一种操作矿物处理窑的方法，其包括将一定量的选择性非催化还原（ＳＮＣＲ）还原剂引入到所述窑中。所述ＳＮＣＲ还原剂可以为固体、液体或气体。也披露了一种改进用于实施ＳＮＣＲ的矿物处理窑。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过SNCR降低回转窑中的NOx排放的方法和装置 本申请要求以下临时申请的优先权2006年1月9曰提 交的题为"METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING NOx EMISSIONS IN LONG CEMENT ROTARY KILNS BY SNCR"的美国临 时申请No. 60/757,376; 2006年4月28日提交的题为"METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING NOx EMISSIONS IN ROTARY KILNS BY SNCR"的美国临时申请No. 60/796,113; 2006年6月28日提交的 题为"METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING NOx EMISSIONS IN ROTARY KILNS BY SNCR，，的美国临时申请No. 60/806,038; 2006 年11月15日提交的题为"METHOD AND APPARATUS FOR REDUCING NOx EMISSIONS IN ROTARY KILNS BY SNCR，，的美国 临时申请No. 60/866,046。这些临时申请中的每个都通过参考全文引 入。
在用于水泥制造的广泛使用的商业过程中，干燥、煅烧 和熔结水泥原材料的步骤借助于将细碎原材料通过加热的倾斜回转容 器或窑实现，所述细碎原材料包括含钙矿物、硅石和矾土。在称为常 规的长干或湿处理窑中，整个矿物加热过程在加热的回转窑圆柱体中 进行，通常称为"回转容器"。回转容器直径通常为10英尺到大于25 英尺，长度为1 50-700英尺(通常长度-直径比为从15: 1到40: 1); 且是倾斜的，从而当容器旋转时，进料到窑圆柱体的上端中的原材料 在重力的影响下朝下部"着火"端运动，其中发生最终的熔结过程， 且其中产物水泥熔渣被排出用于冷却和随后的处理。窑中的着火熔结 区中的窑气体温度在从大约1300°C( 2400°F )到大约22 00。C( ~4000°F ) 的范围内。在所谓的湿处理窑的上部矿物接收端处，窑气体出口温度 低到大约250。C ( 400。F)到大约350°C ( ~650°F )。在干法回转窑的 上端中存在高达1100。C (~2000°F)的窑气体温度。 —些窑操作者已经尝试选择性非催化还原(SNCR)作为 降低氮氧化物(NOx)排放的方法。SNCR已经显示为有效而可翻新的 NOx 4空制4支术，如由Brower等在Twenty Sixth Symposium (International) on Combustion/The Combustion Institute, 1996,第2117-2124页的"A Mode for Prediction of Selective Non-catalytic Reduction of Nitrogen Oxides by Ammonia, Urea, and Cyanuric Acid with Mixing Limitations in the Presence of CO"中所述，其内容作为参考全文引入。在水泥窑中已 经展现了 SNCR，其中尿素或氨的连续流可以引入水泥窑中发生SNCR反 应的临界温度(900。C到1100。C)区域中。在预加热器/预煅烧器水泥 窑中，临界温度区为回转窑下游、预加热器/预煅烧器的固定部分，其 中实践上引导氨或尿素溶液的连续流越过气流。在常规的长处理水泥 窑中，排气气体温度通常小于600°C,充分低于发生SNCR反应需要的 最低温度900。C。在一些长窑中，已经建议从窑的气体排出端在高速度 下喷射尿素以达到必要的温度区，如美国专利5,728,357所述。