低氮型分解炉及降低熟料煅烧过程氮氧化物浓度的方法技术

本发明专利技术提供了一种低氮型分解炉及降低熟料煅烧过程氮氧化物浓度的方法，解决了现有技术的水泥线生产中，生产熟料对应的烟气脱硝处理消耗氨水的用量较大，脱硝成本较高的技术问题。该分解炉包括炉体，所述炉体从上到下依次包括上管段、中管段、下管段和锥管段；所述下管段上连接有用于煤粉进料的上喷煤管和三次风主管，所述下管段上连接有用于生料进料的低位分料管；所述三次风主管连接在炉体下管道上，所述三次风主管上还连接有三次风支管。本发明专利技术利用了燃料燃烧过程中产生的中间产物脱硝，没有使用外加的脱硝还原剂，可以从根本上减少烟气污染物的排放，可相应的降低水泥窑烟气脱硝消耗的氨水用量，从而降低脱硝运行成本。

【技术实现步骤摘要】
低氮型分解炉及降低熟料煅烧过程氮氧化物浓度的方法
本专利技术涉及一种分解炉，具体涉及一种低氮型分解炉及降低熟料煅烧过程氮氧化物浓度的方法。
技术介绍
现有技术中，对于一般水泥生产线而言，生产1吨熟料对应的烟气脱硝至国标排放水平（小于400mg/Nm3）消耗氨水用量为3.5～4kg/t.熟料。对应5500t/d生产线而言，年消耗氨水0.4～0.6万吨。如果环保标准进一步降低，氨水用量会进一步的增加。利用燃料燃烧过程中产生的中间产物脱硝，没有使用外加的脱硝还原剂，可以从根本上减少污染物的排放，也可相应降低水泥企业的脱硝成本。因此，研究降低熟料煅烧过程本底氮氧化物浓度技术降低水泥窑烟气脱硝消耗的氨水用量，从而降低脱硝运行成本，减少二次污染是水泥企业当务之急。目前，国内水泥行业关于降低氮氧化物排放主要采用以下三种方案形式：1.三次风分风（脱硝管）方案，目的是降低分解炉锥部氧气含量生产还原区域，以实现降低本底NOx生成量；但是，单独采用三次风分级燃烧技术、燃煤分级燃烧技术可实现系统的NOx减排10～30%之间，实际运行中，对工艺设计要求高，操作控制严格，对煤质的变化较敏感，还可能引起分解炉燃烧工况恶化，煤耗上升、分解炉结皮等现象2.选择性非催化还原脱硝方案(SNCR)，在分解炉或C5喷入氨水，国内绝大多数生产线采用此方案)，采用SNCR技术，可实现系统的NOx减排50%以上，但SNCR脱硝效率受反应温度、反应停留时间、还原剂雾化与烟气混合的均匀程度等影响，脱硝效率不稳定，对喷氨控制的要求很高，实际运行中，要想进一步降低NOx排放值，会出现喷氨过量、运行成本高、氨排放超标二次污染的环保风险。3.选择性催化还原(SCR)，国内部分试点，脱硝效率较高。采用SCR技术，系统NOx减排水平可达到>90%以上，具有脱硝效率高、氨利用率高、运行费用低等优点，但存在一次性投资较高，系统运行阻力较高以致电耗增加较多、催化剂中毒失效引起脱硝运行不稳定等等问题，技术尚未完全成熟，在水泥行业应用成功的案例还是很少。本申请人发现现有技术至少存在以下技术问题：1、现有技术的水泥线生产中，生产熟料对应的烟气脱硝处理消耗氨水的用量较大，脱硝成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低氮型分解炉及降低熟料煅烧过程氮氧化物浓度的方法，以解决现有技术的水泥线生产中，生产熟料对应的烟气脱硝处理消耗氨水的用量较大，脱硝成本较高的技术问题。本专利技术提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。