一种水泥分解炉燃烧器富氧装置的富氧助燃方法
【专利摘要】一种水泥分解炉燃烧器富氧装置的富氧助燃方法，是由窑尾外层管道、窑尾外层进风管口、窑尾煤粉风流管道、窑尾煤风管道、窑尾富氧风道、窑尾耐火混凝土、窑尾进风管口、窑尾内风管道构成；使用浓度是23％～50％的富氧通过窑尾外层进风管口中窑尾富氧风道的进风口，富氧与煤粉风流混合后进入水泥分解炉中，与水泥分解炉燃烧场中的1300℃高温，富氧与煤粉风流迅速燃烧，燃烧场的温度能够1700℃以上；1700℃以上燃烧场中的游离碳形成黑烟前的过程中彻底燃烧，游离碳变为可燃烧的燃料；与此同时，富氧的输入能使水泥的熟料催化剂氧化燃烧；燃烧场温度1700℃以上时，燃烧场中的CO被燃烧、NOx的排放减少35％。
【专利说明】一种水泥分解炉燃烧器富氧装置的富氧助燃方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及水泥窑的燃煤燃烧器装置，尤其是一种水泥分解炉燃烧器富氧装置的富氧助燃方法。
【背景技术】
[0002]三通道和多通分解炉燃烧器利用直流、旋流组成的射流方式来强化煤粉燃烧过程。内风采用旋流可以在中心造成内部回流，以便卷吸高温烟气。旋转射流在初期以其湍流强度大、混合强烈，动量和热量传递迅速。煤、风采用高压输送，煤粉浓度高，流速较低，且风量较小，这样，着火所需求的热量就比较少，所以有良好的着火性能；外风采用直流风，直流射流早期湍流强度并不是很大，但具有很强的穿透能力，使得煤粉气流着火后的末端湍流强度增加，大大强化了固定碳的燃烬。外风风压依然很高，风速一般也较高，风量并不大，故可以增强外风卷吸炽热燃烧烟气的能力；内风、煤风和外风采用同轴套管方式制作，喷出后的混合过程是逐渐进行的。分级燃烧过程使整个燃烧过程更加合理，也使燃烧过程中的有害产物生成量减少。三通道和多通水泥窑分解炉燃烧器强化煤粉着火、燃烧和燃烬；水泥窑分解炉燃烧器，分解炉内燃煤多系无焰燃烧、炉内温度较分解炉燃烧带低得很多。这些水泥窑分解炉高耗能的燃煤水泥窑，问题是水泥窑分解炉燃烧器燃烧的煤量巨大；由于燃煤资源的减少，低燃烧率的劣质煤，也大量使用于分解炉中，使得分解炉的耗煤量大，废气的排量也随之增大。鉴于上述诸多的问题，需要改进分解炉燃烧器的富氧装置及其富氧助燃方法。
【发明内容】
[0003]本发明为了解决水泥窑分解炉中的燃煤燃烧不尽，造成的高耗能，不能环保排放；低燃烧率的劣质煤，加重分解炉燃煤的燃烧不尽，增大耗煤量，废气的排量也随之增大；通过合理的设计，提供一种水泥分解炉燃烧器富氧装置的富氧助燃方法，给水泥分解炉中煤粉的燃烧提供富氧，水泥窑煤粉燃烧器煤粉的燃烧具备更加充足的氧量，提高了煤粉的燃烧速率，降低了煤粉的燃点、降低了燃烧器用风量、炉内温度场火焰温度升高，燃料燃烧更加完全；节煤率达到10%左右；水泥窑的窑尾燃烧器煤粉在富氧气氛下燃烧，烟气中CO的含量减小，Ν0_χ含量随富氧程度呈现出下降；减少了 Ν0_χ的排放，节煤率达到15%左右，确保水泥窑正常运转。
