CN116147371A - 一种提高水泥工业化石燃料替代率的系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高水泥工业化石燃料替代率的系统及方法，所述系统与回转窑窑尾烟室连接，所述系统包括涡流燃烧装置，所述第一替代燃料在所述涡流燃烧装置中呈悬浮态进行初步燃烧；分解炉，与所述涡流燃烧装置的出口连接，用于接收呈悬浮态的第一替代燃料进行继续燃烧；流化床气化炉，与所述分解炉连接，第二替代燃料在所述流化床气化炉中经过流化和气化生成可燃气和含碳飞灰，然后再进入分解炉中与呈悬浮态的第一替代燃料混合进行继续燃烧。本发明方法可利用RDF、生物质等作为替代燃料，针对不同替代燃料的物化特征选择合适的处置技术，采用替代燃料内置悬浮燃烧和分解炉外气化后入炉燃烧相结合的方式，提高替代率。

Description

一种提高水泥工业化石燃料替代率的系统及方法
技术领域
本发明属于水泥工业替代燃料低碳应用领域，尤其涉及一种提高水泥工业化石燃料替代率的系统及方法。
背景技术
为实现“碳达峰、碳中和”目标，建筑材料行业全力推进碳减排工作，水泥工业是能源密集和高强度碳排放产业，水泥生产排放的CO2量占全国排放总量的12％，面临着巨大的碳减排压力。相对于水泥工业其它碳减排技术路径，燃料替代同时具有减碳效果显著、技术成熟度相对较高等优点，成为水泥生产企业近阶段减碳的首选工艺路线。国家发改委发布的《高耗能行业重点领域节能降碳改造升级实施指南(2022年版)》中指出，水泥行业要推广大比例替代燃料技术，利用生活垃圾、固体废弃物和生物质燃料等替代煤炭，减少化石燃料的消耗量，提高水泥窑协同处置生产线比例。垃圾衍生燃料(Refuse Derived Fuel，简称RDF)、生物质等替代燃料有着低碳或零碳排放的天然优势，用于水泥生产线可降低CO2的排放，实现降碳减污协同增效的效果。
然而国内生活垃圾、生物质等固废不仅来源复杂、种类繁多，物化性质差异大，而且基于成本因素考虑，一般只经过简单的预处理，其水份含量高、热值及灰分波动较大，品质较低，若将其作为水泥工业的替代燃料直接送入燃烧系统，对熟料烧成系统的稳定运行及熟料产、质量的影响较大；RDF、生物质等替代燃料中的氯等有害成分含量较高，需要设置旁路放风将其中的部分有害组分排出水泥生产系统，以减少氯等有害组分的循环富集导致的结皮对水泥熟料烧成系统的影响。传统旁路放风系统不仅能耗高，而且废气单独排放导致氮氧化物(NOx)排放控制难度大。基于上述两个原因，目前我国水泥行业化石燃料的平均替代率偏低，不足5％。
由于国内RDF及生物质等替代燃料只经过简单的预处理，品质低，因此作为替代燃料，一般用于窑尾分解炉，现有工艺采用直接加入分解炉，或者先加入外置预燃装置，初步燃烧后进入分解炉,处置工艺单一。
目前用于水泥生产线的替代燃料燃烧设备为外置预燃炉，如热盘炉、阶梯式外挂炉等，外置预燃炉利用低品质替代燃料的工艺原理基本一致，将替代燃料在分解炉外初步燃烧，然后进入分解炉内充分燃烬。丹麦史密斯公司的外置热盘炉特点为，替代燃料在旋转的热盘上呈堆积态燃烧，通过调节热盘转速控制料层厚度及燃烧进度，初步燃烧后的替代燃料以团状形式，和产生的烟气从一侧进入分解炉继续燃烧。德国蒂森克虏伯公司的阶梯式外挂炉，替代燃料在阶梯上呈堆积态燃烧，利用阶梯高差及空气炮助流推动，控制燃烧进度，初步燃烧后的替代燃料以非连续方式与产生的烟气从一侧一同进入分解炉。
现有的上述两种外置预燃炉共同问题如下：(1)替代燃料燃烧工艺单一，对各类替代燃料的针对性及系统的适应性差，导致燃料替代率低；(2)替代燃料进预燃炉后呈堆积态燃烧，其燃烧速度慢；(3)替代燃料在外置预燃炉内燃烧需要的空气来源于三次风，故需单独设置三次风管路，会影响烧成系统的用风控制；(4)替代燃料初步燃烧后以非连续性方式，和烟气一同从一侧进入分解炉，和分解炉的融合度差，影响分解炉内的温度场、浓度场、燃料燃烧及烧成系统的稳定运行。(5)采用传统技术方案的旁路放风系统热量损失大，导致系统热耗增加；同时废气单独排放，NOx排放控制难度大；(6)上述两种替代燃料外置预燃系统复杂、投资及运行成本较高、实施难度大，燃料替代率低。另外，阶梯炉设置了多个空气炮，能耗较高。
