CN112229204A - 一种水泥熟料生产线窑尾烟气无氨脱硝方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种水泥熟料生产线窑尾烟气无氨脱硝方法及装置，属于水泥生产技术领域；具体采用窑头烧成系统对NOX生成量的控制以降低回转窑内热力型NOx生成量；采用窑尾烧成系统对NOX还原，通过回转窑窑尾处冷风流量和煤粉量的控制将窑内产生的热力型NOX进行还原；最后在回转窑下料装置处形成强力还原区，对热力型NOx强力还原；本发明应用于水泥熟料生产过程中对窑尾烟气的脱氨脱硝，本发明实施后有效的减少了窑尾烟气中大量的氮氧化物的排放，实现氮氧化物排放浓度低于400mg/Nm3，达到环保要求，环境效益显著。

Description

一种水泥熟料生产线窑尾烟气无氨脱硝方法及装置
技术领域
本发明属于水泥生产技术领域，尤其涉及一种水泥熟料生产线窑尾烟气无氨脱硝方法及装置。
背景技术
氮氧化物（NOx）是主要的大气污染物之一，燃烧产生的NOx中绝大部分是NO，其毒性不大，但是NO在大气中可以氧化生成NO2，其毒性是NO的4～5倍，当含量达到150×10-6时，会对人体器官产生强烈的刺激作用。此外，NOx排放到大气中将形成光化学烟雾，破坏臭氧层和造成温室效应，对气候产生影响；氮氧化物形成酸雨沉降到江河湖泊中容易造成水体富营养化，直接促进藻类等有害物质的生长，威胁饮用水安全。
目前，回转窑是新型干法水泥物料烧成的关键技术装备，也是水泥行业氮氧化物排放的主要来源。水泥煅烧过程产生大量NOx污染物，排放浓度在300mg/Nm3~2200mg/Nm3，每吨熟料约产生1.5kg~1.8kg氮氧化物。2010年全国水泥排放NOx约200万吨，占全国工业NOx排放总量的10%。随着水泥产量的逐步增加，氮氧化物排放持续上升，水泥工业氮氧化物治理刻不容缓。
其中热力型NOX是在回转窑的高温环境下空气中的N2被氧化生成热力型NOX，它主要受温度、高温区持续时间和氧气浓度的影响。
燃料型NOX是在分解炉和窑尾等低于1200℃的环境里，煤中的含氮化物经热解后氧化生成燃料型NOX。它的影响因素主要有：温度、煤中的含氮量、过剩空气系数、反应时间。
瞬发型NOX是在还原气氛下并且煤相对过剩的时候，空气中的N2与煤燃烧过程所产生的碳氢自由根（C-H）反应，生成瞬时型NOX。
生料型NOX是生料NOX是由窑喂料中含氮的化合物分解后而形成的NOX。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提出一种水泥熟料生产线窑尾烟气无氨脱硝方法及装置。目的以降低水泥熟料生产线烟气中氮氧化物的含量。
为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。
一种水泥熟料生产线烟气无氨脱硝方法，具体包括：
a、窑头烧成系统对NOX生成量的控制：水泥熟料生产线的回转窑窑头煤粉进料采用气体输送方式，所述气体的一次风量小于煤粉总量的6%；用于降低回转窑内热力型NOx生成量；
b、窑尾烧成系统对NOX的还原：回转窑窑尾处设置有旋流扩散型燃烧器、分解炉和进风风机，所述进风风机的供风流量为40m3/min；压力为25-30kpa；回转窑窑尾的煤粉用量与窑头煤粉用量的比为1.5-2:1；用于将窑内产生的热力型NOX进行还原；
将所述旋流扩散型燃烧器设在分解炉的椎体部；
c、在回转窑下料装置处形成强力还原区：所述强力还原区是风管与分解炉接口以下和窑尾烟室缩口以上形成的区域；所述风管连接在分解炉上并位于锥体部上方，窑尾烟室缩口连接在锥体部的底部；分解炉通过下料管连接有串联的n级旋风筒，其中，第n级旋风筒通过第一下料管连接至窑尾烟室，第n-1级旋风筒通过第二下料管连接至分解炉，且第二下料管与分解炉的接口高于风管与分解炉的接口，第n-1级旋风筒通过第三下料管连接至分解炉的锥体部。
优选的，所述第n-1级旋风筒的底部通过分料阀分别与第三下料管和第二下料管相连。
优选的，所述分解炉同一水平面上连接有两根风管。
优选的，所述气体的一次风量小于煤粉总量的5.7%。