[0004]本发明了实现上述的发明目的，采用如下的技术方案:一种水泥分解炉燃烧器富氧装置，是由窑尾外层管道、窑尾外层进风管口、窑尾煤粉风流管道、窑尾煤风管道、窑尾富氧风道、窑尾耐火混凝土、窑尾进风管口、窑尾内风管道构成；水泥分解炉燃烧器富氧装置设置四根管道，管中管同轴设置:窑尾中央管道外周设置窑尾煤风管道，窑尾煤风管道外周设置窑尾外层管道、窑尾外层管道外周设置窑尾耐火混凝土；各管道的一端与窑尾内风管道的出口平齐设置，为窑尾的总出口 ；窑尾内风管道的尾端构成进口，窑尾内风管道外侧设置窑尾煤风管道；窑尾煤风管道的进口段一侧设置窑尾进风管口，窑尾煤风管道的另一侧设置窑尾煤粉风流管道；窑尾煤风管道的尾端与窑尾内风管道进口管段的外侧设置法兰；窑尾煤风管道出口管段的外侧设置窑尾外层管道，窑尾外层管道一侧设置窑尾外层进风管□。
[0005]窑尾外层进风管口与窑尾进风管口之间设置窑尾富氧风道，窑尾外层进风管口中的窑尾富氧风道管端预留富氧的进风口 ；窑尾内风管道上设置一个富氧输送管口。
[0006]浓度是23%?50%的富氧通过窑尾外层进风管口中窑尾富氧风道的进风口，富氧通过窑尾富氧风道进入窑尾进风管口，通过窑尾进风管口输入窑尾内风管道，由窑尾内风管道的出口进入水泥分解炉；同时煤粉的风流通过窑尾煤风管道向水泥分解炉中输入煤粉；窑尾内风管道的浓度是23%?50%富氧的内风流与煤粉风流在出口时充分混合，富氧与煤粉风流混合后进入水泥分解炉中，与水泥分解炉燃烧场中的1300°C高温，富氧与煤粉风流迅速燃烧，燃烧场的温度能够提高450°C后，燃烧场的温度能够1700°C以上。
[0007]同时输入窑尾煤粉风流管道的煤粉和窑尾富氧风道的23%?50%富氧的内风流，在出口输出时充分混合后进入水泥分解炉中，炉中燃烧场的温度能够达到1700°C以上，1700°C以上燃烧场中的游离碳形成黑烟前的过程中彻底燃烧，游离碳变为可燃烧的燃料；与此同时，富氧的输入能使水泥的熟料催化剂氧化燃烧；燃烧场温度1700°C以上时，燃烧场中的CO被燃烧、NOx的排放减少35%。
[0008]有益效果:富氧燃烧煤粉的燃烧具备更加充足的富氧量，提高了煤粉的燃烧速率，炉内温度场水平升高，燃料燃烧更加完全；节煤节约率达到20%左右。火焰温度提高450°C。另一方面，富氧燃烧可实现黑烟污染治理:挥发分在窑炉燃烧室内缺氧条件下析出产生游离碳-黑烟，采用增氧耦合挠动接触再燃烧原理，使挥发分在形成黑烟前或过程中彻底燃烧，增氧挠动还可以处使水泥熟料催化剂效率更高。分解炉燃烧器出口:喷出的煤粉里层有富氧助燃、使低温环境没有燃烧的CO燃烧，大量的外层煤粉又使氧化的煤粉再度还原。用风量减少、燃煤燃点降低、燃烧速度提高，减少NOx排放，NOx减少排放35%，大幅度的节能减排。
[0009]一种水泥分解炉燃烧器高效富氧送风装置。过去水泥分解炉燃烧器没有富氧送风。
[0010]由于局部富氧分解炉分解效率更高，煤粉燃烧充分、生料液态时不会粘附煤粉，熟料出现黄料减少，熟料强度提高。
[0011]除硝固硫作用:增氧助燃后还可以减少烟气中S02( 二氧化硫)、CO(—氧化碳)、NOx (氮氧化物)含量。炉内温度场水平升高，燃料燃烧更加完全Ν0_χ含量随富氧程度呈现出先增大后减小的变化规律。煤粉在富氧气氛下燃烧，烟气中CO的含量减小，煤粉高效燃烧降低NOx化物。
