CN205011650U - 一种串联式高效低氮燃烧水泥生料预分解装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种串联式高效低氮燃烧水泥生料预分解装置，该装置由主燃还原区、辅燃氧化区、燃尽强化分解区、气固二相均分出口管道、一次喷腾缩口、二次喷腾缩口、三次喷腾缩口、主风入口、主煤入口、主料入口、分风入口、分煤入口及分料入口组成。将该装置应用于熟料煅烧工艺中，脱硝效率达35%~50%，脱硝成本显著下降，有利于环境保护；保证产、质量的情况下入窑生料分解率达96%，调节灵活，物料均化效果好，流场稳定，对不同的原料、燃料适应性强，热效率高，热耗降低。
Description
技术领域
本发明涉及水泥工业技术领域，尤其是涉及一种串联式高效低氮燃烧水泥生料预分解装置及其使用方法。
背景技术
已知的，水泥工业是我国氮氧化物的主要来源之一，据统计，2014年我国氮氧化物总排放量约2100万t，我国水泥熟料全年产量约14亿吨，水泥工业NOx全年排放量近224万t，占总排放量的10.7%，居火力发电和汽车尾气排放之后的第3位。目前国内水泥生产技术，窑尾氮氧化物排放量为600~1500mg/Nm3，国家标准规定排放量≤400mg/Nm3，局部地区要求更为严格。当前水泥工业的烟气脱硝主要采用分级燃烧、SCR脱硝、NSCR脱硝等技术。我国多以采用分级燃烧和NSCR脱硝技术相结合的方式，但就当前技术的应用及运行情况来看，很多公司的分级燃烧处于尴尬的停滞状态，若开启使用则效果不佳且窑产量明显下降；若不开启使用，则NSCR脱硝使用氨水量大，增加生产成本，消弱了企业的竞争力。
发明内容
为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种串联式高效低氮燃烧水泥生料预分解装置及其使用方法。
为了实现所述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种串联式高效低氮燃烧水泥生料预分解装置，包括还原气氛喷腾旋流一次分解区、氧化气氛喷腾旋流二次分解区、燃尽强化分解区和气固二相均分出口管道；还原气氛喷腾旋流一次分解区位于下方，与氧化气氛喷腾旋流二次分解区、燃尽强化分解区、气固二相均分出口管道依次串联；所述还原气氛喷腾旋流一次分解区包括主燃还原区，所述主燃还原区为一个柱形腔体，柱形腔体的下端分别设置有锥形的一次喷腾缩口和主风入口，柱形腔体上还包括主料入口和主煤入口；所述氧化气氛喷腾旋流二次分解区包括辅燃氧化区，所述辅燃氧化区为一个柱形腔体，通过辅燃氧化区的柱形腔体下端的二次喷腾缩口与主燃还原区的柱形腔体相连接；所述辅燃氧化区的柱形腔体上设置分风入口、分煤入口及分料入口；氧化气氛喷腾旋流二次分解区的上方通过三次喷腾缩口连接燃尽强化分解区，燃尽强化分解区的上方出口连接气固二相均分出口管道，气固二相均分出口管道采用与水平夹角为65°的上斜倾短段连接竖直上行管道与竖直下行管道。
所述主燃还原区、辅燃氧化区与燃尽强化分解区的有效容积比为主燃还原区：辅燃氧化区：燃尽强化分解区=6:2:2。
主煤入口喷嘴使用双通道煤粉喷嘴，分煤入口喷嘴使用单通道煤粉喷嘴。
所述主风入口和分风入口均向下倾斜15~25°。
所述主煤入口和分煤入口煤粉喷嘴均斜向下倾斜5~15°。
所述还原气氛喷腾旋流一次分解区中主风入口为单侧进风，氧化气氛喷腾旋流二次分解区中分风入口为双侧进风。
