CN114440622A - 回转窑窑体及采用燃料再燃技术降低水泥回转窑NOx的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种回转窑窑体及采用燃料再燃技术降低水泥回转窑NOx的方法，回转窑窑体包括回转窑本体、一次燃料进口、再燃燃料进口和燃尽风进口，所述一次燃料进口为主燃烧器入口，设置在所述回转窑本体的头部，所述再燃料进口为在所述回转窑本体的头部沿所述主燃烧器的外围开设的第一圆环孔，所述燃尽风进口为在所述回转窑本体的头部沿所述再燃料进口开设的第二圆环孔。采用上述的回转窑窑体的降低水泥回转窑NOx的方法，包括：S1：在一次燃料进口通入预设比例的一次燃料；S2：在再燃燃料进口通入预设比例的再燃燃料；S3：在燃尽风进口通入燃尽风，使在再燃烧区未燃尽的燃料充分燃烧。
Description
技术领域
本发明属于环保技术领域，尤其涉及一种回转窑窑体及采用燃料再燃技术降低水泥回转窑NOx的方法。
背景技术
在燃烧的过程中，NOx主要分为：燃料型NOx、热力型NOx、快速型NOx三种。在燃用煤粉的水泥回转窑中，NOx的来源主要是燃料型NOx和热力型NOx两种。
燃料型NOx的形成，主要是由一些含氮燃料中的N元素经过氧化生成的。因此可以通过改变燃烧条件、使用含氮量低的燃料等方法来减少燃料型NOx的生成。热力型NOx是当回转窑中燃烧温度高于1500℃时，空气中的氮气和氧气反应生成的。因此可以通过降低燃烧温度、降低氮和氧的浓度以及缩短在回转窑中的停留时间来降低热力型NOx的生成。
回转窑是水泥工业氮氧化物产生的主要源头。据环保部门统计，水泥行业NOx的排放量仅次于火力发电和机动车尾气排放。据统计全国水泥行业氮氧化物年排放量约为200万吨，污染物治理已经受到了国家环保部门的重视与水泥企业的关注。因此需要对水泥回转窑排放烟气中的NOx进行有效处理，使其达到环保部门的要求。
中国专利申请CN104634097A公开了一种降低回转窑内氮氧化物的方法及系统，主要采用的方法是将一定量的可燃气体通过主燃烧器喷入水泥回转窑内与煤粉一起进行燃烧,可燃气体燃烧时，降低煤粉周围氧气浓度，从而抑制氮氧化物在回转窑内的生成量，但是此种方法对通入的可燃气体的量必须严格控制，不能超过可燃气体的爆炸下限，所以具有一定的危险性。
发明内容
本发明提供了一种回转窑窑体及采用燃料再燃技术降低水泥回转窑NOx的方法，能够有效降低水泥回转窑窑尾NOx的浓度，达到环保对NOx要求的排放浓度。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种回转窑窑体，包括回转窑本体，所述回转窑本体的头部开设一次燃料进口、再燃燃料进口和燃尽风进口，所述一次燃料进口为主燃烧器入口，设置在所述回转窑本体的头部，回转窑本体的末端为窑尾，所述回转窑本体具有预设的倾斜度，所述回转窑本体的头部处于倾斜的低端，所述再燃燃料进口为在所述回转窑本体的头部沿所述主燃烧器的外围开设的第一圆环孔，第一圆环孔的外直径小于回转窑本体的直径，内直径需大于主燃烧器的外径；所述燃尽风进口为在所述回转窑本体的头部沿所述再燃燃料进口开设的第二圆环孔，第二环形孔的外直径小于回转窑本体的直径，内直径大于第一圆环孔的外直径。
所述主燃烧器入口包括二次风进风通道与进料通道。
一种采用燃料再燃技术降低水泥回转窑NOx的方法，采用所述的回转窑窑体，包括以下步骤：
S1：在一次燃料进口通入预设比例的一次燃料，一次燃料在主燃烧区燃烧；
S2：在再燃燃料进口通入预设比例的再燃燃料，所述再燃燃料在再燃烧区燃烧，将在主燃烧区形成的NOx还原成N2；
