PL183836B1 - Sposób zmniejszania emisji NOx z instalacji piecowej - Google Patents

Sposób zmniejszania emisji NOx z instalacji piecowej

Info

Publication number
PL183836B1
PL183836B1 PL97328405A PL32840597A PL183836B1 PL 183836 B1 PL183836 B1 PL 183836B1 PL 97328405 A PL97328405 A PL 97328405A PL 32840597 A PL32840597 A PL 32840597A PL 183836 B1 PL183836 B1 PL 183836B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
zones
fuel
zone
combustion chamber
burned
Prior art date
Application number
PL97328405A
Other languages
English (en)
Other versions
PL328405A1 (en
Inventor
Soren Hundebol
Original Assignee
Smidth & Co As F L
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
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=8090335&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=PL183836(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Smidth & Co As F L filed Critical Smidth & Co As F L
Publication of PL328405A1 publication Critical patent/PL328405A1/xx
Publication of PL183836B1 publication Critical patent/PL183836B1/pl

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
    • C04B7/43Heat treatment, e.g. precalcining, burning, melting; Cooling
    • 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
    • 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
    • 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 peculiar to rotary-drum furnaces
    • 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 peculiar to rotary-drum furnaces
    • F27B7/2016Arrangements of preheating devices for the charge
    • F27B7/2025Arrangements of preheating devices for the charge consisting of a single string of cyclones
    • F27B7/2033Arrangements 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)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Ecology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (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)

