CZ323998A3 - Způsob snižování emisí oxidů dusíku z rotačních cementářských pecí selektivní nekatalytickou redukcí a zařízení k jeho provádění - Google Patents

Způsob snižování emisí oxidů dusíku z rotačních cementářských pecí selektivní nekatalytickou redukcí a zařízení k jeho provádění Download PDF

Info

Publication number
CZ323998A3
CZ323998A3 CZ983239A CZ323998A CZ323998A3 CZ 323998 A3 CZ323998 A3 CZ 323998A3 CZ 983239 A CZ983239 A CZ 983239A CZ 323998 A CZ323998 A CZ 323998A CZ 323998 A3 CZ323998 A3 CZ 323998A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
urea
furnace
granules
cement
injector
Prior art date
Application number
CZ983239A
Other languages
English (en)
Other versions
CZ291810B6 (cs
Inventor
Harpe Thure Von
Original Assignee
Fuel Tech, Inc.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuel Tech, Inc. filed Critical Fuel Tech, Inc.
Publication of CZ323998A3 publication Critical patent/CZ323998A3/cs
Publication of CZ291810B6 publication Critical patent/CZ291810B6/cs

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B7/00Hydraulic cements
    • C04B7/36Manufacture of hydraulic cements in general
    • C04B7/364Avoiding environmental pollution during cement-manufacturing
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/46Removing components of defined structure
    • B01D53/54Nitrogen compounds
    • B01D53/56Nitrogen oxides
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation 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
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/77Liquid phase processes
    • B01D53/79Injecting reactants
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B7/00Rotary-drum furnaces, i.e. horizontal or slightly inclined
    • F27B7/20Details, accessories or equipment specially adapted for rotary-drum furnaces
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/12Adding substances to exhaust gases the substance being in solid form, e.g. pellets or powder

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Treating Waste Gases (AREA)
  • Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)