一种串联式高效低氮燃烧水泥生料预分解装置的使用方法，用于水泥生料预分解系统，由水泥窑窑尾的窑气和70%三次纯净高温气体分别从一次喷腾缩口和主风入口进入主燃还原区，主燃还原区的分煤为窑尾用煤总量的90%，在主燃还原区内形成强还原气氛，使氮氧化物还原成N2；由主燃还原区的还原性废气和30%的三次纯净高温气体分别从二次喷腾缩口和分风入口进入辅燃氧化区，辅燃氧化区分煤为窑尾用煤总量的10%，在辅燃氧化区迅速形成氧化环境，使燃料热量迅速释放，提高分解效率；未完全释放的燃料热量在燃尽强化分解区充分释放；完成了燃料热量释放和生料分解的气固二相由气固二相均分出口管道。
所述主燃还原区截面风速控制为6~9m/s，辅燃氧化区截面风速控制为8~11m/s，燃尽强化分解区截面风速控制为6~9m/s。
所述主风入口、分风入口的风速为25~30m/s。
由于采用了上述技术方案，本发明具有如下有益效果：低氮燃烧效果明显，脱硝效率达30%~50%，有利于环保，且减少氨水使用量，降低生产成本；
在保证水泥熟料产、质量不变的情况下，入窑生料分解率达95%，不会造成水泥窑产量降低或热工状况的恶化；
分解装置均化效果更好，流程稳定，料煤风配比调节灵活，且对煤粉的适应性加强；
避免物料因停滞堆积而阻塞出口管道，保证预热器的换热效率、入窑生料流的均匀平稳及窑况的稳定，降低烧成系统热耗。
附图说明
图1为还原气氛喷腾旋流一次分解区水平截面布置图；
图2为氧化气氛喷腾旋流二次分解区水平截面布置图；
图3为串联式高效低氮燃烧水泥生料预分解装置总体布置图；
图4为气固二相均分出口管道结构示意图。
图中：1、主燃还原区；2、辅燃氧化区；3、燃尽强化分解区；4、气固二相均分出口管道；5、主风入口；6、主煤入口；7、主料入口；8、分风入口；9、分煤入口；10、分料入口；11、一次喷腾缩口；12、二次喷腾缩口；13、三次喷腾缩口。
具体实施方式
通过下面的实施例可以详细的解释本发明，公开本发明的目的旨在保护本发明范围内的一切技术改进。
一种串联式高效低氮燃烧水泥生料预分解装置，包括还原气氛喷腾旋流一次分解区、氧化气氛喷腾旋流二次分解区、燃尽强化分解区3和气固二相均分出口管道4；还原气氛喷腾旋流一次分解区位于下方，与氧化气氛喷腾旋流二次分解区、燃尽强化分解区3、气固二相均分出口管道4依次串联；所述还原气氛喷腾旋流一次分解区包括主燃还原区1，所述主燃还原区1为一个柱形腔体，柱形腔体的下端分别设置有锥形的一次喷腾缩口11和主风入口5，柱形腔体上还包括主料入口7和主煤入口6；所述氧化气氛喷腾旋流二次分解区包括辅燃氧化区2，所述辅燃氧化区2为一个柱形腔体，通过辅燃氧化区2的柱形腔体下端的二次喷腾缩口12与主燃还原区1的柱形腔体相连接；所述辅燃氧化区2的柱形腔体上设置分风入口8、分煤入口9及分料入口10；氧化气氛喷腾旋流二次分解区的上方通过三次喷腾缩口13连接燃尽强化分解区3，燃尽强化分解区3的上方出口连接气固二相均分出口管道4，气固二相均分出口管道4采用与水平夹角为65°的上斜倾短段连接竖直上行管道与竖直下行管道。
所述主燃还原区、辅燃氧化区与燃尽强化分解区的有效容积比为主燃还原区：辅燃氧化区：燃尽强化分解区=6:2:2。
主煤入口6喷嘴使用双通道煤粉喷嘴，分煤入口9喷嘴使用单通道煤粉喷嘴。
所述主风入口5和分风入口8均向下倾斜15~25°。
所述主煤入口6和分煤入口9煤粉喷嘴均斜向下倾斜5~15°。
所述还原气氛喷腾旋流一次分解区中主风入口5为单侧进风，氧化气氛喷腾旋流二次分解区中分风入口8为双侧进风。
