套筒窑低NO制造技术

本发明专利技术提供一种套筒窑低NOx燃烧工艺，包括步骤：下料、石灰石预热、逆流煅烧、并流煅烧和石灰冷却，逆流煅烧步骤中上燃烧室用分级燃烧低NOx烧嘴将燃烧分为中心一次燃烧区、外围二次燃烧区和燃尽区；并流煅烧步骤中由加长喷射器和有加长引射口的引射通道驱动更多循环气体入下燃烧室；石灰冷却步骤中控制总石灰冷却风量前提下，一部分石灰冷却风经自吸冷却风管入窑底料仓上部，另一部分石灰冷却风由冷却风环管进入窑底料仓料层。本发明专利技术通过分级燃烧提高燃料燃尽率、减少燃料消耗、抑氮氧化物NOx生成、降低NOx排放量；以更少驱动风量带来更强循环气体动力源，促成下燃烧室无焰燃烧；优化冷却风分布控制空气浓度并提高冷却效率。本发明专利技术还提供一种低NOx燃烧套筒窑。

【技术实现步骤摘要】
套筒窑低NOx燃烧工艺和低NOx燃烧套筒窑
：本专利技术涉及一种煅烧石灰石的工业窑炉，特别涉及一种套筒窑低NOx燃烧工艺和低NOx燃烧套筒窑。
技术介绍
：电石炉气主要成分为CO，炉气中一般还含有焦油、粉尘、少量的氰化物（HCN）等，使用其作为燃气进行二次利用不但节约生产成本，而且减少电石炉CO排放对环境的危害，还能锻烧出品质优良的石灰。电石炉气的回收利用主要是作为燃料用于煅烧石灰,而环形套筒石灰窑成为利用密闭电石炉尾气煅烧高品质活性生石灰生产的首选窑型。但与冶金及其他行业相比，由于电石炉气自身较高的热值及含有HCN等含氮化合物，采用电石炉气为燃料，使得环形套筒窑最终排放的烟气中的NOx普遍偏高（一般＞300mg/Nm3@8%基准氧含量），已不能满足日益严苛的环保排放要求。正如《工业炉》第34卷第5期（2012年9月）中公开的“500t/d套筒石灰窑的工业设计”（赵义琴）中所介绍的那样，套筒窑的主体结构包括内筒和外筒，内筒和外筒同心布置，形成一个环形煅烧空间。在套筒窑的中部设置有上下两层燃烧室，即上燃烧室和下燃烧室。石灰石从套筒窑顶部经过窑内的预热带、逆流煅烧带、并流煅烧带、冷却带，最后进入窑底料仓。套筒窑的燃烧系统由燃气系统、内套筒冷却风系统、驱动风系统、石灰冷却风系统及排烟系统组成。在上述现有的套筒窑中，驱动风系统通过罗茨风机经换热器和驱动风环管供给到喷射管的驱动风是环境空气；石灰冷却风系统将石灰冷却空气从套筒窑底部吸入窑底料仓的上部来对烧成的石灰进行冷却。这种方式存在以下隐患：1）现有套筒窑的驱动风和石灰冷却空气都来自空气，造成窑内的空气系数增加，致使烟气中的NOx失控，具体地，过量的石灰冷却空气对NOx的不利影响表现为两个方面：①燃烧环境中的O2增加，滋生了NOx生成的活跃氧化环境，造成燃烧烟气中NOx增加；②最终烟气中的O2增加，折算成基准氧含量的NOx含量也相应增加；2）由于石灰冷却空气仅通入窑底料仓上部对石灰进行冷却，虽然石灰表面已冷却至较低温度，但进入窑底料仓后，石灰内部的热量持续向表面传递，此时无冷却空气进入，导致在窑底料仓内的石灰整体温度持续上升，最终达到内部与表面的新平衡温度。针对上述第2）点问题，现有技术中通常采取通入大量的石灰冷却空气，以期降低出灰温度，提高窑底胶带机的使用寿命，但这种方式却带来了显而易见的弊端：a）石灰冷却空气的利用效率低，石灰冷却空气的流量与石灰的温度降不成比例。进一步导致：①大量的石灰冷却空气导致热耗增加；②完成石灰冷却后的热空气温度偏低，此部分热空气参与到循环气体中，还造成循环气体温度的降低。b）过量的石灰冷却空气进入窑内，造成窑内空气系数增加，造成烟气中的NOx失控，具体地，过量的石灰冷却空气对NOx的不利影响表现为两个方面：①燃烧环境中的O2增加，滋生了NOx生成的活跃氧化环境，造成燃烧烟气中NOx增加；②最终烟气中的O2增加，折算成基准氧含量的NOx含量也相应增加。
技术实现思路
