CZ295517B6

CZ295517B6 - Způsob snižování emisí NOx ze spalovacího zařízení

Info

Publication number: CZ295517B6
Application number: CZ19982583A
Authority: CZ
Inventors: Soren Hundebol
Original assignee: F. L. Smidth & Co. A/S
Priority date: 1996-02-14
Filing date: 1997-01-22
Publication date: 2005-08-17
Also published as: CN1124998C; JP2000504665A; AU702018B2; DK0880481T3; GR3036257T3; CA2240442C; US5975891A; ZA97975B; BR9707516A; KR100450040B1; CZ258398A3; PL183836B1; CA2240442A1; DE69704657D1; AU1540297A; ES2157061T3; RU2168687C2; PL328405A1; CN1211229A; DE69704657T2

Abstract

Způsob snižování emisí NO.sub.x.n. ze spalovacího zařízení pro tepelné zpracování surových materiálů prováděný ve třech oddělených pásmech, přičemž v jednom z těchto nejméně tří pásem je spalováno množství (c) paliva, ve druhém je spalováno množství (b) paliva a do tohoto druhého pásma jsou též přiváděny odpadní plyny obsahující NO z ostatních nejméně dvou pásem, a ve třetím je spalováno palivo (a) a s plynem obsahujícím kyslík je přiváděna alespoň část surových materiálů. Celkové množství paliva (b) + (a), spalované ve druhém a třetím pásmu, je určeno potřebou pro zpracování surových materiálů. Množství paliv (b) a (a) jsou regulována tak, aby bylo dosaženo minimálního obsahu NO ve výstupních plynech z pásma, do kterého jsou dodávány výstupní plyny obsahující NO z ostatních spalovacích pásem. 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 .degree.C, kdy první z těchto 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), přičemž třetí z těchto proudů (14) je zaváděn do vzestupně proudícího materiálu druhým pásmem (2) nad trubkou (7) pro přivádění částečně kalcinovaného materiálu z třetího pásma (3). Tímto postupem je možno dosáhnout snížení emise NO.sub.x.n. ze spalovacího zařízení a zároveň využití paliv s nízkou reaktivitou.ŕ

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu snižování emisí NO_X 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.

Dosavadní stav techniky

Oxidy dusíku, NO_X, 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 NO_X tvořeny pouze z dusíku přítomného v palivu. Tento typ spalin je nazýván spaliny NO_X. Pokud teplota vystupuje na úroveň přes 1200 °C, jsou oxidy dusíku tvořeny též ze spalovacího vzduchu. Tento typ spalin nazýván termické spaliny NO_X. Přibližně 95 % oxidů dusíku vzniklých jako spaliny NO_X a termické spaliny NO_X sestává z oxidu dusnatého, NO.

V systému, ve kterém je spalováno palivo obsahující dusík, dochází k těmto typům reakcí:

Npaliv + O -> NO (1)

Npaiiv + NO -» N₂ + O (2)

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 pliva. 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 NO_X 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 NO_X odváděných z kalcinátoru o 10 až 15 %. Horní hranice výhodnosti je 1200 °C, přičemž při této teplotě tvorba NO_X ze spalovacího vzduchu převýší snížení NO reakcí (2).

Pokud je spalovací zařízení použito pro výrobu slínkového cementu, sestává tepelné zpracovávání 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 vkalcinačním pásmu, v kalcinátoru a nejméně v jednom spalovacím prostoru.

V popisu tohoto vynálezu je „spalovací prostor“ pásmo, ve kterém je spalováno palivo a kam jsou zároveň přiváděny materiály pro zpracování. „Kalcinátor“je spalovací komora, umístěna 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 NO_X.

Měření ukázala, že obsah těkavých látek v použitém palivu a teplota, při které je prováděna kalcinace, jsou faktory mající vliv na tvorbu NO_X v kalcinačním pásmu. Čím je vyšší obsah těkavých látek v palivu, tím nižší se jeví množství Npaiiv, které je přeměněno na NO_X.

-1 CZ 295517 B6

Všeobecně je známo, že je možno dosáhnout nejrůznějších 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 103 423 (F. L. Smidth & Co. A/S, odpovídající DK-C-151319). Odtud je známo zařízení (SLC-S) pro kalcinaci surových cementových materiálů, ve kterém byl vzat v úvahu ten aspekt, že může být obtížné dosažení kompletního 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 peci (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 US 4 014 641 (Mitsubíshi) 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 vtom, 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 US 5 364 265 (CLE) je znám další obdobný systém, ve kterém je emise NO_X omezena tvorbou redukujících plynů, totiž CO a H, ve spalovací komoře (20). Koks vytvořeny 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 NO_X, 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 NO_X 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.

