CN105889975A - 水泥厂NOx减排方法 - Google Patents

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    • F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23N—REGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N3/00—Regulating air supply or draught
    • F23N3/06—Regulating air supply or draught by conjoint operation of two or more valves or dampers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F23N2237/00—Controlling
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    • F23N2237/26—Controlling height of burner oxygen-air ratio

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Abstract

本发明公开了一种水泥厂NOx减排方法，控制水泥生产线中回转窑的操作条件：增加一次风速度和喷出量，减少一次风用量，增加二次风的温度。本发明能减少水泥厂的NOx排放量，使之符合国家规定，减少环境污染。

Description

水泥厂 NOx 减排方法
技术领域
本发明涉及水泥技术领域，尤其是一种水泥厂NOx减排方法。
背景技术
《水泥工业大气污染物排放标准》(GB 4915-2004)中规定，新建生产线自2005 年1 月1 日起及现有生产线自2010年1月1日起，水泥窑及窑磨一体机的氮氧化合物(以NO2计)排放浓度必须小于800mg/m³(指烟气中O2含量10％状态下的排放浓度)。新型干法生产线在没有采取NOx减排措施的情况下，NOx排放量为300～2200mg/m³。
氮氧化合物NOx是NO、NO2和N2O等的总称，水泥窑NOx排放的主要成分是NO和NO2，其中NO占氮氧化合物总量的95%左右，NO2大约为5%左右。燃料燃烧过程中主要存在三种氮氧化合物形成方式，即热力型(Thermal or Zeldovich NO)、瞬态型(Prompt or Fenimore NO)和燃料氮型(Fuel NO)。一般来说，在水泥生产过程中，瞬态型氮氧化合物可以忽略。
热力型NO是当燃烧气体在1600℃以上高温区有足够停留时间和O2时，氮分子N2和氧原子O以及氮原子N和氧分子O2化合生成的，当气体中有水分子存在时，氮原子N与OH也将生成热力型的NO。由于氧分子O2的分裂随着温度升高急剧加快，所以N2与O的反应速度系数K值也跟着快速增大，NO的形成速度和形成量也随温度升高而大幅度地增加。
Bowman给出了热力型NO的相关反应速率常数K：
由燃料氮形成的NO量主要与煤中焦炭部分的氮含量、挥发性的氮含量和反应条件如温度、过剩空气系数等因素有关。燃料氮的化学结合能较低，在600～800℃的较低温度区就能形成NO。所以燃料在水泥回转窑分解炉的燃烧过程中也会产生NO。燃料中的氮根据火焰回流区的形成情况会产生不同数量的NO，从而影响总的NOx排放量。未燃尽的焦炭颗粒由火焰内部回流区逸出，在氧化气氛条件下释放出氮并形成NO。挥发分在回转窑中仅需极短的时间内便能分解析出，挥发性的氮几乎都是在火焰核心释放出来，火焰核心处一般都缺氧，并存在较高的原子团(如CO、H2)浓度，形成的NO快速被还原成N2，在新一代低NOx燃烧器上挥发性的氮形成的NO非常少。
同济大学朱彤等人通过数值计算，证明在不同的过剩空气系数下，NOx生成量也不同。当过剩空气系数为1.05时所生成的NOx最多。当过剩空气系数小于1.0时，会造成不完全燃烧，燃料的热量不能全部释放出来，产生大量的CO，而CO会还原所生成的NOx，所以此时NOx排放很少。当过剩空气系数远大于1.0时，燃料燃烧所释放出来热量会被过量的空气和烟气吸收，火焰温度受到限制，使得NOx浓度有所下降，如图1所示。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提出一种水泥厂NOx减排方法，操作简便，减排效率高。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：一种水泥厂NOx减排方法，控制水泥生产线中回转窑的操作条件：增加一次风速度和喷出量，减少一次风用量，增加二次风的温度。
进一步地，还包括采用选择性非催化还原法对燃料燃烧后烟气进行脱硝。
进一步地，还包括采用选择性催化还原法来还原NOx。
进一步地，还包括采用脱氮型分解炉作为生产线设备。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：能减少水泥厂的NOx排放量，使之符合国家规定，减少环境污染。
附图说明
图1为过剩空气系数对NOx排放的影响；
图2为多进风式脱氮型分解炉的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
水泥厂NOx减排方法，可采用以下方式单独或组合进行：
1 窑头用低NOx燃烧器
回转窑中的热力型NOx主要是由窑头燃烧器产生的，提高一次风喷出速度，提高一次风喷出动量，降低一次风用量，提高卷吸高温二次风的能力，可以显著降低回转窑中NOx的生成量。
2 选择性非催化还原技术（SNCR）
选择性非催化还原技术是一种对燃料燃烧后含NOx烟气进行的脱硝技术。在没有催化剂的情况下，在一定的温度范围内向烟气中喷入一定量的还原剂（如氨水，碳氢化合物等），把烟气中的氮氧化物还原成氮气。实践证明，向窑尾高温废气中喷氨是最有效的NOx减排技术之一，但是该方法实际运行费用比较高，该技术在我国水泥行业普及还有一定的困难。
3 选择性催化还原技术(SCR)
