CN112601725A - 水泥烧成装置和水泥窑排气的脱硝方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的课题在于减少水泥窑排气中的NOx浓度。水泥烧成装置1，其具备：在水泥窑5的窑尾4设置多个、向窑尾内以全体计吹入在附设于水泥窑的预烧炉3中燃烧的燃料F2的50％以上且100％以下的量的燃料F3和燃烧用空气的脱硝用燃烧器14(14A～14D)。通过增加吹入窑尾的燃料，从而还原剂量增多，同时几乎不再受窑尾O2的影响，能够进一步减小窑排气中的NOx浓度。通过设置多个脱硝用燃烧器，从而能够减少每一个脱硝用燃烧器的吹入量，防止涂层的附着、燃料之间的碰撞，同时能够提高吹入的燃料与在窑尾流动的窑排气的混合和与窑排气中的NOx的碰撞概率。通过将多个脱硝用燃烧器设置在同一水平面上，从而与窑排气中的NOx的碰撞概率进一步提高。
Description
技术领域
本发明涉及减小从水泥窑排出的燃烧气体中的氮的氧化物(以下称为“NOx”)浓度的技术。
背景技术
在水泥窑的排气中包含起因于烧成带的高温区域的NOx，在NOx的浓度高的情况下，投入尿素、氨等脱硝剂，利用预烧炉(仮焼炉)中的燃烧产生的还原作用，使NOx浓度减小。但是，在利用尿素作为脱硝剂的方法中，由于尿素的价格高，因此运转成本高涨。另外，只凭借添加尿素，则脱硝效率低，与NOx没有反应的剩余氨也有可能直接地被排出到体系外。
因此，本申请人提出了如下技术：通过设置向水泥窑的窑尾内吹入燃料和燃烧用空气的脱硝用燃烧器，将水泥窑排气中的NOx在窑尾内的低氧区域还原，同时使燃料燃烧，从而也能够提高水泥原料的脱碳酸效率，无论预烧炉的形式如何，在维持良好的烧成状态的同时高效率地减小水泥窑排气中的NOx浓度(参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第6476165号公报
发明内容
发明要解决的课题
基于上述专利文献1中记载的方法，以往在窑尾设置一个脱硝用燃烧器，将预烧炉燃料的25～30％从脱硝用燃烧器吹入，将水泥窑排气中的NOx还原，减少NOx浓度，但只获得直至70～100ppm(O2＝10％)的减少量，由于近来的NOx排出量的管制强化，产生了进一步减小NOx浓度的必要性。
因此，本发明鉴于上述现有技术中的问题而完成，目的在于进一步减小水泥窑排气中的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，具备在水泥窑的窑尾设置多个、向该窑尾内以全体计吹入在附设于该水泥窑的预烧炉中燃烧的燃料的50％以上且100％以下的量的燃料和燃烧用空气的脱硝用燃烧器。
根据本发明涉及的水泥烧成装置，通过增加吹入窑尾的燃料，从而由燃料和原料产生的还原剂量增多，同时将O2消耗，从而几乎不再受到窑尾O2的影响，因此能够进一步减小水泥窑排气中的NOx浓度。另外，通过设置多个脱硝用燃烧器，从而能够减少每一个脱硝用燃烧器的吹入量，防止涂层的附着、燃料之间的碰撞，同时提高吹入的燃料与在窑尾流动的窑排气的混合以及与窑排气中的NOx的碰撞概率。
通过将上述多个脱硝用燃烧器设置在同一水平面上，从而能够进一步使由从脱硝用燃烧器吹入的燃料产生的还原剂与水泥窑排气中的NOx的碰撞概率上升。
另外，本发明为水泥窑排气的脱硝方法，其特征在于，从在水泥窑的窑尾设置多个的脱硝用燃烧器向该窑尾内，以该多个脱硝用燃烧器全体计吹入在附设于该水泥窑的预烧炉中燃烧的燃料的50％以上且100％以下的量的燃料和少量的压送用空气，在低氧浓度气氛下使该燃料部分燃烧气化。根据本发明，由于还原剂量增多，消耗O2，因此几乎不再受到窑尾O2的影响，因此能够进一步减小水泥窑排气中的NOx浓度。另外，通过减少每一个脱硝用燃烧器的吹入量，从而能够防止涂层的附着、燃料之间的碰撞，同时提高吹入的燃料与在窑尾流动的窑排气的混合以及与窑排气中的NOx的碰撞概率。
另外，通过将从附设于该水泥窑的旋风器排出的原料的一部分分取，送入从上述脱硝用燃烧器的设置部位的上方1000mm到下方1000mm之间，从而能够作为用于将原料中的Fe2O3还原、对NOx进行脱硝的还原剂利用。
发明的效果
如上所述，根据本发明，能够进一步减少水泥窑排气中的NOx浓度。
附图说明
图1为表示本发明涉及的水泥烧成装置的一个实施方式的概略图。
图2为表示图1的水泥烧成装置的窑尾处的脱硝用燃烧器的配置的概略图，(a)为正面图，(b)为俯视图。
具体实施方式
图1和图2表示本发明涉及的水泥烧成装置的一个实施方式，该水泥烧成装置1由将水泥原料(以下称为“原料”)R预热的预热器2、采用从预烧炉燃烧器13吹入的燃料F2将来自从预热器2的上面起第三段的旋风器2b的原料R1预烧的预烧炉3、采用从主燃烧器15吹入的燃料F1将来自预热器2的最下段旋风器2a的原料R2烧成的水泥窑5、将在水泥窑5中烧成的水泥熟料冷却的熟料冷却器6、和设置于水泥窑5的窑尾4的4个脱硝用燃烧器14(14A～14D)等构成。应予说明，除了脱硝用燃烧器14以外，预热器2、预烧炉3、水泥窑5和熟料冷却器6等的构成与以往的构成相同。