[0012]煤粉的富氧燃烧是整体节约能源和保护环境的有效能源利用方式。煤粉富氧燃烧提高了煤粉的燃烧速率，普通空气燃烧过程，占体积的4/5的氮气不但不参与助燃反而阻碍燃烧反应的进行，富氧燃烧减少了单原子氮气的组分比例，燃烧充分，富氧燃烧提升了炉窑的传热效率，热量的利用率提高。如:用普通空气助燃，当加热温度为1300°C时，其可利用的热量为42%，而用26%的富氧空气助燃，可利用热量为56%，且氧浓度越高，加热温度越高，所增加的比例越明显，因此节能效果越好。
[0013]用富氧助燃，因为氮气量减少，故燃烧后的排气量也相应减少，热损失减少。可以延长炉膛热交换时间、烟囱排放热损失相对也降低19%、过剩空气也将减少19%;富氧燃烧还可降低燃料的燃点温度，获得更宽泛的燃料选择范围，同等条件下可利用更加劣质的燃料。如CO在空气中的燃点为609°C，而在纯氧中的燃点仅为388°C。所以用富氧助燃能降低燃料燃点，提高火焰强度和增加释放热量等，同等条件下可利用更加劣质的燃料！
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0015]图1:水泥窑的窑尾燃烧器的结构示意图。
[0016]图2:窑尾燃烧器出口的结构示意图。
[0017]图1、2中:窑尾外层管道1、窑尾外层进风管口 2、窑尾煤粉风流管道3、窑尾煤风管道4、窑尾富氧风道5、窑尾耐火混凝土 6、窑尾进风管口 7、窑尾内风管道8。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明:
[0019]实施例1
[0020]如图所示；一种水泥分解炉燃烧器富氧装置，是由窑尾外层管道1、窑尾外层进风管口 2、窑尾煤粉风流管道3、窑尾煤风管道4、窑尾富氧风道5、窑尾耐火混凝土6、窑尾进风管口 7、窑尾内风管道8构成；水泥分解炉燃烧器富氧装置设置四根管道，管中管同轴设置:窑尾中央管道8外周设置窑尾煤风管道4，窑尾煤风管道4外周设置窑尾外层管道1、窑尾外层管道I外周设置窑尾耐火混凝土 6 ;各管道的一端与窑尾内风管道8的出口平齐设置，为窑尾的总出口 ；窑尾内风管道8的尾端构成进口，窑尾内风管道8外侧设置窑尾煤风管道4 ;窑尾煤风管道4的进口段一侧设置窑尾进风管口 7，窑尾煤风管道4的另一侧设置窑尾煤粉风流管道3 ;窑尾煤风管道4的尾端与窑尾内风管道8进口管段的外侧设置法兰；窑尾煤风管道4出口管段的外侧设置窑尾外层管道I，窑尾外层管道I 一侧设置窑尾外层进风管Π 2。
[0021]实施例2
[0022]窑尾外层进风管口 2与窑尾进风管口 7之间设置窑尾富氧风道5，窑尾外层进风管口 2中的窑尾富氧风道5管端预留富氧的进风口 ；窑尾内风管道8上设置一个富氧输送管□。
[0023]实施例3
[0024]浓度是23%?50%的富氧通过窑尾外层进风管口 2中窑尾富氧风道5的进风口，富氧通过窑尾富氧风道5进入窑尾进风管口 7，通过窑尾进风管口 7输入窑尾内风管道8，由窑尾内风管道8的出口进入水泥分解炉；同时煤粉的风流通过窑尾煤风管道4向水泥分解炉中输入煤粉；窑尾内风管道8的浓度是23 %?50 %富氧的内风流与煤粉风流在出口时充分混合，富氧与煤粉风流混合后进入水泥分解炉中，与水泥分解炉燃烧场中的1300°C高温，富氧与煤粉风流迅速燃烧，燃烧场的温度能够提高450°C后，燃烧场的温度能够1700°C以上。
[0025]实施例4
