CZ258398A3 - Způsob snižování emisí NOx ze spalovacího zařízení - Google Patents
Způsob snižování emisí NOx ze spalovacího zařízení Download PDFInfo
- Publication number
- CZ258398A3 CZ258398A3 CZ982583A CZ258398A CZ258398A3 CZ 258398 A3 CZ258398 A3 CZ 258398A3 CZ 982583 A CZ982583 A CZ 982583A CZ 258398 A CZ258398 A CZ 258398A CZ 258398 A3 CZ258398 A3 CZ 258398A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- zone
- fuel
- zones
- combustion
- supplied
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 64
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 51
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 24
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 6
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 65
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 16
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000001354 calcination Methods 0.000 abstract description 20
- 239000004568 cement Substances 0.000 abstract description 9
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N anthracen-1-ylmethanolate Chemical compound C1=CC=C2C=C3C(C[O-])=CC=CC3=CC2=C1 RHZUVFJBSILHOK-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000003830 anthracite Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005245 sintering Methods 0.000 abstract description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 abstract description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 abstract 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 16
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 10
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 7
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 4
- 240000007124 Brassica oleracea Species 0.000 description 3
- 235000003899 Brassica oleracea var acephala Nutrition 0.000 description 3
- 235000012905 Brassica oleracea var viridis Nutrition 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- JBFLYOLJRKJYNV-MASIZSFYSA-N (1z)-1-[(3,4-diethoxyphenyl)methylidene]-6,7-diethoxy-3,4-dihydro-2h-isoquinoline;hydron;chloride Chemical compound Cl.C1=C(OCC)C(OCC)=CC=C1\C=C/1C2=CC(OCC)=C(OCC)C=C2CCN\1 JBFLYOLJRKJYNV-MASIZSFYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910017464 nitrogen compound Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002830 nitrogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N phencyclidine Chemical class C1CCCCN1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 JTJMJGYZQZDUJJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/43—Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
- B01D53/46—Removing components of defined structure
- B01D53/54—Nitrogen compounds
- B01D53/56—Nitrogen oxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/364—Avoiding environmental pollution during cement-manufacturing
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
- F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27B—FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
- F27B7/00—Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
- F27B7/20—Details, accessories, or equipment peculiar to rotary-drum furnaces
- F27B7/2016—Arrangements of preheating devices for the charge
- F27B7/2025—Arrangements of preheating devices for the charge consisting of a single string of cyclones
- F27B7/2033—Arrangements of preheating devices for the charge consisting of a single string of cyclones with means for precalcining the raw material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Ecology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Treating Waste Gases (AREA)
- Furnace Details (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Description
Způsob snižování emisí N0x ze spalovacího zařízení
Oblast techniky
Vynález se týká způsobu snižování emisí N0x u spalovacího zařízení, ve kterém jsou používána slabě těkavá paliva pro tepelné zpracování surových materiálů a ve kterém může být palivo pro spalovací zařízení spalováno alespoň ve třech oddělených pásmech. V jednom z těchto nejméně tří pásem je spalován podíl (c) paliva, ve druhém z těchto pásem je spalován podíl (b) paliva, přičemž do tohoto druhého pásma jsou též přiváděny odpadní plyny obsahující NO z ostatních nejméně dvou pásem. Ve zbývající části těchto nejméně tří pásem je spalováno palivo v množství (a) a s plynem obsahujícím kyslík je přiváděna alespoň část surových materiálů. Celkové množství paliva (b) + (a), spalované ve druhém a v posledním pásmu, je určeno potřebou nutnou pro zpracování surových materiálů, a množství paliva, (b) a (a), spalovaná ve druhém (2) a posledním pásmu, jsou regulována směrem nahovu a dolů, dokud není dosaženo minimálního obsahu NO ve výstupních plynech z druhého pásma.
Dosavadní stav techniky
Oxidy dusíku, N0x, jsou tvořeny během hoření v důsledku oxidace dusíku z paliva a následkem oxidace dusíku ze spalovacího vzduchu. V případě, že teplota ve spalovací zóně je nižší než 1200°C, jsou N0x tvořeny pouze z dusíku přítomného v palivu. Tento typ spalin je nazýván spaliny N0x. Pokud teplota vystupuje na úroveň přes 1200 °C, jsou oxidy dusíku tvořeny též ze spalovacího vzduchu. Tento typ • · · · • · · · spalin nazýván termické spaliny NOX. Přibližně 95 % oxidů dusíku vzniklých jako spaliny N0x a termické spaliny N0x sestává z oxidu dusnatého, NO.