发明内容
发明目的：本发明的目的是提供一种提高水泥工业化石燃料替代率的系统，以提高化石燃料替代率，实现减污降碳协同增效；本发明的另一目的是提供一种提高水泥工业化石燃料替代率的方法。
技术方案：本发明的一种提高水泥工业化石燃料替代率的系统，所述系统与回转窑窑尾烟室连接，所述系统包括
涡流燃烧装置，用于燃烧第一替代燃料，所述第一替代燃料在所述涡流燃烧装置中呈悬浮态进行初步燃烧；
分解炉，与所述涡流燃烧装置的出口连接，用于接收呈悬浮态的第一替代燃料进行继续燃烧；
流化床气化炉，与所述分解炉连接，用于燃烧第二替代燃料，第二替代燃料在所述流化床气化炉中经过流化和气化生成可燃气和含碳飞灰，生成的可燃气和含碳飞灰进入分解炉中与呈悬浮态的第一替代燃料混合进行继续燃烧；
窑尾烟室，与所述涡流燃烧装置连接，用于引出回转窑的烟气；
骤冷装置，与所述窑尾烟室的烟气出口连接，用于降低所述烟气的温度；
错流移动床除尘除氯装置，分别与所述骤冷装置的出口和分解炉进口连接，用于去除烟气中的有害成分，处理后的烟气利用系统压差返回分解炉中参与燃烧。
在上述技术方案中，本发明的涡流燃烧装置为RDF等在气流中易于悬浮的替代燃料以及煤粉的燃烧装置，流化床气化炉为压块、块状生物质等替代燃料的气化设备，错流移动床除尘除氯装置为脱除烟气中氯等有害成分的设备。
作为上述技术方案的进一步改进，所述系统还包括风量调节阀，所述风量调节阀与窑尾烟室连接，用于控制风量。
作为上述技术方案的进一步改进，所述涡流燃烧装置的主体为两个相连通的第一筒体及第二筒体，筒体外分别设置了替代燃料喂入口、三次风进风口、煤粉燃烧器以及喂料口。
作为上述技术方案的进一步改进，所述流化床气化炉包括流化床本体、分别与流化床本体连接的给料装置和风机，流化床本体分为气化反应区和底部风室，它们之间设置布风板，第二替代燃料由给料装置送入流化床气化反应区，其流化及气化所需要的空气由风机提供，送入底部风室，气流由布风板合理分配后进入气化反应区。
作为上述技术方案的进一步改进，所述错流移动床除尘除氯装置包括错流移动床吸收器、载体颗粒加料器、载体颗粒排料器以及吸附载体颗粒。
另一方面，本发明提供一种提高水泥工业化石燃料替代率的方法，所述方法包括以下步骤：
(1)在内置涡流燃烧装置中加入第一替代燃料；第一替代燃料在涡流燃烧装置内呈悬浮态燃烧，初步燃烧后随高速气流进入分解炉继续燃烧，燃烧所需空气由三次风送入；一部分水泥物料由物料喂入口引入，旋转贴壁保护筒体；
(2)第二替代燃料加入流化床气化炉内，第二替代燃料在流化床气化炉内流化和气化；流化态的替代燃料经过低温气化生成可燃气和含碳飞灰，然后进入分解炉中部燃烧。
(3)从窑尾烟室引出设定比例的高温烟气，在骤冷装置中掺入冷空气骤冷至600-650℃，降温后的混合烟气送入错流移动床除尘除氯装置；处理后的烟气送入分解炉中部参与燃烧，并补充替代燃料所需的空气量。
作为上述技术方案的进一步改进，步骤(1)中，根据实际运行情况，在内置涡流燃烧装置中加入煤粉，以调控燃烧区域的温度场。
作为上述技术方案的进一步改进，步骤(1)中，第一替代燃料选自RDF、稻壳、生物质燃料棒和木材加工厂废料中一种或多种燃料。
作为上述技术方案的进一步改进，步骤(2)中，第二替代燃料为压块或块状燃料，第二替代燃料选自RDF、稻壳、生物质燃料棒、木材加工厂废料、废旧轮胎、农作物秸秆、竹木类生物质、畜牧业废弃物、废纺中一种或多种燃料。