Abstract

1. Sposób zmniejszania emisji NOx z instalacji piecowej do obróbki cieplnej surowców, w której to instalacji piecowej mozna spalac zawierajace azot paliwa co najmniej w trzech róznych strefach: w pierwszej z tych co najmniej trzech stref spala sie paliwo doprowadzajac do niej gaz zawierajacy tlen, w drugiej z tych co najmniej trzech stref spala sie paliwo doprowadzajac do niej, odpowiednimi kanalami gazy spalinowe zawierajace NO z pozostalych co najmniej dwóch stref, przy czym gazy spalinowe wyplywajace z tej strefy usuwa sie z instalacji piecowej, w trzeciej z tych co najmniej trzech stref spala sie paliwo doprowa- dzajac do niej gaz zawierajacy tlen, znamienny tym, ze strumien surowców z podgrzewacza wstepnego (12) rozdziela sie na trzy strumienie (14, 15, 16) regulujac temperature w drugiej (2) oraz w trzeciej (3) sposród tych co najmniej trzech stref w przedziale wartosci 900- 1200°C, przy czym pierwszy (15) sposród tych strumieni doprowadza sie do gazów spalinowych wyplywajacych z pierwszej strefy (1) do drugiej strefy (2) kanalem (6), drugi (16) z tych strumieni doprowadza sie do trzeciej strefy (3), oraz trzeci (14) sposród tych strumieni dopro- wadza sie do strumienia materialu plynacego przez druga strefe (2) za kanalem (7) doprowadzajacym czesciowo wyprazony material z trzeciej strefy (3). Fig. 1 PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy sposobu zmniejszania emisji NOx z instalacji piecowej.
Tlenki azotu, NOx, powstają podczas spalania w wyniku utleniania azotu w paliwie oraz w wyniku utleniania azotu znajdującego się w powietrzu do spalania. W przypadku kiedy temperatura w strefie spalania wynosi poniżej 1200°C, NOx powstaje tylko z azotu znajdującego się w paliwie. Ten rodzaj określa się mianem NOx paliwowych. Jeżeli natomiast temperatura podnosi się do poziomu powyżej 1200°C, tlenki azotu powstają również z azotu zawartego w powietrzu do spalania. Ten rodzaj tych tlenków określa się mianem termicznych NOx. W przybliżeniu 95% tlenków azotu B powstających jako paliwowe NOx i termiczne NOx składa się z tlenku azotu NO.
183 836
W instalacji, w której spala się paliwo zawierające azot, mogą przebiegać następujące typy reakcji:
(1) Npaiww + O — NO (2) Npaliw^ +NO - N2 + O .
Reakcja (1) wskazuje, że powstawanie NO w danej strefie zależy od zawartości azotu w paliwie oraz od zawartości tlenu w gazach w tej strefie. Reakcja (2) wskazuje, że jeśli NO jest już w gazie doprowadzanym do tej strefy, to ilość NO obecnego w doprowadzanym gazie będzie zmniejszana za pomocą związków azotu uwalnianych z paliwa. Zatem wynikowa ilość powstającego NO zależy również od ilości NO w doprowadzanym gazie więc, ponieważ szybkość przebiegu reakcji (2) zwiększa się bardziej ze wzrostem temperatury niż szybkość przebiegu reakcji (1), wzrost temperatury prowadzi, w aspekcie sumarycznym, do zmniejszenia ilości NOX emitowanej ze strefy prażenia. W nawiązaniu do wysokotemperaturowego spalania w kalcynatorze, wiadomo, że w razie zwiększenia temperatury o około 100°C możliwe jest obniżenie ilości emitowanych z kalcynatora NOX o 10-15%. Górną wartością graniczną dla tej korzystnej sytuacji jest 1200°C, ponieważ w temperaturze tej ilość wytwarzanych termicznych NOX z powietrza do spalania przewyższa redukcję NO w wyniku reakcji (2).
W przypadku stosowania pieca prażalniczego do wytwarzania klinkieru cementowego obróbka cieplna składa się ze wstępnego podgrzewania, kalcynacji, spiekania i chłodzenia surowców mineralnych.
Trzema strefami, w których spala się paliwo zawierające N, są strefa spiekania, w piecu, oraz dwa miejsca w strefie kalcynacji, w kalcynatorze oraz w co najmniej jednej komorze spalania. Według opisu wynalazku, komora spalania jest strefa, w której pali się paliwo i w której dodaje się równocześnie materiały do obróbki. Kalcynator jest komorą spalania usytuowaną w kanale gazowym pieca, przez którą przepływają gazy spalinowe z pieca.