然而， 这样的方法即使有效，对窑来说不实用，由于内部热交换装置(如链系统(chain system ))的存在，或该距离过远(即，超过50米)，不 可能将尿素从窑端部喷射到临界温度区。 因而，也尝试将尿素引导通过回转窑的壁中的开口 。例 如，尿素颗粒通过窑壁中的开口引入，如通过轮胎滴管。然而，没有 观察到显著的响应(即，NOx还原)。这不令人奇怪，甚至在尿素添 加点处于恰当的温度范围内时也是如此。这因为许多理由。例如，将 尿素引导通过窑壁中开口的机会仅在当前的轮胎喷射滴管中每转发生 一次。长干燥窑通常每45秒旋转一次。温度在900。C-1100。C之间时 的气体速度大约为6到10米/秒。在SNCR的临界温度范围内的总体气 体停留时间为大约3秒的范围。尿素主要以lmm到2mm直径的颗粒 形式商业得到，因为主要用途为肥料(颗粒利于撒播)或用于溶解在 水溶液中，如对于SNCR而言(其中，颗粒利于溶解)用于尿素的水 溶喷射。将该颗粒添加到900°C-1100°C的气流中获得尿素(其具有 133。C的离解温度)的几乎瞬时挥发，因为暴露为从窑气体或从可能接 触的处于800。C的矿床传热的高的表面面积。因而，尿素颗粒的装料 在装料之间仅小部分时间处理窑气体，可能至多仅1或2秒。从而， 在装料之间的45秒中，仅几秒的时间挥发物从尿素释放，且大部分窑 气体没有处理。通常，采用SNCR的预加热器/预煅烧器窑使用氨水或水 溶尿素。氨水通常价值为大约$700/吨氨。无水氨(氨气)显著更便宜 ($400/吨)。然而，由于许多原因，通常不使用更成本有效的无水氨。 首先，无水氨必须作为危险材料处理。这包括一些规章报告要求等。 此外，无水氨在窑导管中难以混合到窑气体的整个截面中
技术实现思路
根据本4皮露的一个方面，还原剂(如尿素或氨)引入矿 物处理窑以降低SNCR的N0x排放。所述SNCR还原剂可以作为气体、 液体或固体引入。此外，所述SNCR还原剂可以作为液体或固体的气体 分解产物引入。 高能/速度空气通常从提供大于大约0.15大气压的静态 压力的空气增压源以大约100到大约1000英尺/秒的速度喷射到回转 容器中，在本披露的一个方面，在沿回转容器的下部一半长度的位置 处，其中窑气体和矿物之间的温度差最大，以将从矿物释放的气体与 来自主燃烧器的燃烧气体混合。喷射空气的质量流率为窑的燃烧空气 的使用质量速率的大约1%到大约15%。根据另一方面，应用SNCR以降低预加热器/预煅烧器水 泥窑或其它矿物处理窑中的N0x排放通过使用无水氨(氨气)作为还 原剂实现。氨气以0. 1%到10%的氨体积浓度范围混合到高压(即， 压缩)气流中。该混合物通过一个或更多喷嘴以声速的大约30%到声 速的速度喷入处理容器或固定导管中。由此，成层窑气体混合(即， 去层)且氨与窑气体混合。 附图说明图15示出了为降低SNCR的NOx排放而改进的矿物处理 窑的另一实施例； 图16-20示出了为降低SNCR的NOx排放而改进的矿物处 理窑的另一实施例； 图21-23示出了为降低SNCR的NOx排放而改进的矿物处 理窑的又一实施例； 图24和25示出了具有充气室的矿物处理窑，所述充气 室带有水相堪(aqueous weir)以回收还原剂； 现在参见图1-6,矿物处理窑10包括回转容器12,回转 容器具有圆柱形壁14、下部燃烧空气进口/燃烧器端16、和上部气体 出口端18。操作中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种操作具有倾斜回转容器的矿物处理窑的方法，包括： 旋转所述回转容器，以使矿物从所述倾斜回转容器的上端向所述倾斜回转容器的下端行进； 在回转容器的上端和回转容器的下端之间的位置处通过回转容器的壁中的开口引入高压空气流； 在回转容器的旋转期间，从远离回转容器的源推进ＳＮＣＲ还原剂；和 将ＳＮＣＲ还原剂引入到高压空气流中。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：ER汉森，JR塔特，RA苏普拉克，KJ德尔克森，K布兰肯希普，W帕克，
申请(专利权)人：凯登丝环境能源有限公司，阿什格罗夫水泥公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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