为实现上述目的，本专利技术提供了以下技术方案：本专利技术提供的一种低氮型分解炉，包括炉体，所述炉体从上到下依次包括上管段、中管段、下管段和锥管段；所述下管段上连接有用于煤粉进料的上喷煤管和三次风主管，所述锥管段上连接有用于煤粉进料的下喷煤管；所述中管段上连接有用于生料进料的高位分料管，所述下管段上连接有用于生料进料的低位分料管；所述中管段在对应高位分料管的位置设置有高位撒料台，所述高位分料管与高位撒料台垂直设置，所述高位撒料台与水平面的夹角为4°～6°；所述下管段在对应低位分料管的位置设置有低位撒料台，所述低位分料管与低位撒料台垂直设置，所述低位撒料台与水平面的夹角为28°～32°；所述三次风主管连接在炉体下管道上，所述三次风主管上还连接有三次风支管，所述三次风支管的另一端连接的炉体的中管段上。所述低位分料管与炉体的连接位置高于上喷煤管与炉体的连接位置，且所述高位分料管与炉体的连接位置与三次风支管与炉体的连接位置位于同一高度；所述上喷煤管与炉体的连接位置高于三次风主管与炉体的连接位置。可选的或优选的，所述上喷煤管和下喷煤管分别为相对设置的两根，且所述上喷煤管和下喷煤管错位设置。可选的或优选的，两根所述下喷煤管均水平伸入炉体内，且两根下喷煤管伸入炉体内的长度均为550～650mm；两根所述下喷煤管距离锥管段底端的距离为1.5～2.0m。可选的或优选的，两根所述上喷煤管的喷煤方向斜向下设置，且所述上喷煤管与竖直方向的夹角为42°～48°可选的或优选的，所述高位分料管和低位分料管均为相对设置的两根。可选的或优选的，所述锥管段底部缩口处的面积为5～6m2；所述三次风主管包括两个进风管，两个所述进风管分别连接在下管段相对的两侧；两个所述进风管以及三次风支管上分别设有一个进风电磁阀；所述三次风主管的通风面积为3.9～4.1m2；所述三次风支管的通风面积为3.0～3.2m2。本专利技术提供的一种降低熟料煅烧过程氮氧化物浓度的方法，应用上述的低氮燃烧型分解炉进行熟料煅烧，具体包括下述步骤：（1）煤粉从分解炉的上喷煤管和下喷煤管喷入煤粉，并使所述煤粉在缺氧条件下和贫氧条件下燃烧在分解炉内形成缺氧还原区和贫氧还原区；所述煤粉在喷入分解炉前需预热到65℃；（2）生料将预热后的生料由高位分料管和低位分料管分别投入分解炉内，所述生料在投入分解炉内前需预热到950℃以上；（3）三次风将三次风从分解炉的三次风主管和三次风支管通入三次风以形成步骤（1）中的缺氧还原区和贫氧还原区；三次风入炉处的温度为980℃；在对应三次风主管的通风区域为步骤（1）中的贫氧还原区；在对应三次风支管的通风区域为步骤（1）中的缺氧还原区，在缺氧还原区控制空气过剩系数≤1；在三次风支管的上方为分解炉的富氧还原区。可选的或优选的，所述三次风主管通入的三次风的风量为75950～76000Nm3/h；所述三次风支管通入所述三次风的风量为为50610～50670Nm3/h。可选的或优选的，所述上喷煤管喷入分解炉内的喷煤量为4.6～5.0t/h；所述下喷煤管喷入分解炉内的喷煤量为11.8～12.2t/h。可选的或优选的，所述高位分料管投入分解炉内生料量为295～305t/h；所述低位分料管投入分解炉内的生料量为58～62t/h。本专利技术中的低氮型分解炉的运行原理为：①在富氧还原区发生的化学反应为：CxHy+O2→CO+H2+H2OC+O2→CO22CO+O2→2CO2CaCO3→CaO+CO2②在贫氧还原区和缺氧还原区发生的化学反应为：CxHy+O2→CO+H2+H2O2C+O2→CO2CO+2NO→N2+2CO2③在缺氧和贫氧燃烧环境产生的CO与窑尾烟气中的NOX发生反应将NOX还原成N2等无污染的惰性气体，同时煤粉在缺氧条件下燃烧也抑制了自身燃料型NOx产生，从而实现水泥生产过程中的NOX减排。