S3：在燃尽风进口通入燃尽风，使在再燃烧区未燃尽的燃料充分燃烧。
优选地，所述步骤S1具体为：由一次风将所需总燃料70-90％的一次燃料通入窑炉内，同时第一部分二次风通过主燃烧器上的二次风进风通道进入窑炉内。
优选地，所述步骤S2具体为将所述总燃料的10-30％的再燃燃料由所述再燃燃料进口通入窑炉内。
优选地，所述一次燃料或再燃燃料分别为气体燃料、液体燃料或固体燃料中的任意一种。
优选地，所述气体燃料为天然气等，所述液体燃料为水煤浆、奥里油等，所述固体燃料为煤粉、生物质等。
优选地，所述步骤S3中的燃尽风为第二部分二次风，燃尽风的压力高于窑炉内现有的气体压力，同时所述燃尽风的风量小于总燃料燃烧所需的总风量。
本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：
本申请的方法首先在主燃烧区内通入一次燃料，燃料在主燃烧区内燃烧生成大量的氮氧化合物，然后在再燃烧区，由于实际供给的空气量少于理论空气量，形成一个还原性氛围，能够将在主燃烧区内形成的NOx还原成N2，进而减少了窑尾烟气中NOx的浓度；在燃尽区将再燃烧区未燃尽的燃料燃烧完全。
附图说明
图1为本发明实施例的回转窑窑体；
图2为本发明实施例的回转窑窑头的截面示意图。
附图标记说明：1-一次燃料进口；2-再燃燃料进口；3-燃尽风进口；4-窑尾；5-回转窑本体。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种回转窑窑体及采用燃料再燃技术降低水泥回转窑NOx的方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。
参看图1，一种回转窑窑体，包括回转窑本体5，所述回转窑本体5的头部开设一次燃料进口1、再燃燃料进口2和燃尽风进口3，回转窑本体5的末端为窑尾4，所述回转窑本体5具有预设的倾斜度，所述回转窑本体5的头部处于倾斜的低端，窑炉内的炉腔包括主燃烧区、再燃烧区和燃尽区，由一次燃料进口1进入的燃料主要在主燃烧区燃烧，由再燃燃料进口2进入的燃料主要在再燃烧区燃烧，由燃尽风进口3进入的空气主要在燃尽区内与燃料燃烧；
所述一次燃料进口1为主燃烧器入口，包括二次风进风通道与进料通道，一次燃料由一次风携带着通过进料通道进入窑炉内，一次燃料燃烧所需要的第一部分二次风从主燃烧器上的二次风进风通道进入，保证一次燃料的顺利燃烧。
所述再燃料进口为在所述回转窑本体5的头部沿所述主燃烧器的外围开设的第一圆环孔，第一圆环孔的外直径小于回转窑本体5的直径，内直径需大于主燃烧器的外径；所述燃尽风进口3为在所述回转窑本体5的头部沿所述再燃料进口开设的第二圆环孔，第二圆环孔的外直径小于回转窑本体5的直径，内直径大于第一圆环孔的外直径。
在回转窑窑头设计一个圆环形再燃燃料进口2和一个圆环形燃尽风进口3，能够实现回转窑工艺中燃料的分级燃烧，减少窑尾4烟气排放中NOx的含量。
一种采用燃料再燃技术降低水泥回转窑NOx的方法，采用上述的回转窑窑体，包括以下步骤：
S1：将生料从窑尾4:(即回转窑本体5的末端)的下料管喂入具有一定倾斜度且按照一定角速度旋转的窑体内，使得窑体内的物料能够从窑尾4向窑头运动；
S2：通过一次风将一次燃料在一次燃料进口1喷入窑炉内，同时将第一部分二次风通过主燃烧器上的二次风进风通道送入窑炉内，使得一次燃料在主燃烧区燃烧，一次燃料占所需总燃料的70-90％；
