CN114777471B - 一种节能、脱硝的水泥回转窑分解炉煤粉喷入方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种节能、脱硝的水泥回转窑分解炉煤粉喷入方法，本发明可以消除、或大幅减少煤粉输送用常温富氧气体，减少该部分气体吸收的热量，降低系统生产热耗；煤粉仓、煤粉称与分解炉就近布置，消除远距离输送及气体高压对煤粉称计量的不利影响，使煤粉称计量更加准确，提高生产稳定性，减少生产波动，使生产质量更加稳定；可以通过内循环低含氧尾气输送煤粉入分解炉锥部与回转窑低含氧高温尾气产生化学反应形成高还原气氛，从而起到脱硝作用(将NOx还原成无害物质)。

Description

一种节能、脱硝的水泥回转窑分解炉煤粉喷入方法

技术领域

本发明涉及一种水泥回转窑预热器分解炉，具体涉及一种节能、脱硝的水泥回转窑分解炉煤粉喷入方法。

背景技术

水泥回转窑预热器分解炉用煤占整个水泥熟料煅烧用煤量的60-70％，煤粉在煤粉制备车间制备完成、计量后，以粉体密相管道输送的方式，通过管道输送、喷入分解炉。

水泥熟料在水泥回转窑煅烧过程中会因高温产生大量的NO_X，导致环境污染。现有的脱硝工艺方法是在预热器适当的位置喷入氨水，通过NH4的还原作用，将回转窑尾气中的NOx还原成无害物质。

主要缺陷在于：

1、粉体密相管道输送方式输送煤粉所用的输送气体为环境温度气体，而分解炉工作温度在870±20℃左右，该部分气体进入分解炉后，从常温升到工作温度所吸收的热量导致分解炉煤耗增加。

2、煤粉输送管道直径小、拐弯多，输送阻力大，输送压力高，煤粉计量称密封装置压力高，容易导致密封装置窜风，窜风会导致煤粉计量准确度波动、下降，从而导致分解炉系统温度产生波动，影响水泥熟料生产工况稳定性，产质量下降。

3、煤粉仓、煤粉称与分解炉距离远，工况调节时间上存在滞后，不够灵敏、快速。

4、煤粉与输送煤粉的气体通过输送管道一起喷入分解炉，煤粉温度低，燃烧速度慢，燃烧速度慢使得对煤种的适应性变差、对分解炉性能发挥产生制约(煤粉在分解炉中的停留、燃烧时间是分解炉热工性能的关键指标)。

5、煤粉经环境温度空气输送入分解炉后，与窑尾废气、来自窑头篦冷机的三次风混合燃烧，是一种富氧燃烧，燃烧气氛为氧化气氛，不具有脱硝作用。

6、现有的脱硝方法，需要消耗大量氨水，生产成本高；同时会给预热器、分解炉系统增加大量水分(喷入氨水及还原反应产生的水含量)，增加系统热耗，增加影响系统工况的不利因素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种节能、脱硝的水泥回转窑分解炉煤粉喷入方法，消除、或大幅减少煤粉输送用常温富氧气体，减少该部分气体吸收的热量，降低系统生产热耗；煤粉仓、煤粉称与分解炉就近布置，消除远距离输送及气体高压对煤粉称计量的不利影响，使煤粉称计量更加准确；提高生产稳定性，减少生产波动，使生产质量更加稳定；通过内循环低含氧尾气输送煤粉入分解炉锥部形成高还原气氛，从而起到脱硝作用(将NOx还原成无害物质)，可大幅度替代脱硝氨水用量，节约生产成本。

本发明节能、脱硝的水泥回转窑分解炉煤粉喷入方法是通过以下技术方案来实现的，具体包括以下步骤如下：

S1、从回转窑尾烟室上部、或分解炉锥部靠近烟室缩口处，设置高温引风机抽吸该处来自回转窑的高温低含氧尾气，通过耐高温管路将抽吸的气体吹入分解炉锥部，形成高温低含氧尾气气体内循环；

