专利名称：连接在回转窑窑尾与分解炉之间的脱氮装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种降低水泥厂N0X排放量的新方法利用在新型干法水泥生 产系统的回转窑尾部加入专用在线分级均布还原燃烧和司料控制技术及欠氧燃烧区装置。 属于水泥生产设备技术领域。
背景技术：
燃料在窑炉内的燃烧过程中，空气中氮分子的氧化和燃料中氮元素的氧化都会生 成N0X。当窑炉内的火焰温度超过1400°C时，燃烧空气中的氮分子会产生强烈的氧化作用而 生成NOx，称之为"热NO/;在氧化气氛下，温度越高，其生成速度越快，窑内温度低于1400°C 时，主要由燃料中氮元素的氧化生成的叫，称之为"燃料NO/。且由于水泥回转窑烧成带 的火焰温度一般在180(TC左右，尽管在燃烧器上采取了许多技术措施，但"热NO/在烧成带 的生成仍不可避免。在分解炉内，燃料燃烧温度低于1200°C ，因而在分解炉系统的第二段燃 烧区，主要是生成"燃料N0X"。因为"燃料N0X"与燃料中的N含量有关，国内常用的燃料为 煤，其N含量一般不高，从对窑系统的废气进行分析可知，N02的含量一般不超过整个N0X排 放量的10%。 影响NO,形成的因素较多，主要有温度、燃烧时的氧含量、高温区的停留时间，以 及燃料中的N含量等，前面几点均与燃烧环境有关，因此对水泥窑废气N0X污染来说，主要 应考虑回转窑废气的N0X防治。 目前，降低水泥厂N0X的方法可分为炉前处理、炉内处理和燃烧后处理。 炉前处理，主要是指对原燃料进行选择和预处理，采用低N含量的原燃料，减少所
用原燃料中带入的N含量。对于炉前处理，一方面需要原燃料处理的费用，加大原燃料成
本，另一方面与水泥行业倡导的利用劣质原燃料矛盾，且原燃料N含量只是影响因素之一，
不是主要影响因素，所以采用炉前处理收益不大。 炉内处理，主要是指低NO,燃烧技术，即燃烧方式的改进。炉内处理的方法有很多， 主要有1、采用新型低一次风燃烧器，由于回转窑中的热N0,主要是由窑头主燃烧器产生， 为了减少NO,的形成量，许多厂家大都采用新型低一次风燃烧器。但是该方法受燃烧条件 如燃烧室热负荷、生料易烧性、燃料特性控制参数以及其它诸多条件的影响，效果在不同的 水泥厂差别很大，普适性不佳；2、采用窑自动控制降低N0X排放，通过对窑尾CO和NO值进 行比较，窑的自动控制使过剩空气量降到最低，同时亦防止CO值过高，这样可消除N0X的峰 值，但降低效果不显著。 燃烧后处理，即将已经生成的N0X通过某种手段从烟气中脱除掉，从而降低N0X的 排放量。主要有催化选择还原法、非催化选择还原法、选择性的非催化还原及催化还原、湿 法烟气脱N0X技术和微波技术等，微波技术由于缺乏有关材料的电介性质的基础数据，导致 设计谐振腔等微波加热设备的技术滞后，工程应用条件还不成熟，其余方法大都初始投资 巨大、运行费用昂贵，并且增加了水泥厂设备运行维护和检修的负担。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种连接在回转窑窑尾与分解炉之间的脱氮装置。 本连接在回转窑窑尾与分解炉之间的脱氮装置，是在分解炉底部与回转窑窑尾增 加一欠氧燃烧区装置；欠氧燃烧区装置设置有燃料加入口 ；部分燃料从燃料加入口加入欠 氧燃烧区，在窑内高温废气的欠氧条件下燃烧，该燃烧环境将产生含有C0、H2和CHi等气体， 形成很强的还原气氛，用于快速还原窑燃烧产生的"热N0/成N2。 作为改进，它还包括连接在欠氧燃烧区装置与分解炉底部之间的三次风加入装 置。燃料在后面的分解炉内，在加入三次风的富氧条件下喷煤燃烧，从而实现燃料的分级、 完全燃烧。 作为改进，欠氧燃烧区装置的主体结构为圆柱体，其长径比为L/D = 0. 7 1. 5。 本实用新型是采用分段燃烧技术，在分解炉下部设置二次燃料欠氧燃烧的N0X还 原区段，以控制NO,的最终生成量的一种"准二次措施"，该技术也称为炉内燃料分级(区) 燃烧技术。