在上述技术方案中，本发明提供的可用于水泥工业的替代燃料包括：RDF、稻壳、生物质燃料棒、木材加工厂废料、废旧轮胎等，另外农作物秸秆、竹木类生物质、畜牧业废弃物、废纺等也可作为替代燃料。替代燃料的热值范围较大，其中RDF热值约2000kcal/kg；生物质热值为3000-4000kcal/kg，极少数的生物质热值到5000kcal/kg。
分解炉内物料及燃料悬浮混合，便于燃料燃烧放热及物料吸热分解，炉内温度场、浓度场的分布影响着烧成系统的稳定运行。木屑、稻壳、木材加工废料等替代燃料燃烧特性好，容易处理；农作物秸秆的氯、碱元素含量较高，直接进分解炉燃烧，影响水泥烧成系统及产品质量；生活垃圾水分含量高，蒸发吸收大量热量；废纺、塑料等燃烧反应迅速，温度难以控制。因此，为保证分解炉内温度正常，需要针对不同的替代燃料选择合理的设备及燃烧方法。本发明中，涡流燃烧装置与分解炉有机融合，用来处置RDF、稻壳等替代燃料；流化床气化炉的燃料适应性广，通过调整空燃比控制氧化反应程度，可处置对系统影响较大的秸秆、废旧轮胎、废纺等替代燃料，另外水分含量较高的生物质也可在气化炉中处置。
采用本发明的低碳组合方法，可应用的替代燃料种类增加，由单一种类扩展到同时处置多种替代燃料，含水率为10-30％，多种替代燃料能保证来源不稳定时系统的处置量。涡流燃烧装置的某实施例，RDF处理量2000t/d；在流化床气化炉中，稻壳处理量6-12t/h。
作为上述技术方案的进一步改进，步骤(3)中，在骤冷装置中掺入冷空气骤冷至600-650℃。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下显著优点：(1)本发明方法可利用RDF、生物质等作为替代燃料，针对不同替代燃料的物化特征选择合适的处置技术，在不影响现有水泥生产方法的基础上，采用替代燃料内置悬浮燃烧和分解炉外气化后入炉燃烧相结合的方式，提高替代率。
(2)涡流燃烧装置内置于窑尾烟室和分解炉之间，不需单独引入三次风。RDF等替代燃料在涡流燃烧装置内呈悬浮态燃烧，燃烧区域温度高、湍流脉动强、燃烧速率快，初步燃烧后的替代燃料及灰渣被高速气流分散、连续、均匀地带入分解炉，实现与分解炉的有机融合。
(3)生物质等替代燃料在流化床气化炉内中低温气化，将固体燃料转变为燃气进行利用，更有利于燃烧，分解炉内气气反应速率快，有效解决燃烧不完全的问题，能量利用效率更优。较低的气化温度提高了加料的安全和稳定性，低空燃比可减少进入系统的冷空气量，可燃性气体以还原性气体CO、H2为主，有助于减少系统内NOx的生成。
(4)本发明从烟室引出设定比例的高温烟气与冷风混合后降到600-650℃，进入错流移动床除尘除氯装置，随粉尘排出氯等有害组分后，烟气循环返回分解炉，有效解决因氯的循环富集造成的分解炉和预热器堵塞问题。旁路烟气温度高于二噁英重新生成的反应温度，利用系统压差，无需旁路系统风机、换热器等设备，降低了传统旁路放风系统烟气骤冷至200℃后经除尘器排空造成的能量损失、热耗增加及NOx排放难以控制的问题。
(5)本发明中涡流燃烧装置和流化床气化炉两部分合计替代分解炉燃料煤70％以上，相当于替代水泥生产总用煤量40％以上。本组合方法形成的替代燃料处置系统的投资低，对水泥熟料烧成系统的影响小，技改及实施难度低，可用于现有的水泥生产线及新建的水泥生产线，实现推广。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
附图标记：1、窑尾烟室；2、骤冷装置；2-1、鼓风机；3、错流移动床除尘除氯装置；3-1、错流移动床吸收器；3-2、载体颗粒加料器；3-3、载体颗粒排料器；3-4、吸附载体颗粒；4、涡流燃烧装置；4-1、第一筒体；4-2、第二筒体；4-3、替代燃料喂入口；4-4、三次风进风口；4-5、煤粉燃烧器；4-6、喂料口；5、分解炉；6、流化床气化炉；6-1、流化床本体；6-2、给料装置；6-3、气化反应区；6-4、底部风室；6-5、布风板；6-6、风机；6-7、排渣口；7、风量调节阀。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