S2、根据水泥回转窑生产规格的不同，高温引风机及配套耐高温管路系统沿回转窑与分解炉中轴线两侧分布，分布位置如下：大型回转窑左右对称各设置一套，小型回转窑单侧设置一套；

S3、根据现场预热器、分解炉、下料管道具体工艺布置，耐高温管路可弯曲延伸布置，以设置合理的长度、内部空间及喷口位置，使煤粉在其内部得到充分的预热；

S4、高温引风机与窑尾烟室之间，增设一个小型粉尘分离装置(旋风分离器或沉降室，下面以旋风分离器为例)；

S5、在合适位置设置煤粉仓，煤粉仓下安装煤粉计量设备；煤粉经计量后通过高密封耐高温输送设备输送进高温引风机出口处的耐高温气体输送管路，由高温引风机抽吸的内循环尾气携带喷入分解炉；

S6、在耐高温管路上设置耐高温分料阀，内循环气体与煤粉混合后经由耐高温分料阀按工艺要求比例分为两路喷入分解炉锥部；

S7、煤粉在耐高温管路内被高温低含氧尾气加热，喷入分解炉锥部，A路在分解炉锥部与低含氧的高温尾气产生化学反应，产生CO气体；

S8、A路喷入部位在烟室缩口上方之分解炉锥部，该处横截面积小、气流呈喷腾状态，内循环高温低含氧尾气携带经预热的适量煤粉在该处喷入后，与回转窑尾气易充分混合产生均匀的高还原气氛；

S9、B路煤粉喷入点按照常规的喷入点选择、安装，喷入后与高温的三次风、尾气混合燃烧；

S10、A路、B路煤粉量，在保证分解炉工况要求的前提下，以确保A路喷入的煤粉在分解炉锥部下方形成高还原气氛为基准进行分配控制；

S11、高温引风机驱动电机采用变频调速电机；

S12、高温引风机进出口均连接有耐高温金属膨胀节与金属闸板阀，金属闸板可将风机进出口风管分别封闭；

S13、与高温引风机并联设置一台常规风机，作为事故备用风机。

作为优选的技术方案，在S1中，通过耐高温管路将抽吸的气体吹入分解炉锥部，形成高温低含氧尾气气体内循环；在S2中，耐高温管路、喷口相应的根据高温引风机及生产工艺需求进行布置。

作为优选的技术方案，在S4中，含尘气体进入旋风筒后经旋风分离，使气体里的粉尘被分离，降低进入高温引风机之气体粉尘浓度，减少高温引风机设备磨损了；被分离的粉尘经过旋风筒下回料管回到回转窑窑尾烟室后进入回转窑中继续煅烧。

作为优选的技术方案，在S6中，A路喷入回转窑窑尾烟室缩口上方约1米位置的分解炉锥部；B路喷入分解炉锥部与分解炉直筒交界位置附近合适位置。

本发明的有益效果是：

1、本发明消除、或大幅减少煤粉输送用常温富氧气体，减少该部分气体吸收的热量，降低系统生产热耗。

2、本发明的煤粉仓、煤粉称与分解炉就近布置，消除远距离输送及气体高压对煤粉称计量的不利影响，使煤粉称计量更加准确。提高生产稳定性，减少生产波动，使生产质量更加稳定。

3、本发明的煤粉仓、煤粉称与分解炉就近布置，针对生产工况波动进行的煤粉计量调整更加快速、灵敏、高效。

4、本发明的煤粉经窑尾低含氧量尾气(约2％含氧量)内循环气体预热，在喷入分解炉前温度大幅提高，喷入分解炉后可快速燃烧。

5、本发明经预热喷入分解炉锥部(靠近烟室缩口处)的煤粉与回转窑低含氧量尾气在分解炉锥部快速反应产生大量CO气体、高温细碳颗粒，形成强还原区域，烟气中NOx在强还原气氛区受还原剂(CO气体、高温细碳颗粒)的作用被还原成无害物质，有效降低NOx排放浓度，可大幅减少传统脱硝氨水用量。

