一种无氨脱硝水泥熟料烧成系统的制作方法

本实用新型涉及一种实现无氨脱硝工艺的水泥熟料烧成系统，属于水泥生产技术领域。

背景技术：

目前，水泥企业几乎都配套SNCR烟气脱硝装置，NOx排放浓度限制在400mg/Nm³以下，重点地区NOx排放限值为320mg/Nm³，但企业的运行成本较高。

随着社会对环境的重视，对于水泥工业的大气污染物排放标准也变得越来越严格，部分省市已经将水泥企业的NOx排放浓度限制在150mg/Nm³以下，有的甚至限制在100mg/Nm³以下。现有的SNCR脱硝系统脱硝效率仅为60％～70％，在如此严厉的环保要求下，该技术难以满足新的排放标准，促使部分企业尝试脱硝技术改造。

目前脱硝技改主流方案是：窑尾煤粉分两层布置，即保留原来窑尾煤粉管路不变，从原窑尾煤粉管路上引出一路煤粉进入分解炉锥部，分解炉锥部的煤粉用量占整体窑尾煤粉用量的30％～60％，脱硝效率达到10％～30％，仍然需要SNCR的辅助，才能控制NOx的排放。该改造方案的主要瓶颈一是窑尾分解炉锥部的还原区较小，不能满足产生足够的还原性气体及还原NOx所需的时间，二是受煤质影响，如采用无烟煤时，不能产生足够的还原性气氛，三是如果过量的煤粉在该区域燃烧产生高温，易导致烟室和分解炉锥部产生结皮，造成烧成系统的不稳定，脱硝效率受限。

技术实现要素：

发明目的：针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种无氨脱硝水泥熟料烧成系统，具有脱硝还原区空间大、不结皮、无氨水、脱硝效率高、运行成本低的优点。

技术方案：本实用新型采用以下技术方案予以实现：

一种无氨脱硝水泥熟料烧成系统，包括旋风预热器、分解炉、三次风风管、窑尾煤粉燃烧器、煤粉调节阀、回转窑和烟室；所述分解炉包括分解炉柱体和分解炉锥部，分解炉锥部通过所述烟室与所述回转窑相连通；所述三次风风管与分解炉柱体相连接，从所述旋风预热器中的自下而上的第二级旋风筒的下料管分出一路进入分解炉锥部，其它路进入分解炉柱体，落料点在三次风风管上方；所述窑尾煤粉燃烧器布置在分解炉锥部的下部；所述系统还包括水煤气发生炉，所述水煤气发生炉产生的水煤气分两路进入分解炉，一路与分解炉锥部连接，另一路与分解炉柱体上部连接，两路水煤气管路上分别设有水煤气调节阀。

作为优选，所述窑尾煤粉燃烧器只布置在分解炉锥部的下部，且只有一层窑尾煤粉燃烧器。

作为优选，所述窑尾煤粉燃烧器在分解炉锥部水平横截面上均布，且数量为偶数。

作为优选，所述窑尾煤粉燃烧器前设置手动或电动煤粉调节阀。

作为优选，所述旋风预热器的自下而上的第二级旋风筒的下料管分料到分解炉锥部的料量占该下料管总料量的30％～60％。

作为优选，所述水煤气发生炉产生的水煤气在进入分解炉柱体和分解炉锥部的水平横截面上多点均布。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型具备如下优点：

(1)传统三次风风管布置在分解炉锥部的上部，窑尾煤粉燃烧器布置在分解炉锥部的上部，几乎无还原区，本实用新型的三次风风管布置在分解炉柱体，窑尾煤粉燃烧器布置在分解炉锥部的下部，在窑尾煤粉燃烧器和三次风风管之间形成较大的还原区，，生成大量还原性气体(如CO、H2等)，有充足时间与NOx发生还原反应，脱硝效率更高。

(2)窑尾煤粉100％进入分解炉锥部的下部，在氧含量较少的条件下，煤粉不完全燃烧生成大量的还原性气体，用于脱硝反应，同时，煤粉不完全燃烧也产生了大量热量，旋风预热器中分一路冷的物料到分解炉的锥部，能迅速吸收还原区煤粉不完全燃烧产生的热量，有效控制烟室和分解炉锥部的温度，不产生结皮，烧成系统稳定运行。