V systému, ve kterém je spalováno palivo obsahující dusík, dochází k těmto typům reakcí:
(1) Npaliv + 0 -> NO (2) Npaliv + NO —> N2 + O
Reakce (1) ukazuje, že tvorba NO v daném pásmu bude záviset na obsahu dusíku v palivu a na obsahu kyslíku v plynech přítomných v tomto pásmu. Reakce (2) ukazuje, že pokud je NO již přítomen v plynu přiváděném do tohoto pásma, množství NO přítomného v dodávaném plynu bude sníženo pomocí sloučenin dusíku uvolněných z paliva. Čistá produkce NO tedy závisí též na obsahu NO v přiváděném plynu a protože reakční rychlost reakce (2) vzrůstá s teplotou rychleji než reakční rychlost reakce (1), vzrůst teploty povede celkově ke snížení množství N0x emitovaného z kalcinačního pásma. Ve spojitosti s vysokoteplotním spalováním v kalcinátoru je známo, že pokud je teplota zvýšena přibližně o 100 °C, je možné snížení NOX odváděných z kalcinátoru o 10 až 15 L Horní hranice výhodnosti je 1200 °C, přičemž při této teplotě tvorba NOX ze spalovacího vzduchu převýší snížení NO reakcí (2).
Pokud je spalovací zařízení použito pro výrobu slínkového cementu, sestává tepelné zpracování surových minerálních materiálů z předehřívání, kalcinace, slinování a chlazení.
Tři pásma, ve kterých je spalováno palivo obsahující dusík, jsou ve slinovacím pásmu, v peci, a ve dvou místech v kalcinačním pásmu, v kalcinátoru a nejméně v jednom • < · ♦ » · · 4 • · · · • · · 4 spalovacím prostoru. Ve shodě s popisem tohoto vynálezu je „spalovací prostor pásmo, ve kterém je spalováno palivo a kam jsou zároveň přiváděny materiály pro zpracování. „Kalcinátor je spalovací komora, umístěná v místě vedení pecních plynů, kde plyny odváděné z pece procházejí touto komorou.
Teplota ve spalovacím zařízení pro výrobu slínkového cementu přesahuje 1200 °C pouze v samotné sintrovací peci. Potřebná teplota a doba zdržení v peci závisí na charakteristikách zpracovávaných surových materiálů. Surový materiál se špatnými spalovacími charakteristikami bude tedy vyžadovat vysokou teplotu a/nebo delší dobu zdržení. Takové podmínky s vysokou teplotou plamene do 2000 °C budou podstatně zvyšovat podíl emise NOX.
Měření ukázala, že obsah těkavých látek v použitém palivu a teplota, při které je prováděna kalcinace, jsou faktory mající vliv na tvorbu N0x v kalcinačním pásmu. Čím je vyšší obsah těkavých látek v palivu, tím nižší se jeví množství Npaiiv , které je přeměněno na NOX.
Všeobecně je známo, že je možno dosáhnout nej různějcích výhod vhodným konstruováním kalcinačního pásma vybaveného přídavnou spalovací komorou, která je umístěna takovým způsobem, že do této spalovací komory je přiváděn výhradně terciální vzduch z chladiče. Takovou spalovací komoru je možno považovat za součást kalcinačního pásma, pokud byly do této komory přidávány surové materiály.
Zařízení tohoto typu je popsáno v evropském patentu
č. 103 423 (F. L. Smidth & Co. A/S, odpovídající DK-C151319). Odtud je známo zařízení (SLC-S) pro kalcinaci surových cementových materiálů, ve kterém byl vzat v úvahu ten aspekt, že může být obtížné dosažení kompletní• · ··· ·· ·· ···· · • « · ···· ··· «··· · Λ · · *· ·· ·· ho spálení paliva používaného v kalcinátoru. V tomto zařízení je surové melivo, poté co prošlo cyklonovým předehřívačem (18, 18', 19, 20, 21) přiváděno do spalovací komory (4), ve které je surový materiál kalcinován horkým vzduchem z chladiče (2). Následně po předehřívání je surové melivo vedeno do kalcinačního pásma ve dvou místech: ve spalovací komoře (4) a ve vedení plynu v peci (28) nebo v retenční komoře (29). Jak je ukázáno v nároku 4, je možno dodávat palivo do vedení plynu v pecei (28) pomocí hořáku (45) , ale podle sloupce 6, řádek 13 až 27, toto přídavné palivo je dodáváno za tím účelem, aby bylo zajištěna možnost zvýšení množství surového meliva ve vedení plynu v peci.
Z patentu Spojených států amerických č. 4 014 641 (Mitsubishi) je známo zařízení pro kalcinaci surových cementových materiálů, ve kterém je množství oxidu dusnatého ve výstupních plynech z pece sníženo vytvořením oblasti v plynovém vedení pece, do které je přiváděn redukující plyn. Horký vzduch z chladiče (přes odtah (5)) a horký vzduch z pece (přes odtah (13)) jsou směřovány do cyklonového předehřívače (14, 15, 16, 17), ve kterém je protiproudně předehříván surový materiál horkým plynem z chladiče a pece. V této oblasti odtahu plynů v peci, který je umístěn pod pomocným odtahem (5) z chladiče, jsou vytvořeny redukční podmínky zavedením redukujících plynů prostřednictvím vedení roury (12) . Redukující plyny jsou vytvářeny v kalcinátoru (8), přičemž objem vzduchu, který je dodáván do kalcinátoru, je dostačující pro zplynění paliva v kalcinátoru, ale nedostačující pro kompletní spálení paliva v kalcinátoru (sloupec 4, řádky 1 až 5). Zásadní nevýhoda tohoto zařízení spočívá v tom, že nemohou být použita paliva, která jsou obtížné spalitelná a která jsou pomalu hořící, jako jsou například ropný koks, antracit a další typy uhlí s nízkým obsahem plynu, neboť se při tomto postupu mohou produkovat množství nespálených koksových zbytků, které se mohou hromadit v rotační peci, následkem čehož mohou zapříčinit problémy při vytěsňování síry a při spékání.
