基于CFD的水泥生产线窑尾分解炉的低氮排放装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于CFD的水泥生产线窑尾分解炉的低氮排放装置，包括第一生料预热罐、第二生料预热罐、分解炉、回转窑、水雾发生器和低煤燃烧器；第二生料预热罐的出料口与第一还原区的连接管道设有生料分流器，生料分流器通过第一分流管与第二进料口连通，且通过第二分流管与第三进料口连通，低煤燃烧器与煤粉进口通过管道连通；水雾发生器内设有雾化流道和水体流道，雾化流道的一端与水体流道的一端分别与水雾发生器的喷嘴连通，雾化流道的另一端与进气管连接，水体流道的另一端与进水管连接。本实用新型专利技术可降低回转窑内热力型NOX的产生量以及降低分解炉内燃料型NOX的生成，并利用CFD模型对分解炉和回转窑的生成和转化过程进行优化，从而实现降低氮氧化物的排放。

【技术实现步骤摘要】
基于CFD的水泥生产线窑尾分解炉的低氮排放装置
本技术属于工业燃烧
，特别是涉及一种基于CFD(计算机流体动态模拟分析软件)的水泥生产线窑尾分解炉的低氮排放装置。
技术介绍
随着国民经济持续快速发展和能源消费总量大幅攀升，我国氮氧化物(NOX)排放量迅速增长，若不采取进一步控制措施，到2020年，氮氧化物NOX排放总量将超过美国成为氮氧化物排放量居世界第一的国家。目前，我国拥有水泥企业近5000家，产量已连续多年位居世界首位。NOX在水泥窑尾气污染中占有重要比例。我国水泥行业氮氧化物的排放占总排放量的10％左右。水泥企业已经成为继火力发电、汽车尾气之后的第三大NOX排放大户。氮氧化物的危害性表现在：氮氧化物在大气中主要是以一氧化氮和二氧化氮平衡共存。氮氧化物会引起多种呼吸道疾病，是形成光化学烟雾的主要污染物，也是形成酸雨的主要酸性物质之一。二氧化硫和氮氧化物还能形成无机盐的细颗粒物，加重空气中的细颗粒物污染。氮氧化物的减排问题已经成为制约我国环境及经济发展的重大问题。目前水泥厂基本都采用SNCR脱硝系统，但SNCR脱销系统效率不高，氨氮比较高，为满足标准要求的氮氧化物排放量时投入的氨水量较大，并有较高的氨气逃逸问题，且氨水生产过程也不可避免的造成一定量的碳排放和氮氧化物污染，实际造成环境污染的变相转嫁；另外，SNCR脱硝系统的高运行成本，也是其切实推广的障碍。
技术实现思路
本技术主要解决的技术问题是提供一种基于CFD的水泥生产线窑尾分解炉的低氮排放装置，降低回转窑内热力型NOX的产生量以及降低分解炉内燃料型NOX的生成，并利用CFD模型对分解炉和回转窑的生成和转化过程进行优化，从而实现降低氮氧化物的排放。为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：一种基于CFD的水泥生产线窑尾分解炉的低氮排放装置，包括第一生料预热罐、第二生料预热罐、分解炉、回转窑、水雾发生器和低煤燃烧器；所述分解炉包括第一氧化区和第一还原区，所述回转窑包括第二氧化区和第二还原区，所述第一生料预热罐的出料口与所述第一氧化区连通，所述第二生料预热罐的出料口、所述低煤燃烧器和所述水雾发生器分别与所述第一还原区连通；所述分解炉的第一氧化区设有第一进料口，且所述分解炉的第一还原区从上至下依次设有第二进料口、第三进料口和煤粉进口，所述第二生料预热罐的出料口与所述第一还原区的连接管道设有生料分流器，所述生料分流器通过第一分流管与所述第二进料口连通，且通过第二分流管与所述第三进料口连通，所述低煤燃烧器与所述煤粉进口通过管道连通；所述水雾发生器与所述分解炉旋转连接，所述水雾发生器内设有雾化流道，所述雾化流道的一端与所述水雾发生器的喷嘴连通，所述雾化流道的另一端与进气管连接，所述进气管与所述雾化流道的连接处设有进水管；还包括供气泵，所述低煤燃烧器与所述低煤进口的连接管道与所述供气泵连通。