低NOx燃烧套筒窑制造技术

本实用新型专利技术提供一种低NOx燃烧套筒窑，包括内筒、外筒、位于内筒和外筒之间的环形煅烧空间、上燃烧室、下燃烧室、窑底料仓、驱动风系统和石灰冷却风系统，上燃烧室设有分级燃烧低NOx烧嘴；驱动风系统包括加长喷射器、与下燃烧室相连通并承载加长喷射器的引射通道，引射通道具有与加长喷射器相适配的加长引射口；石灰冷却风系统包括通入窑底料仓上部的自吸冷却风管以及通入窑底料仓料层的冷却风环管。本实用新型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、减少引射通道结垢；优化冷却风分布控制空气浓度并提高冷却效率。

【技术实现步骤摘要】
低NOx燃烧套筒窑
：本技术涉及一种煅烧石灰石的工业窑炉，特别涉及一种低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，本技术提供一种低NOx燃烧套筒窑将是有利的。为此，本技术提供的低NOx燃烧套筒窑包括内筒、外筒、位于内筒和外筒之间的环形煅烧空间、上燃烧室、下燃烧室、窑底料仓、驱动风系统以及石灰冷却风系统，其中，上燃烧室装设有分级燃烧低NOx烧嘴；驱动风系统包括加长喷射器、与下燃烧室相连通并承载加长喷射器的引射通道，该引射通道具有与加长喷射器相适配的加长引射口；石灰冷却风系统包括通入窑底料仓上部的自吸冷却风管以及通入窑底料仓料层的冷却风环管。在本技术中，由于上燃烧室采用了分级燃烧低NOx烧嘴，能够使上燃烧室燃料燃烧更充分、高温燃烧区外侧形成很强的还原性气氛，防止燃烧室温度过高造成耐材损坏，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；由于驱动风系统采用了加长喷射器，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，该结构带来的高效喷射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,冷却风环管经由冷却风分管与自吸冷却风管相连接，并且在该冷却风分管上装设有离心风机。通过离心风机的设置，使得来自自吸冷却风管的部分石灰冷却风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，驱动风系统还包括与加长喷射器相连接的驱动风环管；并且,低NOx燃烧套筒窑还包括烟气外循环系统，该烟气外循环系统包括循环烟气总管、第一循环烟气支管、第二循环烟气支管，其中，循环烟气总管一端连接低NOx燃烧套筒窑的除尘风机和排放烟囱之间的排烟管道，另一端分别连接第一循环烟气支管和第二循环烟气支管，第一循环烟气支管经混合烟气管、混合烟气管上的驱动风机以及换热器与驱动风环管相连接，其中，混合烟气管设置成在连接第一循环烟气支管的同时还连接第一环境空气管,从而使得循环烟气和环境空气按比例混合构成的驱动风在驱动风机的驱动下经换热器升温后进入加长喷射器；自吸冷却风管设置成与第二循环烟气支管和第二环境空气管同时连接从而使得循环烟气和环境空气按比例混合构成的石灰冷却风自吸进入自吸冷却风管。通过上述结构设置，除尘后排出到套筒窑外的部分烟气分成两路循环烟气送回套筒窑：一路循环烟气与环境空气掺混后最终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作为石灰冷却风，从而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。又进一步，在该循环烟气总管上设置有多管冷却器和循环风机；在第一循环烟气支管和第二循环烟气支管上都装设有流量调节阀和流量检测装置。通过多管冷却器的设置，使得循环烟气的温度得到降低，从而为更好地去冷却石灰做准备，循环风机能够帮助循环烟气在管道中的输送；流量调节阀和流量检测装置的设置使得能够调节驱动风和石灰冷却风中的循环烟气和环境空气的比例，从而能够更好地进行NOx排放量的控制。还进一步，流量调节阀为电动调节蝶阀；流量检测装置为流量孔板或涡街流量计或电磁流量计。进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低NOx燃烧套筒窑，其包括内筒、外筒、位于内筒和外筒之间的环形煅烧空间、上燃烧室、下燃烧室、窑底料仓、驱动风系统以及石灰冷却风系统，其特征在于，上燃烧室装设有分级燃烧低NOx烧嘴；驱动风系统包括加长喷射器、与下燃烧室相连通并承载加长喷射器的引射通道，该引射通道具有与加长喷射器相适配的加长引射口；石灰冷却风系统包括通入窑底料仓上部的自吸冷却风管以及通入窑底料仓料层的冷却风环管。/n

【技术特征摘要】
1.一种低NOx燃烧套筒窑，其包括内筒、外筒、位于内筒和外筒之间的环形煅烧空间、上燃烧室、下燃烧室、窑底料仓、驱动风系统以及石灰冷却风系统，其特征在于，上燃烧室装设有分级燃烧低NOx烧嘴；驱动风系统包括加长喷射器、与下燃烧室相连通并承载加长喷射器的引射通道，该引射通道具有与加长喷射器相适配的加长引射口；石灰冷却风系统包括通入窑底料仓上部的自吸冷却风管以及通入窑底料仓料层的冷却风环管。


2.根据权利要求1所述的低NOx燃烧套筒窑，其特征在于，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，并且在该冷却风分管上装设有离心风机。


3.根据权利要求2所述的低NOx燃烧套筒窑，其特征在于，所述驱动风系统还包括与所述加长喷射器相连接的驱动风环管；所述低NOx燃烧套筒窑还包括烟气外循环系统，该烟气外循环系统包括循环烟气总管、第一循环烟气支管、第二循环烟气支管，其中，循环烟气总管一端连接所述低NOx燃烧套筒窑的除尘风机和排放烟囱之间的排烟管道，另一端分别连接第一循环烟气支管和第二循环烟气支管，第一循环烟气支管经混合烟气管、混合烟气管上的驱动风机以及换热器与驱动风环管相连接，其中，混合烟气管设置成在连接第一循环烟气支管的同时还连接第一环境空气管从而使得循环烟气和环境空气按比例混合构成的驱动风在驱动风机的驱动下经换热器升温后进入所述加长喷射器；所述自吸冷却风管设置成与第二循环烟气...

【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：新型
国别省市：江苏;32