本发明专利技术公开了一种煤粉喷枪装置、低NOx石灰生产设备及其控制方法，所述煤粉喷枪装置包括具有横向管路和纵向管路的煤粉管道；所述纵向管路的上端连通所述横向管路，所述纵向管路的下端为煤粉喷口，所述纵向管路进一步分流出第一输煤管路和第二输煤管路，所述第一输煤管路的输煤浓度大于所述第二输煤管路的输煤浓度，且所述第一输煤管路的煤粉喷口高于所述第二输煤管路的煤粉喷口，所述第二输煤管路的长度大于所述第一输煤管路。该煤粉喷枪装置可有效降低石灰窑等石灰生产设备的NOx排放量，从而使其在生产石灰时满足环保要求。
【技术实现步骤摘要】
一种煤粉喷枪装置、低NOx石灰生产设备及其控制方法
本专利技术涉及冶金化工行业的石灰生产设备，特别是石灰生产设备的煤粉喷枪装置。本专利技术还涉及设有所述煤粉喷枪装置的石灰生产设备及其控制方法。
技术介绍
在冶金化工行业，一般所称的石灰指的是生石灰(CaO)，生石灰是由石灰石(主要成分CaCO3)在石灰窑内经过950℃～1100℃高温煅烧释放出CO2后生成。石灰是冶金行业中的重要辅助原料，在炼铁原料烧结、炼铁还原过程、铁水预处理过程及炉外精炼过程中，石灰作为添加剂，起到脱磷、脱硫的作用，其质量的好坏对钢材性能的影响至关重要。据测量，近年某新建双膛石灰窑烟气出口处的NOx浓度平均可达130mg/m3，瞬时浓度超过160mg/m3，虽然目前的NOx排放浓度能够满足当前国家标准的排放要求，但是随着国家环保要求越来越严格，石灰窑NOx排放标准的收紧将势在必行(最新发布的工业炉窑NOx排放标准已降至100mg/m3)。请参考图1、图2，图1为一种典型石灰双膛立窑的煤粉喷枪的结构示意图；图2为图1中所示一个纵向管路与横向管路相连通的示意图。如图所示，在生产时，石灰双膛立窑的窑本体内部堆积满待焙烧的石灰石，煤粉通过煤粉总管进入煤粉喷枪内，最后在石灰石料层内部喷出，在喷出口形成高温区域，对石灰石进行高温焙烧从而形成产品。这种煤粉喷枪主要存在以下缺点：其一，煤粉未有效分流，在生产中，煤粉是整体从喷枪喷入石灰石料层内部参与燃烧生产，在石灰石料层内极易形成局部长期高温、富氧的燃烧区域，从而在该区域产生大量的热力型NOx。其二，煤粉喷入位置无法改变，煤粉喷枪的喷出口位置在窑内无法移动，所以煤粉只能固定于一个位置喷出，这样的坏处同样是极易在石灰石料层内形成局部长期高温、富氧的燃烧区域，从而在该区域产生大量的热力型NOx。以上两点都会造成石灰窑烟气中NOx浓度居高不下，对整套石灰窑系统的合格生产带来负面影响。因此，如何进一步降低石灰窑的NOx排放浓度，成为本领域亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种低NOx石灰系统用煤粉喷枪装置。该煤粉喷枪装置可有效降低石灰窑等石灰生产设备的NOx排放量，从而使其在生产石灰时满足环保要求。本专利技术的另一目的是提供一种设有所述煤粉喷枪装置的石灰生产设备及其控制方法。为实现上述目的，本专利技术提供一种煤粉喷枪装置，包括具有横向管路和纵向管路的煤粉管道；所述纵向管路的上端连通所述横向管路，所述纵向管路的下端为煤粉喷口，所述纵向管路进一步分流出第一输煤管路和第二输煤管路，所述第一输煤管路的输煤浓度大于所述第二输煤管路的输煤浓度，且所述第一输煤管路的煤粉喷口高于所述第二输煤管路的煤粉喷口，所述第二输煤管路的长度大于所述第一输煤管路。优选地，所述横向管路设有多个所述纵向管路，各所述纵向管路并排间隔分布，其上端均连通所述横向管路。