本技术为解决其技术问题所采用的进一步技术方案是：进一步地说，所述雾化流道成螺旋状结构分布。进一步地说，所述第二进料口、所述第三进料口和所述煤粉进口位于所述分解炉的任一侧壁，所述喷嘴位于所述分解炉的相对的另一侧壁。进一步地说，所述第一分流管上设有第一生料控制阀。进一步地说，所述第二分流管上设有第二生料控制阀。进一步地说，雾化流道中的雾化介质是压缩空气、氮气或惰性气体。进一步地说，所述第二进料口和所述第三进料口皆由下至上偏离分解炉的侧壁。进一步地说，所述煤粉进口由上至下偏离分解炉的侧壁。本技术的有益效果：本技术包括第一生料预热罐、第二生料预热罐、分解炉、回转窑、水雾发生器和低煤燃烧器，不仅可降低回转窑内热力型NOX的产生量以及降低分解炉内燃料型NOX的生成，而且利用CFD模型对分解炉和回转窑的生成和转化过程进行优化，从而实现降低氮氧化物的排放；具体如下：本技术的水雾发生器中设有雾化流道，雾化流道内的雾化介质与水从喷嘴旋转喷出后会产生雾化效应，雾化后的水滴与第一还原区的烟气进行混合，雾化后的水则在高温烟气中蒸发气化，并形成一定浓度的一氧化碳和氢气分布区域，这些还原气氛将分解炉内的氮氧化物转化为无污染的氮气；本技术低煤燃烧器与低煤进口的连接管道与供气泵连通，利用供气泵输送的空气提高煤粉进入分解炉的细度，利于煤粉在缺氧的情况下迅速转化为CO、HC等还原物质；本技术设有的第二生料预热罐分别通过第一分流管与第二进料口连通，且通过第二分流管与第三进料口连通，通过控制第一生料控制阀和第二生料控制阀控制第二生料预热罐内的生料进入分解炉内的浓度，利于调节分解炉底部的生料比例，以防局部温度过高造成结皮。附图说明图1是本技术的工艺设备结构示意图；图2是图1的A部放大图；附图中各部分标记如下：第一生料预热罐1、第二生料预热罐2、分解炉3、第一氧化区31、第一还原区32、第二进料口33、第三进料口34、煤粉进口35、回转窑4、第二氧化区41、第二还原区42、水雾发生器5、雾化流道51、进气管52、进水管53、喷嘴54、低煤燃烧器6、生料分流器7、供气泵8、第一生料控制阀9和第二生料控制阀10。具体实施方式下面结合附图对本技术的较佳实施例进行详细阐述，以使本技术的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本技术的保护范围做出更为清楚明确的界定。实施例：一种基于CFD的水泥生产线窑尾分解炉的低氮排放装置，如图1-图2所示，包括第一生料预热罐1、第二生料预热罐2、分解炉3、回转窑4、水雾发生器5和低煤燃烧器6；所述分解炉3包括第一氧化区31和第一还原区32，所述回转窑4包括第二氧化区41和第二还原区42，所述第一生料预热罐1的出料口与所述第一氧化区31连通，所述第二生料预热罐2的出料口、所述低煤燃烧器6和所述水雾发生器5分别与所述第一还原区32连通；所述分解炉3的第一氧化区设有第一进料口，且所述分解炉的第一还原区从上至下依次设有第二进料口33、第三进料口34和煤粉进口35，所述第二生料预热罐的出料口与所述第一还原区的连接管道设有生料分流器7，所述生料分流器7通过第一分流管与所述第二进料口连通，且通过第二分流管与所述第三进料口连通，所述低煤燃烧器6与所述煤粉进口35通过管道连通；所述水雾发生器与所述分解炉旋转连接，所述水雾发生器内设有雾化流道51，所述雾化流道的一端与所述水雾发生器的喷嘴54连通，所述雾化流道的另一端与进气管52连接，所述进气管与所述雾化流道的连接处设有进水管53；还包括供气泵8，所述低煤燃烧器6与所述低煤进口的连接管道与所述供气泵8连通。