Temperatura w piecu do wytwarzania klinkieru cementowego przekracza wartość 1200°C tylko w samym piecu do spiekania. Niezbędna temperatura i czas przebywania w piecu zależą od właściwości surowców. Zatem surowce o słabej palności wymagają stosowania wyższej temperatury i/lub dłuższego czasu przebywania w piecu. Tego typu warunki z wysoką temperatura spalania do 2000°C znacznie zwiększają wielkość emisji NOx.
Przeprowadzone pomiary świadczą o tym, że ilość substancji lotnych w zużytym paliwie oraz temperatura, przy jakiej zachodzi kalcynacja, są czynnikami wpływającymi na powstawanie NOx; w strefie kalcynacji. Im wyższa zawartość substancji lotnych w paliwie, tym mniejsza ilość Np^wego przetwarzanego na NOx.
Powszechnie wiadomo, że można osiągnąć różne korzyści, konstruując strefę kalcynacji z dodatkową komorą spalania usytuowaną w taki sposób, że komora ta jest zasilana wyłącznie powietrzem trzeciorzędowym z chłodnicy. Można rozważyć umieszczenie takiej komory spalania w strefie kalcynacji, o ile dodaje się do niej surowce.
Instalację tego typu ujawniono w europejskim opisie patentowym nr 103423 (F.L. Smidth & Co. A/S, odpowiada DK-C-151319). Z opisu tego znana jest instalacja (SLC-S) do kalcynacji surowców cementowych, w której uwzględniono możliwość napotkania trudności w całkowitym spalaniu paliwa stosowanego w kalcynatorze. W instalacji tej doprowadza się surowiec w postaci mączki, po jego przejściu przez cyklonowy podgrzewacz wstępny do komory spalania w której kalcynuje się go w gorącym powietrzu z chłodnicy. Po podgrzaniu, surowiec w postaci mączki kieruje się do strefy kalcynacji w dwóch miejscach: w komorze spalania oraz w kanale gazowym pieca lub w komorze retencyjnej. Korzystnie istnieje możliwość doprowadzania paliwa do kanału gazowego pieca za pośrednictwem palnika, ale to dodatkowe paliwo doprowadza się w celu zapewnienia możliwości zwiększenia ilości surowca w postaci mączki w kanale gazowym pieca.
Znana jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4,014,641 (Mitsubishi) instalacja do kalcynacji surowców cementowych, w której zmniejszono ilość tlenku azotu w gazach spalinowych z pieca, wytwarzając w kanale gazowym pieca obszar, do którego doprowadza się gaz redukujący. Gorące powietrze z chłodnicy doprowadzane kanałem oraz gorące powietrze z pieca (doprowadzane innym kanałem) kieruje się do cyklonowego podgrzewacza wstępnego, w którym podgrzewa się surowiec przeciwprądowo z gorącym
183 836 gazem z chłodnicy i z pieca. W obszarze kanału gazowego pieca, znajdującym się pod kanałem zasilającym w powietrze z chłodnicy, wytwarza się warunki redukujące doprowadzając kanałem gazy redukujące. Gazy redukujące powstają w kalcynatorze, ponieważ ilość powietrza doprowadzanego do kalcynatora wystarcza do gazyfikacji paliwa w kalcynatorze, ale nie wystarcza do doprowadzenia do całkowitego spalenia paliwa w kalcynatorze. Istotną wadą takiej instalacji jest niemożność stosowania w niej paliw trudnych do zapalenia i wolno palących się, takich jak koks ponaftowy, antracyt i inne węgle o małej zawartości gazu, ponieważ otrzymuje się z nich dużą ilość niespalonego resztkowego węgla, który osadza się w piecu obrotowym, w wyniku czego powstają problemy z usuwaniem siarki i zbrylaniem materiału.
Znana jest z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 5,364,265 (CLE) jeszcze inna instalacja do kalcynacji, w której ogranicza się emisję NOX wytwarzając w komorze spalania gazy redukujące, a mianowicie CO i H. Koks powstający w komorze spalania podczas tego procesu ma charakterystyczne właściwości reakcyjne. Jednakże stosunkowo trudno jest zoptymalizować ten sposób pod względem zapewnienia minimalnej emisji NOX ponieważ podczas tego procesu można regulować tylko kilka parametrów. Ilość paliwa spalanego w komorze spalania zależy wyłącznie od wymaganego stopnia kalcynacji surowca w postaci · mączki.
Celem wynalazku jest opracowanie sposobu zmniejszenia emisji NOX z pieca z równoczesnym umożliwieniem wykorzystania paliw o słabej reakcyjności, takich jak koks ponaftowy, antracyt i inne odmiany węgla o małej zawartości gazów, w strefach o stosunkowo niskiej temperaturze. W procesie wytwarzania klinkieru cementowego, strefy o stosunkowo niskiej temperaturze znajdują się w zespole (zespołach) kalcynujących przed wprowadzeniem surowca w postaci mączki do pieca.