优选地，所述纵向管路由分隔板分隔成两个半圆形通道，其中一个半圆形通道形成第一输煤管路，另一半圆形通道形成第二输煤管路。优选地，所述纵向管路在分流处设有旋转角度可调节的分流板，所述分流板的一侧对应于所述第一输煤管路，所述分流板的另一侧对应于所述第二输煤管路。优选地，所述分流板与垂直线形成的夹角角度范围在-60°至+60°之间，优选为-45°至+45°之间，更优选为-30°至+30°之间。优选地，进一步包括煤粉分流调节装置；所述分流板通过转轴安装于所述纵向管路内部，所述分流调节装置带动所述分流板绕所述转轴进行转动。优选地，所述煤粉分流调节装置包括驱动齿轮和驱动齿条；所述驱动齿轮带动所述驱动齿条沿水平方向移动，所述驱动齿条穿过所述纵向管路与所述分流板相连接，从内部带动所述分流板进行转动，或者，所述驱动齿条通过穿入所述纵向管路的连接件与所述分流板相连接，从外部带动所述分流板进行转动。优选地，所述第二输煤管路设有能够使所述第二输煤管路伸长或缩短的伸缩节。优选地，所述伸缩节设于所述第二输煤管路向下超出所述第一输煤管路的管段部分。优选地，所述第二输煤管路设有喷煤管升降装置；所述喷煤管升降装置包括升降驱动机构、承力杆和联动板，所述升降驱动机构的升降运动输出端连接所述承力杆上端，所述承力杆下端连接所述联动板，所述联动板连接各所述第二输煤管路的伸缩节的下管段部分。为实现上述另一目的，本专利技术提供一种低NOx石灰生产设备，包括设有窑膛的石灰窑本体，所述窑膛具有煅烧带并设有向所述煅烧带输入燃料以进行煅烧的燃烧器，所述燃烧器为上述任一项所述的煤粉喷枪装置。优选地，所述石灰窑本体在对应于所述第一输煤管路煤粉喷口的位置设有第一温度检测装置，并在对应于所述第二输煤管路煤粉喷口的位置设有第二温度检测装置，以实时监测所述窑膛内部上、下喷煤位置的温度。为实现上述另一目的，本专利技术提供一种控制方法，用于控制所述低NOx石灰生产设备，包括：监测石灰生产设备排放烟气内的NOx浓度；若烟气内的NOx浓度超过设定值时，则进一步判断石灰窑本体内上、下喷煤位置的温度差值是否大于设定值Tc，如果判断结果为是，则增大第一输煤管路和第二输煤管路喷煤位置的距离，如果判断结果为否，则增大第一输煤管路和第二输煤管路的浓度差；执行后，再次监测石灰生产设备排放烟气内的NOx浓度，确认烟气内的NOx浓度是否低于设定值，如果是，则本次操作结束，如果否，则回到上一步，循环进行。本专利技术所提供的煤粉喷枪装置，其纵向管路分为第一输煤管路和第二输煤管路，在进行实际生产时，从喷煤总管方向喷来的煤粉束在会自动分成两股不同的流束，第一输煤管路内的流束为富煤流束，第二输煤管路内的流束为贫流束，其中富煤流束的出口较贫煤流束的出口位置加靠上，这样就在石灰窑内形成两个位置的两股浓度不同煤粉束的喷吹分布，从而实现了石灰窑在生产时的浓淡燃烧，进而有效抑制了石灰窑内NOx的生成量，可有效降低石灰窑等石灰生产设备的NOx排放量，使其在生产石灰时满足环保要求。本专利技术所提供的低NOx石灰生产设备设有上述煤粉喷枪装置，由于所述煤粉喷枪装置具有上述技术效果，则设有该煤粉喷枪装置的低NOx石灰生产设备也应具有相应的技术效果；同理，本专利技术所提供的控制方法也能够取得相应的技术效果。