Description

Oblast techniky
Vynález se týká omezení environmentálních škod způsobených oxidy dusíku (N0x) vznikajícími v rotačních pecích při výrobě cementu aplikací selektivní nekatalytické redukce (SNCR) v plynné fázi.
Cement vzniká v rotačních pecích zahříváním vápence a jílu nebo jiných vhodných křemičitých materiálů při velmi vysokých teplotách (například 1700 °C a vyšších). Při těchto vysokých teplotách značně vzrůstá rozsah tvorby oxidů dusíku (N0x) , protože podmínky napomáhají tvorbě volných radikálů kyslíku a dusíku a jejich chemickému spojení ve formě oxidů dusíku. Navíc použité palivo často obsahuje chemicky vázaný dusík, který může být při spalování konvertován na NOX.
Pro mnoho typů spalovacích zařízení byla vyvinuta četná ekonomicky zajímavá opatření umožňující snižování množství NOX vnášením vhodných chemikálií jako je močovina a čpavek. Tyto látky reagují s NOX a konvertují je na jiné sloučeniny, jež lze buď emitovat do ovzduší nebo odstranit z odpadních plynů. Mezi nimi jsou výhodné selektivní reakce v plynné fázi, pokud je lze účinně realizovat, a to jak katalytické (SCR) tak nekatalytické (SNCR). Zvláště účinné a ekonomické jsou nekatalytické způsoby. V mnoha realizovaných instalacích se katalytické způsoby projevují jako méně žádoucí, protože vyžadují rozsáhlé investice, značný výrobní prostor a jsou poruchové.
Existují však i praktické důvody, jež zpochybňují použití nekatalytických způsobů (SNCR) z hlediska ochrany prostředí v okolí cementářských pecí. Dosažení trvalého a rozsáhlého snížení N0x nekatalytickými způsoby záleží na technologickém a chemickém řešení. Tyto reakce probíhají v
plynné fázi v relativně úzkém teplotním oboru například 900 0 - 1100 °C a typicky zahrnují koncentrace NOX 200 až 1500 ppm objemových a buď močovinu nebo čpavek v množství od stechiometrického až do jeho trojnásobku. Reakce SNCR vyžadují, aby ke kontaktu reaktivních látek došlo ve vysokém zředěni, při správné teplotě a v plynné fázi.
Konstrukce rotační cementářské pece činí uvádění účinných chemických přísad do správného teplotního pásma nesnadným. Tato zařízení sestávají z otáčejících se válcovitých komor a mohou mít délku řádově stovku metrů i více. Jeden konec pece je chladný a jeho teploty jsou značně pod teplotami vhodnými pro SNCR. Druhý konec je centrálně vytápěn plamenem z hořáku umístěného v ose pece a jeho teploty jsou příliš vysoké. Správné teploty pro redukci NOX se dociluje v pásmu značně vzdáleném od chladného konce, například od 5 do 50 m.
Pokud přijde redukční činidlo pro NOX do kontaktu s horkými plyny v rotační peci v místech, kde je teplota příliš vysoká, je toto redukční činidlo oxidováno na další N0x. V praxi se používalo vodných roztoků, aby byla k dispozici voda pro ochranu činidla v pásmech vysoké teploty. V místech, kde je v peci teplota příliš nízká, činidlo pro redukci N0x přichází nazmar a čpavek je vypouštěn do ovzduší. Nebylo proto možno uvádět vodné roztoky redukčních činidel pro N0x do rotačních cementových pecí při teplotách potřebných pro účinné selektivní nekatalyzované reakce.
Trvá potřeba způsobu a zařízení pro ekonomické použití SNCR redukce emisí N0x z cementářských pecí.
Dosavadní stav techniky
Mezi způsoby selektivní nekatalytické redukce SNCR mají význačné postavení způsoby popsané například Lyonem v
• · * · • ··· • · · ·· ·· patentu USA 3,900.554 a Arandem a dalšími v patentu USA 4,208.386 a 4,325.924. Stručně řečeno, tyto patenty popisují vstřikování čpavku (Lyon) a močoviny (Arand a další) do horkých spalných plynů, aby selektivně reagovaly s N0x a redukovaly je v dvouatomový dusík a vodu.
Způsob SNCR popsaný Lyonem v patentu USA 3,900.554 snižuje koncentraci oxidu dusnatého (NO) ve spalných plynech. Lyon popisuje injekci (vstřikování) čpavku nebo určitých jeho prekurzoru nebo jejich vodných roztoků do odpadního plynu bohatého kyslíkem pro selektivní reakci s oxidem dusnatým při teplotě v rozsahu od 870 °až 1100 °C. V tomto způsobu je důležité, že se teplota spalin při kontaktu s plynným čpavkem nalézá uvnitř úzkého oboru teplot, teplotního okénka. Teploty vymezující toto okénko lze přidáním určitých látek snížit. Distribuce čpavku ve spalinách je pro dosažení maximálního využití čpavku a redukci NOX uvnitř uvedeného definovaného teplotního okénka nejdůležitějši. Neefektivní využití by zvýšilo náklady a způsobilo další problémy spojené s likvidací čpavku.
Arand a další popisují v patentu USA 4,208.386, že močovinu lze samotnou nebo v roztoku přidat ke spalinám bohatým na kyslík v teplotním rozmezí 700 ° až 1100 °C. Veškerá močovina, která v uvedeném teplotním okénku nezreaguje s NOX je však teplem chemicky transformována a její jisté množství se ochlazením mění na čpavek. Přihlašovatelé sdělují, že močovina se může uvádět v podobě jemně mletého prášku, v roztavené podobě jako jemný postřik a jako jemný postřik v roztoku. Stejně jako v Lyonově způsobu, i v tomto případě je distribuce činidla rozhodujícím faktorem účinnosti selektivní redukce a proto i její hospodárnosti a prevence potíži s eliminací nežádoucího čpavku a poruch v důsledku zanášení.
