利用中温烟气降低石灰回转窑烟气氮氧化物生成量的装置的制作方法

本发明涉及石灰回转窑，具体涉及一种利用中温烟气降低石灰回转窑烟气氮氧化物生成量的装置及方法。

背景技术：

1、nox是造成大气污染的主要污染物之一，主要包括no2、no、n2o等，其主要来源有两个方面，一是自然界中的固定氮、雷电等自然过程所产生，二是工业生产中如在炉窑燃烧、火力发电、机动车排放等人为因素产生。工业生产中控制nox排放的技术措施分为源头控制和尾部控制，其中源头控制即低氮燃烧源头控制技术，尾部控制总称为烟气脱硝技术。烟气脱硝技术即炉窑烟气末端nox的脱出与达标排放，行业内通常采用scr、sncr烟气脱硝与控制技术，主要针对于nox含量高的烟气，其技术特征是脱出比例大能够确保达标排放，不足之处是投资和运行成本较高。

2、低氮燃烧源头控制技术主要包括低氮燃烧器改进、空气分级燃烧技术、烟气回流再循环技术(fgr技术)。从技术特征来看，烟气回流再循环燃烧技术与末端脱硝相比，烟气中nox降低的幅度可达到20％-25％左右，对于排放不稳定或一定范围内烟气nox超标采用fgr技术，具有改造简单、占地少、投资省和免维护的短平快优点。

3、目前，国内在轧钢加热炉、球团回转窑和燃气锅炉等方面有部分烟气回流助燃降低烟气nox的应用案例，但鲜有石灰回转窑上的应用报道。从技术原理上分析，石灰回转窑已经达到了1400℃-1450℃的高温燃烧(焙烧)条件，进入nox大量产生的温度区间，国内在生产的石灰回转窑烟气实际检测浓度通常在100mg/nm3-500mg/nm3间波动，nox排放量巨大。因此，有必要在石灰回转窑上开发一种烟气回流助燃方法从而降低nox的生成量。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种利用中温烟气降低石灰回转窑烟气氮氧化物生成量的装置及方法，以解决现有技术中缺乏降低石灰回转窑烟气氮氧化物相关技术的问题。

2、根据本发明的一个方面，提出一种利用中温烟气降低石灰回转窑烟气氮氧化物生成量的装置，包括：

3、中温烟气回流管，连接在所述石灰回转窑的中温烟气通道和所述石灰回转窑的一次风管道之间，其中所述中温烟气通道中的中温烟气的氧含量为1～7％、温度为750～1050℃；

4、设置于所述中温烟气回流管的闸板阀和耐高温回流烟气抽风机；

5、设置于所述石灰回转窑的一次风管道的氧气分析仪，所述氧气分析仪位于所述一次风管道与所述中温烟气回流管连接处的下游。

6、根据本发明的一个实施例，还包括控制单元，所述控制单元与所述石灰回转窑的一次风风机、所述闸板阀、所述回流烟气抽风机、所述氧气分析仪通信连接，并配置为：

7、在降低烟气氮氧化物生成量阶段，控制所述一次风风机、所述闸板阀以及所述回流烟气抽风机开启；

8、基于所述氧气分析仪检测的氧含量调节所述闸板阀的开度和/或所述回流烟气抽风机的送风量，直至所述氧气分析仪检测的氧含量维持在15～18％。

9、根据本发明的一个实施例，所述控制单元配置为：

10、基于所述氧气分析仪检测到氧含量小于15％，减小所述闸板阀的开度和/或所述回流烟气抽风机的送风量，直至所述氧气分析仪检测到氧含量大于15％；

11、基于所述氧气分析仪检测到氧含量大于18％，增大所述闸板阀的开度和/或所述回流烟气抽风机的送风量，直至所述氧气分析仪检测到氧含量小于18％。

12、根据本发明的一个实施例，所述装置还包括设置于所述一次风管道的气体流量计(50)，所述气体流量计位于所述一次风管道与所述中温烟气回流管连接处的下游。

13、根据本发明的一个实施例，所述控制单元进一步与所述气体流量计通信连接并配置为：

14、在投料前的点火升温阶段，控制所述闸板阀和所述回流烟气抽风机关闭并控制所述一次风风机开启，直至投料生产；并且在稳定生产后从所述气体流量计获取对应的初始一次风流量；

