CN109985500B - 一种改进型窑外分解干法水泥窑热碳还原高效脱硝系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种改进型窑外分解干法水泥窑热碳还原高效脱硝系统，本发明系统在提高脱硝效率的同时，不会对分解炉效率、水泥质量产生任何不利影响；本发明系统还原区大小易调节，投资成本小运行费用低，运行过程安全性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种改进型窑外分解干法水泥窑热碳还原高效脱硝系统，属于环境保护技术领域。与本发明申请有关的技术方案于同日递交实用新型申请。
背景技术
目前，国际国内社会对于环保的呼声越来越强高，由此水泥生产中的氮氧化物排放问题也受到了广泛关注。我国于2013年颁布了《水泥工业大气污染物排放标准》，对于水泥行业氮氧化物的排放有了更为严格的要求，即要求氮氧化物排放最高不超过400mg/m3，有些重点地区甚至不超过100mg/m3。
在水泥生产方面，我国的水泥生产企业多采用SNCR、SCR和热碳还原脱硝技术来实现氮氧化物的脱除。回转窑和分解炉是水泥生产系统中的两个热工设备，也是氮氧化物产生的设备；在回转窑中，煤粉在高温中燃烧产生大量热力型和燃料型NOx；分解炉中温度虽低于回转窑，但分解炉中喷入的煤粉会产生大量燃料型NOx；水泥生产的脱硝工艺主要在分解炉内完成。
公开号为CN102745920A的专利，公开了一种窑外分解干法水泥窑热碳还原脱硝技术，其将煤粉在喷入分解炉特定位置形成还原区，在贫氧条件下产生还原气氛，将分解炉和回转窑中产生的部分氮氧化物还原。但该技术的缺陷在于，其所形成的还原区长度受分解炉高度的限制，还原区的大小不易调节，因而实际的脱硝效率很有限。虽然它可以通过增加分解炉内还原区长度的方法提高脱硝效率，但这样，在脱硝效率提高的同时又会影响分解炉内温度的分布，甚至影响到水泥熟料的烧成质量。
为了解决现有水泥窑炉热碳还原脱硝技术中脱硝效率有限的问题，本发明人提出了一种新型的窑外分解干法水泥窑热碳还原高效脱硝系统，本技术发生脱硝反应的还原区位于分解炉之外，通过还原区长度的调节来实现脱硝效率的调控，不影响分解炉的燃烧效果和水泥质量。本发明建设和运行成本低，脱硝效率高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种改进型窑外分解干法水泥窑热碳还原高效脱硝系统。
本发明的目的通过以下技术方案实现：
本发明系统包括分解炉、回转窑、煤粉仓、定量给料器、喷煤管、生料喷入管、三次风进口。在分解炉的底部锥形缩口处设置一个高温重力卸料阀门，同时在分解炉底部锥形的侧面开设一个或两个引风管；引风管呈U型，其从分解炉底部出来后先大斜度上行然后再下行并通往位于分解炉底部三次风进口的附近，引风管的上行段与水平面的夹角大于等于30°；呈U型的引风管的一个端口位于高温重力卸料阀门之上，另一个端口位于高温重力卸料阀门之下，引风管的长度可以调控；喷煤管和生料喷入管分别连接于引风管下面一侧管上，生料喷入口位于喷煤口的上风处；喷煤管的另一端连接着煤粉仓和定量给料器。三次风进口处于高温重力卸料阀门和引风管的一个端口之间。
为了进一步获得更好的脱硝效果，优选：
引风管的长度为能保持煤粉在还原区A的停留时间超过3秒；
煤粉经喷煤管喷入引风管的喷头呈扇面分布并可调整方向和角度，能均匀地喷入引风管内。
本发明工作原理