如图1所示，本发明实施例提供一种提高水泥工业化石燃料替代率的系统包括窑尾烟室1，骤冷装置2，错流移动床除尘除氯装置3，涡流燃烧装置4，分解炉5，流化床气化炉6，风量调节阀7。
所述错流移动床除尘除氯装置3设置在窑尾烟室1外部；所述错流移动床除尘除氯装置3的烟气入口与骤冷装置2出口相连；所述错流移动床除尘除氯装置3的烟气出口通过管道与所述分解炉5相连。
所述涡流燃烧装置4设置在窑尾烟室1和分解炉5之间，底部与窑尾烟室1连接；顶部与分解炉5连接。
所述流化床气化炉6设置在分解炉5外部，包括流化床本体6-1和给料装置6-2等，所述流化床本体6-1设置有气化反应区6-3和底部风室6-4；流化气体由所述风室进入；所述给料装置6-2连接至流化床气化反应区6-3中部；所述流化床本体6-1顶部通过风管与所述分解炉5连接。
所述风量调节阀7用于控制从窑尾烟室1引出的风量；所述骤冷装置2包括装置本体及鼓风机。
错流移动床除尘除氯装置3解决因替代燃料氯等有害成分含量高引发的问题，错流移动床除尘除氯装置3包括错流移动床吸收器3-1、载体颗粒加料器3-2、载体颗粒排料器3-3以及吸附载体颗粒3-4。从窑尾烟室1引出一定比例的烟气，由风量调节阀7控制风量，在骤冷装置2与冷空气混合后骤冷，冷空气由鼓风机2-1鼓入。混合烟气进入错流移动床除尘除氯装置3，烟气中的氯等有害成分冷凝在吸附载体颗粒3-4上由载体颗粒排料器3-3排出系统，处理后的烟气利用系统压差返回分解炉5。
本实施例的涡流燃烧装置4可处理RDF等替代燃料，在本实施例中，涡流燃烧装置4的主体为两个相连通的第一筒体4-1及第二筒体4-2，筒体外分别设置了替代燃料喂入口4-3、三次风进风口4-4、煤粉燃烧器4-5以及喂料口4-6，RDF等替代燃料在三次风的旋切作用下高度分散，呈悬浮态燃烧，根据实际运行情况加入煤粉，调控燃烧区域的温度场。涡流燃烧装置4出口连接分解炉5。
流化床气化炉6包括流化床本体和给料装置6-2，流化床本体6-1分为气化反应区6-3和底部风室6-4，它们之间设置布风板6-5，生物质等替代燃料由给料装置6-2送入流化床气化反应区6-3，其流化及气化所需要的空气由风机6-6提供，送入底部风室6-4，气流由布风板6-5合理分配后进入气化反应区6-3，布风板使流化空气均匀分布，并维持流化床层的稳定，良好的流化效果是反应顺利进行的关键。流化床气化炉6顶部通过风管与分解炉5连接，生物质等替代燃料在流化床气化炉内反应后生成的可燃气及含碳颗粒进入分解炉5，底渣由排渣口6-7排出。
本发明实施例提供一种提高水泥工业化石燃料替代率的方法，包括以下内容：
(1)在内置涡流燃烧装置4的替代燃料喂入口4-3中加入RDF等替代燃料，煤粉通过煤粉燃烧器4-5加入到涡流燃烧装置4，RDF等替代燃料及煤粉燃烧所需要的空气由第二筒体4-2侧面的三次风进风口4-4送入。RDF等替代燃料在涡流燃烧装置4内呈悬浮态燃烧，初步燃烧后随高速气流进入分解炉5继续燃烧；一部分水泥物料由物料喂料口4-6引入，随三次风的旋转贴壁保护筒体；根据现场实际运行情况，通过调节煤粉加入量来调控燃烧区域的温度场和浓度场。
(2)压块、块状生物质等替代燃料由给料装置6-2加入流化床气化炉6的气化反应区6-3内，低空燃比的流化风由风机6-6送入底部风室6-4，经布风板6-5进入气化炉内参与替代燃料的流化和气化。流化态的替代燃料经过低温气化生成可燃气和含碳飞灰，由风管进入分解炉5中部燃烧。较低的气化温度提高了加料的安全和稳定性，保证气化炉的稳定运行，同时低空燃比使更少的冷空气进入系统。