Sposób zmniejszania emisji NOx z instalacji piecowej do obróbki cieplnej surowców, w której to instalacji piecowej można spalać zawierające azot paliwa co najmniej w trzech różnych strefach: w pierwszej z tych co najmniej trzech stref spala się paliwo doprowadzając do niej gaz zawierający tlen, w drugiej z tych co najmniej trzech stref spala się paliwo doprowadzając do niej, odpowiednimi kanałami gazy spalinowe zawierające NO z pozostałych co najmniej dwóch stref, przy czym gazy spalinowe wypływające z tej strefy usuwa się z instalacji piecowej, w trzeciej z tych co najmniej trzech stref spala się paliwo doprowadzając do niej gaz zawierający tlen, charakteryzuje się według wynalazku tym, że strumień surowców z podgrzewacza wstępnego rozdziela się na trzy strumienie regulując temperaturę w drugiej oraz w trzeciej spośród tych co najmniej trzech stref w przedziale wartości 900-1200°C, przy czym pierwszy spośród tych strumieni doprowadza się do gazów spalinowych wypływających z pierwszej strefy do drugiej strefy kanałem, drugi z tych strumieni doprowadza się do trzeciej strefy, oraz trzeci spośród tych strumieni doprowadza się do strumienia materiału płynącego przez drugą strefę za kanałem doprowadzającym częściowo wyprażony materiał z trzeciej strefy.
Korzystnie trzeci spośród strumieni doprowadza się do strumienia materiału w miejscu znajdującym się za drugą strefą.
Korzystnie pierwszą strefą jest piec, drugą strefą jest kalcynator a trzecią strefą jest co najmniej jedna komora spalania.
Korzystnie surowce i gaz zawierający tlen doprowadza się do górnej części komory (komór) spalania, paliwo spala się również w górnej części komory (komór) spalania oraz co najmniej częściowo wyprażony materiał wraz z gazami spalinowymi odprowadza się z dna komory (komór) spalania.
Korzystnie temperatura w kalcynatorze mieści się w przedziale wartości 900-1150°C.
Korzystnie temperatura w komorze (komorach) spalania mieści się w przedziale wartości 900-1200°C.
Korzystnie temperatura w komorze (komorach) spalania mieści się w przedziale wartości 1000-1200°C.
Korzystnie temperatura w kalcynatorze mieści się w przedziale wartości 950-1150°C.
Korzystnie temperatura w komorze (komorach) spalania mieści się w przedziale wartości 1050-1200°C.
183 836
Korzystnie temperatura w kalcynatorze mieści się w przedziale wartości 1000-1150°C.
Sposób polegający na spalaniu w komorze spalania znajdującej się w kanale powietrza trzeciorzędowego oraz w kalcynatorze, który jest komorą spalania znajdującą się w kanale gazowym pieca, stanowi połączenie instalacji ILC (kalcynator w linii) z instalacją SLC-S (oddzielny kalcynator i pojedynczy podgrzewacz). Z tego względu, wydaje się uzasadnione założenie, że wielkość emisji NOV z takiej kombinowanej instalacji jest wartością pośrednią pomiędzy wielkością emisji NOX z instalacji ILC a wielkością emisji z instalacji SLC-S o równoważnej wydajności. Jednakże zupełnie nieoczekiwanie okazało się, że emisja NOX, z instalacji pracującej sposobem według wynalazku jest mniejsza niż uzyskiwana w którejkolwiek z dwóch instalacji konwencjonalnych, ILC i SLC-S.
Również bardzo prosta jest przebudowa istniejących instalacji ILC w instalację, która może pracować sposobem według wynalazku, co oznacza możliwość zastosowania paliw trudnych do spalania w strefie kalcynowania.
W istniejących, znanych instalacjach SLC-S można już spalać paliwo w kanale gazowym pieca w celu utworzenia strefy redukującej, a tym samym można w instalacjach tych zastosować wynalazek bez konieczności dokonywania w nich jakichkolwiek poważnych modyfikacji strukturalnych.
W opisie zastosowano następujące określenia ilości paliwa spalanego w co najmniej trzech różnych strefach instalacji piecowej: w pierwszej ze stref spala się paliwo w ilości „c, w drugiej z tych co najmniej trzech stref spala się paliwo w ilości „b i zaś w trzeciej ze stref spala się paliwo w ilości a.