Vynález se týká způsobu snižování emisí NO_X ze spalovacího zařízení pro tepelné zpracování surových materiálů, kde v tomto spalovacím zařízení může být spalováno palivo obsahující dusík alespoň ve třech oddělených pásmech;

-2CZ 295517 B6

- v prvním pásmu z těchto nejméně tří pásem je spalován podíl (c) paliva a do tohoto pásma je dodáván plyn obsahující kyslík;

- ve druhém pásmu z těchto nejméně tří pásem je spalován podíl (b) paliva a do tohoto druhého pásma jsou přiváděny odpadní plyny obsahující NO z ostatních nejméně dvou pásem, přičemž výstupní plyny opouštějící toto pásmo jsou odstraněny ze spalovacího zařízení;

- ve třetím pásmu z těchto nejméně tří pásem je spalován podíl (a) paliva a toto třetí pásmo je zásobováno plynem obsahujícím kyslík;

- přičemž celkové množství paliva (b) + (a), spalované ve druhém pásmu a ve třetím pásmu, je určeno energetickou potřebou pro získání požadovaného stupně tepelného zpracování surových materiálů dodávaných do prvního pásma a poměr podílů (b) a (a) paliv je regulován pro dosažení minimálního obsahu NO ve výstupních plynech z druhého pásma;

- a proud surového materiálu z předehřívače je dělen do tří proudů 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 je dodáván do výstupních plynů odváděných z prvního pásma do druhého pásma a druhý z těchto proudů je dodáván do třetího pásma, a podstata tohoto postupu spočívá v tom, že třetí z těchto proudů je zaváděn do vzestupně proudícího materiálu druhým pásmem nad trubkou pro přivádění částečně kalcinovaného materiálu z třetího pásma.

Ve výhodném provedení tohoto postupu je třetí z uvedených proudů dodáván do proudu materiálu v místě za druhým pásmem.

Podle vynálezu je výhodné konkrétní provedení, podle kterého je prvním pásmem pec, druhým pásmem je kalcinátor a třetím pásmem je nejméně jedna spalovací komora.

Podle dalšího výhodného provedení postupu podle vynálezu jsou surové materiály a plyn obsahující kyslík dodávány do horní části třetího pásma, které je tvořeno přinejmenším jednou spalovací komorou, přičemž palivo je spalováno rovněž v horní části spalovací komory nebo komor a ze spodní části spalovací komory nebo komor jsou odváděny alespoň částečně kalcinovaný materiál a výstupní plyny.

Podle dalšího výhodného provedení tohoto postupu podle vynálezu je teplota ve druhém pásmu, kterým je kalcinátor, v rozsahu 900 až 1150 °C, výhodně v rozsahu od 950 do 1150 °C, a nejvýhodněji v rozsahu od 1000 do 1150 °C, a teplota ve třetím pásmu, kterým je spalovacím komora nebo spalovací komory, je v rozsahu od 900 do 1200 °C, ještě výhodněji v rozsahu od 1000 až 1200 °C a nejvýhodněji v rozsahu od 1050 do 1200 °C.

Při provádění postupu podle vynálezu je tak v jednom z uvedených nejméně tří pásem spalován podíl (c) paliva a 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 a posledním pásmu, jsou regulována směrem nahoru a dolů, dokud není dosaženo minimálního obsahu NO ve výstupních plynech z druhého pásma.

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)ú a (a), se pohybují v rozmezí 900 až 1200 °C.

-3CZ 295517 B6

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 (Separate-Line-Calciner-Single preheater string). Vzhledem kvýše uvedenému by bylo oprávněné předpokládat, že emise NO_X z takové kombinace zařízení by měla představovat střední hodnotu emise NO_X ze zařízení ILC a zařízení SLC-S odpovídající kapacity. Podle předmětného vynálezu se ovšem zcela překvapivě ukázalo, že emise NO_X ze zařízení provozovaného za využití postupu podle vynálezu je nižší, než je emise dosažitelná kterýmkoliv z obou tradičních postupů ILC a SLC-S.

Rovněž je třeba poznamenat, že je velmi jednoduché převést jakékoliv existující zařízení typu ILC na zařízení, které může být provozováno podle postupu popsaného v tomto popisu, což značí, že bude možné využití paliv, která jsou obtížně spalitelná vkalcinačním pásmu.

V existujících zařízeních SLC-S, popsaných v evropském patentu 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 NO_X z kalcinačního pásma, ale pokud množství paliva (b) spalovaného v kalcinátoru bude mezi 25 a 75 %, dosáhne se minimálního množství emisí NO_X z kalcinačního pásma.

Pro minimalizaci emise NO_X 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 podproduktů, 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 NO_X, rovněž v případech, kdy je použito těžko hořlavé palivo, jako jsou ropný koks a antracit.