(3)由于替代燃料的氯含量高，大比例替代会造成系统内氯循环，本发明方法从窑尾烟室1引出设定比例的高温烟气，在骤冷装置2中掺入冷空气骤冷至600-650℃，降温后的混合烟气送入错流移动床除尘除氯装置3。烟气在错流移动床吸收器3-1内和冷吸附载体颗粒3-4错向接触后，烟气中的氯、碱等成分冷凝在吸附载体颗粒3-4，并随着吸附载体颗粒3-4排出错流移动床吸收器3-1。处理后的烟气送入分解炉5中部参与燃烧，并补充替代燃料所需的空气量。
(4)本发明采用涡流燃烧装置4与流化床气化炉6结合的方式，在涡流燃烧装置4初步燃烧的RDF等替代燃料以及流化床气化炉6生成的可燃气进入分解炉5内继续燃烧，同时运行可处理多种类型的替代燃料，共同实现化石燃料的大比例替代，错流移动床除尘除氯装置3可解决由氯等有害成分含量高引发的问题。
本发明方法的技术特点为：采用替代燃料内置悬浮燃烧以及中低温气化相结合的技术协同处置替代燃料，RDF等替代燃料在三次风上方送入涡流燃烧装置4，在三次风的作用下高度分散，呈悬浮态燃烧，燃烧速度快、强度大，涡流燃烧装置4的温度场及燃烧状况通过煤粉调控，中心部位温度较高，有利于强化替代燃料燃烧，处置能力强，明显优于堆积态燃烧；生物质等替代燃料在外置的流化床气化炉6内气化，较低的空燃比有效减少了冷空气的加入，中低温(600-650℃)气化能保证系统安全稳定运行，生成的气体以CO、H2及CH4等可燃气为主，进入分解炉5后快速完成气气反应、燃烧稳定性高，提高分解炉5中上部容积热力强度，为生料分解提供能量。通过调节流化床内的生物质加料量以及流化风量，调控流化床气化炉6生成的燃气量及出口烟气温度。替代燃料中的氯含量高，大比例燃料替代将导致烧成系统内氯的循环富集，从窑尾烟室1按比例引出的烟气骤冷到600-650℃后进入本发明方法的错流移动床除尘除氯装置3，外排高氯含量的粉尘后，烟气送入分解炉5补充了替代燃料燃烧所需的空气，整个除氯过程所处温度高于二噁英重新生成温度，烟气的再次循环利用减少了因直接排空造成的热量损失、热耗增加及NOx排放难以控制的问题。
本实施例中，采用涡流燃烧装置4和流化床气化炉6后，RDF及生物质等替代燃料共同实现窑尾分解炉5的煤粉替代率提升至70％以上，相当于替代水泥生产总用煤量的40％以上，CO2排放量减少10％以上，同时错流移动床除氯效率达到90％左右。
在一实施例中，提供一种提高水泥工业化石燃料替代率的方法在熟料生产线的应用：某熟料产量5000t/d的生产线，标煤耗为107kg/t.cl，窑头用煤比例为38.9％，使用稻壳及RDF作为替代燃料。稻壳在气化炉中气化，处理量为6t/h，空燃比0.23，气化温度650℃，可燃气热值4.5MJ/Nm3；RDF加入涡流燃烧装置，处理量24t/h，稻壳及RDF实现窑尾替代71％，总热量替代率43％。窑尾烟气温度约1070℃，引出5％比例的烟气作为旁路放风，如不使用本发明方法的错流移动床除尘除氯装置，引出的烟气降温除尘后直接排放，烟气热量损失经折算为1.2kg标煤/吨熟料；本发明方法中烟气除氯后回到分解炉，系统整体热损失少。
根据不同替代燃料的物化性质、热值、热解特性等参数调整气化炉的运行工况，空燃比的范围为0.2-0.28，炉内温度600-700℃，产气热值大于4.2MJ/Nm3，400℃的流化风可将空燃比降至0.2以内，产气热值可继续提高。为保证不影响水泥烧成系统及产品质量，尽可能减少进入系统的碱金属、氯元素，气化炉外置于分解炉，低运行温度使得替代燃料中部分碱金属、氯元素不会随燃气进入系统，可适当降低旁路放风比例，减轻除氯装置的工作量，保证脱除效率。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种提高水泥工业化石燃料替代率的系统，其特征在于，所述系统与回转窑窑尾烟室连接，所述系统包括
涡流燃烧装置(4)，用于燃烧第一替代燃料，所述第一替代燃料在所述涡流燃烧装置(4)中呈悬浮态进行初步燃烧；