15、在降低烟气氮氧化物生成量阶段，控制所述闸板阀和所述回流烟气抽风机开启，并调节所述闸板阀的开度、所述回流烟气抽风机的送风量和/或所述一次风风机的送风量，使得所述气体流量计检测的一次风流量总体等于所述初始一次风流量。

16、根据本发明的一个实施例，还包括设置于所述中温烟气回流管的温度检测单元，所述控制单元进一步与所述温度检测单元通信连接并配置为：基于所述温度检测单元检测的温度高于预定值，控制所述闸板阀关闭。

17、根据本发明的一个实施例，还包括设置于所述中温烟气回流管外表面的保温部件；和/或还包括设置于所述中温烟气回流管的膨胀节(60)。

18、根据本发明的另一方面，提出一种利用中温烟气降低石灰回转窑烟气氮氧化物生成量的方法，包括：

19、在降低烟气氮氧化物生成量阶段，使得所述石灰回转窑的中温烟气通道内氧含量为1～7％、温度为750～1050℃的中温烟气回流至所述石灰回转窑的一次风管道内与空气混合成一次风，并通过调节中温烟气回流路径上的闸板阀的开度和/或回流烟气抽风机的送风量使得一次风的氧含量为15～18％。

20、根据本发明的一个实施例，还包括：在进入所述降低烟气氮氧化物生成量阶段之前，获取初始一次风流量；

21、在所述降低烟气氮氧化物生成量阶段，通过调节所述闸板阀的开度、所述回流烟气抽风机的送风量和/或所述一次风风机的送风量使得一次风流量总体等于所述初始一次风流量。

22、根据本发明的一个实施例，还包括：获取中温烟气回流路径的温度检测值，并且基于所述温度检测值高于预定值，控制所述闸板阀关闭。

23、在根据本发明的实施例的中，通过设置回流烟气管道使得石灰回转窑排放的氧含量为1～7％、温度为750～1050℃的烟气回流至一次风管道中作为部分一次风，这样可以降低用于燃烧的一次风氧含量从而降低燃烧温度，由此减少氮氧化物的生成量，还可以充分利用烟气热量；并且本发明充分利用原有石灰回转窑的结构，仅需在原有石灰回转窑的基础上增设少量部件，保证整个装置的结构简单、投资低、电耗低；并且本发明还可以实现自动控制。

技术特征：

1.一种利用中温烟气降低石灰回转窑(200)烟气氮氧化物生成量的装置(100)，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括控制单元(70)，所述控制单元(70)与所述石灰回转窑(200)的一次风风机(262)、所述闸板阀(20)、所述回流烟气抽风机(30)、所述氧气分析仪(40)通信连接，并配置为：

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制单元(70)配置为：

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述装置(100)还包括设置于所述一次风管道(260)的气体流量计(50)，所述气体流量计(50)位于所述一次风管道(260)与所述中温烟气回流管(10)连接处的下游。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述控制单元(70)进一步与所述气体流量计(50)通信连接并配置为：

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，还包括设置于所述中温烟气回流管(10)的温度检测单元，所述控制单元(70)进一步与所述温度检测单元通信连接并配置为：基于所述温度检测单元检测的温度高于预定值，控制所述闸板阀(20)关闭。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括设置于所述中温烟气回流管(10)外表面的保温部件；和/或还包括设置于所述中温烟气回流管(10)的膨胀节(60)。

8.一种利用中温烟气降低石灰回转窑(200)烟气氮氧化物生成量的方法，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：在进入所述降低烟气氮氧化物生成量阶段之前，获取初始一次风流量；

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，还包括：获取中温烟气回流路径的温度检测值，并且基于所述温度检测值高于预定值，控制所述闸板阀(20)关闭。

技术总结
本发明公开了一种利用中温烟气降低石灰回转窑烟气氮氧化物生成量的装置，包括：中温烟气回流管，连接在所述石灰回转窑的中温烟气通道和所述石灰回转窑的一次风管道之间，其中所述中温烟气通道中的中温烟气的氧含量为1～7％、温度为750～1050℃；设置于所述中温烟气回流管的闸板阀和耐高温回流烟气抽风机；设置于所述石灰回转窑的一次风管道的氧气分析仪，所述氧气分析仪位于所述一次风管道与所述中温烟气回流管连接处的下游。本发明能够降低石灰回转窑烟气氮氧化物生成量，可以充分利用烟气热量，并且整个装置的结构简单、投资低、电耗低，还可以实现自动控制。

技术研发人员：刘功国,秦洁,王海波,齐建玲
受保护的技术使用者：攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15