所述雾化流道51成螺旋状结构分布。所述第二进料口、所述第三进料口和所述煤粉进口位于所述分解炉的任一侧壁，所述喷嘴位于所述分解炉的相对的另一侧壁。所述第一分流管上设有第一生料控制阀9。所述第二分流管上设有第二生料控制阀10。雾化流道中的雾化介质是压缩空气、氮气或惰性气体。所述第二进料口33和所述第三进料口34皆由下至上偏离分解炉的侧壁。所述煤粉进口35由上至下偏离分解炉的侧壁。本技术用计算机流体动态模拟分析软件建立模拟流场，得到分解炉和回转炉的温度场、颗粒浓度场、气体组分场以及生料分解等关键参数，并与实际测试数据进行对比，利用数值模拟结果，通过合理规划，设计和优化分解炉和回本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于CFD的水泥生产线窑尾分解炉的低氮排放装置，其特征在于：包括第一生料预热罐(1)、第二生料预热罐(2)、分解炉(3)、回转窑(4)、水雾发生器(5)和低煤燃烧器(6)；所述分解炉包括第一氧化区(31)和第一还原区(32)，所述回转窑包括第二氧化区(41)和第二还原区(42)，所述第一生料预热罐的出料口与所述第一氧化区连通，所述第二生料预热罐的出料口、所述低煤燃烧器和所述水雾发生器分别与所述第一还原区连通；所述分解炉的第一氧化区设有第一进料口，且所述分解炉的第一还原区从上至下依次设有第二进料口(33)、第三进料口(34)和煤粉进口(35)，所述第二生料预热罐的出料口与所述第一还原区的连接管道设有生料分流器(7)，所述生料分流器通过第一分流管与所述第二进料口连通，且通过第二分流管与所述第三进料口连通，所述低煤燃烧器与所述煤粉进口通过管道连通；所述水雾发生器与所述分解炉旋转连接，所述水雾发生器内设有雾化流道(51)，所述雾化流道的一端与所述水雾发生器的喷嘴(54)连通，所述雾化流道的另一端与进气管(52)连接，所述进气管与所述雾化流道的连接处设有进水管(53)；还包括供气泵(8)，所述低煤燃烧器与所述低煤进口的连接管道与所述供气泵连通。...

【技术特征摘要】
1.一种基于CFD的水泥生产线窑尾分解炉的低氮排放装置，其特征在于：包括第一生料预热罐(1)、第二生料预热罐(2)、分解炉(3)、回转窑(4)、水雾发生器(5)和低煤燃烧器(6)；所述分解炉包括第一氧化区(31)和第一还原区(32)，所述回转窑包括第二氧化区(41)和第二还原区(42)，所述第一生料预热罐的出料口与所述第一氧化区连通，所述第二生料预热罐的出料口、所述低煤燃烧器和所述水雾发生器分别与所述第一还原区连通；所述分解炉的第一氧化区设有第一进料口，且所述分解炉的第一还原区从上至下依次设有第二进料口(33)、第三进料口(34)和煤粉进口(35)，所述第二生料预热罐的出料口与所述第一还原区的连接管道设有生料分流器(7)，所述生料分流器通过第一分流管与所述第二进料口连通，且通过第二分流管与所述第三进料口连通，所述低煤燃烧器与所述煤粉进口通过管道连通；所述水雾发生器与所述分解炉旋转连接，所述水雾发生器内设有雾化流道(51)，所述雾化流道的一端与所述水雾发生器的喷嘴(54)连通，所述雾化流道的另一端与进气管(52)连接，所述进气管与所述雾化流道的连接处设有进水管(53)；还包括供气泵(8)，所述低...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈伟强，
申请(专利权)人：苏州中材建设有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32