CN106029599A - 水泥烧成装置及水泥窑排气的脱硝方法 - Google Patents

水泥烧成装置及水泥窑排气的脱硝方法 Download PDF

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Abstract

不论预烧炉的形式,能够一边维持良好的烧成状态一边高效率地降低水泥窑排气中的NOx浓度。水泥烧成装置(1)具备将燃料(F3)及燃烧用空气吹入水泥窑(5)的入口端(4)内、使燃料燃烧的燃烧器(14)。将水泥窑排气中的NOx在入口端内的低氧区域中能够还原的同时,使燃料燃烧,也能够提高水泥原料的脱碳效率。燃烧器可以具备使燃料与燃烧用空气的混合流进行旋转的旋转叶片(旋转装置)(14b)。向上述水泥窑的入口端内的燃料供给量优选为向在上述水泥窑配设的预烧炉(3)的燃料供给量的20％以上且不足50％,向上述水泥窑的入口端内供给的燃料可以包含微粉炭、重油及可燃性废弃物的至少1种。

Description

水泥烧成装置及水泥窑排气的脱硝方法
技术领域
本发明涉及降低从水泥窑排出的燃烧气体中的氮氧化物(以下称为“NOx”)浓度的技术。
背景技术
在水泥窑的排气中,含有起因于烧成带的高温区域的NOx,NOx的浓度高的情况下,投入尿素和氨等的脱硝剂,或通过预烧炉中的燃烧引起的还原作用而降低NOx浓度。但是,在尿素作为脱硝剂利用的方法中,由于尿素价高,所以运转成本大幅增加。还有,在仅添加尿素时,脱硝效率低,存在未与NOx反应的剩余氨原样向体系外排出的担心。
因此,在专利文献1中,记载了降低水泥烧成工序的NOx浓度的方法,在该方法中,将含有聚酰胺系树脂及尿素树脂的废塑料投入水泥窑的入口端进行燃烧,由聚酰胺系树脂生成的氨、和由尿素树脂生成的尿素在燃烧气体混合而作为无催化剂脱硝剂发挥功能来降低NOx浓度。
还有,在专利文献2中,记载了提高水泥窑排气中的脱硝效果的方法,该方法是在预烧炉中调整燃烧用二次空气的旋转流的旋转强度,将含有还原性气体的二次空气与窑排气混合,还有,适当地设定用于在炉本体下部残留的未燃烧部分再燃烧的再燃烧用空气的供给位置,使未燃烧部分高效率地燃烧。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本国特许第5207474号公报
专利文献2:日本国特许第3768070号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是,专利文献1记载的方法中,在O2浓度低的入口端(inlet end)投入废塑料,由此水泥烧成装置内的烧成状态恶化。还有,专利文献2记载的方法中,由于限定预烧炉的形式,因此与同文献记载的预烧炉不同形式的预烧炉就得不到脱硝效果。
因此,本发明是鉴于上述现有技术中的问题点而完成的,其目的在于,不论预烧炉的形式,能够一边维持良好的烧成状态一边高效率地降低水泥窑排气中的NOx浓度。
用于解决课题的手段
为了实现上述目的,本发明的水泥烧成装置,其特征在于,具备将燃料及燃烧用空气吹入水泥窑的入口端内、使该燃料燃烧的燃烧器。
根据本发明涉及的水泥烧成装置,通过设置上述燃烧器,水泥窑排气中的NOx在入口端内的低氧区域中能够还原的同时,使燃料燃烧,由此也能够提高水泥原料的脱碳效率,不论预烧炉的形式,能够一边维持良好的烧成状态一边高效率地降低水泥窑排气中的NOx浓度。
上述水泥烧成装置中,上述燃烧器可以具备使上述燃料与上述燃烧用空气的混合流进行旋转的旋转装置。由此能够提高燃料的燃烧效率,能够进一步提高脱碳效率。
还有,本发明为水泥窑排气的脱硝方法,其特征在于,将燃料及燃烧用空气吹入水泥窑的入口端内、使该燃料燃烧。根据本发明,将水泥窑排气中的NOx在入口端内的低氧区域中进行还原的同时,也能够提高水泥原料的脱碳效率,不论预烧炉的形式,能够一边维持良好的烧成状态一边高效率地降低水泥窑排气中的NOx浓度。
上述水泥窑排气的脱硝方法中,向上述水泥窑的入口端内的燃料供给量可以设为向在上述水泥窑配设的预烧炉的燃料供给量的20％以上且不足50％,作为燃料,可以包含微粉炭、重油及可燃性废弃物的至少1种。
发明的效果
如以上的那样,根据本发明,不论预烧炉的形式,能够一边维持良好的烧成状态一边高效率地降低水泥窑排气中的NOx浓度。
附图说明
[图1]表示本发明涉及的水泥窑烧成装置的一实施方式的概略图。
[图2]表示图1的燃烧器的图,(a)为截面图,(b)为侧面图,(c)为燃烧器前端部的展开图。
具体实施方式