Z patentu Spojených států amerických č. 5 364 265 (CLE) je znám další obdobný systém, ve kterém je emise N0x omezena tvorbou redukujících plynů, totiž CO a H, ve spalovací komoře(20). Koks vytvořený v této spalovací komoře během provádění procesu má zcela odlišné reaktivní vlastnosti. Nicméně optimalizace této metody je relativně obtížná, pokud se týká zajištění minimální emise NOX , poněvadž během provádění této operace může být nastaveno jen několik parametrů. Množství paliva spalovaného v této spalovací komoře závisí jenom na požadovaném stupni kalcinace surového meliva.
Podstata vynálezu
Cílem předmětného vynálezu je poskytnutí způsobu, kterým by bylo možno dosáhnout snížení emisí NOX v plynech ze spalovacích zařízení, dovolující zároveň využití paliv s nízkou reaktivitou, jako jsou například ropný koks, antracit a další druhy uhlí s nízkým obsahem plynu, v zónách s relativně nízkou teplotou. Při výrobě slínkového cementu jsou pásma s relativně nízkou teplotou umístěna v kalcinační(ch) jednotce(kách) před zavedením surového meliva do pece.
Podle tohoto vynálezu je uvedeného cíle dosaženo tím, že množství paliva (b), které je použito pro spalování v pásmu, do kterého jsou přiváděny odpadní plyny obsahující
NO, a množství paliva (a), které je použito pro spalování v zóně, do které jsou přiváděny surové materiály a plyn obsahující kyslík, jsou navzájem nastavovány směrem nahoru i dolů, dokud není dosaženo minima obsahu NO ve výstupních plynech z pásma, do kterého jsou přiváděny výstupní plyny obsahující NO z ostatních spalovacích pásem. Teploty v zónách, kde je spalováno palivo (b) a (a), se pohybují v rozmezí mezi 900 až 1200 °C.
Ve skutečnosti tento způsob, při kterém se provádí spalování paliva ve spalovací komoře umístěné v terciálním vedení vzduchu a v kalcinátoru, který představuje spalovací komoru umístěnou ve vedení pecních plynů, je kombinací zařízení ILC (In-Line-Calciner) a zařízení SLC-S (SeparateLine-Calciner-Single preheater string). Vzhledem k výše uvedenému by bylo oprávněné předpokládat, že emise NOX z takové kombinace zařízení by měla představovat střední hodnotu emise NOX ze zařízení ILC a zařízení SLC-S odpovídající kapacity. Podle předmětného vynálezu se ovšem zcela překvapivě ukázalo, že emise NOX ze zařízení provozovaného podle postupu popsaného v v tomto vynálezu je nižší, než je emise dosažitelná kterýmkoliv z obou tradičních postupů ILC a SLC-S.
Rovněž je třeba poznamenat, že je velmi jednoché převést jakékoliv existující zařízení typu ILC na zařízení, které může být provozováno podle postupu popsaného v ttomto popisu, což značí, že bude možné využití paliv, která jsou obtížně spalovitelná v kalcinačním pásmu.
V existujících zařízeních SLC-S, popsaných v evropském patentu č. 103 423, je již možno spalovat palivo ve vedení pecních plynů za účelem vytvoření redukčního pásma a tedy uvedený vynález může být v těchto zařízeních využit bez
nutnosti jakýchkoliv větších konstrukčních změn na zařízení tohoto typu.
Dokonce i když je ve vedení pecních plynů spalováno malé množství paliva (b), tedy okolo 10 % celkového množství paliva použitého v kalcinačním pásmu, bude možné dosažení významného snížení emisí N0x z kalcinačního pásma, ale pokud množství paliva (b) spalovaného v kalcinátoru bude mezi 25 a 75 %, dosáhne se minimálního množství emisí NOX z kalcinačního pásma.
Pro minimalizaci emise NOX během procesu výroby slínkového cementu je výhodné, jestliže proces ve spalovacím prostoru a v kalcinátoru je prováděn při relativně vysoké teplotě, poněvadž reakční rychlost reakce (2) je zvýšena vzhledem k reakční rychlosti reakce (1). Navíc spálení pomalu hořících paliv, jako jsou ropný koks nebo antracit je vyšší při vyšších teplotách. Horní limit provozních teplot, jestliže je tento proces použit pro výrobu cementu, je okolo 1200 °C. Pokud je teplota okolo 1200 °C, začíná tvorba kapalné fáze v surovém melivu, což zapříčiňuje, že surové melivo se stává lepkavým.