基于上述技术方案，本专利技术实施例至少可以产生如下技术效果：（1）本专利技术提供的低氮燃烧型分解炉，采用上喷煤管和下喷煤管两路喷煤以及采用三次风主管和三次风支管进风模式，生料进料采用高位分料管和低位分料管模式，利用燃料分级与助燃空气分级燃烧协同技术，在分解炉内形成贫氧区～缺氧区～燃尽区（即对应贫本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低氮型分解炉，包括炉体，所述炉体从上到下依次包括上管段、中管段、下管段和锥管段；所述下管段上连接有用于煤粉进料的上喷煤管和三次风主管，其特征在于：所述锥管段上连接有用于煤粉进料的下喷煤管；/n所述中管段上连接有用于生料进料的高位分料管，所述下管段上连接有用于生料进料的低位分料管；所述中管段在对应高位分料管的位置设置有高位撒料台，所述高位分料管与高位撒料台垂直设置，所述高位撒料台与水平面的夹角为4°～6°；所述下管段在对应低位分料管的位置设置有低位撒料台，所述低位分料管与低位撒料台垂直设置，所述低位撒料台与水平面的夹角为28°～32°；/n所述三次风主管连接在炉体下管道上，所述三次风主管上还连接有三次风支管，所述三次风支管的另一端连接的炉体的中管段上；/n所述低位分料管与炉体的连接位置高于上喷煤管与炉体的连接位置，且所述高位分料管与炉体的连接位置与三次风支管与炉体的连接位置位于同一高度；所述上喷煤管与炉体的连接位置高于三次风主管与炉体的连接位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种低氮型分解炉，包括炉体，所述炉体从上到下依次包括上管段、中管段、下管段和锥管段；所述下管段上连接有用于煤粉进料的上喷煤管和三次风主管，其特征在于：所述锥管段上连接有用于煤粉进料的下喷煤管；
所述中管段上连接有用于生料进料的高位分料管，所述下管段上连接有用于生料进料的低位分料管；所述中管段在对应高位分料管的位置设置有高位撒料台，所述高位分料管与高位撒料台垂直设置，所述高位撒料台与水平面的夹角为4°～6°；所述下管段在对应低位分料管的位置设置有低位撒料台，所述低位分料管与低位撒料台垂直设置，所述低位撒料台与水平面的夹角为28°～32°；
所述三次风主管连接在炉体下管道上，所述三次风主管上还连接有三次风支管，所述三次风支管的另一端连接的炉体的中管段上；
所述低位分料管与炉体的连接位置高于上喷煤管与炉体的连接位置，且所述高位分料管与炉体的连接位置与三次风支管与炉体的连接位置位于同一高度；所述上喷煤管与炉体的连接位置高于三次风主管与炉体的连接位置。


2.根据权利要求1所述的低氮型分解炉，其特征在于：所述上喷煤管和下喷煤管分别为相对设置的两根，且所述上喷煤管和下喷煤管错位设置。


3.根据权利要求1所述的低氮型分解炉，其特征在于：两根所述下喷煤管均水平伸入炉体内，且两根下喷煤管伸入炉体内的长度均为550～650mm；两根所述下喷煤管距离锥管段底端的距离为1.5～2.0m。


4.根据权利要求1所述的低氮型分解炉，其特征在于：两根所述上喷煤管的喷煤方向斜向下设置，且所述上喷煤管与竖直方向的夹角为42°～48°。


5.根据权利要求1所述的低氮型分解炉，其特征在于：所述高位分料管和低位分料管均为相对设置的两根。


6.根据权利要求1所述的低氮型分解炉，其特征在于：所述锥管段底部缩口处的面积为5～6m2；
所述三次风主管...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁乾，陶从喜，何明海，岳琴，蒋文伟，
申请(专利权)人：华润水泥技术研发广西有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45