图1表示本发明涉及的水泥烧成装置的一实施方式,该水泥烧成装置1是由预热水泥原料(以下称为“原料”)R的预加热器2、通过从预加热器2最上的第3段的由旋风分离器2b的原料R1吹入了预烧炉燃烧器13的燃料F2而进行预烧的预烧炉3、通过从预加热器2的最下段旋风分离器2a的原料R2吹入了主燃烧器15的燃料F1而进行烧成的水泥窑5、将在水泥窑5烧成的水泥熔渣进行冷却的熔渣冷却器6、以及在水泥窑5的入口端4设置的脱硝用燃烧器14等构成。另外,除脱硝用燃烧器14之外,预加热器2、预烧炉3、水泥窑5及熔渣冷却器6等的构成为与现有的这些同样。
如图2所示的那样,脱硝用燃烧器14具备：在筒状的本体14a的前端部以旋转角度10～50度固定了6～10片的旋转叶片(旋转装置)14b的圆筒状部件14h、位于圆筒状部件14h的中心部的棒状部件14j、以及位于圆筒状部件14h的前端外侧的环状部件14f。该脱硝用燃烧器14为前端部侧由耐火物14e被覆,以及本体14a的后端侧的安装用部件14c与入口端4的表面4a通过支架14d而结合并装备在入口端4。入口端4也由耐火物4b来保护。另外,如图2(c)所示的那样,所谓旋转角度,将圆筒状部件14h以平面状展开的情况下,为脱硝用燃烧器14的轴线方向14m、与旋转叶片14b的中心线14g形成的角度θ,与流路的前端14k中的固体粉末燃料流F的旋转角度一致。上述旋转叶片14b的片数及旋转角度能够适宜地变更。
其次,对于本发明涉及的水泥窑排气的脱硝方法一边参照图1及图2一边进行说明。
在水泥烧成装置1的预加热器2使用从水泥窑5的排气G进行原料R的预热,在预烧炉3预烧从预加热器2的旋风分离器2b的原料R1。此时,从预烧炉燃烧器13与燃料F2一起,吹入从熔渣冷却器6的3次空气G1而使燃料F2燃烧。在燃料F2中,使用微粉炭、重油等,可燃性废弃物可用作燃料F2的一部分或者全部。
从在水泥窑5的入口端4设置的脱硝用燃烧器14也一起吹入燃料F3与燃烧用空气,使燃料F3燃烧。在燃料F3中,与预烧炉3用的燃料F2同样,可以使用微粉炭、重油、可燃性废弃物,也可以使用这些的任一种或者同时使用多种。
通过从脱硝用燃烧器14吹入燃料F3,能够将水泥窑5的燃烧气体G所含的NOx在入口端内的低氧区域中进行还原。还有,通过使用燃烧用空气而使燃料F3燃烧,也能够进行原料R2、R3的脱碳,也能够提高水泥烧成装置1整体的脱碳效率。此时,由于通过在脱硝用燃烧器14设置的旋转叶片14b,使燃料F3与燃烧用空气的混合流进行旋转而吹入入口端4的内部,因此提高燃料F3的燃烧效率。
上述预烧炉3用的燃料F2与从脱硝用燃烧器14吹入的燃料F3的比例优选调整至20％以上且不足50％。燃料F3的比例低于20％时,脱硝效果降低,燃料F3的比例高于50％时,在预烧炉3的原料R3的脱碳效率降低,因此不优选。
其次,从水泥窑5的主燃烧器15吹入微粉炭等的燃料F1,将从预加热器2的旋风分离器2a的原料R2进行烧成,得到的熔渣在熔渣冷却器6进行冷却而得到水泥熔渣CL。
其次,对使用了具有上述构成的水泥烧成装置的、水泥窑排气的脱硝方法的试验例进行说明。
在3个的水泥工厂中,在使用了上述脱硝用燃烧器14的情况(实施例)、没使用的情况(比较例),将最下段旋风分离器的出口气体、及水泥窑排气向大气放出的烟筒的排气的NOx浓度比较的结果示于表1。
[表1]
由上表可知,通过使用脱硝用燃烧器14,在各个的评价位置的NOx浓度降低。还有,省略了详细数据,但在上述各实施例中,与比较例同样,在水泥窑等中维持良好的烧成状态。
另外,上述实施的方式中,在脱硝用燃烧器14的本体14a的前端部设置了旋转叶片14b,但该旋转叶片14b并无必须设置的必要,也可以将燃烧用空气不旋转地与燃料F3一起吹入入口端4。
符号的说明
1 水泥烧成装置
2 预加热器
2a 最下段旋风分离器
2b 从最上的第3段的旋风分离器
3 预烧炉
4 入口端
4a 表面
4b 耐火物
5 水泥窑
6 熔渣冷却器
13 预烧炉燃烧器
14 脱硝用燃烧器
14a 本体
14b 旋转叶片
14c 安装用部件
14d 支架
14e 耐火物
14f 环状部件
14g 中心线
14h 圆筒状部件
14j 棒状部件
14k 流路的前端
14m 轴线方向
15 主燃烧器

Claims (5)

1.水泥烧成装置,其特征在于,具备将燃料及燃烧用空气吹入水泥窑的入口端内、使该燃料燃烧的燃烧器。
2.权利要求1记载的水泥烧成装置,其特征在于,上述燃烧器具备使上述燃料与上述燃烧用空气的混合流进行旋转的旋转装置。
3.水泥窑排气的脱硝方法,其特征在于,将燃料及燃烧用空气吹入水泥窑的入口端内、使该燃料燃烧。
4.权利要求3记载的水泥窑排气的脱硝方法,其特征在于,向上述水泥窑的入口端内的燃料供给量为向在上述水泥窑配设的预烧炉的燃料供给量的20％以上且不足50％。
5.权利要求3或者4记载的水泥窑排气的脱硝方法,其特征在于,向上述水泥窑的入口端内供给的燃料包含微粉炭、重油及可燃性废弃物的至少1种。
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