[0026]同时输入窑尾煤粉风流管道3的煤粉和窑尾富氧风道5的23%?50%富氧的内风流，在出口输出时充分混合后进入水泥分解炉中，炉中燃烧场的温度能够达到1700°C以上，1700°C以上燃烧场中的游离碳形成黑烟前的过程中彻底燃烧，游离碳变为可燃烧的燃料；与此同时，富氧的输入能使水泥的熟料催化剂氧化燃烧；燃烧场温度1700°C以上时，燃烧场中的CO被燃烧、NOx的排放减少35 %。
【权利要求】
1.一种水泥分解炉燃烧器富氧装置，是由窑尾外层管道(I)、窑尾外层进风管口(2)、窑尾煤粉风流管道(3)、窑尾煤风管道(4)、窑尾富氧风道(5)、窑尾耐火混凝土(6)、窑尾进风管口(7)、窑尾内风管道(8)构成；其特征在于:水泥分解炉燃烧器富氧装置设置四根管道，管中管同轴设置:窑尾中央管道(8)外周设置窑尾煤风管道(4)，窑尾煤风管道(4)外周设置窑尾外层管道(I)、窑尾外层管道(I)外周设置窑尾耐火混凝土 (6);各管道的一端与窑尾内风管道(8)的出口平齐设置，为窑尾的总出口 ；窑尾内风管道(8)的尾端构成进口，窑尾内风管道(8)外侧设置窑尾煤风管道(4);窑尾煤风管道(4)的进口段一侧设置窑尾进风管口(7)，窑尾煤风管道(4)的另一侧设置窑尾煤粉风流管道(3);窑尾煤风管道(4)的尾端与窑尾内风管道(8)进口管段的外侧设置法兰；窑尾煤风管道(4)出口管段的外侧设置窑尾外层管道(I)，窑尾外层管道(I) 一侧设置窑尾外层进风管口(2)。
2.根据权利要求1中所述的一种水泥分解炉燃烧器富氧装置，其特征在于:窑尾外层进风管口(2)与窑尾进风管口(7)之间设置窑尾富氧风道(5)，窑尾外层进风管口(2)中的窑尾富氧风道(5)管端预留富氧的进风口 ；窑尾内风管道(8)上设置一个富氧输送管口。
3.—种水泥分解炉燃烧器富氧装置的富氧助燃方法，其特征在于:浓度是23%~50%的富氧通过窑尾外层进风管口(2)中窑尾富氧风道(5)的进风口，富氧通过窑尾富氧风道(5)进入窑尾进风管口(7)，通过窑尾进风管口(7)输入窑尾内风管道(8)，由窑尾内风管道(8)的出口进入水泥分解炉；同时煤粉的风流通过窑尾煤风管道(4)向水泥分解炉中输入煤粉；窑尾内风管道(8)的浓度是23%~50%富氧的内风流与煤粉风流在出口时充分混合，富氧与煤粉风流混合后进入水泥分解炉中，与水泥分解炉燃烧场中的1300°C高温，富氧与煤粉风流迅速燃 烧，燃烧场的温度能够提高450°C后，燃烧场的温度能够1700°C以上。
4.根据权利要求4中所述的一种水泥分解炉燃烧器富氧装置的富氧助燃方法，其特征在于:同时输入窑尾煤粉风流管道(3)的煤粉和窑尾富氧风道(5)的23%~50%富氧的内风流，在出口输出时充分混合后进入水泥分解炉中，炉中燃烧场的温度能够达到1700°C以上，1700°C以上燃烧场中的游离碳形成黑烟前的过程中彻底燃烧，游离碳变为可燃烧的燃料；与此同时，富氧的输入能使水泥的熟料催化剂氧化燃烧；燃烧场温度1700°C以上时，燃烧场中的CO被燃烧、NOx的排放减少35 %。
【文档编号】F23C7/00GK104033891SQ201410270847
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月10日 优先权日:2014年6月10日
【发明者】葛中伟, 王政伟, 朱洪涛 申请人:河南嘉和节能科技有限公司