一種新型的水泥熟料生產(chǎn)線的窯尾分解爐裝置制造方法
【專利摘要】一種新型的水泥熟料生產(chǎn)線的窯尾分解爐裝置，其特征在于其特征在于分別設(shè)置一級(jí)三次風(fēng)管（2）入口、二級(jí)三次風(fēng)管（7）入口、一級(jí)尾煤管（4）入口、二級(jí)尾煤管（5）入口，一級(jí)生料管（6）、二級(jí)生料管（8）、輔助燃燒還原區(qū)（13）、低氧氣化燃燒還原區(qū)（14）；并分別設(shè)置分配調(diào)節(jié)閥（3），根據(jù)具體需要調(diào)節(jié)各級(jí)風(fēng)煤料量，通過調(diào)節(jié)風(fēng)煤料量改變分解爐的功能區(qū)。本專利的設(shè)計(jì)裝置不僅增大了燃燒空間，且有利于煤粉氣化和燃燒，對(duì)碳酸鈣的分解確定了極大的改善作用，使煙氣中的NOx得到有效還原，極大地減少NOx的排放，削減率高于60%,NOx的排放可低于350mg/Nm3，達(dá)到國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)的要求。
【專利說明】—種新型的水泥熟料生產(chǎn)線的窯尾分解爐裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型專利涉及的是用于水泥熟悉生產(chǎn)線裝置的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及的是水泥熟料生產(chǎn)線的窯尾分解爐裝置的【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)水泥行業(yè)氮氧化物的排放占總排放量的10%左右，是我國(guó)氮氧化物排放的第三大來源。目前全國(guó)共有約1600條新型干法水泥熟料生產(chǎn)線，熟料產(chǎn)能約10億噸/年。隨著國(guó)家對(duì)NOx排放控制的政策與污染物排放標(biāo)準(zhǔn)將越來越嚴(yán):現(xiàn)行GB4915-2004水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，水泥窯NOx排放量應(yīng)小于800mg/Nm3，而正在修改將實(shí)施的新標(biāo)準(zhǔn)將更加嚴(yán)格，將低于400 mg/Nm3以下。目前全國(guó)新型干法水泥熟料生產(chǎn)線NOx實(shí)際排放約700?1000 mg/Nm3。
[0003]NOx已被國(guó)家列入“十二五”規(guī)劃的控制性目標(biāo)，要求2015年NOx比2010年下降10% ;工業(yè)和信息化部發(fā)布的《水泥行業(yè)準(zhǔn)入條件》(工原[2010]第127號(hào)文件)“對(duì)水泥行業(yè)大氣污染物實(shí)行總量控制，新建或改擴(kuò)建水泥(熟料)生產(chǎn)線項(xiàng)目須配置脫除NOx效率不低于60%的煙氣脫氮裝置”。
[0004]我國(guó)乃至國(guó)際上現(xiàn)有水泥窯脫硝一降低NOx排放的主要技術(shù)措施有:分級(jí)燃燒法、降低燒成溫度法、低NOx燃燒器、非選擇性催化還原法(SNCR)和選擇性催化還原法(SCR)等。(I)低NOx燃燒器在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)廣泛應(yīng)用，但一般NOx的減排量?jī)H為10 %左右，減排有限。(2)燃料分級(jí)燃燒技術(shù)，分級(jí)燃燒脫氮的基本原理是在煙室和分解爐之間建立還原燃燒區(qū)，將原分解爐用煤的一部分均布到該區(qū)域內(nèi)，使其缺氧燃燒以便產(chǎn)生CO、CH4、H2、HCN和固定碳等還原劑。這些還原劑與窯尾煙氣中的NOx發(fā)生反應(yīng)，將NOx還原成N2等無污染的氣體。此外，煤粉在缺氧條件下燃燒也抑制了自身燃料型NOx產(chǎn)生，從而實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)過程中的NOx減排，此技術(shù)在實(shí)際運(yùn)用中不增加成本，無二次污染，沒有任何固體或液體的污染物或副產(chǎn)物生成。