Výhodným způsobem regulace teploty v kalcinátoru a ve spalovacím prostoru je dodávání surového meliva do kalcinačního pásma kontrolovaným způsobem. Ukázalo se tedy zvláště výhodným rozdělit surové melivo dodávané do kalcinačního pásma do tří podproudů, neboli jednotlivých dílčích proudů. Tyto jednotlivé dílčí proudy jsou poté dodávány do kalcinátoru v místě před ním a za ním přídavně k zaváděnému surovému melivu do tohoto spalovacího prostoru. V souvislosti s tímto rozdělením je teplota nastavena na 1000 až 1150 °C v té části kalcinačního pásma, jež následuje bezprostředně po smíchání výstupních plynů z pece, výstupních plynů a částečně kalcinovaných surových materiálů ze spalovacího prostoru a paliva kalcinátoru, ale před přidáním zbývajících surových materiálů. Toto teplotní pásmo zajišťuje příznivý rozklad N0x, rovněž v případech, kdy je použito těžko hořlavé palivo, jako jsou ropný koks a antracit.
Popis obrázků
Vynález bude nyní popsán detailněji s pomocí odkazů na obrázky, na kterých :
Obrázek 1 znázorňuje příklad zařízení, pomocí kterého je možno provádět postup předmětného vynálezu,
Obrázek 2 graficky znázorňuje emise N0x z řady ILC zařízení jako funkci množství N0x vstupujícího do kalcinátoru,
Obrázek 3 graficky znázorňuje emise N0x z kalcinátoru jako funkci množství paliva přidaného do kalcinátoru ve vztahu k celkovému množství paliva přidaného do kalcinačního pásma.
Spalovací zařízení na obrázku 1 je spalovací zařízení pro výrobu slínkového cementu. Toto zařízení sestává z pece JL, kalcinátoru 2 a spalovací komory 3. Za pecí 1 je zařazen chladič slínku 4, ze kterého je horký vzduch odváděn pomocí odtahu _5 do kalcinačního pásma. Horký vzduch je dělen mezi dva odtahy 5a a 5b, které vedou vzduch do kalcinátoru 2_ do spalovací komory 3. Do kalcinátoru 2 jsou trubkou 6 zavedeny výstupní plyny z pece 1 a trubkou 1_ horké výstupní plyny smíšené s částečně kalcinovaným materiálem ze spalovací komory 2·
Kalcinovaný materiál je v podobě suspenze odváděn z kalcinátoru 2 trubkou 8. do oddělovacího cyklonu 9. V tomto oddělovacím cyklonu 9 je suspenze materiálu a plynu rozdělená na proud kalcinovaného materiálu a proud horkého plynu. Kalcinovaný materiál je odtahem 10 veden do rotační pece _1, a horký proud plynu je odváděn odtahem 11 do předehřívače suspenze s několika cyklony. Na obrázku 1 je z předehřívače zobrazen pouze nej spodnější cyklon 12.
Předehřátý surový materiál z cyklonu 12 je směřován skrze trojcestný dělič 13 zpět do kalcinačního pásma pomocí tří trubek 14, 15 a 16. Pomocí trubky 14 se přivádí surový materiál do místa za kalcinátorem nebo do vlastního kalcinátoru 2, pomocí trubky 15 se přivádí surový materiál do výstupních plynů z pece 1, přičemž surové melivo je vedeno do kalcinátoru 2 a pomocí trubky 16 se vede surový materiál do spalovací komory 3. Tato trubka 16 může buďto odvádět materiál přímo do spalovací komory _3 nebo do vedení 5 terciálního vzduchu, přičemž na obr. 1 je zobrazena tato druhá možnost.
Celkový proud surového materiálu je nepřetržitě kontrolovaným způsobem distribuován mezi do tří trubek 14, 15 a 16 a za zvláštních okolností je možno například zvolit přerušení toku materiálu skrze jednu nebo několik z trubek 14, 15 a 16.
V tomto zařízení může být palivo spalováno v kalcinátoru 2_ pomocí hořáku 17 (b kcal/kg slínku) , ve spalovací komoře 3 pomocí hořáku 18 (a kcal/kg slínku) a v peci 1_ pomocí hořáku 19 (c kcal/kg slínku).
Obrázek 2 ukazuje zaznamenaná data produkce NO v řadě ILC kalcinátorů jako funkci množství NO dodávaného do kalcinátoru z pece. Jelikož se data vztahují k měření z mnoha rozličných zařízení, ve kterých je spalování prováděno s celou řadou různých paliv co do kalorických • · • · hodnot a obsahu dusíku, byl zvolen bezrozměrný způsob zobrazení, kde
NO
VSTUP
X ” ————
N paliv _ NOyysT — NO VSTUP ” NT 1 ’ paliv = konverzní poměr NpaiiV na NO.
- a NOvstup , NOvýst a Npaiiv byly vypočteny jako kmol/h, nebo kg N-ekvivalentů/kg slínku.