6、本发明的脱硝作用使传统氨水用量的减少：A、节约氨水直接成本；B、减少氨水吸收的热量，提高预热器系统热效率；C、减少氨水带入系统的水含量对系统工况的不利影响。

7、本发明经预热后按传统喷入点喷入分解炉的煤粉，与三次风(来自回转窑头篦冷机的高温常规富氧气体，温度约800-900℃)混合后，燃烧更迅速，可有效提高煤粉在分解炉内的停留、燃烧时间指标，提高分解炉的生产性能、提高对煤种的适应性。

8、本发明的煤粉经内循环气体喷入，高温引风机转速可调，喷气量、煤粉喷入速度易于调节控制，使煤粉与分解炉内气体产生高强度快速混合、反应，热场易调节、分布更科学。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本发明的一种节能、脱硝的水泥回转窑分解炉煤粉喷入方法：

S1、从回转窑尾烟室上部、或分解炉锥部靠近烟室缩口处，设置高温引风机抽吸该处来自回转窑的高温低含氧尾气，通过耐高温管路将抽吸的气体吹入分解炉锥部，形成高温低含氧尾气气体内循环；

S2、根据水泥回转窑生产规格的不同，高温引风机及配套耐高温管路系统沿回转窑与分解炉中轴线两侧分布，分布位置如下：大型回转窑左右对称各设置一套，小型回转窑单侧设置一套；

S3、根据现场预热器、分解炉、下料管道具体工艺布置，耐高温管路可弯曲延伸布置，以设置合理的长度、内部空间及喷口位置，使煤粉在其内部得到充分的预热；

S4、高温引风机与窑尾烟室(或分解炉锥部)之间，增设一个小型粉尘分离装置(旋风分离器、或沉降室)；

S5、在合适位置设置煤粉仓，煤粉仓下安装煤粉计量设备，煤粉经过计量后通过高密封耐高温输送设备(如螺旋铰刀)输送入高温引风机出口前端的耐高温管路内；

S6、在耐高温管路上设置耐高温分料阀，内循环气体与煤粉混合后经由耐高温分料阀按工艺要求比例分为两路喷入分解炉锥部；

S7、煤粉在耐高温管路内被高温低含氧尾气加热，喷入分解炉锥部，A路在分解炉锥部与低含氧(氧含量约2％)的高温尾气产生化学反应，产生CO气体；大量的CO气体及高温细碳颗粒形成局部高还原气氛，从而将NOx还原成无害物质；

S8、A路喷入部位在烟室缩口上方之分解炉锥部，该处横截面积小、气流呈喷腾状态，内循环高温低含氧尾气携带经预热的适量煤粉在该处喷入后，与回转窑尾气易充分混合产生均匀的高还原气氛，提高NOx还原反应的充分程度；

S9、B路煤粉喷入点按照传统的喷入点选择、安装，喷入后与高温的三次风(正常氧含量高温空气)、尾气混合燃烧；

S10、A路、B路煤粉量，在保证分解炉工况要求(一般按分解炉出口温度870±20℃)的前提下，以确保A路喷入的煤粉在分解炉锥部下方形成高还原气氛为基准，通过调节耐高温分料阀进行分配控制；

S11、高温引风机驱动电机采用变频调速电机，可以根据需要调节转速，从而调节内循环高温气体流量、流速，调节煤粉预热时间、喷入速率，调节煤粉与分解炉锥部高温气体混合的充分程度；

S12、高温引风机进出口均连接有耐高温金属膨胀节与金属闸板阀，金属闸板可将风机进出口风管分别封闭，便于检修、维护、更换；

S13、与高温引风机并联设置一台常规风机，作为事故备用风机；事故备用风机通过环境抽吸空气，并通过耐高温金属膨胀节与金属闸板阀与耐高温气体输送管连接。

本实施例中，在S1中，通过耐高温管路将抽吸的气体吹入分解炉锥部，形成高温低含氧尾气气体内循环；在S2中，耐高温管路、喷口相应的根据高温引风机及生产工艺需求进行布置。

