CN218646019U - 一种用于回转窑的低氧助燃空气装置及回转窑 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于回转窑的低氧助燃空气装置及回转窑，通过形成低氧助燃空气，降低回转窑中石灰生成过程中NOx排放量。所述低氧助燃空气装置，包括第一管道、除尘器、冷却器、动力源，其中，所述第一管道的出口和除尘器的进口连接，除尘器的出口通过管路和冷却器的进口连接，冷却器的出口通过管路和动力源的进口连接；动力源的出口通过依次连接的第一支管道和第二支管道，与回转窑的一次风机入口连接；使用时，所述第一管道的进口和输送低氧气体的管道连接。

Description

一种用于回转窑的低氧助燃空气装置及回转窑

技术领域

本实用新型涉及石灰石煅烧设备，具体来说，涉及一种用于回转窑的低氧助燃空气装置及回转窑。

背景技术

石灰在国民经济和社会发展中发挥着不可或缺的作用。生产石灰会产生大量的大气污染物。回转窑生产的石灰品质较高，能达到各种行业对于石灰的要求。另外，回转窑生产规模比较大，煅烧的产品接近粉末状，能够使用各种燃料煅烧产品，在行业中占据了非常重要的地位。随着国家及地方环保标准的不断提升，以及节能减排工作的推进，回转窑烟气排放标准也越来越严格。回转窑生产石灰时产生的主要的污染物中迫切需要解决的是NOx的排放问题。

在回转窑煅烧过程中，NOx的产生主要源于窑炉高温燃烧及燃料中的氮和原料中的氮化合物。窑尾气中NOx主要成分为NO和NO₂，其中NO占90%以上。其中，热力型NOx的形成与烧成温度和燃烧时空气过剩系数有很强的相关性。

目前，工业化中NOx降低排放的方法有两类，一类是燃烧过程控制；一类是后处理（SNCR，SCR），如用氨水、尿素对NOx进行还原。减少燃烧过程中产生NOx的量是最经济、最划算的方法。目前采取的分级燃烧来降低燃烧过程中NOx的排放。针对回转窑采用分级燃烧的降氮易导致 CO 逃逸、炉体局部结皮、系统阻力增大等问题。本领域急需一种石灰生成过程中降低NOx排放的方法。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种用于回转窑的低氧助燃空气装置及回转窑，通过形成低氧助燃空气，降低回转窑中石灰生成过程中NOx排放量。

为解决上述技术问题，本实用新型提供以下技术方案：

第一方面，本实施例提供一种用于回转窑的低氧助燃空气装置，包括第一管道、除尘器、冷却器、动力源，其中，所述第一管道的出口和除尘器的进口连接，除尘器的出口通过管路和冷却器的进口连接，冷却器的出口通过管路和动力源的进口连接；动力源的出口通过依次连接的第一支管道和第二支管道，与回转窑的一次风机入口连接；使用时，所述第一管道的进口和输送低氧气体的管道连接。

作为优选例，所述动力源为风机，所述冷却器为空冷器。

作为优选例，所述第一支管道中设有测温装置和/或测压装置。

作为优选例，所述第二支管道中设有第一调节阀。

作为优选例，所述的用于回转窑的低氧助燃空气装置，还包括第三支管道，所述第三支管道的一端和第二支管道连通，第三支管道的另一端与外界环境空气相通，第三支管道中设有第二调节阀。

作为优选例，所述的用于回转窑的低氧助燃空气装置，还包括第四支管道，第四支管道的进口和第一支管道的出口连接，第四支管道的出口和回转窑的二次风机入口连接。

作为优选例，所述第四支管道中设有第三调节阀。

作为优选例，所述的用于回转窑的低氧助燃空气装置，还包括第五支管道，第五支管道的一端和第四支管道连通，第五支管道的另一端与外界环境空气相通，第五支管道中设有第四调节阀。