选择性催化还原法就是在固体催化剂存在下，利用各种还原性气体（如H2、CO、烃类、NH3）和NO反应使之转化为N2的方法。以NH3做还原剂时，金属氧化物〔如V2O5、MnO2等〕是最常用的SCR工业催化剂。催化剂是影响NOx脱除效率的重要因素，除此之外，温度、还原剂浓度、催化剂种类和量等对脱氮效果影响显著。由于选择性催化还原法运行成本比较高，而且影响因素复杂，目前该项技术在水泥厂的应用仍处于研究当中。
4 新型脱氮型分解炉技术
为了降低水泥生产线的氮氧化合物的排放，研究水泥窑脱氮技术。将三次风分出一根管道进入分解炉主体的上部，在分解炉下部实现还原气氛，从而具有在分解炉内将回转窑和分解炉内产生的氮氧化物还原，降低氮氧化物的排放。
这种方法在一定程度上实现了脱氮的功能，但是该技术在实施过程中，由于没有考虑到燃料在分解炉内燃烧是需要时间的，也就是说燃料从分解炉喷入后一般要经过数秒钟（燃料种类不同燃尽时间也不同）的燃烧才能燃尽，虽然三次风由一根脱氮风管分一部分三次风到分解炉的上部，但是燃料在进入分解炉后的一段空间里，由于燃料并不能在下部全部燃烧，所以分解炉下部仍然存在氧化气氛区，氮氧化合物不能在该区域内脱氮，造成该分解炉脱氮效果偏低。事实证明，这种分解炉技术很难满足氮氧化合物的排放要求。
一种多进风式脱氮型分解炉，如图2所示，该分解炉C的下部与窑尾上升烟道相接，窑尾气体Kg由分解炉下部进入，燃料F由分解炉下锥部喷入，物料M由分解炉下部喂入，入炉三次风被分成分解炉的下部风Tg1、中部风Tg2和上部风Tg3，燃料燃烧后的气体Tgo由分解炉上部排出。
燃料F喷入分解炉后，由于燃料燃尽时间比较长，在燃料通过分解炉由下至上的过程中是逐步燃烧的，为了保证分解炉内处于还原气氛，采用分步供风的方式，来满足燃料的逐步燃烧。每路进炉的三次风管上都装设有阀门，用以控制分解炉内各部位处于还原气氛。理论和实验研究表明，当燃料燃烧在空气过剩系数处于1.0以下时，由回转窑来的高NOx气体将被还原成N2，从而实现分解炉的脱氮功能。
从氮氧化合物形成机理出发，新型脱氮型分解炉，该技术克服了现有技术无法保证和控制分解炉内的还原气氛，因而该发明的分解炉脱氮效果比较高，能满足目前水泥厂NOx减排的要求，该技术不仅投资少、运行成本低，而且运行效果比较好，是目前新型干法窑推广使用的首选技术。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种水泥厂NOx减排方法，其特征在于：控制水泥生产线中回转窑的操作条件：增加一次风速度和喷出量，减少一次风用量，增加二次风的温度。
2.如权利要求1所述水泥厂NOx减排方法，其特征在于：还包括采用选择性非催化还原法对燃料燃烧后烟气进行脱硝。
3.如权利要求2所述水泥厂NOx减排方法，其特征在于：还包括采用选择性催化还原法来还原NOx。
4.如权利要求3所述水泥厂NOx减排方法，其特征在于：还包括采用脱氮型分解炉作为生产线设备。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5510092A (en) * 1994-11-01 1996-04-23 Applied Utility Systems, Inc. Integrated catalytic/non-catalytic process for selective reduction of nitrogen oxides
US20010041157A1 (en) * 1999-10-12 2001-11-15 Spokoyny Felix E. Method and apparatus for reducing "ammonia slip" in SCR and/or SNCR NOx removal applications
CN201239598Y (zh) * 2008-07-25 2009-05-20 江苏中科节能环保技术有限公司 一种水泥窑烟气NOx控制的联合装置
CN102512925A (zh) * 2011-12-07 2012-06-27 浙江天蓝环保技术股份有限公司 一种水泥窑炉烟气脱硝工艺及脱硝装置
CN104772014A (zh) * 2015-04-10 2015-07-15 无锡华光新动力环保科技股份有限公司 一种水泥回转窑炉烟气联合脱硝装置及其脱硝工艺
CN204699575U (zh) * 2015-03-28 2015-10-14 合肥水泥研究设计院 一种水泥窑sncr-scr烟气联合脱硝系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5510092A (en) * 1994-11-01 1996-04-23 Applied Utility Systems, Inc. Integrated catalytic/non-catalytic process for selective reduction of nitrogen oxides
US20010041157A1 (en) * 1999-10-12 2001-11-15 Spokoyny Felix E. Method and apparatus for reducing "ammonia slip" in SCR and/or SNCR NOx removal applications
CN201239598Y (zh) * 2008-07-25 2009-05-20 江苏中科节能环保技术有限公司 一种水泥窑烟气NOx控制的联合装置
CN102512925A (zh) * 2011-12-07 2012-06-27 浙江天蓝环保技术股份有限公司 一种水泥窑炉烟气脱硝工艺及脱硝装置
CN204699575U (zh) * 2015-03-28 2015-10-14 合肥水泥研究设计院 一种水泥窑sncr-scr烟气联合脱硝系统
CN104772014A (zh) * 2015-04-10 2015-07-15 无锡华光新动力环保科技股份有限公司 一种水泥回转窑炉烟气联合脱硝装置及其脱硝工艺

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘仁德: "《适用于5000t/d预分解窑的节能煅烧技术改造》", 《四川水泥》 *

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