本实施例中，在S4中，含尘气体进入旋风筒后经旋风分离，使气体里的粉尘被分离，降低进入高温引风机之气体粉尘浓度，减少高温引风机设备磨损了；被分离的粉尘经过旋风筒下回料管回到回转窑窑尾烟室后进入回转窑中继续煅烧。

本实施例中，在S6中，A路喷入回转窑窑尾烟室缩口上方约1米位置的分解炉锥部；B路喷入分解炉锥部与分解炉直筒交界位置附近合适位置。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种节能、脱硝的水泥回转窑分解炉煤粉喷入方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1、从回转窑尾烟室上部、或分解炉锥部靠近烟室缩口处，设置高温引风机抽吸该处来自回转窑的高温低含氧尾气；

S2、根据水泥回转窑生产规格的不同，高温引风机及配套耐高温管路系统沿回转窑与分解炉中轴线两侧分布，分布位置如下：大型回转窑左右对称各设置一套，小型回转窑单侧设置一套；

S3、根据现场预热器、分解炉、下料管道具体工艺布置，耐高温管路可弯曲延伸布置，以设置合理的长度、内部空间及喷口位置，使煤粉在其内部得到充分的预热；

S4、高温引风机与窑尾烟室之间，增设一个旋风分离器或沉降室，下面以旋风分离器为例；

S5、在合适位置设置煤粉仓，煤粉仓下安装煤粉计量设备；煤粉经计量后通过高密封耐高温输送设备输送进高温引风机出口处的耐高温气体输送管路;

S6、在耐高温管路上设置耐高温分料阀，内循环气体与煤粉混合后经由耐高温分料阀按工艺要求比例分为两路喷入分解炉锥部：A路喷入回转窑窑尾烟室缩口上方1米位置的分解炉锥部；B路喷入分解炉锥部与分解炉直筒交界位置附近合适位置；

S7、煤粉在耐高温管路内被高温低含氧尾气加热，喷入分解炉锥部，A路在分解炉锥部与低含氧的高温尾气产生化学反应，产生CO气体；

S8、A路喷入部位在烟室缩口上方之分解炉锥部，该处横截面积小、气流呈喷腾状态，内循环高温低含氧尾气携带经预热的适量煤粉在该处喷入后，与回转窑尾气易充分混合产生均匀的高还原气氛，增加与高温尾气中NO_X接触概率，提高脱硝效果；

S9、B路煤粉喷入点按照传统的喷入点选择、安装，喷入后与高温的三次风混合燃烧；

S10、A路、B路煤粉量，在保证分解炉工况要求的前提下，以确保A路喷入的煤粉在分解炉锥部下方形成高还原气氛为基准进行分配控制；

S11、高温引风机驱动电机采用变频调速电机；

S12、高温引风机进出口均连接有耐高温金属膨胀节与金属闸板阀，金属闸板可将风机进出口风管分别封闭；

S13、与高温引风机并联设置一台常规风机，作为事故备用风机。

2.根据权利要求1所述的节能、脱硝的水泥回转窑分解炉煤粉喷入方法，其特征在于：在S1中，通过耐高温管路将抽吸的气体吹入分解炉锥部，形成高温低含氧尾气气体内循环；在S2中，耐高温管路、喷口相应的根据高温引风机及生产工艺需求进行布置。

3.根据权利要求1所述的节能、脱硝的水泥回转窑分解炉煤粉喷入方法，其特征在于：在S4中，含尘气体进入旋风筒后经旋风分离，使气体里的粉尘被分离，降低进入高温引风机之气体粉尘浓度，减少高温引风机设备磨损；被分离的粉尘经过旋风筒下回料管回到回转窑窑尾烟室后进入回转窑中继续煅烧。

4.根据权利要求1所述的节能、脱硝的水泥回转窑分解炉煤粉喷入方法，其特征在于：在S6中，A路喷入回转窑窑尾烟室缩口上方1米位置的分解炉锥部；B路喷入分解炉锥部与分解炉直筒交界位置附近合适位置，喷入角度参照预热器一般工艺要求。