一定程度可有效地降低NOx的排放，但時(shí)至今日，NOx減排效率僅為30%左右，單獨(dú)使用達(dá)不到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。(3)空氣分級(jí)燃燒技術(shù)。在原三次風(fēng)管上部，增加一三次風(fēng)管，將窯尾三次風(fēng)分為兩級(jí)，下管為一級(jí)，上管為二級(jí)，總風(fēng)量不變。煤粉在空氣過剩系數(shù)小于I的環(huán)境下燃燒，生成大量CO、CH4、H2、HCN和固定碳等還原劑，這些還原劑與窯尾煙氣中的NOx發(fā)生反應(yīng)，將NOx還原成N2等無污染的氣體。此夕卜，煤粉在缺氧條件下燃燒也抑制了自身燃料型NOx產(chǎn)生，從而實(shí)現(xiàn)水泥生產(chǎn)過程中的NOx減排，但時(shí)至今日，NOx減排效率僅為20%左右，單獨(dú)使用同樣達(dá)不到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。
(4)降低燒成溫度的方法，通過調(diào)整配料、加礦化劑等方法降低窯內(nèi)的最高溫度以減少熱力型NOx的形成，但實(shí)際過程中受方面因素影響此類措施并非普遍適用。(5)SCR法是在催化劑作用下，還原劑NH3 (液氨、氨水、尿素等)與煙氣中的NOX反應(yīng)，將煙氣中的NOx還原為無害的N2、02、H20,等，此技術(shù)具有脫氮效率高的優(yōu)勢(shì)，在電廠鍋爐脫氮被廣泛應(yīng)用，運(yùn)行成本高，在水泥行業(yè)還不具備使用條件。(6) SNCR法將氨水(質(zhì)量濃度20%?25%)通過霧化噴射系統(tǒng)直接噴入分解爐合適溫度區(qū)域，霧化后的氨與NOx (NO、N02等混合物)進(jìn)行選擇性非催化還原反應(yīng)，將NOx轉(zhuǎn)化成無污染的N2，在歐洲水泥工業(yè)已應(yīng)用20多年，效果較好，目前在全國(guó)廣泛使用和推廣，但運(yùn)行成本較高，噸熟料成本將增加4~7元。(7)以上多種技術(shù)的組合技術(shù)，近來較為推廣使用的技術(shù)措施為分級(jí)燃燒和SNCR法相結(jié)合的脫氮技術(shù)，利用SNCR技術(shù)作為分級(jí)燃燒技術(shù)的補(bǔ)充從而降低NOx的排放。
[0005]綜上所述現(xiàn)有的分級(jí)燃燒技術(shù)僅能實(shí)現(xiàn)20-30%的減排量，使用此技術(shù)后NOx的排放量任然高于50(T700mg/Nm3，單一使用此技術(shù)，不能實(shí)現(xiàn)新的逐漸嚴(yán)格的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，所以推廣使用受限。主要存在以下缺點(diǎn):燃料分級(jí)燃燒的主要缺點(diǎn):1、窯尾、窯頭用煤量比例不變，約為6:4，頭、尾煤粉分配比例不恰當(dāng)，造成窯頭產(chǎn)生大量熱力型NOx，而窯尾不能生成足夠的還原成分:C0、CH4, H2, HCN和固定碳等還原劑與NOx發(fā)生還原反應(yīng)，導(dǎo)致NOx還原效率低；窯尾上下兩根煤管用煤量比例不合理，導(dǎo)致NOx還原效率低。2、下煤管入口與三次風(fēng)管入口間距過小，沒有考慮形成煤粉氣化燃燒空間和足夠的還原區(qū)，含NOx煙氣在缺氧條件下停留時(shí)間過短，小于0.ls，沒有足夠的時(shí)間還原NOx。3、無空氣分級(jí)，難以對(duì)風(fēng)煤進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)，煤質(zhì)適應(yīng)性差，不可調(diào)節(jié)。4、風(fēng)、煤、料的入口相對(duì)位置不合理，燃燒過于分散，不合理，多數(shù)煤粉是在與物料混合的狀態(tài)下燃燒，造成總體燃燒效率不高?？諝夥旨?jí)燃燒的主要缺點(diǎn):1、利用三次風(fēng)燃燒窯尾煤粉，無論如何分風(fēng)均在較高的氧含量條件下燃燒。
2、煤粉燃燒在充滿生料粉的環(huán)境下燃燒，燃燒受干擾較大，影響燃燒效率。其他確定與燃料分級(jí)燃燒一致。