(3)当运行工况或煤质发生变化，导致NOx偏高时，则启动水煤气发生炉，产生一定量的还原性气体(如CO、H2等)，进入到氧含量较少的分解炉锥部和分解炉上部柱体，与NOx发生还原反应，进一步降低NOx的排放。

(4)本实用新型不需要SNCR脱硝系统的辅助，也能控制NOx的达标排放，即脱硝过程无氨水，更没有氨水带入的水分蒸发吸热，从根源上降低热耗，节约运行成本。

(5)脱硝效率高，能控制NOx排放在100mg/Nm³以内，不仅满足国家现行排放标准，还能满足地方和行业更严厉的排放标准。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种水泥熟料烧成系统结构示意图；

图中：1旋风预热器，2分解炉，3三次风风管，4分解炉锥部，5窑尾煤粉燃烧器，6煤粉调节阀，7回转窑，8烟室，9水煤气调节阀，10水煤气发生炉。

具体实施方式

现结合附图1和具体实施例对本实用新型做进一步阐述。

如图1所示，本实用新型实施例公开的一种水泥熟料烧成系统，包括旋风预热器1、分解炉2、三次风风管3、分解炉锥部4、窑尾煤粉燃烧器5、煤粉调节阀6、回转窑7、烟室8、水煤气调节阀9和水煤气发生炉10。

回转窑7通过烟室8与分解炉锥部4相连，分解炉锥部4与分解炉2相连，旋风预热器1中的C4(本实施例以五级预热器为例，对于四级预热器为C3，对于六级预热器为C5，)下料管分三路进入分解炉2，第一路落料点在分解炉锥部4，第二路落料点在三次风风管3上方，第三路落料点在第二路落料点的上方，三次风风管3与分解炉2柱体相连接，两个或四个窑尾煤粉燃烧器5在水平横截面上均布在分解炉锥部4的下部，水煤气发生炉10产生的水煤气从分解炉锥部4和分解炉2柱体的上部进入分解炉，在水平横截面上多点均布。水煤气管路上分别设有水煤气调节阀9，窑尾烟囱设有NOx在线监测仪器，可根据在线监测的NOx反馈信号调节水煤气调节阀9，当NOx反馈信号大于规定的排放限值(如150mg/Nm³)，则自动启动水煤气调节阀9，调节由水煤气发生炉10进入分解炉的水煤气量，水煤气与分解炉内的NOx发生脱硝反应，从而达到控制NOx的排放限值。

采用实用新型实施例的水泥熟料烧成系统的无氨脱硝工艺方法为：窑尾煤粉100％进入分解炉锥部的下部，在氧含量0.5％～3％的条件下，煤粉不完全燃烧生成大量的还原性气体，用于脱硝反应，同时，煤粉不完全燃烧也产生了大量热量，C4下料管分一路到分解炉的锥部，分料量占C4下料管总料量的30％～60％，冷的物料能迅速吸收还原区煤粉不完全燃烧产生的热量，有效控制烟室和分解炉锥部的温度(1000～1150℃)，不产生结皮，烧成系统稳定运行。当运行工况或煤质发生变化，导致NOx偏高时，则启动水煤气发生炉，产生一定量的水煤气(如CO、H2等)，进入到氧含量较少的分解炉锥部和分解炉上部柱体，与NOx发生还原反应，进一步降低NOx的排放，达到国家环保排放要求。

应用例

某水泥厂脱硝改造前，窑尾烟囱NOx排放控制在280mg/Nm³时，氨水平均用量1.0～1.2m³/h；采用本实用新型脱硝技改后，窑尾煤粉100％进入分解炉锥部的下部，烟室氧含量2.3％，分解炉锥部的分料量占C4下料管总料量的40％，同样控制窑尾烟囱NOx排放280mg/Nm³时，氨水平均用量0.2～0.3m³/h；启用水煤气发生炉后，水煤气发生炉喂煤量1.15t/h，生成水煤气3700Nm³/h，窑尾烟囱NOx排放90mg/Nm³。