：为克服上述问题，本专利技术提供一种套筒窑低NOx燃烧工艺和低NOx燃烧套筒窑将是有利的。为此，根据本专利技术的一个方面，提供一种套筒窑低NOx燃烧工艺，其包括如下步骤：下料、石灰石预热、逆流煅烧、并流煅烧以及石灰冷却，其中，在逆流煅烧的步骤中，上燃烧室采用分级燃烧低NOx烧嘴从而将上燃烧室的燃烧分为呈氧化性或弱还原性气氛的中心一次燃烧区、呈还原性气氛的外围二次燃烧区和燃尽区；在并流煅烧的步骤中，通过加长喷射器、以及承载加长喷射器且具有与加长喷射器相适配的加长引射口的引射通道来驱动更多循环气体进入下燃烧室；在石灰冷却的步骤中，在控制总石灰冷却风量的前提下，一部分石灰冷却风经由自吸冷却风管进入窑底料仓上部，另一部分石灰冷却风以风机主动供风的方式通过冷却风环管进入窑底料仓料层。在本专利技术中，由于上燃烧室采用了分级燃烧低NOx烧嘴，使得上燃烧室燃料燃烧更充分、高温的中心一次燃烧区外侧形成很强的还原性气氛的外围二次燃烧区，防止上燃烧室温度过高而造成耐材损坏，同时可显著提高燃料燃尽率，减少燃料消耗，有效抑氮氧化物NOx的生成；燃尽区位于外围第二燃烧区的上方，从下燃烧室自下而上的烟气中多余的O2，使上燃烧室的再燃燃料燃烧完全，燃尽过程中虽然会重新生成少量的NO，但总的来看，上燃烧室最终NOx排放量会大大降低；在并流煅烧的步骤中，由于采用了加长喷射器，且其引射通道采用了加长引射口，使得驱动风喷出位置下行，送风距离远，从而能够以更少的驱动风量为循环气体带来更强的动力源，使得循环参与套筒窑内煅烧的循环气体量增加，促成了下燃烧室无焰燃烧的形成，即同时创造了更高的燃烧前混合物温度、更低的燃烧前混合物氧含量的无焰状态的低NOx燃烧热力学条件，这不仅能提高燃烧品质，且窑顶及出灰温度能够降低，从而使系统热耗更低；并且该方式还有利于延缓引射通道中加长引射口周围的粉尘结垢，延长结垢清理周期；在控制较低的总石灰冷却风量的前提下，一部分石灰冷却风可以经由自吸冷却风管进入窑底料仓上部，另一部分石灰冷却风可以经由冷却风环管进入窑底料仓料层，继续对窑底料仓内的石灰进行冷却，然后进入窑内冷却带，这样相当于整个冷却带加长，冷却效率增加，石灰从进入窑底料仓开始至通过电振排到窑底大倾角胶带机为止的整个过程，一直都有冷却风对其冷却，使得进入窑底大倾角胶带机时的石灰至少表面温度是较低的，可有效保护窑下胶带机。进一步，上述另一部分石灰冷却风以离心风机主动供风的方式通过冷却风环管进入窑底料仓料层，冷却风环管经由冷却风分管与自吸冷却风管相连接。通过上述方式，使得来自自吸冷却风管的部分石灰冷却风能够以主动供风的方式通过冷却风环管进入窑底料仓料层。再进一步，本专利技术还包括烟气外循环的步骤，在该步骤中，经除尘后排出到套筒窑外的烟气的10～20%在经过多管冷却器冷却后通过循环风机分成两路循环烟气送回套筒窑：一路循环烟气与环境空气按比例掺混后通过驱动风机鼓入换热器预热、继而经由驱动风环管进入加长喷射器作为驱动风，另一路循环烟气与环境空气掺混后自吸进入自吸冷却风管作为石灰冷却风。通过上述设置，实现了更多的燃烧烟气通过驱动风和冷却风的方式参与循环来煅烧石灰，由于烟气中的含氧量较低，从而降低燃烧区的氧浓度，实现下燃烧室的无焰燃烧，抑制氮氧化物NOx的生成，且使得炉内温度分布均匀，为耐火材料创造了健康的使用环境，极大地提高了下燃烧室、下拱桥的使用寿命及整个环形套筒窑内衬的大修周期；通过多管冷却器对烟气的降温处理，使得循环烟气能够在后续的输送过程中避免热损伤管道，循环风机能够帮助循环烟气在管道中的输送。还进一步，上述一路循环烟气和对应的环境空气在鼓入驱动风机之前都经过各自对应的流量调节阀进行流量调节以调节其在驱动风中的比例，上述另一路循环烟气在送至自吸冷却风管之前也经过与其对应的流量调节阀进行流量调节以调节其在石灰冷却风中的比例。通过上述设置，使得驱动风和石灰冷却风中的循环烟气和环境空气的比例能够得以调节，从而能够更好地进行NOx排放量的控制。又进一步，上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种套筒窑低NOx燃烧工艺，其包括如下步骤：下料、石灰石预热、逆流煅烧、并流煅烧以及石灰冷却，其特征在于，在逆流煅烧的步骤中，上燃烧室采用分级燃烧低NOx烧嘴从而将上燃烧室的燃烧分为呈氧化性或弱还原性气氛的中心一次燃烧区、呈还原性气氛的外围二次燃烧区和燃尽区；在并流煅烧的步骤中，通过加长喷射器、以及承载加长喷射器且具有与加长喷射器相适配的加长引射口的引射通道来驱动更多循环气体进入下燃烧室；在石灰冷却的步骤中，在控制总石灰冷却风量的前提下，一部分石灰冷却风经由自吸冷却风管进入窑底料仓上部，另一部分石灰冷却风以风机主动供风的方式通过冷却风环管进入窑底料仓料层。/n