Pokud je křivka přizpůsobena experimentálním hodnotám, potomplatí následující vztah:
y = 15-exp (-x) -1
Pokud je možno volit velikost x, měla by tato být zvolena tak, že y < 0, což znamená, že množství NOX produkované v kalcinátoru je menší než to, které bylo do kalcinátoru dodáno. Pokud spalování může být vedeno ve třech místech spalovacího zařízení jak je popsáno v nároku 1, bude možno takovou x-hodnotu zvolit.
Pokud příklad výpočtu při použití výše uvedeného vzorce pro y je proveden pro zařízení, ve kterém je možno spalovat palivo v kalcinátoru i spalovací komoře, získá se křivka zobrazená na obrázku 3.
V tomto příkladu bylo spalováno ve spalovacím zařízení množství celkem 750 kcal/kg slínku a z toho (c)=300 kcal/kg slínku bylo spalováno v rotační peci. Pokud je jako palivo v rotační peci používán ropný koks, může být konverzní faktor Npaiiv na NO relativně nižší díky faktu, že teplota plamene ropného koksu není mimořádně vysoká a tedy množství produkovaných tepelných emisí NOX bude velice malé, zatímco současně teplota v peci okolo 1400 °C • · · · • · • · · · je dostatečná k tomu, aby reakce (2) převažovala. Následkem toho bude konverzní poměr pro pec je upraven na ypec = 0,3, který je typický pro rotační pece vytápěné ropným koksem.
V kalcinačním pásmu bylo spalování prováděno s množstvím (a)+(b) = 450 kcal/kg slínku, které je rozděleno na (b) kcal/kg slínku v kalcinátoru a 450- (b) kcal/kg slínku ve spalovací komoře. Pokud je teplota ve spalovací komoře udržována na zhruba 1100 °C, je pro ohřev prováděný ropným koksem typický konverzní poměr ve spalovací komoře
Vspal 0,5.
Následující vzorce se týkají kalcinátoru:
Υ kale
NO -NO 1>'“'vYST,kalc VSTUP,kale
N, paliv,kale
Npaliv , kale ' Vkalc — NOvYST, kale NOvsTUP, kale
NvYST, kale — Npaliv, kale Vkalc + NOV stup,kale —
NOvYST(kalc — Npaliv,kale ' Vkalc + (NOpec + NOspal) = — NpaiiVf kale ’ Ykalc + (Npaiiv,pec ‘ yP ec + Npaliv , spal ' Vspal)
Emise NOvyst,kaic je zobrazena v obrázku 3 jako funkce (b) / (a) + (b) :
NvYST,kale b * Ykalc + npaliv,pec ’ yP ec + Npaliv ,spal * Vspal = b·
1,5-exp
NO
-ί'1'-'VSTUP, kale k Npaliv, kale /
Npaliv,pec Y pec Npaliv,spal Yspal = b· 1,5· exp
300 · 0,3 + (450-b)· 0,5
-1 + 300 · 0,3 + (450-b)· 0,5 • · ···· · · · · • · · · · · · ·· ··· ·· · • · · · · · · «··· ·· ·· ··
Pokud (b)/(a)+(b) = 0, je zařízení používáno jako za řízení SLC-S, přičemž NOX jsou na nejvyšší možné úrovni. Pokud je (b)/(a) + (b) = 1, potom a = 0 a zařízení je používáno jako zařízení ILC.
Jak je zřejmé z obrázku 3, minimální emise odpovídaj hodnotě (b)/(a) + (b) « 0,5.
Minimální hranice závisí v podstatě na množství NOX produkovaných v peci. Čím je vyšší vstup NOX z pece do kalcinátoru, tím nižší má být množství paliva spalovaného ve spalovací komoře.
Claims (10)
- PATENTOVÉ NÁROKY1. Způsob snižování emisí N0x ze spalovacího zařízení pro tepelné zpracování surových materiálů, kde v tomto spalovacím zařízení může být spalováno palivo obsahující dusík alespoň ve třech oddělených pásmech;v prvním z těchto nejméně tří pásem (1) je spalováno množství (c) paliva a do tohoto pásma je dodáván plyn obsahující kyslík;ve druhém z těchto nejméně tří pásem (2) je spalováno množství (b) paliva a do tohoto druhého pásma jsou též trubkou (6), respektive (7) přiváděny odpadní plyny obsahující NO z ostatních nejméně dvou pásem (1, 3), přičemž výstupní plyny opouštějící toto pásmo jsou odstraněny ze spalovacího zařízení;ve třetím z těchto nejméně tří pásem (3) je spalováno palivo v množství (a) a toto pásmo (3) je zásobováno plynem obsahujícím kyslík;celkové množství paliva (b) + (a), spalované ve druhém a posledních pásmech (2, 3) je určeno energetickou potřebou pro získání požadovaného stupně tepelného zpracování surových materiálů dodávaných do prvního pásma a poměr paliv (b) a (a), jsou regulována pro dosažení minimálního obsahu NO ve výstupních plynech z druhého pásma (2);kde proud surového materiálu z předehřívače (12) je dělen do tří proudů (14, 15 a 16) tak, aby byla regulována teplota ve druhém a ve třetím z těchto nejméně tří pásem v rozsahu 900 až 1200 °C, kde první z těchto proudů (15) je dodáván do výstupních plynů odváděných proudů (15) je dodáván do výstupních plynů odváděných z prvního pásma (1) do druhého pásma (2) trubkou (6) a druhý z těchto proudů (16) je dodáván do třetího pásma (3),vyznačující se tím, že třetí z těchto proudů (14) je zaváděn do toku materiálu skrze druhé pásmo ve směru ve směru za vedením(7), kterým se dodává částečně kalcinovaný materiál z třetího pásma (3).