作为优选例，所述低氧气体为回转窑排出的烟气、VOCs气体或者炭材烘干烟气。

第二方面，本实施例提供一种回转窑，包括窑体和前述的低氧助燃空气装置；所述窑体包括一次风机，所述一次风机和窑体连接，一次风机出口和窑体连通。

作为优选例，所述窑体还包括二次风机，所述二次风机和窑体连接，二次风机出口和窑体连通。

作为优选例，所述的回转窑，还包括烟囱，所述窑体的尾部和烟囱之间通过第二管道连接，所述第一管道的进口和第二管道连接。

有益效果：与现有技术相比，本实施例的一种用于回转窑的低氧助燃空气装置及回转窑，可以降低石灰生成过程中NOx排放量。本实施例的装置，在回转窑外形成低氧助燃空气，将低氧助燃空气通入回转窑中，参与燃烧。在保证燃烧器稳定燃烧的前提下，采用合理降低助燃空气中氧含量的方法，实现达到降低NOx排放的目的。

附图说明

图1是本实施例的低氧助燃空气装置的结构示意图；

图2是本实施例的回转窑的结构示意图。

图中有：第一管道1、除尘器2、冷却器3、动力源4、一次风机入口5、第一支管道601、第二支管道602、第三支管道603、第四支管道604、第五支管道605、测温装置7、测压装置8、第一调节阀901、第二调节阀902、第三调节阀903、第四调节阀904、二次风机入口10、窑体11、烟囱12、第二管道13。

具体实施方式

下面结合附图，对本实施例的技术方案进行详细的说明。

如图1所示，本实用新型实施例的一种用于回转窑的低氧助燃空气装置，包括第一管道1、除尘器2、冷却器3和动力源4。第一管道1的出口和除尘器2的进口连接，除尘器2的出口通过管路和冷却器3的进口连接，冷却器3的出口通过管路和动力源4的进口连接。动力源4的出口通过依次连接的第一支管道601和第二支管道602，与回转窑的一次风机入口5连接。使用时，所述第一管道1的进口和输送低氧气体的管道连接。所述低氧气体为含氧量小于15%的气体。本实施例的低氧助燃空气装置中，灵活调节通入回转窑的助燃空气的含氧量，使得助燃空气的含氧量小于外界环境空气的含氧量。外界环境空气的含氧量约为21%。低氧气体可以为回转窑生产过程中产生的部分烟气。当然，低氧气体还可以采用其他气源，例如，含氧量小于15%，且可燃物不超过爆炸极限的25%的VOCs（对应英文： VolatileOrganic Compounds，翻译为：挥发性有机物）气体。又例如，炭材烘干烟气。只要含氧量小于15%（体积含量），且满足安全性的条件下的气体都可以作为低氧气体。

该低氧助燃空气装置用于形成低氧助燃空气，通入回转窑中，参与燃烧。通过启动低氧助燃空气装置中的动力源4，引流低氧气体进入第一管道1，然后进入除尘器2中。除尘器2用于清除气体中的灰尘等杂物。清洁后的气体流入冷却器3中。由于引入的低氧气体温度较高，所以需要对其进行降温。通过冷却器3后，低氧气体温度可降至40～50℃左右。经过降温处理后的气体，穿过第一支管道601和第二支管道602，进入回转窑的一次风机中。通过一次风机，低氧气体进入回转窑中，参与燃烧。

回转窑内燃烧温度直接影响了石灰煅烧效率和煅烧质量，过高的燃烧温度将会导致产品质量下降、产量减小、热耗增加等。燃料燃烧时氧气浓度的控制是回转窑炉内NOx减排的重要途径。

优选的，所述动力源4为风机。风机可以为离心风机，更优选的为变频离心风机。对动力源4的工作频率进行调节，实现对进入第一管道1中低氧气体量进行控制。所述冷却器3优选为空冷器。利用空气对低氧气体进行冷却。空冷器采用多换热管空气冷却结构，烟气在换热管管道内流通，换热管外部通过多台冷却风机产生的冷却风进行冷却。

为了检测穿过冷却器3后的气体温度，优选的，所述第一支管道601中设有测温装置7。测温装置7可以为温度传感器或者热电阻。通过测温装置7可以实时检测入一次风机或二次风机的气体温度，可与冷却器3进行联锁，进而调整冷却器3的冷却风量，利于节能降耗。为了检测经过冷却器3后的气体的压力，优选的，所述第一支管道601中设有测压装置8。测压装置8可以为压力传感器或表盘式压力表。穿过冷却器3后的气体，将流至回转窑中。在冷却器3下游设置测温装置7和测压装置8，实时检测气体的温度和压力。通过实时检测气体的温度和压力，调节除尘器2、冷却器3、动力源4的工作状态，使得流出冷却器3的气体的温度和压力达到预设值或预设区间，满足回转窑中的燃烧要求。

