
也可将冷却介质15施加到竖炉1的上部，目的是降低废气14的温度。
将材料堆表面的温度升高至900℃-1100℃的范围，并在材料堆表面上方添加NOx还原剂，也就是说，在材料堆的外部区域中，以简单的方式就可获得还原剂较佳的分散以及因此在污染物中的高效度反应。

Claims (11)

1.一种在竖炉(1)中燃烧块状材料的方法，其中在所述竖炉中形成具有材料堆表面(13)的材料堆(12)以及通过至少一支喷枪向燃烧带(6)供给燃料(8)，所产生的废气流充满污染物，而NOx还原剂也被引入竖炉中，其特征在于，所述竖炉以这样一种方式操作，以致于材料堆表面的温度被设定为900℃-1100℃，以及所述NOx还原剂会在所述材料堆表面的上方添加。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用液体作为NOx还原剂。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还设置排放系统(4)，烧过的材料通过所述排放系统从所述竖炉(1)排放，所述排放以这样一种方式控制，以致于材料堆表面(13)总是处于添加NOx还原剂的位置的下面。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，添加二次空气(10)到所述竖炉(1)的下部，并将所述竖炉中产生的废气(14)从所述竖炉的上部输出。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，特别通过所述喷枪(7)施加一次空气(9)到燃烧带(6)，二次空气(10)的比例大于所述一次空气(9)的比例。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将用于降低所述废气温度的冷却介质(15)施加到添加所述NOx还原剂的位置的上方。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，经喷嘴注入所述竖炉(1)中的NOx还原剂的量根据来自燃烧带(6)的废气流的污染物负荷作出调节。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述NOx还原剂至少包含氨和/或尿素成分。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，燃烧带(6)中的温度从1200℃至2400℃，优选从1500℃至2200℃。
10.如权利要求1所述的方法，其特征在于，监控所述材料堆表面的温度。
11.用于实施根据上述权利要求中的一或多项所述的方法的竖炉(1)，所述竖炉具有带至少一支燃烧器喷枪(7)的燃烧带(6)，以及用于添加NOx还原剂的设备(11)，其特征在于，于操作期间，所述的用于添加NOx还原剂的设备(11)定位在形成的材料堆表面(13)的上方。
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