Nawet w przypadku spalania umiarkowanych ilości b paliwa w kanale gazowym pieca, na przykład około 10% całkowitej ilości paliwa zużywanego w strefie kalcynowania, możliwe będzie uzyskanie znaczącego zmniejszenia emisji NOX ze strefy kalcynowania, ale minimalna wielkość emisji NOx ze strefy kalcynowania ustala się kiedy w kalcynatorze spala się paliwo b w ilości od 25% do 75%.
W celu minimalizacji emisji NOx podczas procesu wytwarzania klinkieru cementowego, korzystne jest żeby proces przebiegający w komorze spalania i w kalcynatorze przebiegał w stosunkowo wysokiej temperaturze, ponieważ szybkość reakcji (2) rośnie bardziej niż szybkość reakcji (1). Ponadto w wyższych temperaturach rośnie intensywność spalania paliw o słabej palności, takich jak koks ponaftowy i antracyt. Górną wartością graniczną temperatur roboczych, kiedy stosuje się proces wytwarzania cementu, jest temperatura około 1200°C. W pobliżu temperatury 1200°C rozpoczyna się powstawanie fazy ciekłej w surowcu w postaci mączki, w wyniku czego staje się ona lepka.
Sposobem regulowania temperatury w kalcynatorze i komorze spalania jest kontrolowany sposób doprowadzania surowca w postaci mączki do strefy kalcynowania. Stwierdzono zatem, że korzystne jest zwłaszcza dzielenie surowca w postaci mączki, doprowadzanego do strefy kalcynowania, na trzy części. Następnie te trzy części doprowadza się, odpowiednio, przed, za i do kalcynatora, oprócz surowca w postaci mączki doprowadzanego do komory spalania. W związku z tym rozdzieleniem, w tej części strefy kalcynowania, która znajduję się bezpośrednio za mieszanką gazów spalinowych z pieca, gazów spalinowych i częściowo skalcynowanych surowców z komory spalania oraz paliwa do kalcynatora, ale przed dodaniem pozostałej części surowców, ustala się temperaturę na 1000-1150°C. Ta strefa temperaturowa zapewnia, korzystnie, rozkład NOx również w przypadku stosowania paliw trudnych w paleniu się, takich jak koks ponaftowy i antracyt.
Przedmiot wynalazku bliżej opisano w przykładach wykonania na rysunku na którym fig. 1 przedstawia przykład wykonania instalacji umożliwiającej realizację sposobu według wynalazku, fig. 2 - emisję NOx z wielu instalacji ILC w funkcji ilości NOx wpływającego do kalcynatora, fig. 3 - emisję NOx z kalcynatora w funkcji ilości paliwa dodawanego do kalcynatora w relacji do łącznej ilości paliwa dodawanego do strefy kalcynowania.
Instalacja piecowa z fig. 1 jest instalacją do wytwarzania klinkieru cementowego. W jej skład wchodzi piec 1, kalcynator 2 i komora spalania 3. Za piecem 1 znajduje się chłodnica klinkieru 4, z której doprowadza się gorące powietrze kanałem 5 do strefy kalcynowania. Gorące powietrze jest rozdzielane na dwa kanały 5a i 5b prowadzące je do kalcynatora 2 i komo6
183 836 ry spalania 3. Kalcynator 2 zasila się gorącymi gazami spalinowymi z pieca 1 za pośrednictwem kanału 6 oraz gorącymi gazami zmieszanymi z częściowo wyprażonym materiałem z komory spalania 3 za pośrednictwem kanału 7.
Materiał wyprażony kieruje się z kalcynatora 2 kanałem 8 w zawiesinie do cyklonu rozdzielającego 9. W cyklonie tym zawiesina materiału w gazie jest rozdzielana na strumień materiału wyprażonego i strumień gorących gazów. Wyprażony surowiec transportuje się kanałem 10 do pieca obrotowego 1, a strumień gorących gazów kanałem 11 do podgrzewacza zawiesinowego z kilku cyklonami. Na fig. 1 pokazano tylko najniższy cyklon 12 w podgrzewaczu.
Podgrzany surowiec z cyklonu 12 kieruje się za pomocą trzyczęściowej instalacji 13 w dół do strefy kalcynowania trzema kanałami jako strumienie 14, 15 i 16. Kanał ze strumieniem 14 doprowadza surowiec do miejsca znajdującego się za kalcynatorem lub do odpowiedniego kalcynatora 2, kanał ze strumieniem 15 doprowadza sur owiec do gazów spalinowych z pieca 1 tak, że surowiec w postaci mączki test kierowany do kalcynatora 2, a kanał ze strumieniem 16 doprowadza surowiec do komory spalania 3. Strumień 16 można kierować bezpośrednio do komory spalania 3 lub do kanału 5 powietrza trzeciorzędowego, który to kanał pokazano na fig. 1.