[0006]經(jīng)過本 申請(qǐng)人:多年的研究，已經(jīng)解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，該技術(shù)方案目前未見報(bào)道。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決改善新型干法水泥熟料生產(chǎn)線煤粉燃燒方式，提高煤粉燃燒效率，大幅度降低新型干法水泥熟料生產(chǎn)線工業(yè)窯爐NOx (氮氧化物)排放，使水泥工業(yè)窯爐實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放，水泥行業(yè)NOx排放小于300mg/Nm3的問題。本實(shí)用新型專利提供新的技術(shù)方案，一種新型的水泥熟料生產(chǎn)線的窯尾分解爐裝置，主要由分料閥(I)、二級(jí)三次風(fēng)管(2)、調(diào)節(jié)閥(3 )、一級(jí)尾煤管(4 )、二級(jí)尾煤管(5 )、一級(jí)生料管(6 )、一級(jí)三次風(fēng)管(7 )、二級(jí)生料管(8 )、三次風(fēng)管(9)、二次風(fēng)管(10)、一次風(fēng)管(11)、煤粉倉(cāng)(12)、輔助燃燒還原區(qū)(13)、低氧氣化燃燒還原區(qū)(14)構(gòu)成，其特征是調(diào)節(jié)閥(3)設(shè)置在不同風(fēng)管的中間位置；所述的一級(jí)三次風(fēng)管(7)、二級(jí)三次風(fēng)管(2)、一級(jí)尾煤管(4)分別設(shè)有入口，一級(jí)尾煤管(4)入口設(shè)有一級(jí)生料管(6 )和低氧氣化燃燒還原區(qū)(14 )。
[0008]所述的分料閥(I )，在原有的基礎(chǔ)上增設(shè)一個(gè)入口，其設(shè)置在煤粉倉(cāng)(12)的下端部位。
[0009]所述的調(diào)節(jié)閥(3)，分別設(shè)置在一級(jí)三次風(fēng)管(7)、二級(jí)三次風(fēng)管(2)、一級(jí)尾煤管
(4)、二級(jí)尾煤管(5)的中間位置，調(diào)節(jié)煤粉用量。
[0010]所述的一級(jí)尾煤管(4)入口，設(shè)置在煙室上部縮口處，且一級(jí)尾煤管(4)為主煤管；煤量調(diào)節(jié)范圍(Tioo%。
[0011]所述的二級(jí)尾煤管(5)入口，設(shè)置在不低于一級(jí)三次風(fēng)管(7)邊緣上的適當(dāng)位置，且二級(jí)尾煤管(5)為副煤管；各級(jí)煤管喂煤量調(diào)節(jié)范圍0~100%。
[0012]所述的一級(jí)三次風(fēng)管(7)入口，其主要設(shè)置位于一級(jí)尾煤管(4)入口上，且一級(jí)三次風(fēng)管(7)為主風(fēng)管，通過調(diào)節(jié)閥(3)調(diào)節(jié)風(fēng)量，風(fēng)量調(diào)節(jié)范圍約為三次風(fēng)管(9)中風(fēng)量的(Ti 00% ；
[0013]所述的二級(jí)三次風(fēng)管(2)入口，設(shè)置在一級(jí)三次風(fēng)管(7)上部適當(dāng)位置，且二級(jí)三次風(fēng)管(2)為次風(fēng)管，通過調(diào)節(jié)閥(3)調(diào)節(jié)風(fēng)量，風(fēng)量調(diào)節(jié)范圍為三次風(fēng)管(9)中風(fēng)量的
(Ti oo%。
[0014]所述的一級(jí)生料管(6)入口，其主要設(shè)置低氧氣化燃燒還原區(qū)(14)的內(nèi)部中間位置，且一級(jí)生料管(6)為次料管。
[0015]所述的二級(jí)生料管(8)為主料管，其主要設(shè)置在一級(jí)三次風(fēng)管(7)入口上部。
[0016]所述的低氧氣化燃燒還原區(qū)(14)，設(shè)置于一級(jí)尾煤管(4)入口與一級(jí)三次風(fēng)管
(7)入口之間。
[0017]所述的輔助燃燒還原區(qū)(13)是通過調(diào)節(jié)二級(jí)三次風(fēng)管(2)的比例使缺氧燃燒區(qū)域加大，增加還原區(qū)后，可將其范圍調(diào)大一倍，繼而生產(chǎn)輔助燃燒還原區(qū)。
[0018]所述的煤粉倉(cāng)(12)，其特征在于儲(chǔ)存煤粉。