附图说明图1为一种典型石灰双膛立窑的煤粉喷枪的结构示意图；图2为图1中所示一个纵向管路与横向管路相连通的示意图；图3为本专利技术实施例公开的一种煤粉喷枪的结构示意图；图4为图3中所示煤粉喷枪的局部结构示意图；图5为图4中所示第一输煤管路和第二输煤管路的横截面示意图；图6为图3中所示煤粉分流调节装置的结构示意图；图7为本专利技术实施例公开的另一种煤粉喷枪的结构示意图；图8为图7中所示喷煤管升降装置的结构示意图；图9为第一输煤管路和第二输煤管路的第二种横截面示意图；图10为第一输煤管路和第二输煤管路的第三种横截面示意图；图11为第一输煤管路和第二输煤管路的第四种横截面示意图；图12为本专利技术实施例公开的一种控制方法的流程图。图中：1.石灰窑窑体2.喷煤总管3.煤粉喷枪(现有)4.煤粉喷枪(本专利技术)41.煤粉管道42.分隔板43.分流板44.伸缩节45.第一输煤管路46.第二输煤管路5.联动板6.承力杆7.驱动电机8.驱动气缸81.缸体82.活塞板83.下腔室压气管道84.下腔室三通电磁阀85.上腔室压气管道86.上腔室三通电磁本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种煤粉喷枪装置，包括具有横向管路和纵向管路的煤粉管道；所述纵向管路的上端连通所述横向管路，所述纵向管路的下端为煤粉喷口，其特征在于，所述纵向管路进一步分流出第一输煤管路和第二输煤管路，所述第一输煤管路的输煤浓度大于所述第二输煤管路的输煤浓度，且所述第一输煤管路的煤粉喷口高于所述第二输煤管路的煤粉喷口，所述第二输煤管路的长度大于所述第一输煤管路。
【技术特征摘要】
1.一种煤粉喷枪装置，包括具有横向管路和纵向管路的煤粉管道；所述纵向管路的上端连通所述横向管路，所述纵向管路的下端为煤粉喷口，其特征在于，所述纵向管路进一步分流出第一输煤管路和第二输煤管路，所述第一输煤管路的输煤浓度大于所述第二输煤管路的输煤浓度，且所述第一输煤管路的煤粉喷口高于所述第二输煤管路的煤粉喷口，所述第二输煤管路的长度大于所述第一输煤管路。2.根据权利要求1所述的煤粉喷枪装置，其特征在于，所述横向管路设有多个所述纵向管路，各所述纵向管路并排平行间隔分布，其上端均连通所述横向管路。3.根据权利要求1所述的煤粉喷枪装置，其特征在于，所述纵向管路由分隔板分隔成两个半圆形通道，其中一个半圆形通道形成第一输煤管路，另一半圆形通道形成第二输煤管路。4.根据权利要求1所述的煤粉喷枪装置，其特征在于，所述纵向管路在分流处设有旋转角度可调节的分流板，所述分流板的一侧对应于所述第一输煤管路，所述分流板的另一侧对应于所述第二输煤管路。5.根据权利要求4所述的煤粉喷枪装置，其特征在于，所述分流板与垂直线形成的夹角角度范围在-60°至+60°之间，优选为-45°至+45°之间，更优选为-30°至+30°之间。6.根据权利要求4所述的煤粉喷枪装置，其特征在于，进一步包括煤粉分流调节装置；所述分流板通过转轴安装于所述纵向管路内部，所述分流调节装置带动所述分流板绕所述转轴进行转动。7.根据权利要求6所述的煤粉喷枪装置，其特征在于，所述煤粉分流调节装置包括驱动齿轮和驱动齿条；所述驱动齿轮带动所述驱动齿条沿水平方向移动，所述驱动齿条穿过所述纵向管路与所述分流板相连接，从内部带动所述分流板进行转动，或者，所述驱动齿条通过穿入所述纵向管路的连接件与所述分流板相连接，从...
【专利技术属性】
技术研发人员：周浩宇，贺新华，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43
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