水泥原料在预热器中释放氮氧化物的量的测定系统和方法技术方案

本发明专利技术属于水泥行业烟气脱硝领域，具体涉及一种水泥原料在预热器中释放氮氧化物的量的测定系统和方法，该方法包括：一、取水泥熟料生产线的原料，称重；二、安装测定系统；三、记录烟气分析仪的氮氧化物浓度数据与时间的关系曲线；四，通过烟气分析仪的氮氧化物浓度数据与时间的关系曲线，烟气分析仪的烟气流量，装入原料的质量，计算出单位质量原料释放出的氮氧化物的量；五，根据单位质量原料释放出的氮氧化物的量，除以单位质量该原料对应的标准状态烟气量，即可得到原料中的氮造成的氮氧化物排放浓度增加量。为企业提前设计氮氧化物排放浓度、避免超标提供了依据。避免超标提供了依据。避免超标提供了依据。

【技术实现步骤摘要】
水泥原料在预热器中释放氮氧化物的量的测定系统和方法


[0001]本专利技术属于水泥行业烟气脱硝领域，具体涉及一种水泥原料在预热器中释放氮氧化物的量的测定系统和方法。

技术介绍

[0002]氮氧化物是一种对环境有害的污染物，容易引起酸雨等危害。为了加强环境保护，需严格控制氮氧化物排放。
[0003]一般认为，按照氮氧化物产生的方式，水泥烧成系统NOx主要有热力学NOx、燃料型NOx、快速型NOx三种，三种NOx之间的产生比例取决于原料、燃料中氮的含量、燃烧的温度及燃料的种类。大多数专家认为，干法水泥窑生产系统NOx产生的主要位置为回转窑与分解炉，原料中氮含量对水泥生产过程中总NOx的产生量可忽略不计。
[0004]在实际工作中发现，实际水泥厂烟气排放中，原料中的氮会在预热器中释放出氮氧化物，即原料氮氧化物，对水泥生产过程中总NOx的产生量并不能忽略，造成的氮氧化物排放浓度增加在30
‑
200mg/m3之间，个别项目可达到400mg/m3。特别是在我国普遍开始实行超低排放，氮氧化物排放标准从原排放浓度320mg/m3降低到100mg/m3，原料中的氮在预热器中释放出的氮氧化物的量更加不能忽略。目前很多水泥企业采用SNCR、低氮燃烧等技术控制氮氧化物排放，其共同特点是在分解炉控制氮氧化物排放，无法控制在预热器中释放出来的氮氧化物，因此一旦遇到原料的氮在预热期中释放出氮氧化物，就手足无措，无法应对。而环保企业在进行脱硝系统设计时，也会因为没有对原料氮氧化物进行分析，而导致SNCR、低氮燃烧等无法满足排放要求，SCR系统的脱硝效果也会因此受到影响。但是目前，还没有方法可以测量原料中的氮在预热器中释放出氮氧化物的量以及造成的氮氧化物排放浓度的增加量。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供了一种水泥原料在预热器中释放氮氧化物的量的测定系统和方法，为企业提前设计氮氧化物排放浓度、避免超标提供了依据。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0007]一种水泥原料在预热器中释放氮氧化物的量的测定系统，包括加热炉；所述加热炉的入口和出口处各通过法兰连接有一个所述反应管，其中加热炉入口处的反应管与大气连通，另一个反应管通过软管自然降温后与烟气分析仪连通；加热炉内部放置有一个敞开式容器用于放置原料；此外，加热炉内设有感温元件并与炉外的温度控制器连接。
[0008]本专利技术还公开了一种利用上述测定系统测定水泥原料在预热器中释放氮氧化物的量的方法，包括以下步骤：
[0009]步骤一，取水泥熟料生产线的原料，称重；
[0010]步骤二，将原料装填入反应管，安装反应管，其中一个反应管与大气连通，另一个
通过软管自然降温后与烟气分析仪连通；
[0011]步骤三，记录烟气分析仪的氮氧化物浓度数据与时间的关系曲线；
[0012]步骤四，通过烟气分析仪的氮氧化物浓度数据与时间的关系曲线，烟气分析仪的烟气流量，装入原料的质量，计算出单位质量原料释放出的氮氧化物的量；
[0013]步骤五，根据单位质量原料释放出的氮氧化物的量，除以单位质量该原料对应的标准状态烟气量，即可得到原料中的氮造成的氮氧化物排放浓度增加量。
[0014]作为优选的技术方案，步骤一中，如果取用水泥生料组分中的单一组分，须将该组分破碎、研磨至与水泥入窑生料粉同一细度。
[0015]作为优选的技术方案，步骤二中，反应管的反应温度为600
‑
770℃。
[0016]作为优选的技术方案，步骤三中，烟气分析仪测出的每分钟NO和NO2和的值，进行加和处理得到ΣNOx，一直记录到ΣNOx为定值，即为ΣNOxmax，同时记录时间T(单位min)。
[0017]作为优选的技术方案，步骤四中，得到单位质量原料释放出的氮氧化物的量过程为：
[0018]1)求出进入烟气分析仪的烟气的NOx平均浓度NOx
mean
，NOx
mean
＝ΣNOxmax/T；