【技术特征摘要】
1.一种套筒窑低NOx燃烧工艺，其包括如下步骤：下料、石灰石预热、逆流煅烧、并流煅烧以及石灰冷却，其特征在于，在逆流煅烧的步骤中，上燃烧室采用分级燃烧低NOx烧嘴从而将上燃烧室的燃烧分为呈氧化性或弱还原性气氛的中心一次燃烧区、呈还原性气氛的外围二次燃烧区和燃尽区；在并流煅烧的步骤中，通过加长喷射器、以及承载加长喷射器且具有与加长喷射器相适配的加长引射口的引射通道来驱动更多循环气体进入下燃烧室；在石灰冷却的步骤中，在控制总石灰冷却风量的前提下，一部分石灰冷却风经由自吸冷却风管进入窑底料仓上部，另一部分石灰冷却风以风机主动供风的方式通过冷却风环管进入窑底料仓料层。


2.根据权利要求1所述的套筒窑低NOx燃烧工艺，其特征在于，所述另一部分石灰冷却风以离心风机主动供风的方式通过所述冷却风环管进入所述窑底料仓料层，所述冷却风环管经由冷却风分管与所述自吸冷却风管相连接。


3.根据权利要求2所述的套筒窑低NOx燃烧工艺，其特征在于，还包括烟气外循环的步骤，在该步骤中，经除尘后排出到套筒窑外的烟气的10～20%在经过多管冷却器冷却后通过循环风机分成两路循环烟气送回套筒窑：一路循环烟气与环境空气按比例掺混后通过驱动风机鼓入换热器预热、继而经由驱动风环管进入所述加长喷射器作为驱动风，另一路循环烟气与环境空气掺混后自吸进入所述自吸冷却风管作为所述石灰冷却风。


4.根据权利要求3所述的套筒窑低NOx燃烧工艺，其特征在于，所述一路循环烟气和对应的所述环境空气在鼓入所述驱动风机之前都经过各自对应的流量调节阀进行流量调节以调节其在所述驱动风中的比例，所述另一路循环烟气在送至所述自吸冷却风管之前也经过与其对应的流量调节阀进行流量调节以调节其在所述石灰冷却风中的比例。


5.根据权利要求4所述的套筒窑低NOx燃烧工艺，其特征在于，所述一路循环烟气以及所述另一路循环烟气在经过所述流量调节阀之前先经过流量检测装置进行流量检测，其中，该流量检测装置为流量孔板或涡街流量计或电磁流量计。


6.根据权利要求2至5任一项所述的套筒窑低NOx燃烧工艺，其特征在于，在所述石灰冷却的步骤中，借...

【专利技术属性】
技术研发人员：张林进，满毅，庞焕军，冀瑞峰，唐丹，
申请(专利权)人：江苏中圣园科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32