一种水泥熟料生产线窑尾烟气无氨脱硝装置，包括回转窑，所述回转窑窑尾处设置有旋流扩散型燃烧器和分解炉；所述分解炉包括上部的筒体部和连接在筒体部底部的锥体部；所述旋流扩散型燃烧器设在分解炉的椎体部内；所述分解炉连接有进风管，所述进风管连接在分解炉上并位于锥体部上方，回转窑窑尾的烟室缩口连接在锥体部的底部；分解炉通过下料管连接有串联的n级旋风筒，其中，第n级旋风筒通过第一下料管连接至窑尾烟室，第n-1级旋风筒通过第二下料管连接至分解炉，且第二下料管与分解炉的接口高于风管与分解炉的接口，第n-1级旋风筒通过第三下料管连接至分解炉的锥体部；在进风管与分解炉接口以下和窑尾烟室缩口以上形成强力还原区，所述强力还原区内用于对回转窑产生的热力型NOx进行还原。
本发明相对于现有技术所产生的有益效果为。
本发明应用于水泥熟料生产过程中对窑尾烟气的脱氨脱硝，本发明实施后有效的减少了窑尾烟气中大量的氮氧化物的排放，实现氮氧化物排放浓度低于400mg/Nm3，达到环保要求，并且每年减排氮氧化物1000吨，环境效益显著。
附图说明
图1为本发明实施例所述烟气无氨脱硝装置的正视图。
图2为本发明实施例所述烟气无氨脱硝装置的侧视图。
图3为本发明实施例所述第三风管与分解炉的连接位置图。
图4为第二下料管与第三下料管与分解炉的连接位置示意图。
图中：1为分解炉，2为三级风管，3为窑尾烟室，4为回转窑，5为第四级旋风筒，6为第二下料管，7为第三下料管，8为强力还原区，11为锥体部，12为柱体。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
本发明实施例提供了一种水泥熟料生产线烟气无氨脱硝方法及装置，具体包括以下措施：
a、窑头烧成系统对NOX生成量的控制：水泥熟料生产线的回转窑窑头煤粉进料采用气体输送方式，所述气体的一次风量小于煤粉总量的5.7%；降低回转窑内热力型NOx生成量。在此过程中，降低NOx的生成量10%-30%；同时采用低氮燃烧器-HJ低氮节能燃烧器。
b、窑尾烧成系统对NOX的还原：如图1和图2所示，回转窑4窑尾处设置有强旋流扩散型燃烧器（在分解炉内部）、分解炉1和进风风机，进风风机装有变频器，采用变频调节减少入分解炉1的冷风量。进风风机的供风流量为40m3/min；压力为25-30kpa；功率：55 kw；回转窑窑尾的煤粉用量与窑头煤粉用量的比为1.7:1；优化合适的头、尾煤用量比例，适当降低头煤用量，保证窑内正常煅烧，适当增加分解炉用煤，保证预热器、分解炉不结皮堵塞，达到强化煅烧、节约煤耗、降低NOx的目的。同时将所述旋流扩散型燃烧器设在分解炉的椎体部底部天圆地方上部适当位置。
采用分解炉高强还原燃烧控制技术，将回转窑内产生的热力型NOx强力还原，实现脱硝效率在60%以上。
c、在回转窑下料装置处形成强力还原区8：
如图1和图2所示，是水泥熟料生产线烟气无氨脱硝装置，强力还原区8是三级风管2与分解炉1接口以下和窑尾烟室3缩口以上形成的区域；三级风管2连接在分解炉1上并位于分解炉1下部的锥体部11上方，窑尾烟室3的缩口连接在锥体部11的底部；分解炉1通过下料管连接有串联的五级旋风筒，其中，第五级旋风筒通过第一下料管连接至窑尾烟室3，如图4所示，第四级旋风筒5通过第二下料管6连接至分解炉1，且第二下料管6与分解炉1的接口高于三级风管2与分解炉1的接口，第四级旋风筒5通过第三下料管7连接至分解炉1的锥体部11。第四级旋风筒5的底部通过分料阀分别与第三下料管和第二下料管相连且分解炉1同一水平面上连接有两根三级风管2，如图3所示。
具体是将原三次风管2入分解炉1之间的管路拆除，将原三次风进口处封闭。在分解炉1锥体部11上方的柱体12向上2m处新开挖两个圆形通道，形成新的三次风通道。
强旋流扩散型燃烧器，使扩散的煤粉以一定速度旋流进入强力还原区，提高煤粉的分解效果，以产生最多的还原气氛。
同时优化现有氨水喷射系统，更换高性能喷枪，优化喷枪安装位置及角度，提高氨水的雾化、覆盖、反应效果。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (5)