Cały strumień surowca jest stale rozprowadzany w sposób kontrolowany na trzy strumienie 14, 15 i 16, oraz, w sytuacjach specjalnych, można, na przykład, odciąć przepływ materiału jednym lub kilku kanałami zawierającymi strumienie 14, 15 i 16.
W instalacji tego typu paliwo można spalać w kalcynatorze 2 za pomocą palnika 17 (b kcal/kg klinkieru), w komorze spalania 3 za pomocą palnika 18 (a kcal/kg klinkieru) oraz w piecu 1 za pomocą palnika 19 (c kcal/kg klinkieru).
Na fig. 2 przedstawiono zarejestrowane dane dla wytwarzania NO w wielu kalcynatorach typu ILC w funkcji ilości NO doprowadzanego do kalcynatora z pieca. Dane te dotyczą pomiarów z wielu różnych instalacji, w których spala się różnorodne paliwa o różnych wartościach kalorycznych i różnych zawartościach azotu, więc zastosowano bezwymiarowy sposób przedstawiania wyników, w którym:
NOwej
NO wyj — NOwej
NpaWvowego = współczynnik konwersji w NO.
- oraz NOwe, NOwi i N_a1W0We obliczono w formie kmol/h lub kg N-ekwiwalentnego/kg klinkieru.
Jeżeli krzywą tę przystosuje się do danych doświadczalnych, powstaje następujące równanie:
y = 1.5.exp (-x)-1
Jeżeli istnieje możliwość wyboru wielkości x, to trzeba ja wybrać w taki sposób, żeby y < 0, co oznacza, że ilość NOX odprowadzanego z kalcynatora jest mniejsza niż doprowadzanego do kalcynatora. Jeżeli istnieje możliwość spalania w trzech miejscach instalacji piecowej, to można wybrać taką wartość x.
Po przeprowadzeniu przykładowych obliczeń z wykorzystaniem powyżej postaci y dla instalacji, w której paliwo można spalać zarówno w kalcynatorze jak i w komorze spalania, otrzymuje się krzywą pokazaną na fig. 3.
W przykładzie tym spala się całkowitą ilość klinkieru 750 kcal/kg w instalacji piecowej, z czego ilość c = 300 kcal/kg klinkieru spala się w piecu obrotowym. Jeżeli paliwem spalanym w piecu obrotowym jest koks ponaftowy, współczynnik konwersji Nawowego w NO będzie stosunkowo niski ze względu na to, że temperatura płomienia koksu ponaftowego nie jest szczególnie wysoka, i z tego względu ilość wytwarzanych termicznych NOX jest dosyć mała, natomiast, równocześnie, temperatura występująca w piecu, równa 1400°C, jest wystarczająco
183 836 wysoka do uzyskania dominacji przez reakcję (2). W konsekwencji tego, współczynnik konwersji dla pieca ustala się na poziomie ypieca = 0,3, co jest typową wartością dla pieców obrotowych opalanych koksem ponaftowym.
W strefie kalcynowania przebiega spalanie a+b = 450 kcal/kg klinkieru, który dzieli się na b kcal/kg klinkieru w kalcynatorze i 450-b kcal/kg klinkieru w komorze spalania. Jeżeli temperaturę w komorze spalania utrzymuje się na poziomie około 1100°C, współczynnik konwersji w komorze spalania wynosi, typowo, dla spalania koksu ponaftowego około ykomory spalania 0,5.
Dla kalcynatora stosuje się następujące zależności:
ykalc
NOwyj, lukc — NOwej, kalc
Nppliwo we, kale
Nppiwowe, kale Wltalc N^wyj , kale ” NOwej, PWc
NOwy aWa UpoiiwwO, ltalc ' WpcIc + ΝΟ^ι Cale
NOyj, epc ePpoWvowe, WaW ’ Ykpa a^^eOoiyyp + OOtaoiyiy spalania) _ ePpaliwowe, epc ' Yaala ((Naaliwowa, eicca ’ Ypiccc P Npwwewo, Oomyiy saalaaia' Yoonwiy spclpioP_ Emisję NOwyj, ^przedstawiono na fig. 3 w funkcji b/a+b:
NOwj eac b YwCc + Nsajwowe, pieca ypieca Cpaiwowe komory spalana Neonimy spalana = b * (1 5 eXp(-) — 1) + Npaliwwe, * yaicca + Npaliwowe, katCc * ykaCc bl paliwowe, kalc = ń*(1.5exp(
300 * 0,3 + (450 - 6) * 0,5 b )-1)-+ 300* 0,3 + (450ο£)*0,5
Jeżeli b/a+b =0, instalację używa się jak instalację SLC-S, w którym to przypadku NOX jest na maksymalnym możliwym poziomie. Jeżeli b/a+b =1, wtedy a=0 i instalację używa się jak instalację ILC.
Jak wyraźnie widać z fig. 3, absolutne minimum graniczne emisji NOX, występuje dla b/a+b = 0,5.
Wartość minimalna zależy w zasadzie od ilości NOX wytwarzanej w piecu. Im większa ilość NOX doprowadzanych z pieca do kalcynatora, tym mniejsza ilość paliwa powinna być

