一種利用高氧量空氣提高水泥窯爐燃燒效率的工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種利用高氧量空氣提高水泥窯爐燃燒效率的工藝，通過膜法富氧技術(shù)制造出的含氧量28％的高氧量空氣，10％～15％的高氧量空氣經(jīng)送風(fēng)管送入窯頭噴煤管中供窯內(nèi)煤粉燃燒；20％～25％的高氧量空氣經(jīng)送風(fēng)管送入窯尾噴煤管的輸送空氣中供分解爐煤粉燃燒；60％～70％的高氧量空氣經(jīng)送風(fēng)管送入篦冷機(jī)高溫段冷卻風(fēng)機(jī)的出氣口，與冷卻空氣一起送入篦冷機(jī)，通過熱交換，產(chǎn)生的含氧量較高的高溫二次風(fēng)供窯頭煤粉燃燒。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，能快速提高水泥窯爐的溫度，降低煤粉燃點(diǎn)溫度，加快煤粉燃燒速度，促進(jìn)煤粉充分燃燒，能提高煤粉燃盡率，降低排煙量，節(jié)約燃料。改善了窯爐煤粉燃燒環(huán)境，提高了水泥質(zhì)量，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)環(huán)保效益。
【專利說明】
一種利用高氧量空氣提高水泥窯爐燃燒效率的工藝
技術(shù)領(lǐng)域
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[0001]本發(fā)明涉及一種利用高氧量空氣提高水泥窯爐燃燒效率的工藝，屬于水泥生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
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[0002]目前國內(nèi)使用的各種工業(yè)鍋爐、窯爐其熱效率一般在60?80%，這就意味著工業(yè)窯爐節(jié)能減排的任務(wù)還任重而道遠(yuǎn)。隨著各地政府對節(jié)能減排的緊迫要求和膜法富氧節(jié)能改造項(xiàng)目十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益，將會(huì)有越來越多的企業(yè)逐步認(rèn)識(shí)到進(jìn)行膜法富氧節(jié)能改造所具有的獨(dú)特的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。富氧空氣參與燃燒給燃燒提供了足夠的氧氣，使可燃物充分燃燒，減少了由過量空氣系數(shù)造成的熱能損失。富氧助燃還能夠降低燃料燃點(diǎn)溫度，提高燃燒強(qiáng)度，加快燃燒速度，有利于燃燒反應(yīng)完全，增加熱量釋放，獲得較好的熱效率，并從根本上消除污染，降低排煙林格曼黑度，減少so2、co和煙塵排放，節(jié)約燃料，具有十分顯著的節(jié)能和環(huán)保效應(yīng)。目前富氧空氣可以通過深冷分離法、變壓吸附法及膜滲透法獲得。膜法富氧技術(shù)與其他方法相比，具有流程簡單、體積小、自身能耗低、使用壽命長、投資較少等特點(diǎn)，被工業(yè)發(fā)達(dá)國家稱之為“資源的創(chuàng)造性技術(shù)”。
[0003]在已有的技術(shù)中，煤粉燃燒所需氧含量是由大氣中20%氧含量提供，氧量的偏低導(dǎo)致煤粉燃盡率偏低。國內(nèi)外研究者們通過理論計(jì)算，發(fā)現(xiàn)提高空氣中的含氧量可以改善煤粉的燃盡率。目前國內(nèi)個(gè)別火電企業(yè)已經(jīng)將高氧量燃燒空氣作為助燃空氣應(yīng)用于工業(yè)實(shí)踐中，并取得了不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益。但水泥工業(yè)窯爐中因單位燃料用量比較火電企業(yè)較少，而且燃燒條件要求極為苛刻，目前沒有水泥企業(yè)完全成功應(yīng)用該項(xiàng)理論成果。本發(fā)明結(jié)合新型干法水泥窯爐內(nèi)煤粉燃燒的特點(diǎn)，從理論計(jì)算上進(jìn)行了大量的推導(dǎo)認(rèn)證，合理的工藝布局，成功將一定比例的高氧量燃燒空氣作為助燃空氣應(yīng)用在新型干法工業(yè)窯爐上，節(jié)煤率達(dá)8%?10%，獲得了可觀的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)環(huán)保效益。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能提高煤粉燃盡率，改善窯爐煤粉燃燒環(huán)境，提高水泥質(zhì)量的利用高氧量空氣提高水泥窯爐燃燒效率的工藝。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:
[0006]—種利用高氧量空氣提高水泥窯爐燃燒效率的工藝，通過膜法富氧技術(shù)制造出的含氧量28%的高氧量空氣先儲(chǔ)存在空氣儲(chǔ)存罐中，再通過空氣儲(chǔ)存罐分三部分送入新型干法水泥生產(chǎn)線中。高氧量空氣分配通過空氣儲(chǔ)存罐的出口流量閥門控制，10 %?15%的高氧量空氣經(jīng)送風(fēng)管送入窯頭噴煤管中供窯內(nèi)煤粉燃燒;20 %?25 %的高氧量空氣經(jīng)送風(fēng)管送入窯尾噴煤管的輸送空氣中供分解爐煤粉燃燒;60 %?70 %的高氧量空氣經(jīng)送風(fēng)管送入篦冷機(jī)高溫段冷卻風(fēng)機(jī)的出氣口，與冷卻空氣一起送入篦冷機(jī)，通過熱交換，產(chǎn)生的含氧量較高的高溫二次風(fēng)供窯頭煤粉燃燒。
[0007]因制氧模塊制造出的高氧量空氣含有微量水分，會(huì)影響煤粉燃燒速率，故將送入窯頭噴煤管10%?15%的高氧量空氣輸送管先經(jīng)過窯頭罩加熱升溫，然后送入窯頭噴煤管的燃燒空氣中助燃，此方法不但能減少高氧量空氣中的水分，而且利用加熱后的空氣助燃，能降低煤粉燃燒形成熱，一定程度上降低了煤粉的用量。
[0008]根據(jù)新型干法水泥窯爐內(nèi)煤粉燃燒所需的空氣理論計(jì)算量，利用膜分離法制造出的高氧量空氣送入水泥工業(yè)窯爐中助燃，煤粉燃燒在經(jīng)過水分蒸發(fā)和燃料揮發(fā)分的燃燒放熱后，焦炭開始高溫燃燒放熱，然后未燃盡的少量固體炭在高氧含量空氣的助燃作用下繼續(xù)燃燒，直到燃盡。新型干法水泥熟料煅燒時(shí)煤粉燃燒所需的空氣量80 %?90%由篦冷機(jī)系統(tǒng)高溫段冷卻風(fēng)機(jī)鼓入的氣體量決定，而窯頭噴煤管的一次空氣量只占10%?15%，故將60%?70%的高氧量空氣送入篦冷機(jī)高溫段冷卻風(fēng)機(jī)出氣口，通過與出窯熾熱熟料熱交換產(chǎn)生的高溫二次風(fēng)供煤粉完全燃燒。高氧含量空氣助燃使得熟料煅燒火焰溫度提高100?150°C，火焰溫度的提高，加速了煤粉燃燒的速度，火焰爆發(fā)力強(qiáng)，窯內(nèi)火焰長度相對于之前縮短0.5?0.Sm，火焰長度的縮短導(dǎo)致燒成帶前移，在很大程度上減少了熟料礦物成分中硅酸三鈣晶體在燒成帶的過度發(fā)育，提高了熟料水化活性，熟料抗壓強(qiáng)度相對于之前增加
1.0?1.5Mpaο熟料煅燒溫度的提高，提高了煤粉燃盡率，熟料標(biāo)煤耗下降8 %?10 %。由于高氧量空氣助燃煤粉燃料完全，相應(yīng)的空氣量減少，從而降低煙氣生成量，CO2排放量降低，粉塵污染大大降低，減少環(huán)境污染。
[0009]所述10%?15%的高氧量空氣在送入窯頭噴煤管中之前先經(jīng)過窯頭罩內(nèi)，進(jìn)行高溫?zé)釟饬骷訜?，去除高氧量空氣中的水分并提高高氧量空氣溫度，以此來提高煤粉燃盡率。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，能快速提高水泥窯爐的溫度，降低煤粉燃點(diǎn)溫度，加快煤粉燃燒速度，促進(jìn)煤粉充分燃燒，能提高煤粉燃盡率，降低排煙量，節(jié)約燃料。改善了窯爐煤粉燃燒環(huán)境，提高了水泥質(zhì)量，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)環(huán)保效益。
【具體實(shí)施方式】
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[0011]為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0012]實(shí)施例1
