CN113336456B - 回转窑烧制石灰的自反馈低氮燃烧控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

回转窑烧制石灰的自反馈低氮燃烧控制方法和装置。在回转窑排放口设对废气进行脱硫脱硝处理,同时增设监测氮氧化物、粉尘量的废气监测器,其探测部分正对排放口,电信号线接控制中心接口。当煅烧时,控制中心接收废气监测信息,显示并实时监控。当含氮量激增,控制中心进风控制系统将废气量与经验数据废气正常量比较,减少二次进风量；若同时按监侧火焰形态和石灰烧成质量,调节一次进风量,实现在燃烧充分下降低了含氧量和氮氧化物,并可获得优化的窑内煅烧参数。本发明由<事后处理>变成<先改进工艺、后生产>,有效降低氮氧化物的排放。窑气检测合并正常煅烧参数，可实时判断并调整窑内含氧量，提高工艺控制的精确程度，降低氮气排放。适用于长度在55‑65米的烧制石灰的回转窑采用。

Description

回转窑烧制石灰的自反馈低氮燃烧控制方法和装置
技术领域
本发明回转窑烧制石灰的自反馈低氮燃烧控制方法和装置。属建筑材料石灰的制作类(C04B)。
背景技术
现有市场公开使用的回转窑是按一定速率转动的水平长度为40-60米的同心直筒体,见图1中回转窑体1。回转窑具有结构简单，生产过程控制方便可靠、易损件少、运转率高、产能大的优点。
现有回转窑烧制石灰工艺为:见图1,1)将原料块状石灰石2在窑尾(进料端)垂直方向布置的预热器3内预热。2)回转窑窑头设有燃烧器7:包括:由一次风电机7.1压入的一次中心风7.2和一次侧向风7.3；由煤粉电机8.1送入的原料煤粉8、燃烧器的行程电机7.4以及在回转窑体内的喷嘴7.0。回转窑体在窑头端开有出料口6、二次风6.2和二次风电机6.1。出料口下端设有振动筛9.1、筛分装置9.2、粉状成品库9.3、块状成品库9.4。3)在回转窑体1内还设有与机房内现有控制中心10n连接的监测集料的窑尾控制站5和窑头控制站4,两者分别用于监测窑尾和窑头包括预热器的现有各种设备运转状况,如:备妥、驱动、报警、温度、注油等。4)石灰石2预热后,石灰石从有倾角的回转窑体原料入口1c滚动到回转窑煅烧段1b。5)通过一次二次风电机调整风量，控制回转窑体内的燃烧温度，使石灰石可以在适宜的煅烧温度下进行分解烧制成石灰成品。
但是,因回转窑在煅烧石灰的过程中，石灰石、煤粉和空气中的氮在高温下发生氧化反应生成氮氧化物废气，极易造成环境污染。因而上述现有回转窑往往采用在排气口10处加装废气处理装置,以减少有害气体排放。不过，废气处理装置对氮氧化物废气的处理存在一定比例，作用有限,很难以做到废气除尽，且造成成本较大的增加。
发明内容
本发明所要解决的问题是：第一要解决回转窑煅烧中,石灰石、煤粉和空气中的氮在高温下发生氧化反应生成氮氧化物废气造成的环境污染。第二要解决市场现有回转窑采用的废气处理装置对氮氧化物废气的处理作用有限,很难以做到废气除尽，且造成产品成本较大的增加。
本发明采用的技术方案是：
回转窑烧制石灰的自反馈低氮燃烧控制方法；其特征是
1)窑气排放口10旁设置有废气处理装置3C,通过抽取废气管3.1C将窑气排入废气处理装置3C中,主要进行脱硫脱硝处理。2)窑气排放口10外侧增设主要监测氮氧化物、粉尘量的废气监测器3.2C,废气监测器的探测部分3.21C正对窑气排放口10；废气监测器3.2C的电信号线3.2Ca接控制中心10的废气电信号输入接口10.32。3)在回转窑煅烧石灰的工况下,控制中心10通过废气电信号输入接口10.32接收废气监测数据；并在控制中心中对应的显示屏上显示,对废气排放和生产过程进行实时显示并监控。4)当实时监测中发现废气含氮量激增,废气电信号输入接口10.32接收的废气监测数据传入控制中心内进风控制系统10.678；进风控制系统通过将排出的废气量与废气正常量进行比较,并合并回转窑石灰煅烧参数，对二次风电机6.1功率进行控制，从而减少进入回转窑的风量；与此同时根据监测火焰形态和石灰烧成质量调节一次进风风量；在燃烧充分的条件下降低含氧量,废气中氮氧化物减少,直至废气量与废气正常量相同。废气正常量是由日常生产中不断调整进风量获得的废气量及成分的经验数据。
本发明上述回转窑烧制石灰的自反馈锻烧控制方法所需装置；包括:
回转窑体1和窑气排放口10、预热器3、窑头控制站4、窑尾控制站5、出料口6、燃烧器7、煤粉入口8、粉状成品库9.3、块状成品库9.4；现有控制中心10n；对应设置的二次风电机6.1、一次风电机7.1、燃烧器的行程电机7.4、煤粉电机8.1的电源控制线均接现有控制中心10n内对应输出接口10.6、10.7、10.74、10.8；其特征是
1)窑气排放口10旁设置主要进行脱硫脱硝处理的废气处理装置3C,并设有将窑气排入废气处理装置3C中的抽取废气管3.1C。2)窑气排放口10外侧增设主要监测氮氧化物、粉尘量的废气监测器3.2C,废气监测器的探测部分3.21C正对窑气排放口10；废气监测器的电信号线3.2Ca接控制中心10的废气电信号输入接口10.32。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：：
1)由<事后处理>变成<先改进工艺流程、后生产>,能够有效降低氮氧化物废气的排放。
随着产业结构改革和生态文明建设的推进，建立高效环保的生产流程和管理模式已经成为改革转型的核心目标。当前市场上普遍应用的回转窑氧化钙生产工艺中对氮氧化物等废气采取的“事后处理”方案是作用小成本高。经理论和试验证明，利用化学手段通过精确控制工艺流程，是可以更加有效遏制氮氧化物废气的生成。即控制降低生产过程中废气的生成，如此不仅可以极大地提升生产的环境友好度，而且能够降低废气处理的成本和风险隐患，进一步提高生产的效率和环保程度。