Podobně Arand a další v patentu USA 4,325.924 popisuje způsob SNCR používající močoviny pro spaliny s bohatým obsahem paliva. Odplyny tohoto druhu mohou vzniknout postupným spalováním, který může vést ke vzniku vysokých koncentrací nežádoucích uhlíkatých zplodin. I v tomto případě je distribuce činidla rozhodujícím faktorem a když není dostatečná, může mít za následek nežádoucí ekonomické i ekologické důsledky.
Řada dalších patentů v oboru SNCR popisuje zdokonalování výše uvedených způsobů. Například v patentu USA 4,992.249 popisuje Bowers, jak v případě vodných roztoků močoviny lze docílit dobrých výsledků u odplynů s vysokým obsahem kyslíku při vyšších teplotách než navrhuje Arend a další, když se zvětší velikost kapek a sníží koncentrace močoviny. V případě vodných roztoků však nelze docílit distribuce v potřebném teplotním rozsahu uvnitř rotační pece ani úpravou koncentrace a velikosti částic.
V další modifikaci popisuje Bowers v patentu USA 4,719.092, že pro snížení koncentrace zbytkového čpavku v odplynu lze společně s vodným roztokem močoviny vstřikovat uhlovodík obsahující kyslík jako dodatečnou složku. Vzdor tomuto doplňkovému materiálu není v případě vodných roztoků distribuce do potřebného teplotního rozmezí uspokojivá.
Ve snaze docílit lepší distribuce injektováním DeVita popisuje v patentu USA 4,915.036 injektor, který vykazuje dobrou distribuci vstřikovaných tekutin při minimálním nebezpečí zanášení. Specifikace informuje o potřebě dobré distribuce chemikálii a umožňuje její zlepšení všude, kde to dovoluje geometrie spalovacího zařízení. Podobně popisuje Burton v patentu USA 4,842.834 injektor, který je použitelný v mnoha typech spalovacích zařízení a zlepšuje rozdělení velikosti kapek speciální přísadou v použitých vodných • · • · · · ·
roztocích. A Chawla a další v patentu WO 91/17.814 popisují trysku (dýzu) umožňující vstřikování dvoufázové směsi vzduch - vodná kompozice pro snížení obsahu N0x do odpadních plynů při rychlosti zvuku s cílem dosáhnout zlepšeného rozdělení velikosti částic, ale rovněž může použit podobné přísady. Vývoj současné technologie tedy zřejmě orientuje výzkumné pracovníky na používání roztoků v přesvědčení, že regulace koncentrace a velikosti částic odpoví na většinu problémů s distribucí činidla. Tyto způsoby však bohužel neřeší problémy rotačních cementářských pecí.
Vzdor uvedeným přednostem nebylo možné u rotačních cementářských pecí aplikovat SNCR s dostatečnou ekonomickou účinností. Obecně se používalo uvádění činidel pro snižování obsahu N0x ve formě vodných roztoků, jež však nelze vstřikovat s dostatečnou hybností, jež by zabránila odpaření dříve než dosáhnou optimálního teplotního oboru, v němž by mohly plně reagovat.
Podstata vynálezu
Jedním z cílů vynálezu je poskytnout způsob usnadňující účinné použití SNCR pro snížení emisí N0x z rotačních cementářských pecí.
Dalším cílem tohoto vynálezu je poskytnout zařízení pro účinné použití SNCR pro snížení emisí N0x z rotačních cementářských pecí.
Jiným cílem tohoto vynálezu je poskytnout způsob výroby cementového slínku v rotační cementářské peci při snížených emisích N0x.
Z jednoho hlediska způsob navržený tímto vynálezem zahrnuje: umístění injektoru schopného vrhat (injektovat) granule močoviny při rychlostech 25 až více než 120 m za sekundu, výhodně více než 50 m/sec, otevřeným koncem rotační • · cementářské pece do horkých spalin; injektovat tyto granule močoviny do spalin s hybností dostatečnou k tomu, aby je dopravila do pásma v peci, kde teplota je v rozmezí 900 °1100 °C.
V jiném ohledu vynález nabízí způsob zlepšení výroby cementového slinku v rotační peci se zvýšeným chladným koncem a s horkým koncem zahřívaným na teplotu nejméně asi 1500 °C, který zahrnuje: plnění surovinové směsi obsahující uhličitan vápenatý a křemičitou složku do chladného konce pece; umístění injektoru schopného vrhat granule močoviny rychlostí nejméně 25 až více než 120 m/sec z chladného konce pece do spalin; injektovat granule močoviny do spalin s hybností postačující k tomu, aby dosáhly pásma uvnitř pece, kde teplota dosahuje 900 °C až 1100 ’C; a vyvezení cementového slinku z pece.
V ještě dalším aspektu vynález nabízí zařízení pro snížení emisí N0x z rotačních cementářských pecí selektivní nekatalytickou redukcí, jež zahrnuje: injektor schopný vrhat granule močoviny při rychlostech nejméně 25 až více než 120 m/sec, umístěnou v otevřeném konci rotační cementářské pece, do spalin; prostředky pro dopravu močoviny k uvedenému injektoru; a prostředky pro dodávku vzduchu k uvedenému injektoru dostačující k injekci granulí močoviny do spalin uvnitř pece s hybností potřebnou k tomu, aby dosáhly pásma uvnitř pece, kde teplota dosahuje 900 °C až 1100 °C.
Stručný popis obrázku