在本实施例中，第一部分二次风在主燃烧器上的二次风进风通道进入，保证燃料燃烧，二次风进风通道进入的二次风的风量要小于燃料燃烧所需要的总风量；可理解的是，一次燃料由回转窑窑头的主燃烧器喷入，一次风在这里作为载煤气随燃料一起喷入，二次风仅仅是相对于一次风来说的，不具有其它含义均是指空气。
S3：在再燃燃料进口2通入占所述总燃料的10-30％的再燃燃料，此时窑炉内是燃料比较多，但是实际供给的空气量少于理论所需的空气量，所以呈现出还原性氛围，能够将在主燃烧区内生成的NOx还原成N2，此时窑内温度较低还能够抑制新的NOx的生成；
S4：在燃尽风进口3通入燃尽风，也就是第二部分二次风，这部分二次风的作用是，能够将在再燃烧区未能燃烧完的燃料燃尽，在此燃尽区内，还会重新生成少量新的NOx，但总的来看，使用燃料再燃技术，回转窑最终的NOx排放量能够降低50％-70％；燃尽风的压力高于窑炉内现有的气体压力，同时所述燃尽风的风量小于总燃料燃烧所需的总风量。
一次燃料和再燃燃料可以是相同的燃料，也可以是不同的燃料，燃料可以为气体燃料、液体燃料或固体燃料中的任意一种。所述气体燃料可以为天然气类的碳氢化合物等，所述液体燃料可以为水煤浆、奥里油等，所述固体燃料可以为煤粉、生物质等，具体采用哪一种再燃燃料可以根据实际情况来选取，本实施例中对此不作限定。
本发明采用燃料再燃技术降低水泥回转窑NOx，不需要对回转窑设备做出很大改动即可实现，操作简单。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明做出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种回转窑窑体，其特征在于，包括回转窑本体，所述回转窑本体的头部开设一次燃料进口、再燃燃料进口和燃尽风进口，所述一次燃料进口为主燃烧器入口，所述再燃燃料进口为在所述回转窑本体的头部沿所述主燃烧器的外围开设的第一圆环孔，所述燃尽风进口为在所述回转窑本体的头部沿所述再燃料进口开设的第二圆环孔。
2.根据权利要求1所述的回转窑窑体，其特征在于，所述主燃烧器入口包括二次风进风通道与进料通道。
3.一种采用燃料再燃技术降低水泥回转窑NOx的方法，其特征在于，采用权利要求1或2所述的回转窑窑体，包括以下步骤：
S1：在一次燃料进口通入预设比例的一次燃料；
S2：在再燃燃料进口通入预设比例的再燃燃料；
S3：在燃尽风进口通入燃尽风，使在再燃烧区未燃尽的燃料充分燃烧。
4.根据权利要求3所述的采用燃料再燃技术降低水泥回转窑NOx的方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：由一次风将所需总燃料70-90％的一次燃料通入窑炉内，同时第一部分二次风通过主燃烧器上的二次风进风通道进入窑炉内。
5.根据权利要求2所述的采用燃料再燃技术降低水泥回转窑NOx的方法，其特征在于，所述步骤S2具体为将所述总燃料的10-30％的再燃燃料由所述再燃燃料进口通入窑炉内。
6.根据权利要求3-5所述的采用燃料再燃技术降低水泥回转窑NOx的方法，其特征在于，所述一次燃料或再燃燃料分别为气体燃料、液体燃料或固体燃料中的任意一种。
7.根据权利要求6所述的采用燃料再燃技术降低水泥回转窑NOx的方法，其特征在于，所述气体燃料为天然气，所述液体燃料为水煤浆、奥里油，所述固体燃料为煤粉、生物质。
8.根据权利要求6所述的采用燃料再燃技术降低水泥回转窑NOx的方法，其特征在于，所述步骤S3中的燃尽风为第二部分二次风，燃尽风的压力高于窑炉内现有的气体压力，同时所述燃尽风的风量小于总燃料燃烧所需的总风量。
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