Claims (10)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Sposób zmniejszania emisji NOX z instalacji piecowej do obróbki cieplnej surowców, w której to instalacji piecowej można spalać zawierające azot paliwa co najmniej w trzech różnych strefach: w pierwszej z tych co najmniej trzech stref spala się paliwo doprowadzając do niej gaz zawierający tlen, w drugiej z tych co najmniej trzech stref spala się paliwo doprowadzając do niej, odpowiednimi kanałami gazy spalinowe zawierające NO z pozostałych co najmniej dwóch stref, przy czym gazy spalinowe wypływające z tej strefy usuwa się z instalacji piecowej, w trzeciej z tych co najmniej trzech stref spala się paliwo doprowadzając do niej gaz zawierający tlen, znamienny tym, że strumień surowców z podgrzewacza wstępnego (12) rozdziela się na trzy strumienie (14,15,16) regulując temperaturę w drugiej (2) oraz w trzeciej (3) spośród tych co najmniej trzech stref w przedziale wartości 900-1200°C, przy czym pierwszy (15) spośród tych strumieni doprowadza się do gazów spalinowych wypływających z pierwszej strefy (1) do drugiej strefy (2) kanałem (6), drugi (16) z tych strumieni doprowadza się do trzeciej strefy (3), oraz trzeci (14) spośród tych strumieni doprowadza się do strumienia materiału płynącego przez drugą strefę (2) za kanałem (7) doprowadzającym częściowo wyprażony materiał z trzeciej strefy (3).
  2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że trzeci (14) spośród strumieni doprowadza się do strumienia materiału w miejscu znajdującym się za drugą strefą (2).
  3. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pierwszą strefą jest piec (1), drugą strefąjest kalcynator (2) a trzecią strefąjest co najmniej jedna komora spalania (3).
  4. 4. Sposób według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że surowce i gaz zawierający tlen doprowadzą się do górnej części komory (komór) spalania (3), paliwo spala się również w górnej części komory (komór) spalania (3) oraz co najmniej częściowo wyprażony materiał wraz z gazami spalinowymi odprowadzą się z dna komory (komór) spalania (3).
  5. 5. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że temperatura w kalcynatorze (2) mieści się w przedziale wartości 900-1150°C.
  6. 6. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że temperatura w komorze (komorach) spalania (3) mieści się w przedziale wartości 900-1200°C.
  7. 7. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że temperatura w komorze (komorach) spalania (3) mieści się w przedziale wartości W00-1200°C.
  8. 8. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że temperatura w kalcynatorze (2) mieści się w przedziale wartości 950-1150°C.
  9. 9. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że temperatura w komorze (komorach) spalania (3) mieści się w przedziale wartości 1050-1200°C.
  10. 10. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że temperatura w kalcynatorze (2) mieści się w przedziale wartości 1000-1150°C.
PL97328405A 1996-02-14 1997-01-22 Sposób zmniejszania emisji NOx z instalacji piecowej PL183836B1 (pl)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DK15096 1996-02-14
PCT/DK1997/000029 WO1997030003A1 (en) 1996-02-14 1997-01-22 METHOD FOR REDUCING NOx EMISSION FROM A KILN PLANT