一种串联式高效低氮燃烧水泥生料预分解装置的使用方法，用于水泥生料预分解系统，由水泥窑窑尾的窑气和70%三次纯净高温气体分别从一次喷腾缩口11和主风入口5进入主燃还原区1，主燃还原区1的分煤为窑尾用煤总量的90%，在主燃还原区1内形成强还原气氛，使氮氧化物还原成N2，；由主燃还原区1的还原性废气和30%的三次纯净高温气体分别从二次喷腾缩口12和分风入口8进入辅燃氧化区2，辅燃氧化区2分煤为窑尾用煤总量的10%，在辅燃氧化区2迅速形成氧化环境，使燃料热量迅速释放，提高分解效率；未完全释放的燃料热量在燃尽强化分解区3充分释放；完成了燃料热量释放和生料分解的气固二相由气固二相均分出口管道4。
所述主燃还原区1截面风速控制为6~9m/s，辅燃氧化区2截面风速控制为8~11m/s，燃尽强化分解区3截面风速控制为6~9m/s。
所述主风入口5、分风入口8的风速为25~30m/s。
本发明未详述部分为现有技术。
Claims (6)
1.一种串联式高效低氮燃烧水泥生料预分解装置，其特征是：包括还原气氛喷腾旋流一次分解区、氧化气氛喷腾旋流二次分解区、燃尽强化分解区（3）和气固二相均分出口管道（4）；还原气氛喷腾旋流一次分解区位于下方，与氧化气氛喷腾旋流二次分解区、燃尽强化分解区（3）、气固二相均分出口管道（4）依次串联；所述还原气氛喷腾旋流一次分解区包括主燃还原区（1），所述主燃还原区（1）为一个柱形腔体，柱形腔体的下端分别设置有锥形的一次喷腾缩口（11）和主风入口（5），柱形腔体上还包括主料入口（7）和主煤入口（6）；所述氧化气氛喷腾旋流二次分解区包括辅燃氧化区（2），所述辅燃氧化区（2）为一个柱形腔体，通过辅燃氧化区（2）的柱形腔体下端的二次喷腾缩口（12）与主燃还原区（1）的柱形腔体相连接；所述辅燃氧化区（2）的柱形腔体上设置分风入口（8）、分煤入口（9）及分料入口（10）；氧化气氛喷腾旋流二次分解区的上方通过三次喷腾缩口（13）连接燃尽强化分解区（3），燃尽强化分解区（3）的上方出口连接气固二相均分出口管道（4），气固二相均分出口管道（4）采用与水平夹角为65°的上斜倾短段连接竖直上行管道与竖直下行管道。
2.如权利要求1所述的串联式高效低氮燃烧水泥生料预分解装置，其特征是：所述主燃还原区、辅燃氧化区与燃尽强化分解区的有效容积比为主燃还原区：辅燃氧化区：燃尽强化分解区=6:2:2。
3.如权利要求1所述的串联式高效低氮燃烧水泥生料预分解装置，其特征是：主煤入口（6）喷嘴使用双通道煤粉喷嘴，分煤入口（9）喷嘴使用单通道煤粉喷嘴。
4.如权利要求1所述的串联式高效低氮燃烧水泥生料预分解装置，其特征是：所述主风入口（5）和分风入口（8）均向下倾斜15~25°。
5.如权利要求1所述的串联式高效低氮燃烧水泥生料预分解装置，其特征是：所述主煤入口（6）和分煤入口（9）煤粉喷嘴均斜向下倾斜5~15°。
6.如权利要求1所述的串联式高效低氮燃烧水泥生料预分解装置，其特征是：所述还原气氛喷腾旋流一次分解区中主风入口（5）为单侧进风，氧化气氛喷腾旋流二次分解区中分风入口（8）为双侧进风。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111750672A (zh) * | 2020-07-07 | 2020-10-09 | 天津水泥工业设计研究院有限公司 | 一种带外置起燃室的分解炉梯度燃烧自脱硝系统 |
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