Přehled obrázků na výkresech

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 NO_X z řady ILC zařízení jako funkci množství NO_X vstupujícího do kalcinátoru; a obrázek 3 graficky znázorňuje emise NO_X z kalcinátoru jako funkci množství paliva přidaného do kalcinátoru ve vztahu k celkovému množství paliva přidaného do kalcinačního pásma.

-4CZ 295517 B6

Spalovací zařízení na obrázku 1 představuje spalovací zařízení pro výrobu slínkového cementu. Toto zařízení sestává z prvního pásma 1, kterým je pec, druhého pásma 2, kterým je kalcinátor, a třetího pásma 3, kterým je spalovací komora. Za prvním pásmem 1, kterým je pec, je zařazen chladič 4 slínku, ze kterého je horký vzduch odváděn pomocí odtahu 5 do kalcinačního pásma. Horký vzduch je dělen mezi dva odtahy vedené trubkami 5a a 5b, které vedou vzduch do druhého pásma 2, kterým je kalcinátor, a do třetího pásma 3, kterým je spalovací komora. Do druhého pásma 2, kterým je kalcinátor, jsou trubkou 6 vedeny výstupní plyny z prvního pásma 1, kterým je pec, a trubkou 7 horké výstupní plyny smíšené s částečně kalcinovaným materiálem z třetího pásma 3, kterým je spalovací komora.

Kalcinovaný materiál je v podobě suspenze odváděn ze druhého pásma 2, kterým je kalcinátor, 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 prvního pásma 1, kterým je rotační pec, a horký proud plynu je odváděn odtahem 11 do předehřívače suspenze s několika cyklony, a obrázku 1 je z předehřívače 12 zobrazena pouze nejspodnější část, kterou tvoří cyklon.

Předehřátý surový materiál z předehřívače 12, představující cyklon, je směřován skrze trojcestný dělič 13 zpět do kalcinačního pásma pomocí tří trubek, kteiými je rozdělován na první proud 15, druhý proud 16, a třetí proud 16. Pomocí trubky vedoucí třetí proud 14 se přivádí surový materiál do místa za druhé pásmo nebo do tohoto druhého pásma 2, kterým je kalcinátor, pomocí trubky vedoucí druhý proud 15 se přivádí surový materiál do výstupních plynů z prvního pásma 1, kterým je pec, čímž se surové melivo vede do druhého pásma 2, kterým je kalcinátor, a pomocí trubky vedoucí druhý proud 16 se vede surový materiál do třetího pásma 3, kterým je spalovací komora. Tato trubka 16 může buďto odvádět materiál přímo do třetího pásma 3, kterým je spalovací komora, nebo do odtahu 5 terciálního vzduchu, přičemž na obr. 1 je zobrazena tato druhá možnost.

Celkový proud surového materiálu je nepřetržitě kontrolovaným způsobem distribuován do trubek vedoucích uvedené tři proudy 14,15 a 16 a za zvláštních okolností je možno například zvolit přerušení toku materiálu skrze jednu nebo několik trubek vedoucích uvedené tři proudy 14. 15 a 16.

V tomto zařízení může být palivo spalováno v druhém pásmu 2, kterým je kalcinátor, pomocí hořáku 17 (b kcal/kg slínku), ve třetím pásmu 3, kterým je spalovací komora, pomocí hořáku 18 (a kcal/kg slínku) a v prvním pásmu 1, kterým je pec, pomocí hořáku 19 (c kcal/kg slínku).

Obrázek 2 ukazuje zaznamená data produkce NO v řadě ILC kalcinátorů jako funkci množství NO dodávaného do kalcinátorů 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

paliv

paliv = konverzní poměr N_pai_iv na NO;

- a NOvstup, NOvýst a N_paii_V byly vypočteny jako kmol/h, nebo kg N-ekvivalentů/kg slínku.

Pokud je křivka přizpůsobena experimentálním hodnotám, potom platí následující vztah:

-5 CZ 295517 B6 y = 15-exp(-x)-l

Pokud je možno volit velikost x, potom by měla být tato hodnota zvolena tak, že y < 0, což znamená, že množství NO_X produkované v kalcinátoru je menší než to, které bylo do kalcinátoru dodáno. Pokud spalování může být vedeno ve třech místech spalovacího zařízení, což odpovídá postupu podle předmětného vynálezu, 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.

Příklad provedení vynálezu

Následující příklad ilustruje konkrétní provedení postupu podle předmětného vynálezu, aniž by rozsah tohoto vynálezu nějak omezoval.