如图2中所示将脱硝用燃烧器14(14A～14D)在窑尾4配置在同一水平面上。另外，在各个脱硝用燃烧器14的前端部，优选与专利文献1中记载的水泥烧成装置同样地，以旋转角度10～50度设置6～10张的旋转叶片。
接下来，参照图1和图2对本发明涉及的水泥窑排气的脱硝方法进行说明。
在水泥烧成装置1的预热器2中，使用来自水泥窑5的排气G，进行原料R的预热，在预烧炉3中将来自预热器2的旋风器2b的原料R1预烧。此时，与来自预烧炉燃烧器13的燃料F2一起将来自熟料冷却器6的3次空气G1吹入，使燃料F2燃烧。在燃料F2中，使用微粉炭、重油等，可将可燃性废弃物用于燃料F2的一部分或全部。
从设置于水泥窑5的窑尾4的4个脱硝用燃烧器14(14A～14D)，将燃料F3与少量的压送用空气一起吹入，使燃料F3部分燃烧气化。从4个脱硝用燃烧器14吹入的燃料F3的量用4个脱硝用燃烧器14的合计表示，设为预烧炉3用的燃料F2的量的50％以上且100％以下。对于燃料F3，与预烧炉3用的燃料F2同样地能够使用微粉炭、重油、可燃性废弃物，可使用它们中的任一个或将多个同时使用。
通过从脱硝用燃烧器14吹入燃料F3，从而能够将在水泥窑5的燃烧气体G中所含的NOx在窑尾内的低氧区域中还原。另外，通过使用少量的压送用空气使燃料F3部分燃烧气化，从而也能够进行原料R2、R3的脱碳酸，也能够提高水泥烧成装置1整体的脱碳酸效率。此时，采用设置于脱硝用燃烧器14的旋转叶片，使燃料F3和燃烧用空气的混合流回旋，吹入窑尾4的内部，因此燃料F3的燃烧效率提高。
另外，通过使从脱硝用燃烧器14全体吹入的燃料F3的量多达预烧炉3用的燃料F2的量的50％以上且100％以下，从而还原剂量增多，同时几乎不再受到窑尾O2的影响，因此如以往那样在窑尾O2浓度高的情况下还原效果不会降低，能够有效地减小水泥窑排气中的NOx浓度。
进而，在脱硝用燃烧器14为1个的情况下，从脱硝用燃烧器14吹入的燃料立即向上方移动，因此虽然只在设置了脱硝用燃烧器14的部位的上部将NOx还原，但与脱硝用燃烧器14相反侧的NOx难以被还原，NOx的减少效果小。因此，在本发明中，通过设置4个脱硝用燃烧器14，从而能够减少每1个脱硝用燃烧器14的吹入量，防止涂层的附着、燃料之间的碰撞，同时提高与在窑尾流动的窑排气的混合以及与窑排气中的NOx的碰撞概率。
另外，通过将脱硝用燃烧器14设置在同一水平面上，从而能够进一步使与窑排气中的NOx的碰撞概率上升而优选。
进而，通过在窑尾4产生2％～5％以上的CO，从而水泥原料中的Fe2O3成为FeO，取得更大的NOx还原效果。
接下来，从水泥窑5的主燃烧器15将微粉炭等燃料F1吹入，将来自预热器2的旋风器2a的原料R2烧成，将得到的熟料用熟料冷却器6冷却，得到水泥熟料CL。
通过使用具有上述构成的水泥烧成装置1，获得了110ppm(O2＝10％)以上的NOx减少效果。
另外，虽然省略图示，但在脱硝用燃烧器14的设置部位附着水泥原料产生的涂层，因此优选将从预热器2的旋风器排出的原料的一部分分取，送入从脱硝用燃烧器14的设置部位的上方1000mm到下方1000mm之间。另外，由此能够作为用于将原料中的Fe2O3还原并将NOx脱硝的还原剂利用。
应予说明，在上述实施方式中，设置了4个脱硝用燃烧器14，但脱硝用燃烧器14的个数并不限定于4个，通过设置多个，从而取得上述效果。在将脱硝用燃烧器14设置5个以上的情况下，可不是在同一水平面上，而是在上下方向上遍及2段来配置。
另外，例示了水泥烧成装置1为SF式的情形，但即使是其他形式的水泥烧成装置，也能够应用本发明。
附图标记的说明
1 水泥烧成装置
2 预热器
2a 最下段旋风器
2b 从上起第三段的旋风器
3 预烧炉
4 窑尾
5 水泥窑
6 熟料冷却器
13 预烧炉燃烧器
14(14A～14D) 脱硝用燃烧器
15 主燃烧器
Claims (4)
1.水泥烧成装置，其特征在于，具备在水泥窑的窑尾设置多个、向该窑尾内以全体计吹入在附设于该水泥窑的预烧炉中燃烧的燃料的50％以上且100％以下的量的燃料和燃烧用空气的脱硝用燃烧器。
2.根据权利要求1所述的水泥烧成装置，其特征在于，在同一水平面上设置了所述多个脱硝用燃烧器。
3.水泥窑排气的脱硝方法，其特征在于，从在水泥窑的窑尾设置多个的脱硝用燃烧器向该窑尾内，以该多个脱硝用燃烧器全体计吹入在附设于该水泥窑的预烧炉中燃烧的燃料的50％以上且100％以下的量的燃料和压送用空气，在低氧浓度气氛下使该燃料部分燃烧气化。
4.根据权利要求3所述的水泥窑排气的脱硝方法，其特征在于，将从附设于该水泥窑的旋风器排出的原料的一部分分取，送入从所述脱硝用燃烧器的设置部位的上方1000mm到下方1000mm之间。
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