1.一种水泥熟料生产线烟气无氨脱硝方法，其特征在于，具体包括：
a、窑头烧成系统对NOX生成量的控制：水泥熟料生产线的回转窑窑头煤粉进料采用气体输送方式，所述气体的一次风量小于煤粉总量的6%；用于降低回转窑内热力型NOx生成量；
b、窑尾烧成系统对NOX的还原：回转窑窑尾处设置有旋流扩散型燃烧器、分解炉和进风风机，所述进风风机的供风流量为40m3/min；压力为25-30kpa；回转窑窑尾的煤粉用量与窑头煤粉用量的比为1.5-2:1；用于将窑内产生的热力型NOX进行还原；
将所述旋流扩散型燃烧器设在分解炉的椎体部；
c、在回转窑下料装置处形成强力还原区：所述强力还原区是风管与分解炉接口以下和窑尾烟室缩口以上形成的区域；所述风管连接在分解炉上并位于锥体部上方，窑尾烟室缩口连接在锥体部的底部；分解炉通过下料管连接有串联的n级旋风筒，其中，第n级旋风筒通过第一下料管连接至窑尾烟室，第n-1级旋风筒通过第二下料管连接至分解炉，且第二下料管与分解炉的接口高于风管与分解炉的接口，第n-1级旋风筒通过第三下料管连接至分解炉的锥体部。
2.根据权利要求1所述的一种水泥熟料生产线烟气无氨脱硝方法，其特征在于，所述第n-1级旋风筒的底部通过分料阀分别与第三下料管和第二下料管相连。
3.根据权利要求1所述的一种水泥熟料生产线烟气无氨脱硝方法，其特征在于，所述分解炉同一水平面上连接有两根风管。
4.根据权利要求1所述的一种水泥熟料生产线烟气无氨脱硝方法，其特征在于，所述气体的一次风量小于煤粉总量的5.7%。
5.一种用于如权利要求1所述的水泥熟料生产线烟气无氨脱硝方法的装置，其特征在于，包括回转窑，所述回转窑窑尾处设置有旋流扩散型燃烧器和分解炉；所述分解炉包括上部的筒体部和连接在筒体部底部的锥体部；所述旋流扩散型燃烧器设在分解炉的椎体部内；所述分解炉连接有进风管，所述进风管连接在分解炉上并位于锥体部上方，回转窑窑尾的烟室缩口连接在锥体部的底部；分解炉通过下料管连接有串联的n级旋风筒，其中，第n级旋风筒通过第一下料管连接至窑尾烟室，第n-1级旋风筒通过第二下料管连接至分解炉，且第二下料管与分解炉的接口高于风管与分解炉的接口，第n-1级旋风筒通过第三下料管连接至分解炉的锥体部；在进风管与分解炉接口以下和窑尾烟室缩口以上形成强力还原区，所述强力还原区内用于对回转窑产生的热力型NOx进行还原。
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CN113694704A (zh) * 2021-09-03 2021-11-26 浙江省生态环境科学设计研究院 一种水泥窑烟气分解炉自脱硝联合sncr脱硝的系统及方法

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CN113694704A (zh) * 2021-09-03 2021-11-26 浙江省生态环境科学设计研究院 一种水泥窑烟气分解炉自脱硝联合sncr脱硝的系统及方法
CN113694704B (zh) * 2021-09-03 2024-06-04 浙江省生态环境科学设计研究院 一种水泥窑烟气分解炉自脱硝联合sncr脱硝的系统及方法

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