Vynález bude srozumitelnější a jeho výhody budou zřejmější, když se bude následující stručný popis číst s přihlédnutím k připojenému obrázku, ve kterém:
Obrázek 1 je schematické a zjednodušené znázornění aplikace injekce močoviny způsobem SNCR do rotačních
• · ··. • · · * · * • · · cementářských pecí podle vynálezu.
Nej lepší způsob provedení vynálezu
Obrázek 1 ukazuje schematické znázornění rotační cementářské pece 10 zlepšené podle vynálezu. Násypný zásobník 12 obsahuje surovinovou směs, jež může mít jakékoliv vhodné složení. Cement typicky vzniká zahříváním dobře homogenizované směsi vápenatých a jílovitých surovin až do počátku tavení a rozemletím vznikajícího slínku. Pro tento účel je k dispozici mnoho surovin jako je vápenec, pálený vápenec, křída, zatvrdlý cement, sliny, jíl, lupek, břidlice, vysokopecní struska ap. Podíly složek ve směsi jsou vhodně upraveny tak, aby vznikla směs obsahující asi 75 % uhličitanu vápenatého a asi 25 % hlinitokřemičitanů a volného oxidu křemičitého. Přesné složení není pro vynález důležité. Důležitá však je skutečnost, že dochází ke vzniku vysokého obsahu NOX, protože surovinová směs musí být zahřáta na extrémně vysoké teploty, aby došlo k počínajícímu tavení jež je pro odborníky podmínkou vzniku kvalitního cementu.
Pec 10 je na obrázku ukázána ve zkráceném provedení naznačeném přerušovanými čarami ve středu obrázku. Pece tohoto druhu jsou typicky konstruovány z ocelového válce vyloženého žárovzdornými cihlami nebo jiným vhodným zárovzdorným materiálem a pomalu se otáčejí (například rychlostí 20 až 100 i více otáček za hodinu) kolem osy slabě odkloněné od vodorovné osy. V typickém případě tyto pece mívají průměr 2 až 4 m a jsou dlouhé 60 až 150 m. Výkon může být asi 500 až 4000 t/den v závislosti na velikosti.
• · · «
φ ·· φ · • ·
Surovinová směs (cementový premix) se plni do horního konce 14 pece 10 ze zásobníku 12. Tato směs se může připravovat mokrým nebo suchým způsobem jak je v oboru běžné, ale suchý způsob se obvykle používá, když jedna nebo obě materiálové složky mají zvýšenou tvrdost. V dlouhých pecích se mokré směsi zpracovávají ekonomičtěji. Tento popis znázorňuje zpracování mokré směsi v peci o délce 100 m a průměru 4 m. Při postupu dolů pecí k jejímu nižšímu konci 16. na levé straně obrázku je směs promíchávána a protřepávána. Po opuštění pece slínek postupuje k chladiči (není na obrázku) kde své teplo předává přímou nebo nepřímou výměnou tepla přiváděnému spalovacímu vzduchu.
Hořák 1S je umístěn na výstupním konci 16 a celému postupu dodává potřebné teplo. K tomuto konci 16 se přivádí předehřátý spalovací vzduch. Jako palivo se v typickém případě používá práškové bitumenní uhlí, ale může se použít jakékoliv palivo vhodné pro tento účel. Teploty jsou ve spalovacím pásmu poblíž hořáku 18 přibližně 1700 °C a na vyšším (chladném) konci 14 jsou typicky pod 700 °C. Proto jsou teploty na horkém konci 16 nad teplotami potřebnými pro močovinový proces SNCR a na chladném konci 14 je teplota příliš nízká. Vlivem vysokých spalovacích teplot jsou základní koncentrace N0x typicky nad 100 ppm a ještě častěji jsou v rozmezí asi 300 až 1000 ppm. Vynález zajišťuje značné snížení obsahu N0x, v typickém případě o 50 - 75 L
Vynález usnadňuje použití močovinového procesu SNCR aplikací močovinových granulí a prostředků pro vstřikování schopných generovat na výstupu z dýzy výstupní rychlosti vyšší než 10 m/sec. Injektor 20 je umístěn na konci chladného konce pece 14 poblíž jeho nejvyššího bodu.
Injektor 20 je zaměřen v linii, jež je nad osou rotace pece. Protože střední objemová rychlost plynů v peci je v rozmezí • · • ··· • · asi 3 až asi 25/sec, typicky mezi 6 a 10 m/sec a protože jednotlivé granule jsou vystaveny značné unášecí síle, výstupní rychlost dýzy má být pro tyto granule nejméně 25, raději však aspoň 100 m/sec, mají-li překonat vzdálenost 5 až 25 m uvnitř pece dříve než klesnou do rotujícího lože zahřívané surovinové směsi v peci. Horní limit této výstupní rychlosti dýzy není stanoven, ale v typickém případě bude nad 125 a pod 200 m/sec. Úspěšně lze použít injektorů používaných pro pískování povrchů, typicky konvergentnědivergentních dvoufázových dýz. Jedním vhodným typem této trysky je ocelová dýza vyráběná společnosti BHS GmbH, SRN, schopná injektovat granule močoviny počáteční rychlostí 120 až 140 m/sec při průtokové rychlosti 20 až asi 80 kg/hod.
Granule močoviny jsou do injektoru plněny z vhodného skladovacího zařízení označeného na obrázku jako zásobník
22. Granule mají komerční kavalitu, typicky mají rozměr 1 až 2 mm, např. 1,1 až 1,8 mm jako průměr hmotnostního mediánu. Je důležité, že jen asi 10 % hmotnostních granulí je o více než 50 % menší než minimum tohoto rozměrového rozmezí.