优选的，所述第二支管道602中设有第一调节阀901。通过设置第一调节阀901，调节进入一次风机入口5的气体流量。

优选的，所述的低氧助燃空气装置，还包括第三支管道603，所述第三支管道603的一端和第二支管道602连通，第三支管道603的另一端与外界环境空气相通，第三支管道603中设有第二调节阀902。设置第三支管道603，使得环境空气可以进入第二支管道602中，与第二支管道602中的低氧气体混合。通过两者混合，实现了对回转窑中燃料燃烧所需合理的助燃风氧含量的调节。通过调节第三支管道603中的第二调节阀902，可以调节进入第二支管道602中的环境空气量。低氧气体和环境空气混合，形成了低氧助燃气体，通入回转窑中。

优选的，所述的低氧助燃空气装置，还包括第四支管道604，第四支管道604的进口和第一支管道601的出口连接，第四支管道604的出口和回转窑的二次风机入口10连接。第四支管道604和第二支管道602并联。第二支管道602与一次风机入口5连接；第四支管道604与二次风机入口10连接。根据工作需要，可以单独启用一次风机入口5工作，关闭二次风机入口10，也可以同时启用一次风机入口5和二次风机入口10工作。低氧气体分两路分别进入一次风机与二次风机时，能通过第一调节阀901、第二调节阀902、第三调节阀903、第四调节阀904，精准调整低氧气体量、和低氧气体混合的环境空气量，以及混合气体进入一次风与二次风的比例，低氧气体的多点分配，利于降低NOx的生成。

优选的，所述第四支管道604中设有第三调节阀903。通过设置第三调节阀903，可以调节从第一支管道601进入第四支管道604中的气体量。当一次风机入口5和二次风机入口10同时工作时，开启第一调节阀901和第三调节阀903，并控制第一调节阀901和第三调节阀903的开度，以调节进入第二支管道602和第四支管道604中的气体量。

优选的，所述的回转窑的低氧助燃空气装置，还包括第五支管道605，第五支管道605的一端和第四支管道604连通，第五支管道605的另一端与外界环境空气相通，第五支管道605中设有第四调节阀904。设置第五支管道605，使得环境空气可以进入第四支管道604中，与第四支管道604中的低氧气体混合。通过两者混合，实现了对回转窑中燃料燃烧所需合理的助燃风氧含量的调节。通过调节第五支管道605中的第四调节阀904，可以调节进入第四支管道604中的环境空气量。低氧气体和环境空气混合，形成了低氧助燃气体，通入回转窑中。

作为优选例，当低氧气体选择为回转窑排出的烟气时，采取烟气循环技术，将回流烟气（回流烟气氧含量为10%左右）与空气混合，减少窑头燃烧区域中氧浓度，降低火焰峰值温度，从而抑制NOx的生成。本实施例将回转窑排放的部分烟气回流至回转窑中，和空气混合，降低氧浓度，从而降低回转窑中NOx生成量。本实施例基于低氧燃烧理论，通过将回流烟气与空气混兑的方法，在保证燃烧器稳定燃烧的前提下，采用合理降低助燃空气中氧含量的方法，实现达到降低NOx排放的目的。

如图2所示，本实施例还提供一种回转窑，包括窑体11和前述实施例或优选例的低氧助燃空气装置。窑体11包括一次风机。一次风机和窑体连接，一次风机出口和窑体11连通。低氧助燃空气装置的一端通入低氧气体，另一端与窑体11的燃烧室连通。低氧助燃空气装置将低氧空气引入回转窑中，参与燃烧。

优选的，所述窑体11还包括二次风机，所述二次风机和窑体连接，二次风机出口和窑体11连通。窑体11包括一次风机和二次风机。一次风是由窑头一次风机通过燃烧器进入窑内的风，它的主要作用是调整火焰的形状、距离等。二次风是由窑头二次风机通过冷却机进入窑内，它的主要作用是冷却出窑物料，并将被物料加热后的高温气体输入到窑内，以提高窑头二次风温，有助于燃料燃烧。