[0013]一種利用高氧量空氣提高水泥窯爐燃燒效率的工藝，應(yīng)用于2500t/d新型干法水泥生產(chǎn)線，該生產(chǎn)線所需空氣量為81000Nm3/h，由正?？諝庵醒鹾康?0%增加至28%的氧含量需要膜法富氧技術(shù)制出6480Nm3/h的高氧量空氣，將6480Nm3/h高氧量空氣由空氣壓縮罐的出口流量閥門控制氣體流量，分三部分進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)，10%的高氧量空氣先經(jīng)過窯頭罩內(nèi)高溫氣體加熱后送入窯頭噴煤管中供煤粉燃燒;20%的高氧量空氣送入窯尾噴煤管中供分解爐煤粉燃燒;70 %的高氧量空氣送入篦冷機(jī)高溫段冷卻風(fēng)機(jī)出氣口，與冷卻空氣一起送入篦冷機(jī)，通過熱交換，產(chǎn)生的含氧量較高的高溫二次風(fēng)供窯頭煤粉燃燒。高氧量的空氣助燃提高了煤粉燃盡率，改善了窯爐煤粉燃燒環(huán)境，火焰溫度提高100?1500C，火焰變短，熟料強(qiáng)度提高1.3Mpa，標(biāo)煤耗下降8.3kg/t，⑶2排放量每年減少9500t。由此可見，本發(fā)明具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)環(huán)保效益。
[0014]實(shí)施例2
[0015]一種利用高氧量空氣提高水泥窯爐燃燒效率的工藝，應(yīng)用于5000t/d新型干法水泥生產(chǎn)線，其所需空氣量為182000Nm3/h，由正?？諝庵醒鹾康?0%增加至28%的氧含量需要膜法富氧技術(shù)制出14560Nm3/h的高氧量空氣，將14560Nm3/h高氧量空氣由空氣壓縮罐的出口流量閥門控制氣體流量，分三部分進(jìn)入生產(chǎn)系統(tǒng)，15 %的高氧量空氣先經(jīng)過窯頭罩內(nèi)高溫氣體加熱后送入窯頭噴煤管中供煤粉燃燒;25%的高氧量空氣送入窯尾噴煤管中供分解爐煤粉燃燒，60%的高氧量空氣送入篦冷機(jī)高溫段冷卻風(fēng)機(jī)出氣口，與冷卻空氣一起送入篦冷機(jī)，通過熱交換，產(chǎn)生的含氧量較高的高溫二次風(fēng)供窯頭煤粉燃燒。高氧量的空氣助燃提高了煤粉燃盡率，改善了窯爐煤粉燃燒環(huán)境，火焰溫度提高100?1500C，火焰變短，熟料強(qiáng)度提高I.IMpa，標(biāo)煤耗下降7.7kg/t，⑶2排放量每年減少I 100t。由此可見，本發(fā)明具有良好的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)環(huán)保效益。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用高氧量空氣提高水泥窯爐燃燒效率的工藝，通過膜法富氧技術(shù)制造出的含氧量28%的高氧量空氣先儲(chǔ)存在空氣儲(chǔ)存罐中，再通過空氣儲(chǔ)存罐分三部分送入新型干法水泥生產(chǎn)線中，其特征在于:高氧量空氣分配通過空氣儲(chǔ)存罐的出口流量閥門控制，10 %?15%的高氧量空氣經(jīng)送風(fēng)管送入窯頭噴煤管中供窯內(nèi)煤粉燃燒;20%?25%的高氧量空氣經(jīng)送風(fēng)管送入窯尾噴煤管的輸送空氣中供分解爐煤粉燃燒;60 %?70 %的高氧量空氣經(jīng)送風(fēng)管送入篦冷機(jī)高溫段冷卻風(fēng)機(jī)的出氣口，與冷卻空氣一起送入篦冷機(jī)，通過熱交換，產(chǎn)生的含氧量較高的高溫二次風(fēng)供窯頭煤粉燃燒。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用高氧量空氣提高水泥窯爐燃燒效率的工藝，其特征在于:所述10%?15%的高氧量空氣在送入窯頭噴煤管中之前先經(jīng)過窯頭罩內(nèi)，進(jìn)行高溫?zé)釟饬骷訜?，去除高氧量空氣中的水分并提高高氧量空氣溫度，以此來提高煤粉燃盡率。
【文檔編號】F23L7/00GK105864815SQ201610212592
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月1日
【發(fā)明人】王廣東, 宋亮, 皮士海, 李保明
【申請人】棗莊中聯(lián)水泥有限公司