Rovněž je výhodné, když tyto granule jsou opatřeny povlakem. Obvykle jsou povlečeny polymery jako jsou polymery s povrchově aktivními vlastnostmi používané komerčně k tomuto účelu. Povlékání je v cementářství používáno jako prevence vytváření nálepků (úsad). Podle potřeby mohou tyto granule obsahovat i jiné materiály a s výhodou mohou obsahovat surovinovou směs (cementový premix) nebo mletý slínek v množství od asi 5 do asi 50 % hmotnostních. Kde se používá granulí tohoto typu, je možno je výhodně mlít na rozměr hmotnostního průměru asi 100 až asi 400 mesh (okatost) a spojit je s močovinou v roztavené formě před tvarováním granulí. Použití tohoto typu granulí je výhodné z hlediska uchování čistoty trysek, protože působí jako brusivo a
ιοί protože zvyšují hustotu granulí a tím zvyšuji hybnost a dolet injektovaných granulí.
Stlačený vzduch zajišťuje čerpadlo nebo kompresor 24 a je veden vhodným potrubím označeným 26 a 28. Potrubí 29 dodává vzduch v množství a tlaku potřebném pro dopravu částic močoviny ze zásobníku 22 do injektoru 20 a potrubí 26 dodává vzduch do dýzy injektoru při tlaku a rychlosti potřebných pro udělení potřebné hnací síly granulím. Tryska injektoru má být schopna granule injektovat takovou rychlostí, aby alespoň 75 % částic kleslo v pásmu 3 až 5 m ve směru osy. Raději však má klesnout v tomto pásmu alespoň 90 %.
Je výhodné, když existuje technické opatření pro stanovení teplot v různých bodech uvnitř pece. Například senzory 31 a 32, což mohou být termočlánky, lze použít pro vysílání signálu hlásícího teplotu v kontrolovaném místě. Tyto signály pak mohou být přenášeny do vhodného kontrolního centra 34 nebo jiného zařízení schopného srovnat signál s referenčním signálem a vyslat signál jako reakci na toto srovnání. Tento kontrolní signál je potom přenášen na ovladače ventilů a jiných regulačních a měřících zařízení pro regulaci dodávky stlačeného vzduchu potrubím 26 a 28 a granulí močoviny ze zdroje 20.
Močovina se uvádí do pece rychlostí potřebnou k tomu, aby molární poměr dusíku močoviny k dusíku NOX (známý v oboru jako normalizovaný stechiometrický poměr NSR) byl v rozmezí 0,5:1 k asi 3:1, typicky od asi 1:1 k asi 2:1. Močovina se nemá používat v koncentracích, jež by rozkladem vedly ke koncentraci čpavku vyšší než asi 25 ppm a je výhodné když takto vzniklý čpavek bude udržován na koncentraci nižší než 15 ppm. Určitý stupeň rozkladu močoviny na čpavek je však žádoucí, když se na technologické
♦ · • · · ·· • · fr fr · • · ♦ · lince za pecí používá elektrostatických precipitátorů, protože čpavek může usnadnit práci těchto přístrojů.
Cementový slínek je vyvážen z nižšího (chladného) konce 14 pece, chlazen jak uvedeno výše a mlet na částice vhodných rozměrů, jak je v oboru obvyklé.
Následující příklad je uveden v zájmu lepšího objasnění a ilustrování tohoto vynálezu a některých jeho výhod, ale v žádném případě jej nelze brát jako omezující vyjádření.
Pokud není uvedeno jinak, uváděná procenta jsou hmotnostní.
Příklad provedení vynálezu
Cementová surovinová směs obsahující 75 % kalcinovaného vápence a 25 % břidličné hlíny se mele v nárazovém mlýnu na práškovou surovinovou směs. Tato směs se pak zaváží do rotační pece rychlostí 40 t/hod. Pec je rotačního typu s délkou asi 100 m a průměrem 4 m. Pec se otáčí rychlostí asi 100 otáček za hodinu kolem nakloněné osy a mezi nižším a vyšším koncem je převýšení asi 5 m. V dolním konci se spaluje práškové uhlí v dvoukanálkovém hořáku, přičemž je vzduch předehřátý na asi 500 ’C dodáván v asi 13% (hmotnostním) přebytku. Uhlí je podáváno rychlostí potřebnou k tomu, aby vydávalo 3,17 MJ na tunu surovinové směsi. Surovinová směs se zahřívá když postupuje protiproudně proti spalným plynům produkovaným hořákem.
Teplota spalných plynů hned za hořákem je asi 1700 °C. Základní koncentrace N0x se naměří jako 550 ppm. Teplota na chladném konci pece, jímž je pec plněna surovinovou směsí, je asi 700 -800 ’C. Teploty 1000 ’C se v peci dosahuje v pásmu uvnitř pece vzdáleném 10-20 m.
Močovina se uvádí do injektoru typu Venturiho trubice, jímž je vháněna do pece počáteční (výstupní) rychlostí asi 140 m/sec. Močovinové granule mají průměr hmotnostního • · • · ··· • * ♦ • · · • fe ·♦ • fe · • · ·· fefe· · • · • fe ·* mediánu asi 1,6 mm, jsou kulovité a povlečeny povrchově aktivním prostředkem. Asi 90 % částic močoviny po průchodu pecí klesá v pásmu vzdáleném od místa vstřikování 9 až 12 m. Močovina se dodává s hodnotou NSR asi 1. Koncentrace NOX se sníží o 75 % na 140 ppm.
Výše uvedený popis má za cíl informovat pracovníka s běžnými odbornými znalostmi, jak uskutečnit tento vynález a není určen k tomu, aby podrobně rozebíral všechny jeho zřejmé modifikace a varianty, které jsou každému zkušenému pracovníkovi v oboru zřejmé po přečtení popisu. Zároveň se předpokládá, že všechny takové zřejmé modifikace a varianty spadají do rozsahu tohoto vynálezu, který je definován následujícími nároky. Tyto patentové nároky jsou míněny tak, že pokrývají nárokované složky a pracovní stupně v jakémkoliv pořadí účinném z hlediska zamýšlených cílů, pokud z kontextu specificky nevyplývá opak.
: 3237 - 7Á
• · · • 9 ··· • · · * ♦
9 · ·· • 9 9
9 99