优选的，所述的回转窑，还包括烟囱12。窑体11的尾部和烟囱12之间通过第二管道13连接，所述第一管道1的进口和第二管道13连接。第二管道13中通有低氧气体。回转窑排出的烟气主要通过烟囱12向外界排放。烟气在烟囱12中会进行净化处理。本实施例中的第一管道1从第二管道13中截流部分烟气进入低氧助燃空气装置中。部分烟气为低氧气体。该优选例，通过回转窑部分烟气回流，实现降低NOx排放量。

上述回转窑中，从位于窑尾的除尘引风机至烟囱12连接第二管道13上，开设一个循环烟气接口，接口对接第一管道1的进口。在动力源4工作下，将部分烟气引至第一管道1中，依次穿过除尘器2、冷却器3。回流的烟气动力来自于动力源4。在动力源4加压后的管道上设置测温装置7、测压装置8。烟气经冷却器3后温度降低至40～50℃左右，保证符合一次风机和二次风机的使用温度，经动力源4加压后送至一次风机入口5和二次风机入口10。在一次风机入口5和二次风机入口10处各设置1个三通，其中一通进回流烟气，另一通进外部环境空气，在回流烟气通道上均设置有调节阀，外部环境空气通道上设置有调节阀，从而选择及调节回流烟气及外部环境空气进入一次风机或二次风机的比例。

本实施例中，回转窑燃烧时助燃空气氧气浓度因回流烟气（低氧气体）的混合而降低，进而抑制NOx生成。本实施例的装置一端与第二管道连接，另一端和回转窑的送风机入口连接。这对回转窑的改造少，简单易实施，不用增加过多设备，且充分利用了回转窑生产过程中的烟气资源。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种用于回转窑的低氧助燃空气装置，其特征在于，包括第一管道（1）、除尘器（2）、冷却器（3）、动力源（4），其中，

所述第一管道（1）的出口和除尘器（2）的进口连接，除尘器（2）的出口通过管路和冷却器（3）的进口连接，冷却器（3）的出口通过管路和动力源（4）的进口连接；动力源（4）的出口通过依次连接的第一支管道（601）和第二支管道（602），与回转窑的一次风机入口（5）连接；使用时，所述第一管道（1）的进口和输送低氧气体的管道连接。

2.按照权利要求1所述的用于回转窑的低氧助燃空气装置，其特征在于，所述动力源（4）为风机，所述冷却器（3）为空冷器。

3.按照权利要求1所述的用于回转窑的低氧助燃空气装置，其特征在于，所述第一支管道（601）中设有测温装置（7）和/或测压装置（8）。

4.按照权利要求1所述的用于回转窑的低氧助燃空气装置，其特征在于，所述第二支管道（602）中设有第一调节阀（901）。

5.按照权利要求1所述的用于回转窑的低氧助燃空气装置，其特征在于，还包括第三支管道（603），所述第三支管道（603）的一端和第二支管道（602）连通，第三支管道（603）的另一端与外界环境空气相通，第三支管道（603）中设有第二调节阀（902）。

6.按照权利要求1所述的用于回转窑的低氧助燃空气装置，其特征在于，还包括第四支管道（604），第四支管道（604）的进口和第一支管道（601）的出口连接，第四支管道（604）的出口和回转窑的二次风机入口（10）连接。

7.按照权利要求6所述的用于回转窑的低氧助燃空气装置，其特征在于，所述第四支管道（604）中设有第三调节阀（903）。

8.按照权利要求6所述的用于回转窑的低氧助燃空气装置，其特征在于，还包括第五支管道（605），第五支管道（605）的一端和第四支管道（604）连通，第五支管道（605）的另一端与外界环境空气相通，第五支管道（605）中设有第四调节阀（904）。

9.按照权利要求1所述的用于回转窑的低氧助燃空气装置，其特征在于，所述低氧气体为回转窑排出的烟气、VOCs气体或者炭材烘干烟气。

10.一种回转窑，其特征在于，包括窑体（11）和权利要求1～9中任何一项所述的低氧助燃空气装置；所述窑体（11）包括一次风机，所述一次风机和窑体连接，一次风机出口和窑体（11）连通。

11.根据权利要求10所述的回转窑，其特征在于，所述窑体（11）还包括二次风机，所述二次风机和窑体连接，二次风机出口和窑体（11）连通。

12.根据权利要求10所述的回转窑，其特征在于，还包括烟囱（12），所述窑体（11）的尾部和烟囱（12）之间通过第二管道（13）连接，所述第一管道（1）的进口和第二管道（13）连接。

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