由于高温重力卸料阀门(2)的限制作用，回转窑(4)内的窑风从位于锥形缩口下部侧面的引风管(3)进入分解炉(1)内；此时将煤粉和生料经与引风管相连的喷煤管和生料喷入管喷入到引风管内时，即会在引风管(3)中形成还原区A，营造贫氧燃烧环境并发生热碳还原脱硝反应，通过调节引风管的长度调控还原区A的长度以保持煤粉在还原区A的停留时间超过3秒，烟气中的NOx将被脱除干净。
本发明的优点和特点是：
1.与现有技术相比，本发明脱硝效率高，并且在提高脱硝效率的同时，不会对分解炉效率、水泥质量产生任何不利影响。本发明可以实现回转窑和分解炉内氮氧化物脱除率在80％以上。
2.本发明可以调节还原区的大小，且运行过程安全性好。
3.本发明对水泥窑的改造较小，实施简单，投资小、建设和运行成本低。
附图说明
图1为本发明的一种单侧引风管脱硝系统。其中：
1.分解炉；2.高温重力卸料阀门；3.引风管；4.回转窑；5.煤粉仓；6.定量给料器；7.喷煤管；8.生料喷入管；9.三次风进口。
图2本发明的一种双侧引风管脱硝系统。其中：
1.分解炉；2.高温重力卸料阀门；3.引风管；4.回转窑；5.煤粉仓；6.定量给料器；7.喷煤管；8.生料入管；9.三次风进口。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明作进一步的说明，但不限制本发明。
如图2所示。生料在分解炉(1)中经过高温后碳酸钙分解并落在高温重力卸料阀门(2)上，当落下的生料重量达到阈值时，高温重力卸料阀门(2)打开，生料进入水泥回转窑(4)烧成熟料；水泥回转窑(4)中的窑风沿箭头方向运动，窑风受到高温重力卸料阀门(2)的阻挡，进入到引风管(3)中。本系统引风管(3)的上行段与水平面的夹角为30°，调节引风管(3)的长度为保持煤粉在还原区A的停留时间超过3秒。将占分解炉总煤量20％-80％的煤粉经定量给料器(6)计量后经喷煤管(7)喷入引风管(3)中，喷煤管(7)与引风管(3)接口处的喷头呈扇面分布并可调整方向和角度以使煤粉均匀地喷入到引风管(3)内各角落；喷入煤粉的同时，将占生料总量10％-50％的生料经生料喷入管(8)喷入到引风管(3)内，在引风管(3)中形成还原区A，营造贫氧燃烧环境。喷入的生料来自于4级预热器。由于还原区A的贫氧燃烧环境，NOx被充分还原，烟气中的NOx大量脱除。
之后，引风管(3)中的窑风从分解炉(1)下部缩口附近的端口进入到分解炉(1)内，未燃尽的煤粉燃烧殆尽。
本发明的脱硝效果可以实现回转窑和分解炉内氮氧化物脱除率在80％以上。
Claims (1)
1.一种改进型窑外分解干法水泥窑热碳还原高效脱硝系统，包括分解炉、回转窑、煤粉仓、定量给料器、喷煤管、生料喷入管、三次风进口，其特征在于在分解炉的底部锥形缩口处设置一个高温重力卸料阀门，在分解炉底部锥形的侧面开设一个或两个引风管；引风管呈U型，其从分解炉底部出来后先大斜度上行然后再下行并通往位于分解炉底部三次风进口的附近，引风管的上行段与水平面的夹角大于等于30°；呈U型的引风管的一个端口位于高温重力卸料阀门之上，另一个端口位于高温重力卸料阀门之下，在引风管中形成还原区A，引风管的长度为能保持煤粉在还原区A的停留时间超过3秒；喷煤管和生料喷入管分别连接于引风管下面一侧管上，喷煤口位于生料喷入口的上风处；喷煤管的另一端连接着煤粉仓和定量给料器；三次风进口处于高温重力卸料阀门和引风管的一个端口之间；煤粉经喷煤管喷入引风管的喷头呈扇面分布并可调整方向和角度，能均匀地喷入引风管。
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