[0019]本實(shí)用新型專利的有益效果:一種新型的水泥熟料生產(chǎn)線的窯尾分解爐裝置主要有以下作用:1、增大了燃燒空間，且煤粉在燃燒還原區(qū)內(nèi)燃燒時(shí)生料較少或無；2、燃燒不受或很少受物料的干擾影響；3、氣化燃燒環(huán)境好，有利于煤粉氣化和燃燒，使得煤粉的燃燒得到極大的改善；4、提高了燃燒效率，爐內(nèi)燃燒能力得到提高，熱力強(qiáng)度加大，對(duì)碳酸鈣的分解確定了極大的改 善作用；5、降低煤耗；6、提高了分解爐的分解率以及產(chǎn)能；7、改善了窯尾分解爐系統(tǒng)燃燒條件，使煙氣中的NOx得到有效還原，極大地減少NOx的排放，削減率高于60%, NOx的排放可低于350mg/Nm3,達(dá)到國(guó)家新標(biāo)準(zhǔn)的要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]下面將對(duì)本專利進(jìn)一步進(jìn)行【專利附圖】

【附圖說明】；
[0021]圖1，為本專利的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]按圖1所示，一種新型的水泥熟料生產(chǎn)線的窯尾分解爐裝置，主要由分料閥(I)、二級(jí)三次風(fēng)管(2)、調(diào)節(jié)閥(3)、一級(jí)尾煤管(4)、二級(jí)尾煤管(5)、一級(jí)生料管(6)、一級(jí)三次風(fēng)管(7)、二級(jí)生料管(8)、三次風(fēng)管(9)、二次風(fēng)管(10)、一次風(fēng)管(11)、煤粉倉(cāng)(12)、輔助燃燒還原區(qū)(13)、低氧氣化燃燒還原區(qū)(14)構(gòu)成。
[0023]具體的實(shí)施方式為，來自于煤粉倉(cāng)窯頭煤粉通過燃燒器高速噴出后在一次風(fēng)管
(11)內(nèi)的風(fēng)和二次風(fēng)管(10)內(nèi)的風(fēng)的作用下燃燒。窯頭中生成的低氧(氧含量2~4%)、含NOx煙氣經(jīng)過窯內(nèi)到達(dá)煙室，然后進(jìn)入低氧氣化燃燒還原區(qū)(14);一級(jí)尾煤管(4)的煤粉通過新增的燃燒器噴入煙室上方，與窯頭過來的煙氣相遇，產(chǎn)生燃燒氣化，煙氣進(jìn)入低氧氣化燃燒還原區(qū)(14)，煙氣通過低氧氣化燃燒還原區(qū)(14)，變成含大量可燃?xì)怏w的可燃煙氣，與含氧20-21%，溫度850度左右的一級(jí)三次風(fēng)管(7)內(nèi)的風(fēng)相遇，燃燒效率大幅度提高。煙氣與一級(jí)三次風(fēng)管(7)內(nèi)的風(fēng)混合燃燒后，形成高溫氣體，進(jìn)入碳酸鈣分解及輔助燃燒還原區(qū)(13 )。煙氣流經(jīng)低氧氣化燃燒還原區(qū)(14 )后，通過調(diào)節(jié)一級(jí)三次風(fēng)管(7 )和二級(jí)三次風(fēng)管(2)的調(diào)節(jié)閥(3)調(diào)整風(fēng)量及比例，進(jìn)一步還原NOx。一級(jí)三次風(fēng)管(7)風(fēng)量減少，則可燃煙氣仍處于缺氧狀況，仍有不完全燃燒成分CO等還原劑存在，有利于NOx的還原。若低氧氣化燃燒還原區(qū)(14)還原效果較好，可增加一級(jí)三次風(fēng)管(7)的風(fēng)量，減少二級(jí)三次風(fēng)管
(2)的風(fēng)量，甚至全部關(guān)閉二級(jí)三次風(fēng)管(2)。當(dāng)二級(jí)三次風(fēng)管(2)全關(guān)時(shí)，三次風(fēng)管(9)全部由一級(jí)三次風(fēng)管(7)入口進(jìn)入，兩級(jí)風(fēng)管之間部分即為分解區(qū)；當(dāng)兩級(jí)三次風(fēng)都各自進(jìn)風(fēng)時(shí)兩級(jí)風(fēng)管增加為分解及輔助燃燒還原區(qū)(13)。煙氣通過分解及輔助燃燒還原區(qū)(13)后，成為低NOx煙氣進(jìn)入分解區(qū)。二級(jí)尾煤在一級(jí)尾煤管(4)有效氣化燃燒的條件下進(jìn)行調(diào)節(jié)。若一級(jí)尾煤得到有效氣化燃燒，則可調(diào)加一級(jí)尾煤量，減少二級(jí)尾煤量或者為零；若煤值變化，如使用無煙煤或煤粉細(xì)度較大易燒性差的煤，則減少一級(jí)尾煤量，增加二級(jí)尾煤量。兩級(jí)尾煤管的設(shè)置大大增加了系統(tǒng)對(duì)煤的適應(yīng)性。當(dāng)二級(jí)尾煤量增加時(shí)，必須配合調(diào)整一級(jí)三次風(fēng)管(7)及二級(jí)三次風(fēng)管(2)內(nèi)的風(fēng)的比例，使燃燒還原有效實(shí)現(xiàn)。煙氣通過分解區(qū)后進(jìn)入C5、 C4、C3、C2、Cl…最后排出。