分解炉(5)，与所述涡流燃烧装置(4)的出口连接，用于接收呈悬浮态的第一替代燃料进行继续燃烧；
流化床气化炉(6)，与所述分解炉(5)连接，用于燃烧第二替代燃料，第二替代燃料在所述流化床气化炉(6)中经过流化和气化生成可燃气和含碳飞灰，生成的可燃气和含碳飞灰进入分解炉(5)中与呈悬浮态的第一替代燃料混合进行继续燃烧；
窑尾烟室(1)，与所述涡流燃烧装置(4)连接，用于引出回转窑的烟气；
骤冷装置(2)，与所述窑尾烟室(1)的烟气出口连接，用于降低所述烟气的温度；
错流移动床除尘除氯装置(3)，分别与所述骤冷装置(2)的出口和分解炉(5)进口连接，用于去除烟气中的有害成分，处理后的烟气利用系统压差返回分解炉(5)中参与燃烧。
2.根据权利要求1所述的提高水泥工业化石燃料替代率的系统，其特征在于，所述系统还包括风量调节阀(7)，所述风量调节阀(7)与窑尾烟室(1)连接，用于控制风量。
3.根据权利要求1所述的提高水泥工业化石燃料替代率的系统，其特征在于，所述涡流燃烧装置(4)的主体为两个相连通的第一筒体(4-1)及第二筒体(4-2)，筒体外分别设置了替代燃料喂入口(4-3)、三次风进风口(4-4)、煤粉燃烧器(4-5)以及喂料口(4-6)。
4.根据权利要求1所述的提高水泥工业化石燃料替代率的系统，其特征在于，所述流化床气化炉(6)包括流化床本体、分别与流化床本体连接的给料装置(6-2)和风机(6-6)，流化床本体(6-1)分为气化反应区(6-3)和底部风室(6-4)，它们之间设置布风板(6-5)，第二替代燃料由给料装置(6-2)送入流化床气化反应区(6-3)，其流化及气化所需要的空气由风机(6-6)提供，送入底部风室(6-4)，气流由布风板(6-5)合理分配后进入气化反应区(6-3)。
5.根据权利要求1所述的提高水泥工业化石燃料替代率的系统，其特征在于，所述错流移动床除尘除氯装置(3)包括错流移动床吸收器(3-1)、载体颗粒加料器(3-2)、载体颗粒排料器(3-3)以及吸附载体颗粒(3-4)。
6.一种提高水泥工业化石燃料替代率方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)在内置涡流燃烧装置中加入第一替代燃料；第一替代燃料在涡流燃烧装置内呈悬浮态燃烧，初步燃烧后随高速气流进入分解炉继续燃烧，燃烧所需空气由三次风送入；一部分水泥物料由物料喂入口引入，旋转贴壁保护筒体；
(2)第二替代燃料加入流化床气化炉内，第二替代燃料在流化床气化炉内流化和气化；流化态的替代燃料经过低温气化生成可燃气和含碳飞灰，然后进入分解炉中部燃烧。
(3)从窑尾烟室引出设定比例的高温烟气，在骤冷装置中掺入冷空气骤冷至600-650℃，降温后的混合烟气送入错流移动床除尘除氯装置；处理后的烟气送入分解炉中部参与燃烧，并补充替代燃料所需的空气量。
7.根据权利要求6所述的提高水泥工业化石燃料替代率的方法，步骤(1)中，根据实际运行情况，在内置涡流燃烧装置中加入煤粉，以调控燃烧区域的温度场。
8.根据权利要求6所述的提高水泥工业化石燃料替代率的方法，其特征在于，步骤(1)中，第一替代燃料选自RDF、稻壳、生物质燃料棒和木材加工厂废料中一种或多种燃料。
9.根据权利要求6所述的提高水泥工业化石燃料替代率的方法，其特征在于，步骤(2)中，第二替代燃料为压块或块状燃料，第二替代燃料选自RDF、稻壳、生物质燃料棒、木材加工厂废料、废旧轮胎、农作物秸秆、竹木类生物质、畜牧业废弃物、废纺中一种或多种燃料。
10.根据权利要求6所述的提高水泥工业化石燃料替代率的方法，其特征在于，步骤(3)中，在骤冷装置中掺入冷空气骤冷至600-650℃。
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