- 2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že třetí z proudů (14) je dodáván do proudu materiálu v místě za druhým pásmem (2).
- 3. Způsob podle nároků 1 nebo 2, vyznačuj Ιοί se t í m, že prvním pásmem je pec (1), druhým pásmem je kalcinátor (2) a třetím pásmem je nejméně jedna spalovací komora (3).
- 4. Způsob podle nároků 1, 2 nebo 3, vyznačuj íc í se t í m, že surové materiály a plyn obsahující kyslík jsou dodávány do horní části spalovacího prostoru nebo spalovacích prostorů (3), přičemž palivo je spalováno rovněž v horní části spalovacího prostoru nebo spalovacích prostorů (3) a ze spodní části spalovacího prostoru nebo spalovacích prostorů (3) jsou získány alespoň částečně kalcinovaný materiál a výstupní plyny.
- 5. Způsob podle některého z předchozích nároků , v yznačující se tím, že teplota v kalcinátoru (2) je v rozsahu 900 až 1150 °C.
- 6. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že teplota ve spalovacím prostoru nebo spalovacích prostorech (3) je v rozsahu od 900 do 1200 °C.
- 7. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že teplota ve spalovacím • · · · prostoru nebo spalovacích prostorech (3) je v rozsahu od1000 až 1200 °C.
- 8. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že teplota v kalcinátoru (2) je v rozsahu od 950 do 1150 °C.
- 9. Způsob podle některého z předchozích nároků, vyznačující se tím, že teplota ve spalovacím prostoru nebo spalovacích prostorech (3) je v rozsahu od 1050 do 1200 ’C.
- 10. Způsob podle některého z předchozích nároků, v yznačující se tím, že teplota v kalcinátoru (2) je v rozsahu od 1000 do 1150 °C.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DK15096 | 1996-02-14 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ258398A3 true CZ258398A3 (cs) | 1998-12-16 |
CZ295517B6 CZ295517B6 (cs) | 2005-08-17 |
Family
ID=8090335
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ19982583A CZ295517B6 (cs) | 1996-02-14 | 1997-01-22 | Způsob snižování emisí NOx ze spalovacího zařízení |
Country Status (20)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5975891A (cs) |
EP (1) | EP0880481B1 (cs) |
JP (1) | JP4302185B2 (cs) |
KR (1) | KR100450040B1 (cs) |
CN (1) | CN1124998C (cs) |
AU (1) | AU702018B2 (cs) |
BR (1) | BR9707516A (cs) |
CA (1) | CA2240442C (cs) |
CZ (1) | CZ295517B6 (cs) |
DE (1) | DE69704657T2 (cs) |
DK (1) | DK0880481T3 (cs) |
ES (1) | ES2157061T3 (cs) |
GR (1) | GR3036257T3 (cs) |
ID (1) | ID15941A (cs) |
PL (1) | PL183836B1 (cs) |
RU (1) | RU2168687C2 (cs) |
TW (1) | TW410263B (cs) |
UA (1) | UA49875C2 (cs) |
WO (1) | WO1997030003A1 (cs) |
ZA (1) | ZA97975B (cs) |
Families Citing this family (27)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6210154B1 (en) | 1997-04-22 | 2001-04-03 | Blue Circle Industries, Inc. | Treatment of exhaust gases from kilns |
HN1998000031A (es) * | 1997-06-11 | 1999-06-10 | Basf Ag | Metodo y aparatos mejorados para recuperar la energia de desechos mediante combustion de los mismos hornos industriales . |
US6383283B1 (en) | 1997-12-02 | 2002-05-07 | Cement Petcoptimizer Company | Control of cement clinker production by analysis of sulfur in the end product |
US6050813A (en) * | 1997-12-02 | 2000-04-18 | Cement Petcoptimizer Company | Control of cement clinker production by analysis of sulfur in the end product |
DK174194B1 (da) * | 1998-02-04 | 2002-09-09 | Smidth & Co As F L | Ovnanlæg, samt fremgangsmåde til fremstilling af cement |
DE19854582B4 (de) * | 1998-11-25 | 2007-11-22 | Khd Humboldt Wedag Gmbh | Verfahren zur thermischen Behandlung von Zementrohmehl |
US6183244B1 (en) | 1999-04-14 | 2001-02-06 | Cement Petcoptimizer Company | Control of cement clinker production in a wet process rotary kiln by analysis of sulfur in the end product |
CZ292416B6 (cs) * | 1999-06-10 | 2003-09-17 | Psp Engineering A. S. | Kalcinační zařízení |
US6447288B1 (en) * | 2000-06-01 | 2002-09-10 | Energy Research Company | Heat treating apparatus |