Claims (7)

1. Způsob snižování emisí -Νθχ z rotačních cementářských pecí selektivní nekatalytickou redukcí, vyznačující se tím, že se do otevřeného konce rotační cementářské pece umístí injektor schopný injektovat granule močoviny rychlostí nejméně 25 m/s do horkých spalných plynů a granule močoviny jsou do spalných plynů injektovány s hybností dostatečnou k tomu, aby dosáhly pásma uvnitř pece, kde je teplota v rozsahu od 900 0 do 1100 °C.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že základní koncentrace NOX je v rozsahu od asi 300 do asi 1000 ppm a sníží se nejméně o 50 %.
3. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že granule jsou injektovány tak, aby alespoň 75 % z nich spadalo do pásma od 3 do 5 m v osovém směru v rotační peci.
4. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že počáteční rychlost částic opouštějících trysku je nejméně 25 m/s pro zajištění, že částice doletí uvnitř pece do vzdálenosti 5 až 25 m, než klesnou na otáčející se lože zahřívané surovinové směsi v peci.
5. Způsob zlepšení výroby cementového slínku v rotační peci, jež má vyšší chladný konec a horký konec zahřívaný na teplotu alespoň asi 1700 °C, vyznačuj ící se tím, že cementová surovinová směs obsahující uhličitan vápenatý a křemičitou složku je plněna do chladného konce pece;
do chladného konce rotační cementářské pece se umístí
14’.· • · * • · ··· • · · ♦ · • · · · «
injektor schopný injektovat granule močoviny při rychlostech nejméně 100 m/s do horkých spalných plynů;
granule močoviny jsou injektovány do spalných plynů s hybnosti dostačující k tomu, aby je dopravila do pásma v peci, kde je teplota v rozmezí 900 ° až 1100 °C a cementový slínek je odebírán z pece.
6. Zařízení pro snižování emisí NOX z rotačních cementářských pecí selektivní nekatalytickou redukcí, vyznačující se tím, že zahrnuje injektor schopný injektovat granule močoviny rychlostmi nejméně 100 m/s do horkých spalných plynů, umístěný v otevřeném konci rotační cementářské pece;
prostředky pro dodávku močoviny do uvedeného injektoru prostředky pro dodávku vzduchu do uvedeného injektoru pro vstřikování granulí močoviny do spalných plynů v peci s hybností dostačující k tomu, aby je dopravila do pásma v peci, kde je teplota v rozmezí 900 °do 1100 °C.
7. Zařízení pro snižováni emisí NOX ze spádných plynů selektivní nekatalytickou redukcí, vyznačuj ící se t í m, že zahrnuje injektor schopný vstřikovat granule močoviny rychlostmi nejméně 100 m/s do horkých spalných plynů;
prostředky pro dodávku močoviny do uvedeného injektoru prostředky pro dodávku vzduchu do uvedeného injektoru pro injektování granulí močoviny do spalných plynů s hybností dostačující k tomu, aby je dopravila do pásma, kde je teplota v rozmezí 900 °do 1100 °C.
CZ19983239A 1996-04-10 1997-04-10 Způsob snižování emisí oxidu dusíku z rotačních cementářských pecí selektivní nekatalytickou redukcí a zařízení k provádění tohoto způsobu CZ291810B6 (cs)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/628,539 US5728357A (en) 1996-04-10 1996-04-10 Reduction of NOx emissions from rotary cement kilns by selective noncatalytic reduction

