水泥窑低质煤高效燃烧系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种水泥窑低质煤高效燃烧系统，属于低质煤燃烧设备技术领域。该水泥窑使用低质煤高效燃烧、降低排放的方法和系统，在窑头采用富氧燃烧技术，在窑尾采用煤气化技术将低质煤在分解炉外气化处理成煤气，通入分解炉内高效燃烧，并通过煤气还原脱硝技术降低排放；系统由制氧系统、富氧燃烧系统、煤气化系统、煤气化进风系统、煤气化进料系统、蒸汽供应系统、煤气输送系统、辅助系统及电控系统等组成，能实现低质煤向易燃优质燃料煤气的品质提升和水泥窑烟气降低排放的双重有益效果。

【技术实现步骤摘要】
水泥窑低质煤高效燃烧系统
本技术涉及低质煤燃烧设备
，具体涉及一种水泥窑低质煤高效燃烧系统及方法。
技术介绍
我国水泥窑熟料煅烧使用的燃料主要是高热值(≧5000kcal/kg)、高挥发份(≧25％)的烟煤，但我国煤炭资源的地区分布很不均匀，大量的优质煤炭集中在华北、西北及中南的部分地区，而其他地区储量相对有限，且大多为低质煤。若能利用低质煤(指无烟煤、贫煤及褐煤)代替烟煤煅烧水泥熟料，可大大降低水泥成本，提高水泥厂的经济效益。国内外各大水泥设备制造商或水泥设计院设计开发了用于燃烧无烟煤的分解炉，这些炉型各有特点，其复杂程度、阻力指标、操作控制要求各不相同，对煤质的适应性也有差异，尚无一种能针对大多数低质煤的通用技术。近年来国家对环保问题的越来越重视，继火电行业脱硝工作大规模推广后，我国正在推进以水泥行业为主的氮氧化物排放控制。目前水泥企业必须采用脱硝后处理技术(如SNCR选择性非催化还原)才能实现企业满足国家制定的排放标准，未来随着排放标准越来越严格，还必须增加如SCR选择性催化还原等高效脱硝技术，并加重企业生产成本。因此，如何使用低质煤降低生产成本、保持窑系统稳定运行并保证熟料生产质量，同时还能降低排放有利于环保是水泥企业亟需解决的两个问题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种可利用低质煤代替烟煤等高效煤煅烧水泥的低质煤燃烧系统及方法，以解决上述
技术介绍
中存在的技术问题。为了实现上述目的，本技术采取了如下技术方案：一方面，本技术提供的一种水泥窑低质煤高效燃烧系统，包括电气控制系统、分解炉和窑头燃烧器，所述分解炉和所述窑头燃烧器通过三次风管道和回转窑连通，所述窑头燃烧器的进口连通有一制氧系统，所述三次风管道连通有煤气化炉，所述煤气化炉通过主煤气管道和还原煤气管道分别连通所述分解炉炉身和分解炉炉底；所述煤气化炉通过进料管道连通煤粉供应系统，所述煤气化炉通过蒸汽管道连通蒸汽制备系统。优选的，所述的制氧系统包括氧气制备系统和氧气/空气混合系统。优选的，所述的煤气化炉与所述进料管道间设有气化炉燃料喷嘴，所述煤气化炉与所述三次风管道之间以及所述煤气化炉与所述蒸汽管道之间均设有气化剂喷嘴。优选的，所述主煤气管道、所述还原煤气管道、所述进料管道和所述蒸汽管道上均设有流量计。优选的，所述煤气化炉上还设有压力表和温度计。优选的，所述的制氧系统为深冷法制氧系统、变压吸附法制氧系统或膜分离制氧系统中的一种。优选的，所述的窑头燃烧器为单通道燃烧器或多通道燃烧器。优选的，所述的还原煤气管道分别连通所述分解炉的底锥、窑尾烟室和回转窑尾。优选的，所述的气化炉为固定床式气化炉、流化床式气化炉或气流床式气化炉中的一种。本技术有益效果：1、实现了低质煤的高效燃烧：窑头使燃料在富氧中充分燃烧，提高煅烧火焰温度100-200℃，促进低质煤的充分燃烧，加大了低值煤种在窑头的应用范围，窑尾采用煤气化技术，气化过程不受低质煤具有的热值低、挥发分低和灰分高等特点影响，将低质煤气化煤气，煤气相对于低质煤极易燃烧，通入分解炉内部可充分燃烧，实现低质煤向易燃优质燃料煤气提升品质的有益效果。2、实现了水泥窑烟气的低排放：分解炉前气化炉内为缺氧还原气氛，燃料型NOx无法生成；气态煤气进入分解炉后很快扩散，与高温三次风形成无焰燃烧，温度均匀可控，抑制了分解炉内热力型NOx的生成；煤气中还富含CO和H2等强还原性成分，通入分解炉底部，将窑头来烟气中的NOx全部还原为N2，又实现降低窑头烟气排放的目的。本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例所述的传统水泥窑煤粉燃烧系统结构图。图2为本技术实施例所述的水泥窑低质煤高效燃烧系统结构原理图。其中：1-分解炉；2-分解炉炉底；3-三次风管道；4-回转窑；5-窑头燃烧器；6-制氧系统；7-煤气化炉；8-进料管道；9-煤气化炉三次风管道；10-蒸汽管道；11-主煤气管道；12-还原煤气管道。