2)本发明在设置了脱硫脱硝处理的废气处理装置3C后,又增设了废气监测器3.2C。实现了连续监测废气:当废气含氮量激增时,采用了调整二次风降低进风量后减少氮氧化物；此时同时根据监侧火焰形态和石灰烧成质量,调节一次进风量。这两个限制情况下获得一个最优解。实现窑内煅烧参数的优化。在确保燃烧充分的基础上降低含氧量，以实现抑制氮氧化物生成。
3)通过窑气检测合并正常生产参数，可以实时判断并调整窑内含氧量，从而提高对生产过程控制的精确程度，降低尾气的排放。
附图说明
图1现有回转窑石灰生产线示意图和装置图。
图1中附图标记说明:
1一回转窑体。1a一回转窑体窑首端口(燃烧器端)。1b一回转窑体煅烧段。
1c一回转窑体窑尾端口(预热器端)。10-窑气排放口(预热器端)。
2一石灰石。3一预热器。4一窑头控制站。5一窑尾控制站。
6一出料口。6.1一二次风电机。6.2一二次风。
7一(三通道)燃烧器。7.0一喷嘴。7.1一一次风电机。7.2一一次中心风。7.3一一次侧向风。7.4-行程电机。8一煤粉入口。8.1-煤粉电机。
9.1-振动筛。9.2一筛分装置。9.3一粉状成品库。9.4一块状成品库。
10n一现有控制中心。
图2本发明回转窑石灰生产线示意图和装置图。
图2中增加的附图标记说明:
3C-废气处理装置。3.1C-抽取废气管。
3.2C-废气监测器。3.21C-废气监测器的探测部分。
3.2Ca-废气监测器3.2C的电信号线。
10-本发明控制中心。(由若干电脑或控制器组成)。
10.32-控制中心10上的废气电信号输入接口。
10.678-控制中心内进风控制系统。(即为控制中心内包括接口10.6、10.7、10.8的进风控制电路)。
具体实施方式
实施例1
实施例1回转窑烧制石灰的自反馈低氮燃烧控制方法。
见图1,改进前现有回转窑烧制石灰工艺包括如下步骤:
1)见图1,石灰石2送入预热器3中预热。2)预热后石灰石下落从有倾角的回转窑体窑尾端口1c滚动到回转窑煅烧段1b。3)设有窑尾控制站5和窑头控制站4,两者分别用于监测窑尾和窑头包括预热器的现有各种设备运转状况,如:备妥、驱动、报警、温度、注油等。并将参数送入现有控制中心10n。4)窑头的燃烧器行程电机7.4、一次二次电机7.1、6.1启动,送入并调整一次二次进风量7.2、6.2,达到煅烧温度下进行分解烧制成石灰成品。
见图2,本发明实施例1改进后工艺方法,有如下特征步骤:
1)窑气排放口10旁设置有废气处理装置3C,通过抽取废气管3.1C将窑气排入废气处理装置3C中主要进行脱硫脱硝处理。
2)窑气排放口10外侧增设主要监测氮氧化物、粉尘量的废气监测器3.2C,废气监测器的探测部分3.21C正对窑气排放口10；废气监测器3.2C的电信号线3.2Ca接控制中心10的废气电信号输入接口10.32。
3)在回转窑煅烧石灰的工况下,控制中心10通过废气电信号输入接口10.32接收废气监测数据；并在控制中心内对应的显示屏上显示,对废气排放和生产过程进行实时显示并监控。
4)当实时监测中发现,废气含氮量激增,废气电信号输入接口10.32接收的废气监测数据传入控制中心进风控制系统10.678；进风控制系统通过将排出的废气量与废气正常量进行比较，并合并回转窑石灰煅烧的进风量、温度等参数范围,也就是说石灰煅烧要保证一个进风、温度等的各项参数范围作为控制的必要条件。不能因为只控制废气量而不管石灰烧成的必要条件。对二次风电机6.1功率进行控制，从而减少进入回转窑的风量。
与此同时,控制中心根据监测火焰形态和石灰烧成质量,调节一次进风风量,保证燃烧充分。在燃烧充分的条件下降低含氧量,废气中氮氧化物减少；直至废气量与废气正常量相同,废气正常量是由日常生产中不断调整进风量获得的废气量及成分的经验数据。
上述在废气监测下风量的调节，实现在燃烧充分的条件下降低含氧量,废气中氮氧化物减少。有时要减少风量,有时要增加风量.它本质上就是一个多目标优化的过程。废气中检测含氮量高说明氧太多了，要减少风量。若废气检测中含粉尘量高说明废气中煤粉量相应成比例高一些,那也就是说原料石灰石燃烧的煤粉少,使燃烧不充分，需要加大风量。这两种情况理论上是不会同时发生的。缺氧燃烧的废气中氮氧化物是比较低的，而富氧燃烧肯定粉尘中煤粉就比较低了。
本实施例1上述回转窑烧制石灰的自反馈低氮燃烧控制方法所需装置。分两部分。
见图1,改进前现有回转窑烧制石灰的装置有如下:
回转窑体1和窑气排放口10、预热器3、窑头控制站4、窑尾控制站5、出料口6、燃烧器7、煤粉入口8、粉状成品库9.3、块状成品库9.4；现有控制中心10n；对应设置的二次风电机6.1、一次风电机7.1、燃烧器的行程电机7.4、煤粉电机8.1的电源控制线均接现有控制中心10n内对应输出接口10.6、10.7、10.74、10.8。
见图2,本发明上述实施例1改进工艺后所需的装置有如下:
1)窑气排放口10旁设置废气处理装置3C,并设有将窑气排入废气处理装置3C中的抽取废气管3.1C。
2)窑气排放口10外侧增设主要监测氮氧化物、粉尘量的废气监测器3.2C,废气监测器的探测部分3.21C正对窑气排放口10；废气监测器3.2C的电信号线3.2Ca接控制中心10的废气电信息输入接口10.32。
上述本发明采用的废气监测器3.2C是环保管理部门现有检测废气是否合格的常用检测器。其原理是相当于一个传感器:由废气和粉尘探测和转成电信号的探测部分3.21C以及引出的电信号线3.2Ca组成。主要探测气体氮氧化物和粉尘量。因为废气监测器是市售产品,这里不再详述。