DK174307B1 (da) * | 2000-08-24 | 2002-12-02 | Smidth & Co As F L | Fremgangsmåde samt anlæg til fremstilling af cementklinker. |
US6672865B2 (en) * | 2000-09-11 | 2004-01-06 | Cadence Enviromental Energy, Inc. | Method of mixing high temperature gases in mineral processing kilns |
CN100432607C (zh) | 2002-03-07 | 2008-11-12 | 弗·尔·斯米德恩公司 | 用于制造水泥熟料的方法和设备 |
US6773259B1 (en) * | 2003-08-05 | 2004-08-10 | Giant Cement Holding Inc. | Continuous solid waste derived fuel feed system for calciner kilns |
DE10340414A1 (de) * | 2003-09-02 | 2005-03-24 | Polysius Ag | Anlage und Verfahren zur thermischen Behandlung von mehlförmigen Rohmaterialien |
DE10358317A1 (de) * | 2003-12-12 | 2005-07-14 | Polysius Ag | Anlage und Verfahren zur thermischen Behandlung von Rohmaterial |
DE102004018571A1 (de) * | 2004-04-16 | 2005-11-03 | Polysius Ag | Anlage und Verfahren zur Herstellung von Zementklinker |
US7551982B2 (en) * | 2005-09-20 | 2009-06-23 | Holcim (Us) Inc. | System and method of optimizing raw material and fuel rates for cement kiln |
DE102005044840A1 (de) * | 2005-09-20 | 2007-03-29 | Polysius Ag | Anlage und Verfahren zur Herstellung von Zementklinker aus Zementrohmaterial |
CN100436610C (zh) * | 2007-04-06 | 2008-11-26 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种在冶金烧结过程中脱除NOx的方法 |
DE102008039545B3 (de) * | 2008-08-25 | 2010-05-12 | Polysius Ag | Verfahren zum Brennen von stückigem Material sowie Verwendung eines Schachtofens zur Durchführung des Verfahrens |
CN103512373B (zh) * | 2012-06-26 | 2015-07-15 | 肖开标 | 水泥干法窑的节能脱硝装置和方法 |
CN103335515A (zh) * | 2013-07-19 | 2013-10-02 | 北京汉能清源科技有限公司 | 一种水泥回转窑炉的低氮燃烧系统 |
CN104634097A (zh) * | 2014-12-26 | 2015-05-20 | 中国建筑材料科学研究总院 | 降低回转窑内氮氧化物的方法及系统 |
WO2020091821A1 (en) | 2018-11-02 | 2020-05-07 | Gcp Applied Technologies, Inc | Cement production |
KR102330077B1 (ko) * | 2019-10-29 | 2021-11-24 | 한국생산기술연구원 | 실시간 분석 및 저 NOx 연소와 후처리 기술을 적용한 NOx가 저감된 시멘트 제조 장치 및 방법 |
KR102140953B1 (ko) * | 2020-03-18 | 2020-08-04 | 킬른에이드 주식회사 | 소성로 고온 공정가스를 이용한 요소수 증발장치 |
WO2024061688A1 (de) * | 2022-09-19 | 2024-03-28 | Thyssenkrupp Industrial Solutions Ag | Vermeidung von emissionen bei der herstellung künstlicher puzzolane aus mineralischem material, insbesondere tonen |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3100661A1 (de) * | 1981-01-12 | 1982-08-26 | Klöckner-Humboldt-Deutz AG, 5000 Köln | Verfahren zur thermischen behandlung von feinkoernigem gut, insbesondere zur herstellung von zementklinker |
DK151319C (da) * | 1982-09-02 | 1988-05-09 | Smidth & Co As F L | Anlaeg til braending af pulverformet materiale |
DE3426296A1 (de) * | 1984-07-17 | 1986-01-30 | Verein Deutscher Zementwerke e.V., 4000 Düsseldorf | Verfahren und vorrichtung zur verringerung des stickstoffoxidgehaltes in den abgasen eines zementdrehrohrofens |
DE3522883A1 (de) * | 1985-06-26 | 1987-01-08 | Krupp Polysius Ag | Verfahren und anlage zur waermebehandlung von feinkoernigem gut |
DE4123306C2 (de) * | 1991-07-13 | 2000-05-25 | Deutz Ag | Anlage zur thermischen Behandlung von mehlförmigen Rohmaterialien |
-
1997
- 1997-01-22 EP EP97901520A patent/EP0880481B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-22 CA CA002240442A patent/CA2240442C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-01-22 DE DE69704657T patent/DE69704657T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-22 CZ CZ19982583A patent/CZ295517B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1997-01-22 PL PL97328405A patent/PL183836B1/pl not_active IP Right Cessation
- 1997-01-22 WO PCT/DK1997/000029 patent/WO1997030003A1/en active IP Right Grant
- 1997-01-22 JP JP52889897A patent/JP4302185B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-01-22 RU RU98117067/03A patent/RU2168687C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1997-01-22 AU AU15402/97A patent/AU702018B2/en not_active Ceased