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL328405A1 PL328405A1 (en) 1999-01-18
PL183836B1 true PL183836B1 (pl) 2002-07-31

Family

ID=8090335

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL97328405A PL183836B1 (pl) 1996-02-14 1997-01-22 Sposób zmniejszania emisji NOx z instalacji piecowej

Country Status (20)

Country Link
US (1) US5975891A (pl)
EP (1) EP0880481B1 (pl)
JP (1) JP4302185B2 (pl)
KR (1) KR100450040B1 (pl)
CN (1) CN1124998C (pl)
AU (1) AU702018B2 (pl)
BR (1) BR9707516A (pl)
CA (1) CA2240442C (pl)
CZ (1) CZ295517B6 (pl)
DE (1) DE69704657T2 (pl)
DK (1) DK0880481T3 (pl)
ES (1) ES2157061T3 (pl)
GR (1) GR3036257T3 (pl)
ID (1) ID15941A (pl)
PL (1) PL183836B1 (pl)
RU (1) RU2168687C2 (pl)
TW (1) TW410263B (pl)
UA (1) UA49875C2 (pl)
WO (1) WO1997030003A1 (pl)
ZA (1) ZA97975B (pl)

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
ATE298872T1 (de) * 2002-03-07 2005-07-15 Smidth As F L Verfahren und anlage zur herstellung von zementklinker
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
BR112021008525A2 (pt) 2018-11-02 2021-08-03 Gcp Applied Technologies Inc. produção de cimento
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

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Also Published As

Publication number Publication date
CZ258398A3 (cs) 1998-12-16
WO1997030003A1 (en) 1997-08-21
BR9707516A (pt) 1999-07-27
KR100450040B1 (ko) 2004-11-26
UA49875C2 (uk) 2002-10-15
ZA97975B (en) 1997-08-05
EP0880481A1 (en) 1998-12-02
CZ295517B6 (cs) 2005-08-17
CN1124998C (zh) 2003-10-22
DK0880481T3 (da) 2001-06-18
AU1540297A (en) 1997-09-02
PL328405A1 (en) 1999-01-18
TW410263B (en) 2000-11-01
EP0880481B1 (en) 2001-04-25
RU2168687C2 (ru) 2001-06-10
US5975891A (en) 1999-11-02
ID15941A (id) 1997-08-21
GR3036257T3 (en) 2001-10-31
CA2240442A1 (en) 1997-08-21
AU702018B2 (en) 1999-02-11
JP2000504665A (ja) 2000-04-18
KR19990082334A (ko) 1999-11-25
DE69704657D1 (de) 2001-05-31
CN1211229A (zh) 1999-03-17
ES2157061T3 (es) 2001-08-01
DE69704657T2 (de) 2001-10-11
CA2240442C (en) 2003-09-16
JP4302185B2 (ja) 2009-07-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL183836B1 (pl) Sposób zmniejszania emisji NOx z instalacji piecowej
US6626662B2 (en) System for manufacturing cement clinker
US4381916A (en) Method and apparatus for roasting fine grained ores
CN111587233B (zh) 熟料生产装置以及用于在此类装置中生产熟料的方法
JPS5935850B2 (ja) 粉状原料のか焼方法およびそのプラント装置
AU734459B2 (en) Kiln plant and method for manufacturing cement
CA2417376C (en) Method and plant for manufacturing cement clinker
US4323397A (en) Method and apparatus for the thermal treatment of fine-grained material with hot gases
US4353750A (en) Method of firing carbonate-containing minerals
US5026275A (en) Reduction of nitrogen oxide (NOx) emission from a kiln plant
US5954499A (en) Plant and method for manufacturing cement clinker
Hundeb et al. Method for reducing NO x emission from a kiln plant
KR860001027Y1 (ko) 가연성분이 함유된 분말원료를 사용하는 시멘트원료의 소성장치
AU706777B2 (en) Plant for manufacturing cement clinker
PL139408B1 (en) Method of partially burning a raw material mixture,in particular cement meal and apparatus therefor
JPH0222018B2 (pl)
PL122680B2 (en) Method of partial burning of lime-bearing material and apparatus therefor
WO2001023318A1 (en) Method for reducing nox emission from a plant for manufacturing cement clinker
JPS6044263B2 (ja) 石炭焚き流動床ボイラの排出灰処理法
JPS58151353A (ja) 可燃分を含む粉末原料を使用するセメント原料焼成方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20130122