Claims (2)

1.回转窑烧制石灰的自反馈低氮燃烧控制方法；其特征是
1)窑气排放口(10)旁设置有废气处理装置(3C),通过抽取废气管(3.1C)将窑气排入废气处理装置(3C)中,主要进行脱硫脱硝处理；
2)窑气排放口(10)外侧增设主要监测氮氧化物、粉尘量的废气监测器(3.2C),废气监测器的探测部分(3.21C)正对窑气排放口(10)；废气监测器(3.2C)的电信号线(3.2Ca)接控制中心(10)的废气电信号输入接口(10.32)；
3)在回转窑煅烧石灰的工况下,控制中心(10)通过废气电信号输入接口(10.32)接收废气监测数据；并在控制中心中对应的显示屏上显示,对废气排放和生产过程进行实时显示并监控；
4)当实时监测中发现废气含氮量激增,废气电信号输入接口(10.32)接收的废气监测数据传入控制中心内进风控制系统(10.678)；进风控制系统通过将排出的废气量与废气正常量进行比较,并合并回转窑石灰煅烧参数，对二次风电机(6.1)功率进行控制，从而减少进入回转窑的风量；与此同时根据监测火焰形态和石灰烧成质量调节一次进风风量；在燃烧充分的条件下降低含氧量,废气中氮氧化物减少,直至废气量与废气正常量相同；废气正常量是由日常生产中不断调整进风量获得的废气量及成分的经验数据。
2.按权利要求1所述回转窑烧制石灰的自反馈锻烧控制方法所需装置；包括:回转窑体(1)和窑气排放口(10)、预热器(3)、窑头控制站(4)、窑尾控制站(5)、出料口(6)、燃烧器(7)、煤粉入口(8)、粉状成品库(9.3)、块状成品库(9.4)；现有控制中心(10n)；对应设置的二次风电机(6.1)、一次风电机(7.1)、燃烧器的行程电机(7.4)、煤粉电机(8.1)的电源控制线均接现有控制中心(10n)内对应输出接口(10.6、10.7、10.74、10.8)；其特征是
1)窑气排放口(10)旁设置主要进行脱硫脱硝处理的废气处理装置(3C),并设有将窑气排入废气处理装置中的抽取废气管(3.1C)；
2)窑气排放口(10)外侧增设主要监测氮氧化物、粉尘量的废气监测器(3.2C),废气监测器的探测部分(3.21C)正对窑气排放口(10)；废气监测器的电信号线(3.2Ca)接控制中心(10)的废气电信号输入接口(10.32)。
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