Podle tohoto příkladu bylo spalováno ve spalovacím zařízení množství celkem 750kcal/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 N_pai_iv na NO relativně nižší díky faktu, že teplota plamene ropného koksu není mimořádně vysoká a tedy množství produkovaných tepelných emisí NO_X 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 upraven na y_pec = 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 1 100 °C, je pro ohřev prováděný ropným koksem typický konverzní poměr ve spalovací komoře:

Yspal 0,5.

Následující vzorce se týkají kalcinátoru:

NOvYsT.fck - NO vstup, hic .

Ykalc ~ * ’ palrv.kalc

Npaliv,kalc ' Ykalc “ NOvygT.kalc “NOvSTUP, kale

NvYST, kale “ Npaiiv,kalc ‘ Ykalc + NOvstup, kale “

NOvYST,kalc = N_pallV/kai_c · y_kalc + (NOpec + NOepai)“ Npaliv,kalc ’ Ykalc F (Npaliv.pec ’ Ypec + Npaliv, spal ‘ Yspal)

Emise NOvyst, kaic je zobrazena v obrázku 3 jako funkce (b)/(a)+(b):

-6CZ 295517 B6

NvYST,kalc = b · Ykaic + Npaii_V(Pec - y_pec + N_pai_iv, _af>_aj ' y_spaj =

X X

-1 +N paiiv.pw * Ypee ^paHvjpal ’

Pokud (b)/(a)+(b) - 0, je zařízení používáno jako zařízení SLC-S, přičemž NO_X 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 odpovídají hodnotě (b)/(a)+(b) ~ 0,5.

Minimální hranice závisí v podstatě na množství NO_X produkovaných v peci. Čím je vyšší vstup NO_X z pece do kalcinátoru, tím nižší má být množství paliva spalovaného ve spalovací komoře.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob snižování emisí NO_X 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 pásmu (1) z těchto nejméně tří pásem je spalován podíl (c) paliva a do tohoto pásma je dodáván plyn obsahující kyslík;

ve druhém pásmu (2) z těchto nejméně tří pásem je spalován podíl (b) paliva a do tohoto druhého pásma jsou též trubkou (6), respektive trubkou (7) přiváděny odpadní plyny obsahující NO z ostatních nejméně dvou pásem (1 a 3), přičemž výstupní plyny opouštějící toto pásmo jsou odstraněny ze spalovacího zařízení;

ve třetím pásmu (3) z těchto nejméně tří pásem je spalován podíl (a) paliva a toto třetí pásmo (3) je zásobováno plynem obsahujícím kyslík;

celkové množství paliva (b) + (a), spalované ve druhém pásmu (2) a ve třetím pásmu (3), je určeno energetickou potřebou pro získání požadovaného stupně tepelného zpracování surových materiálů dodávaných do prvního pásma a poměr podílů (b) a (a) paliv je regulován pro dosažení minimálního obsahu NO ve výstupních plynech z druhého pásma (2);

přičemž 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 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 vzestupně proudícího materiálu druhým pásmem (2) nad trubkou (7) pro přivádění částečně kalcinovaného materiálu z třetího pásma (3).
2. Způsob podle nároku 1, v y z n a č u j í c í se t í m, že třetí z proudů (14) je dodáván do proudu materiálu v místě za druhým pásmem (2).
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že prvním pásmem (1) je pec, druhým pásmem (2) je kalcinátor a třetím pásmem (3) je nejméně jedna spalovací komora.

-7CZ 295517 B6
4. Způsob podle nároků 1, 2 nebo 3,vyznačující se tím, že surové materiály a plyn obsahující kyslík jsou dodávány do horní části třetího pásma (3), které je tvořeno přinejmenším jednou spalovací komorou, přičemž palivo je spalováno rovněž v horní části spalovací komory nebo komor a ze spodní části spalovací komory nebo komor jsou odváděny alespoň částečně kalcinovaný materiál a výstupní plyny.
5. Způsob podle některého z předchozích nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že teplota ve druhém pásmu (2), kterým je kalcinátor, je v rozsahu 900 až 1150 °C.
6. Způsob podle některého z předchozích nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že teplota ve třetím pásmu (3), kterým je spalovací komora nebo spalovací komory, je v rozsahu od 900 do 1200 °C.
7. Způsob podle některého z předchozích nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že teplota ve třetím pásmu (3), kterým je spalovací komora nebo spalovací komory, je v rozsahu od 1000 až 1200 °C.
8. Způsob podle některého z předchozích nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že teplota ve druhém pásmu (2), kterým je kalcinátor, je v rozsahu od 950 do 1150 °C.
9. Způsob podle některého z předchozích nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že teplota ve třetím pásmu (3), kterým je spalovací komora nebo spalovací komory, je v rozsahu od 1050 do 1200 °C.
10. Způsob podle některého z předchozích nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že teplota ve druhém pásmu (2), kterým je kalcinátor, je v rozsahu od 1000 do 1150 °C.