CN103335515A - 一种水泥回转窑炉的低氮燃烧系统 - Google Patents

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陈东林
张欣禹
张昊
刘富刚
张永谋
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Abstract

本发明涉及一种水泥回转窑炉的低氮燃烧系统，所述系统包括废气收集装置、篦冷机及余热发电装置，所述废气收集装置连接水泥回转窑炉的尾气排放口，收集排放的尾气，并送往篦冷机；送往篦冷机的废气通过管道与篦冷机现有的多个冷却风机相连接，冷却风机对水泥生产熟料进行冷却，同时对废气热量回收后，再直接进入余热发电装置；所述尾气经余热发电装置发电后收集，再进入废气收集装置循环回至篦冷机进行冷却利用，如此反复。本发明的有益效果在于：通过改造，封闭循环的气体经过反复燃烧，氧气参与燃烧，二氧化碳的含量提高至80-90%，氮气的含量降至10%左右，实现真正意义上的低氮燃烧，减少有害气体的排放，起到净化大气的作用。

Description

一种水泥回转窑炉的低氮燃烧系统
技术领域
本发明涉及一种降低氮氧化物排放的装置，属水泥节能减排技术，具体说涉及一种水泥回转窑炉的低氮燃烧系统。
背景技术  
我国作为水泥生产世界第一大国，目前拥有水泥企业近 5000 家，2011年水泥产量为20.85亿吨，比上年增长11%，产能占到世界水泥总产量的60%以上。我国水泥行业排放的NOx总量仅次于火力发电厂，由于水泥生产带来的环境问题也尤为突出，国家十二五计划明确了水泥厂氮氧化物排放的减排要求，而工业和信息化部新出台的《关于水泥工业节能减排的指导意见》中明确要求，到“十二五”末，水泥厂氮氧化物排放在 2009 年基础上降低 25%。工业和信息化部发布《水泥行业准入条件》明确提出，新建或改扩建水泥(熟料)生产线项目须配置脱除NOx效率不低于60%的烟气脱硝装置。因此，探讨水泥行业最佳可行的尾气排放控制技术显得尤为迫切。
从我国水泥工业NOx控制技术的使用情况来看，除一些水泥窑采用了低氮燃烧器设计，以及部分新型干法窑通过控制分解炉产生还原性气氛削减NOx排放外，基本未采取任何控制措施。
    现有水泥厂大部分已经将尾气余热利用装加了余热发电装置，但是其利用的只是其余热，尾气利用完后还是直接排放大气，造成对大气的严重污染，最近也有不少水泥厂在分解炉侧加装了脱硝装置，利用氨水对烟气进行控制；总之，目前就对水泥厂尾气的排放治理达到了迫在眉睫的时刻。
 
发明内容
本发明的目的是，设计一种水泥回转窑炉的低氮燃烧系统，减少排放大气的粉尘，氮氧化物，一氧化碳和重金属含量排放等等。
本发明的技术方案如下：
一种水泥回转窑炉的低氮燃烧系统，所述系统包括废气收集装置、篦冷机及余热发电装置，其特征在于：
所述废气收集装置连接水泥回转窑炉的尾气排放口，收集排放的尾气，并送往篦冷机；
送往篦冷机的废气通过管道与篦冷机现有的多个冷却风机相连接，冷却风机对水泥生产熟料进行冷却，同时对废气热量回收后，再直接进入余热发电装置；
所述尾气经余热发电装置发电后收集，再进入废气收集装置循环回至篦冷机进行冷却利用，如此反复。
进一步的，所述系统还包括有分解炉，所述废气收集装置与分解炉连接，收集的尾气送往分解炉增加进窑空气的氧含量。
进一步的，所述废气收集装置连接窑头，送往窑头燃烧器一次风及送煤风。
进一步的，所述废气收集装置先连接一空气过滤器进行除尘净化，再连接至富氧助燃装置进行氧气提纯后，再进入窑头或分解炉参与燃烧。
进一步的，所述富氧助燃装置是膜法制氧装置，或变压吸附制氧装置，或空分制氧装置。
进一步的，所述废气收集装置连接水泥回转窑炉的尾气排放口，收集排放的尾气，并送往篦冷机；
送往篦冷机的废气通过管道与篦冷机现有的多个冷却风机相连接，冷却风机对水泥生产熟料进行冷却，同时对废气热量回收后，再直接进入余热发电装置；
所述尾气经余热发电装置发电后收集，再进入废气收集装置循环回至篦冷机进行冷却利用，如此反复；
所述系统还包括有分解炉，所述废气收集装置与分解炉连接，收集的尾气送往分解炉增加进窑空气的氧含量。
所述废气收集装置连接窑头，送往窑头燃烧器一次风及送煤风；
所述废气收集装置收集的废气先进入一空气过滤器进行除尘净化，再进入富氧助燃装置进行氧气提纯后 ，再进入窑头或分解炉参与燃烧；所述富氧助燃装置是膜法制氧装置，或变压吸附制氧装置，或空分制氧装置。
本发明的有益效果在于：通过改造，封闭循环的气体经过反复燃烧，氧气参与燃烧，二氧化碳的含量提高至80-90%，氮气的含量降至10%左右，实现真正意义上的低氮燃烧，减少有害气体的排放，起到净化大气的作用。
 