窑内已生成的N0X当遇到烃基CHi和未完全燃烧产物CO、H2、C和CmHn时，会发生 N0X的还原反应。利用该原理，在分解炉下部与烟室连接处送入燃料，此处窑内废气的氧含 量已很小，且温度很高，喷入燃料后将形成很强的还原性气氛，使得在回转窑内生成的NO, 在该燃烧区内被煤中挥发出的挥发份物质还原成氮分子。在该处不仅使得已生成的NO,得 到还原，同时还抑制了新的NO,的生成，可使NO,的排放浓度进一步降低。此后，燃烧产物进 入二次燃烧区，送入三次风，因控制的氧化气氛可达到最终完全燃烧目的。燃尽过程中因燃 烧温度低重新生成的N0X量少，总的来看，使用炉内二次燃烧技术后，水泥厂最终N0X排放量 可大大降低，与仅在回转窑内采用低N0X燃烧器效果明显，同时采用两种措施效果将更加显 著。 本实用新型利用分段再燃烧技术原理，研发出一种新型水泥窑尾部专用分级均布 还原燃烧和司料控制技术及欠氧燃烧区装置，在窑尾烟室处形成一个极强的还原区，可迅 速还原回转窑废气中的NO,，并且不会在边壁处产生局部高温导致结皮，影响正常的水泥生产。
图1是本实用新型的应用示意图。 图2是图1是左视图。
具体实施方式图中，1是回转窑、2是窑尾烟室、3是燃烧器、4是欠氧燃烧区装置、5是旋风筒下料 管、6是分解炉、7是三次风入口 。 参见图1、2，其结构是在分解炉底部增加一欠氧燃烧区，将引入分解炉的燃料分级 燃烧。部分燃料从欠氧燃烧区的水泥窑尾专用司料装置加入，在窑内高温废气的欠氧条件 下燃烧，该燃烧环境将产生含有CO、H2和CHi等未气体组分，形成很强的还原气氛，用于快速 还原窑燃烧产生的"热N0X"成N2。 利用本技术在窑尾烟室处针对窑内废气流场和温度场特点，设计专门的欠氧燃烧 区，并在设置煤粉燃烧器，控制煤粉喷射速度和喷射方向，使得煤粉的在欠氧燃烧区分散均匀，并与回转窑废气发生欠氧燃烧，形成还原气氛，使得在回转窑内生成的N0X在该燃烧区 内被快速还原成氮分子。 本实用新型的特点在于利用了窑尾烟气的特点在特殊结构的欠氧燃烧区均匀喂 煤，快速生成还原气体，使窑尾废气与还原气体充分接触，将窑尾废气中的N0X还原生成N2。 通过司料位置和分散落点控制燃烧区的温度，以调节燃烧速度差异导致的温度不均，不会 在烟室壁面产生高温区，避免了结皮情况的发生。欠氧燃烧的废气，还经过正常的过氧燃 烧，不会有大量CO等燃烧气体产生，并不会对后面工艺带来安全隐患。这种N0X减排处理 方式不仅可以降低水泥生产的N0X排放浓度，且不增加额外运营成本，只是再系统设计时增 设一个欠氧燃烧区装置，并按技术规定配置，就能起到显著的效果。另外，减少N0X排放量 就减少了环保成本，从而降低了产品成本，提高了水泥厂生产效益。
权利要求连接在回转窑窑尾与分解炉之间的脱氮装置，其特征是在分解炉底部与回转窑窑尾增加一欠氧燃烧区装置；欠氧燃烧区装置设置有燃料加入口。
2. 根据权利要求1所述的脱氮装置，其特征是它还包括连接在欠氧燃烧区装置与分 解炉底部之间的三次风加入装置。
3. 根据权利要求1所述的脱氮装置，其特征是欠氧燃烧区装置的主体结构为圆柱体， 其长径比为L/D = 0. 7 1. 5。
专利摘要本实用新型的目的是提供一种连接在回转窑窑尾与分解炉之间的脱氮装置。它是在分解炉底部与回转窑窑尾增加一欠氧燃烧区装置；欠氧燃烧区装置设置有燃料加入口；部分燃料从燃料加入口加入欠氧燃烧区，在窑内高温废气的欠氧条件下燃烧，该燃烧环境将产生含有CO、H2和CHi等气体，形成很强的还原气氛，用于快速还原窑燃烧产生的“热NOx”成N2。
文档编号B01D53/56GK201534051SQ20092030140
公开日2010年7月28日 申请日期2009年3月19日 优先权日2009年3月19日
发明者丁晓龙, 丁苏东, 于洋, 刘志国, 吴建军, 孙德群, 宁建根, 曹烈英, 杨学权, 潘泂, 蔡玉良 申请人:中国中材国际工程股份有限公司