具体实施方式下面详细描述本技术的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本技术，而不能解释为对本技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或模块，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、模块和/或它们的组。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。为便于对本技术实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且实施例并不构成对本技术实施例的限定。本领域普通技术人员应当理解的是，附图只是一个实施例的示意图，附图中的部件或装置并不一定是实施本技术所必须的。实施例如图1所示，为传统的水泥窑煤粉燃烧系统，本系统由分解炉1、分解炉炉底2、三次风管道3、回转窑4、窑头燃烧器5组成。其中分解炉1内喷入60-65％的煤粉量，由三次风管道3引入助燃高温风燃烧，供给生料预分解的吸热量；分解炉炉底2将回转窑4的热烟气引入分解炉1；窑头燃烧器5喷入35-40％的煤粉量燃烧，供给生料煅烧成熟料的吸热量；此时，窑头燃烧器5和分解炉1喷入的煤粉都必须是优质烟煤，发热值不低于5000kcal/kg、挥发份不低于25％。如图2所示，本技术实施例提供一种改进水泥窑低质煤高效燃烧系统，本系统由分解炉1、分解炉炉底2、三次风管道3、回转窑4、窑头燃烧器5、制氧系统6、煤气化炉7、煤气化炉进料管道8、煤气化炉三次风管道9、气化炉进蒸汽管道10、气化炉主煤气管道11、气化炉还原煤气管道12组成。所述的窑头部分流程：通过制氧系统6生产氧气，将氧气与空气混合成富氧空气通入窑头燃烧器5，助燃喷入的35-40％煤粉量。所述的窑尾部分流程：原来喷入分解炉1内的60-65％的煤粉改为通过煤气化炉进料管道8提前喷入煤气化炉7，三次风管道3中的部分高温三次风通过气化炉进三次风管道9引至气化炉7，水蒸气通过气化炉进蒸汽管道10引至气化炉7，在气化炉7内高温三次风和水蒸气作为气化剂将煤粉气化为煤气，煤气通过气化炉主煤气管道11和气化炉还原煤气管道12分别进入分解炉1和分解炉炉底2，供给分解炉燃烧和还原窑头烟气使用。在本技术一个具体实施例中，使得窑头燃烧器5和分解炉1喷入的煤粉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水泥窑低质煤高效燃烧系统，包括电气控制系统、分解炉(1)和窑头燃烧器(5)，所述分解炉(1)和所述窑头燃烧器(5)通过三次风管道(3)和回转窑(4)连通，其特征在于：所述窑头燃烧器(5)的进口连通有一制氧系统(6)，所述三次风管道(3)通过煤气化炉三次风管道(9)连通有煤气化炉(7)，所述煤气化炉(7)通过主煤气管道(11)和还原煤气管道(12)分别连通所述分解炉炉身和分解炉炉底(2)；所述煤气化炉(7)通过进料管道(8)连通煤粉供应系统，所述煤气化炉(7)通过蒸汽管道(10)连通蒸汽制备系统。

【技术特征摘要】
1.一种水泥窑低质煤高效燃烧系统，包括电气控制系统、分解炉(1)和窑头燃烧器(5)，所述分解炉(1)和所述窑头燃烧器(5)通过三次风管道(3)和回转窑(4)连通，其特征在于：所述窑头燃烧器(5)的进口连通有一制氧系统(6)，所述三次风管道(3)通过煤气化炉三次风管道(9)连通有煤气化炉(7)，所述煤气化炉(7)通过主煤气管道(11)和还原煤气管道(12)分别连通所述分解炉炉身和分解炉炉底(2)；所述煤气化炉(7)通过进料管道(8)连通煤粉供应系统，所述煤气化炉(7)通过蒸汽管道(10)连通蒸汽制备系统。2.根据权利要求1所述的水泥窑低质煤高效燃烧系统，其特征在于，所述的制氧系统包括氧气制备系统和氧气/空气混合系统。3.根据权利要求1所述的水泥窑低质煤高效燃烧系统，其特征在于，所述的煤气化炉与所述进料管道间设有气化炉燃料喷嘴，所述煤气化炉与所述三次风管道之间以及所述煤气...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈东林，陈立新，程珩，叶文约，苟立刚，徐诗媛，
申请(专利权)人：北京汉能清源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11