- 1997-01-22 ES ES97901520T patent/ES2157061T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1997-01-22 BR BR9707516A patent/BR9707516A/pt not_active IP Right Cessation
- 1997-01-22 KR KR10-1998-0706064A patent/KR100450040B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1997-01-22 UA UA98074174A patent/UA49875C2/uk unknown
- 1997-01-22 CN CN97192278A patent/CN1124998C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-01-22 DK DK97901520T patent/DK0880481T3/da active
- 1997-02-01 TW TW086101207A patent/TW410263B/zh not_active IP Right Cessation
- 1997-02-06 ZA ZA9700975A patent/ZA97975B/xx unknown
- 1997-02-14 ID IDP970427A patent/ID15941A/id unknown
-
1998
- 1998-08-04 US US09/128,792 patent/US5975891A/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-07-24 GR GR20010401106T patent/GR3036257T3/el unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU1540297A (en) | 1997-09-02 |
UA49875C2 (uk) | 2002-10-15 |
CA2240442C (en) | 2003-09-16 |
KR19990082334A (ko) | 1999-11-25 |
BR9707516A (pt) | 1999-07-27 |
ZA97975B (en) | 1997-08-05 |
CZ295517B6 (cs) | 2005-08-17 |
WO1997030003A1 (en) | 1997-08-21 |
DE69704657T2 (de) | 2001-10-11 |
US5975891A (en) | 1999-11-02 |
TW410263B (en) | 2000-11-01 |
DE69704657D1 (de) | 2001-05-31 |
RU2168687C2 (ru) | 2001-06-10 |
AU702018B2 (en) | 1999-02-11 |
KR100450040B1 (ko) | 2004-11-26 |
DK0880481T3 (da) | 2001-06-18 |
CA2240442A1 (en) | 1997-08-21 |
JP2000504665A (ja) | 2000-04-18 |
EP0880481A1 (en) | 1998-12-02 |
JP4302185B2 (ja) | 2009-07-22 |
ID15941A (id) | 1997-08-21 |
CN1124998C (zh) | 2003-10-22 |
EP0880481B1 (en) | 2001-04-25 |
PL183836B1 (pl) | 2002-07-31 |
CN1211229A (zh) | 1999-03-17 |
GR3036257T3 (en) | 2001-10-31 |
ES2157061T3 (es) | 2001-08-01 |
PL328405A1 (en) | 1999-01-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CZ258398A3 (cs) | Způsob snižování emisí NOx ze spalovacího zařízení | |
US6626662B2 (en) | System for manufacturing cement clinker | |
CS200177B2 (en) | Method of and apparatus for perdorming at least partial calcination of preheated powdered raw material | |
US10479727B2 (en) | Method for operating a plant for producing cement | |
ES2907593T3 (es) | Instalación de producción de clínker y procedimiento de producción de clínker en una instalación de este tipo | |
CA2417376C (en) | Method and plant for manufacturing cement clinker | |
US6447598B2 (en) | Process for the thermal treatment of meal-form raw materials | |
JPS5935850B2 (ja) | 粉状原料のか焼方法およびそのプラント装置 | |
CS219873B2 (cs) | Způsob tepelného zpracování jemnozrnného materiálu a zařízení provádění způsobu | |
CZ299743B6 (cs) | Vypalovací zarízení pro výrobu cementu a zpusob výroby cementu v tomto zarízení | |
AU2001269389A1 (en) | Method and plant for manufacturing cement clinker | |
US5026275A (en) | Reduction of nitrogen oxide (NOx) emission from a kiln plant | |
US6183244B1 (en) | Control of cement clinker production in a wet process rotary kiln by analysis of sulfur in the end product | |
JP4360477B2 (ja) | セメント焼成用廃棄物処理装置 | |
US6287110B1 (en) | System for the thermal treatment of meal-like raw materials | |
CS214731B2 (cs) | Způsob tepelného zpracování jemnozrnného materiálu, zejména výpalu cementu | |
Hundeb et al. | Method for reducing NO x emission from a kiln plant | |
AU706777B2 (en) | Plant for manufacturing cement clinker | |
JP2023028050A (ja) | セメントクリンカの製造方法、及びセメントクリンカ製造装置 | |
PL139408B1 (en) | Method of partially burning a raw material mixture,in particular cement meal and apparatus therefor | |
WO2001023318A1 (en) | Method for reducing nox emission from a plant for manufacturing cement clinker | |
CS277246B6 (cs) | Zařízení pro postupnou kalcinaci práškovitých materiálů | |
MXPA00005529A (en) | Kiln plant and method for manufacturing cement | |
CS265905B1 (cs) | Zařízení pro výpal cementářskóho stínku |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic | ||
MM4A | Patent lapsed due to non-payment of fee |
Effective date: 20130122 |