【權(quán)利要求】
1.一種新型的水泥熟料生產(chǎn)線的窯尾分解爐裝置，主要由分料閥(1)、二級(jí)三次風(fēng)管(2)、調(diào)節(jié)閥(3)、一級(jí)尾煤管(4)、二級(jí)尾煤管(5)、一級(jí)生料管(6)、一級(jí)三次風(fēng)管(7)、二級(jí)生料管(8)、三次風(fēng)管(9)、二次風(fēng)管(10)、一次風(fēng)管(11)、煤粉倉(cāng)(12)、輔助燃燒還原區(qū)(13)、低氧氣化燃燒還原區(qū)(14)構(gòu)成，其特征在于所述的調(diào)節(jié)閥(3)設(shè)置在不同風(fēng)管的中間位置；所述的二級(jí)三次風(fēng)管(2)、一級(jí)三次風(fēng)管(7)、一級(jí)尾煤管(4)分別設(shè)有入口，一級(jí)尾煤管(4 )入口設(shè)有一級(jí)生料管(6 )和低氧氣化燃燒還原區(qū)(14 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型的水泥熟料生產(chǎn)線的窯尾分解爐裝置，其特征是所述的調(diào)節(jié)閥(3)，分別設(shè)置在一級(jí)三次風(fēng)管(7)、二級(jí)三次風(fēng)管(2)、一級(jí)尾煤管(4)、二級(jí)尾煤管(5)的中間位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型的水泥熟料生產(chǎn)線的窯尾分解爐裝置，其特征是所述的一級(jí)尾煤管(4)入口，設(shè)置在煙室上部縮口處，且一級(jí)尾煤管(4)為主煤管，煤量調(diào)節(jié)范圍(Tioo%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型的水泥熟料生產(chǎn)線的窯尾分解爐裝置，其特征是所述的二級(jí)三次風(fēng)管(2)入口，設(shè)置在一級(jí)三次風(fēng)管(7)上部位置，且二級(jí)三次風(fēng)管(2)為次風(fēng)管，通過調(diào)節(jié)閥(3)調(diào)節(jié)風(fēng)量，風(fēng)量調(diào)節(jié)范圍為三次風(fēng)管(9)中風(fēng)量的0-100%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型的水泥熟料生產(chǎn)線的窯尾分解爐裝置，其特征是所述的一級(jí)生料管(6)為次料管，其主要設(shè)置在一級(jí)尾煤管(4)入口上部的燃燒還原區(qū)(14)內(nèi)部中間位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型的水泥熟料生產(chǎn)線的窯尾分解爐裝置，其特征是所述的低氧氣化燃燒還原區(qū)(14)設(shè)置于一級(jí)尾煤管(4)入口與一級(jí)三次風(fēng)管(7)入口之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型的水泥熟料生產(chǎn)線的窯尾分解爐裝置，其特征是所述的輔助燃燒還原區(qū)(13)是通過調(diào)節(jié)二級(jí)三次風(fēng)管(2)的比例使缺氧燃燒區(qū)域加大，增加還原區(qū)后，可將其范圍調(diào)大一倍，繼而生產(chǎn)輔助燃燒還原區(qū)。
【文檔編號(hào)】F27B17/00GK203731858SQ201320575348
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2013年9月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月17日
【發(fā)明者】王敏 申請(qǐng)人:王敏