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ323998A3 true CZ323998A3 (cs) 1999-04-14
CZ291810B6 CZ291810B6 (cs) 2003-06-18

Family

ID=24519325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ19983239A CZ291810B6 (cs) 1996-04-10 1997-04-10 Způsob snižování emisí oxidu dusíku z rotačních cementářských pecí selektivní nekatalytickou redukcí a zařízení k provádění tohoto způsobu

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5728357A (cs)
EP (1) EP0934112A4 (cs)
CN (1) CN1219890A (cs)
AU (1) AU2451697A (cs)
CZ (1) CZ291810B6 (cs)
PL (1) PL329390A1 (cs)
WO (1) WO1997037754A1 (cs)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19649922A1 (de) * 1996-12-02 1998-06-04 Krupp Polysius Ag Verfahren und Vorrichtung zur Wärmebehandlung von feinkörnigem Gut
DE19738056A1 (de) * 1997-09-01 1999-03-04 Anneliese Zementwerke Ag Entstickung von Feuerungsanlagen
US6280695B1 (en) 2000-07-10 2001-08-28 Ge Energy & Environmental Research Corp. Method of reducing NOx in a combustion flue gas
FR2843385B1 (fr) * 2002-08-08 2005-05-27 Vicat PERFECTIONNEMENT AUX PROCEDES DE FABRICATION D'UN CIMENT EN VUE NOTAMMENT DE REDUIRE L'EMISSION DES NOx
US8449288B2 (en) * 2003-03-19 2013-05-28 Nalco Mobotec, Inc. Urea-based mixing process for increasing combustion efficiency and reduction of nitrogen oxides (NOx)
US7670569B2 (en) * 2003-06-13 2010-03-02 Mobotec Usa, Inc. Combustion furnace humidification devices, systems & methods
US7537743B2 (en) * 2004-02-14 2009-05-26 Mobotec Usa, Inc. Method for in-furnace regulation of SO3 in catalytic NOx reducing systems
US8251694B2 (en) * 2004-02-14 2012-08-28 Nalco Mobotec, Inc. Method for in-furnace reduction flue gas acidity
TR200803199T1 (tr) * 2004-11-12 2008-12-22 The Babcock & Wilcox Company SNCR dağıtım ızgarası.
EP1779919A1 (fr) * 2005-10-31 2007-05-02 Constructions Industrielles De La Mediterranee- Cnim Procédé amélioré de réduction des NOx, dispositif et application au traitement des fumées issues de la combustion des déchets ménagers
US7410356B2 (en) 2005-11-17 2008-08-12 Mobotec Usa, Inc. Circulating fluidized bed boiler having improved reactant utilization
CA2636193A1 (en) * 2006-01-09 2007-07-19 Cadence Environmental Energy, Inc. Method and apparatus for reducing nox emissions in rotary kilns by sncr
FR2900062B1 (fr) * 2006-04-19 2008-06-27 Tredi Sa Procede et dispositif pour la reduction des nox dans des effluents gazeux d'incinerateur.
DE102006023147A1 (de) * 2006-05-16 2008-01-10 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Verfahren und Vorrichtung zum Bereitstellen eines gasförmigen Stoffgemisches
US7377773B2 (en) * 2006-08-03 2008-05-27 Chemical Lime Company Method of reducing NOx emissions in rotary preheater mineral kilns
US8069824B2 (en) * 2008-06-19 2011-12-06 Nalco Mobotec, Inc. Circulating fluidized bed boiler and method of operation
ES2333395B1 (es) * 2009-05-29 2010-10-01 Fmc Foret S.A. Composicion reductora de emisiones de nox y de cromo vi en la fabricacion de cemento y procedimiento de aplicacion de la misma.
US20120315590A1 (en) * 2011-06-10 2012-12-13 Hansen Eric R Method and apparatus for reducing nox emissions in rotary kilns by sncr
ES2524349T3 (es) * 2011-10-25 2014-12-05 Magnesitas Navarras S.A. Dispositivo para la disminución del contenido de NOx en los gases de salida de un horno de combustión rotativo
CN102650497B (zh) * 2012-05-24 2014-12-17 中国建筑材料科学研究总院 一种降低水泥回转窑烧成带区域氮氧化物排放量的方法及水泥回转窑
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
CN103007722B (zh) * 2012-12-10 2015-08-12 徐州燃控科技股份有限公司 干法选择性非催化还原方法及装置
EP3957610A1 (de) 2020-08-17 2022-02-23 DENNERT PORAVER GmbH Entstickung von abgasen bei der herstellung eines blähglasgranulats