附图说明
图1是本发明一种水泥回转窑炉的低氮燃烧系统的结构示意图。
 
具体实施方式
 下面结合附图，对本发明的技术方案做进一步的说明。
低氮燃烧技术是根据氮氧化物的生成机理，据我们研究可以通过采用空气和燃料分级燃烧、烟气再循环和采用低氮燃烧器等方法降低煤粉燃烧过程中氮氧化物的生成量技术。
本发明的思路在于：从水泥窑排放的尾气经过处理循环利用，反复燃烧，逐步提高二氧化碳的含量，降低氮气的含量，最高可使二氧化碳的含量提高至90%，氮气的含量降至5-10%，实现真正意义上的低氮燃烧，减少有害气体的排放。锅炉的燃烧是碳与氧的化学反应，应有一个恰当的风煤比才能有效地完成这个反应；空气氧含量不足，燃烧不完全排放有害气体多；空气过多造成带走热量致使锅炉热效率降低。
   我们就是将烟气再循环系统与空气分级燃烧综合利用，将水泥厂的尾部烟气全部或部分收集利用，一部分通过富氧燃烧装置进行氧气提纯参与燃烧，富氧燃烧装置可以是膜法制氧，亦可以是变压吸附制氧或空分制氧等方式，可以分成两到三路，送往窑头燃烧器一次风及送煤风，也可以同时送往分解炉，增加进窑空气的氧含量，起到助燃作用，降低燃煤消耗，提升火焰温度；另一部分直接送往篦冷机的多个冷却风机，通过风机对水泥熟料进行冷却，使废弃烟气再循环利用，我们可以将水泥厂排放的大部分尾气进行回收，大大减少排放大气的粉尘，氮氧化物，一氧化碳和重金属含量等。 

Claims (6)

1.一种水泥回转窑炉的低氮燃烧系统，所述系统包括废气收集装置、篦冷机及余热发电装置，其特征在于：
所述废气收集装置连接水泥回转窑炉的尾气排放口，收集排放的尾气，并送往篦冷机；
送往篦冷机的废气通过管道与篦冷机现有的多个冷却风机相连接，冷却风机对水泥生产熟料进行冷却，同时对废气热量回收后，再直接进入余热发电装置；
所述尾气经余热发电装置发电后收集，再进入废气收集装置循环回至篦冷机进行冷却利用，如此反复。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：
所述系统还包括有分解炉，所述废气收集装置与分解炉连接，收集的尾气送往分解炉增加进窑空气的氧含量。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：
所述废气收集装置连接窑头，送往窑头燃烧器一次风及送煤风。
4.根据权利要求2或3任一权利要求所述的系统，其特征在于：
所述废气收集装置先连接一空气过滤器进行除尘净化，再连接至富氧助燃装置进行氧气提纯参与燃烧后，再进入窑头或分解炉。
5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于：
所述富氧助燃装置是膜法制氧装置，或变压吸附制氧装置，或空分制氧装置。
6.一种水泥回转窑炉的低氮燃烧系统，所述系统包括废气收集装置、篦冷机及余热发电装置，其特征在于：
所述废气收集装置连接水泥回转窑炉的尾气排放口，收集排放的尾气，并送往篦冷机；
送往篦冷机的废气通过管道与篦冷机现有的多个冷却风机相连接，冷却风机对水泥生产熟料进行冷却，同时对废气热量回收后，再直接进入余热发电装置；
所述尾气经余热发电装置发电后收集，再进入废气收集装置循环回至篦冷机进行冷却利用，如此反复；
所述系统还包括有分解炉，所述废气收集装置与分解炉连接，收集的尾气送往分解炉增加进窑空气的氧含量；
所述废气收集装置连接窑头，送往窑头燃烧器一次风及送煤风；
所述废气收集装置收集的废气先进入一空气过滤器进行除尘净化，再进入富氧助燃装置进行氧气提纯后，再进入窑头或分解炉参与燃烧；所述富氧助燃装置是膜法制氧装置，或变压吸附制氧装置，或空分制氧装置。
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