[0019]2)求出原料总的NOx的释放量的体积NOx
volume
，NOx
volume
＝NOx
mean
*T*V
flue gas analyzer
/1000000；其中V
flue gas analyzer
为烟气分析仪流量；
[0020]3)求出原料总的NOx的释放量的物质的量NOx
mol
，NOx
mol
＝NOx
volume
/22.4；
[0021]4)求出原料总的NOx的释放量的质量NOx
quality
，NOx
quality
＝NOx
mol
*46；
[0022]5)求出单位质量原料释放出的氮氧化物的量NOx
raw
，NOx
raw
＝NOx
quality
/m*10^9；其中m为原料质量。
[0023]作为优选的技术方案，步骤五中，原料中的氮造成的氮氧化物排放浓度的增加量ΔNOx＝NOx
raw
/V flue gas
*X，V
flue gas
为一吨熟料对应的标准状态烟气量，X为该原料与熟料质量比。
[0024]作为优选的技术方案，不采用SCR脱硝技术的预测的水泥厂氮氧化物排放浓度＝SNCR后的氮氧化物最低排放浓度+生料中的氮造成的氮氧化物排放浓度的增加量；
[0025]采用SCR脱硝技术的水泥厂氮氧化物排放浓度＝(SNCR后的氮氧化物排放浓度+生料中的氮造成的氮氧化物排放浓度的增加量)*(1
‑
SCR法的脱硝效率)。
[0026]本专利技术具有的优点和积极效果是：
[0027]1、可以通过分析原料，得出原料中的氮造成的氮氧化物排放浓度增加量；
[0028]2、可以判断水泥生产线采用分级燃烧技术、SNCR技术后的氮氧化物排放浓度；
[0029]3、可以判断采用分级燃烧技术、SNCR技术、SCR技术或其他脱硝技术的水泥生产线是否可以满足超低排放要求；
[0030]4、当水泥企业采用分级燃烧技术、SNCR技术无法满足超低排放要求时，可以帮助水泥企业筛选合适的原料。
附图说明
[0031]图1是本专利技术的测定系统的示意图。
[0032]1、反应管，2、加热炉，3、敞开式容器，4、温度控制器，7、感温元件，6、软管，7、烟气分析仪，8、原料。
具体实施方式
[0033]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例；而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥原料在预热器中释放氮氧化物的量的测定系统，其特征在于：包括加热炉；所述加热炉的入口和出口处各通过法兰连接有一个所述反应管，其中加热炉入口处的反应管与大气连通，另一个反应管通过软管自然降温后与烟气分析仪连通；加热炉内部放置有一个敞开式容器用于放置原料；此外，加热炉内设有感温元件并与炉外的温度控制器连接。2.一种利用权利要求1所述的测定系统测定水泥原料在预热器中释放氮氧化物的量的方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一，取水泥熟料生产线的原料，称重；步骤二，将原料装填入反应管，安装反应管，其中一个反应管与大气连通，另一个通过软管自然降温后与烟气分析仪连通；步骤三，记录烟气分析仪的氮氧化物浓度数据与时间的关系曲线；步骤四，通过烟气分析仪的氮氧化物浓度数据与时间的关系曲线，烟气分析仪的烟气流量，装入原料的质量，计算出单位质量原料释放出的氮氧化物的量；步骤五，根据单位质量原料释放出的氮氧化物的量，除以单位质量该原料对应的标准状态烟气量，即可得到原料中的氮造成的氮氧化物排放浓度增加量。3.如权利要求2所述的测定系统测定水泥原料在预热器中释放氮氧化物的量的方法，其特征在于：步骤一中，如果取用水泥生料组分中的单一组分，须将该组分破碎、研磨至与水泥入窑生料粉同一细度。4.如权利要求2所述的测定系统测定水泥原料在预热器中释放氮氧化物的量的方法，其特征在于：步骤二中，反应管的反应温度为600
‑
770℃。5.如权利要求2所述的测定系统测定水泥原料在预热器中释放氮氧化物的量的方法，其特征在于：步骤三中，烟气分析仪测出的每分钟NO和NO2和的值，进行加和处理得到ΣNOx，一直记录到ΣNOx为定值，即为ΣNOxmax，同时记录时间T(单位min)。6.如权利要求2所述的测定系统测定水泥原料在预热器中释放氮氧化物的量的方法，其特征在于：步骤四中，得到单位质量原料释放出的氮氧化物的量过程为：1)求出进入烟气分析仪的烟气的NOx平均浓度NOx
mean
，...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐新宇，程兆环，黄庆，王永刚，范道荣，
申请(专利权)人：天津水泥工业设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：