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3900554A (en) * 1973-03-16 1975-08-19 Exxon Research Engineering Co Method for the reduction of the concentration of no in combustion effluents using ammonia
JPS5227422A (en) * 1975-07-23 1977-03-01 Ishikawajima Harima Heavy Ind Methdod of removing nitrogen oxides in apparatus for baking raw materials for cement
US4208386A (en) * 1976-03-03 1980-06-17 Electric Power Research Institute, Inc. Urea reduction of NOx in combustion effluents
JPS52117869A (en) * 1976-03-31 1977-10-03 Onoda Cement Co Ltd Method for decreasing nitrogen oxides contained in combustion exhaust gas
US4325924A (en) * 1977-10-25 1982-04-20 Electric Power Research Institute, Inc. Urea reduction of NOx in fuel rich combustion effluents
DE3688741T2 (de) * 1985-10-04 1993-11-11 Fuel Tech Inc Verminderung der stickstoff- und kohlenstoffhaltigen schadstoffe mittels harnstofflösungen.
US4719092A (en) * 1985-10-04 1988-01-12 Fuel Tech, Inc. Reduction of nitrogen-based pollutants through the use of urea solutions containing oxygenated hydrocarbon solvents
US4842834A (en) * 1987-02-02 1989-06-27 Fuel Tech, Inc. Process for reducing the concentration of pollutants in an effluent
US4915036A (en) * 1988-02-26 1990-04-10 Fuel Tech, Inc. Boiler and injector for reducing the concentration of pollutants in an effluent
US5171552A (en) * 1989-07-19 1992-12-15 Hitachi Zosen Corporation Dry processes for treating combustion exhaust gas
JPH0696089B2 (ja) * 1989-12-22 1994-11-30 日立造船株式会社 流動層ボイラにおける高効率脱硫脱硝方法
DE69120812T2 (de) * 1990-05-21 1997-02-27 Nalco Fuel Tech Gmbh Verfahren zur minimierung der konzentration an schadstoffen in verbrennungsgasen
DE4308542A1 (de) * 1993-03-17 1994-09-22 Man Nutzfahrzeuge Ag Verfahren und Vorrichtung zur selektiven katalytischen Reduktion von NO¶x¶ in sauerstoffhaltigen Gasen

Also Published As

Publication number Publication date
PL329390A1 (en) 1999-03-29
CN1219890A (zh) 1999-06-16
EP0934112A4 (en) 1999-12-29
EP0934112A1 (en) 1999-08-11
AU2451697A (en) 1997-10-29
US5728357A (en) 1998-03-17
CZ291810B6 (cs) 2003-06-18
WO1997037754A1 (en) 1997-10-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CZ323998A3 (cs) Způsob snižování emisí oxidů dusíku z rotačních cementářských pecí selektivní nekatalytickou redukcí a zařízení k jeho provádění
US7959435B2 (en) Method and apparatus for reducing NOx emissions in rotary kilns by SNCR
EP2074368B1 (en) Method of improving nox emissions control in rotary preheater limestone kilns
JPH0415008B2 (cs)
JPH03177785A (ja) ロータリーキルンに粉塵を再利用する方法及び装置
CN109141028A (zh) 链篦机-回转窑球团低NOx生产装置及球团生产方法
HU202422B (en) Method for removing gaseous sulfur compounds from flue gas of boilers
US2506618A (en) Apparatus for sintering ores
JPH0541680B2 (cs)
US4263264A (en) Method of abating nitrogen oxides in combustion waste gases
US20120315590A1 (en) Method and apparatus for reducing nox emissions in rotary kilns by sncr
CN114682065B (zh) 一种用于智能活性氨基还原脱硝的脱硝剂和对窑尾烟气进行脱硝的方法
JP2000007391A (ja) 廃プラスチックを利用したロータリーキルンにおける生石灰・焼ドロマイト製造方法
CN115362342A (zh) 用于使石灰窑内的燃烧温度和热辐射降低的方法
US1071303A (en) Apparatus for burning cement.
JPS61287419A (ja) 炉の煙道ガスから気体硫黄化合物を除去する方法
RU2118940C1 (ru) Способ получения высококонденсированного фосфата аммония цепного строения
RU2163645C1 (ru) Барабанный агрегат для получения обожженных окатышей
JP3195191B2 (ja) 廃プラスチックを利用したロータリーキルンにおける生石灰・焼ドロマイト製造方法
SU1232910A1 (ru) Устройство дл отоплени горнов конвейерных машин
US9718025B2 (en) Reducing hydrochloric acid in cement kilns
US4239537A (en) Process for the preparation of ferro lime
CA2125208A1 (en) Method of reducing the content of nitrogen oxide in cement kiln exhaust gases
JPH08281057A (ja) セメントロータリーキルンからの煙道ガスの乾式脱硫方法
CA1113226A (en) Method of producing at least one of ferro-lime and ferro-dolime

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: 20110410