新型干法水泥窑熟料生产线及其脱硝工艺方法技术

本发明专利技术公开了一种新型干法水泥窑熟料生产线，通往窑尾的煤粉管道通过第一煤粉分配器将煤粉分为两路，其中，一路通往所述的分解炉上部的柱体，并通过第二煤粉分配器再将煤粉分为两路，对称地进入所述的分解炉上部的柱体内；另一路通往所述的分解炉下部的锥体，并过第二煤粉分配器再将煤粉分为两路，对称地进入所述的分解炉下部的锥体内。本发明专利技术还提供了上述生产线采用的脱硝工艺方法。采用上述技术方案，降低并还原窑内产生的热力型NOx，抑制燃料型NOx的生成，可从源头上有效降低NOx的产生；工艺改造后，使运行参数得以优化，系统运行质量和稳定性提升，并有一定的节能效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于水泥生产的
，涉及新型干法水泥窑的生产技术，更具体地说，本专利技术涉及一种新型干法水泥窑熟料生产线，另外，本专利技术还涉及该生产线的脱硝工艺方法。
技术介绍
一、水泥熟料生产线脱硝技术背景目前，我国拥有水泥企业近5000家，产量已连续多年位居世界首位。2011年全国 累计水泥总产量20. 9亿吨，其中，新型干法水泥比重达到80. 9%。截止2011年年底，采用国内技术和装备建设的新型干法水泥生产线已经达到1500多条。 氮氧化物的减排问题已经成为制约我国环境及经济发展的重大问题。随着国家将氮氧化物的削减正式提上日程，相关部门相继出台了一系列水泥生产NOx排放控制的政策与污染物排放标准。2010年全国水泥行业排放NOx约200万吨，约占工业源排放总量的10%左右，仅次于电力和机动车尾气排放，位居第三位，因此水泥行业氮氧化物的减排工作在我国氮氧化物总量控制中占有非常重要的地位。二、水泥熟料生产线NOx的产生机理及部位水泥新型干法窑系统NOx生产途径主要有热力型、燃料型以及快速型NOx等三种，其产生的原理、部位及产生量情况分析如下I、“热力型” NOx:空气中的N2在高温下氧化而产生的NOx，生成量主要取决于温度，低于1350°C几乎不会产生，高于1500°C大量生成，因为回转窑中烧成带火焰温度高达1800°C，空气中的队和O2快速反应，热力型NOx大量生成。2、“燃料型” NOx: 水泥生产燃料主要为煤，燃料在燃烧中产生“燃料型” NOx03、“快速型” NOx:在燃烧时空气的N和燃料中的碳氢离子团如CH等反应生产的NOx，水泥生产中这种NOx是微不足道的。下面结合本说明书附图中图I对现有技术进行分析。如图I所示，水泥熟料生产线包括旋风筒I、分解炉2、燃烧器3、窑尾上升烟道4、窑尾烟室5回转窑6、三次风管14、冷却机17。排出废气中，NOx排放浓度为400 900ppm (500 1100mg/Nm3)；分解炉2内，温度为800 1200°C，主要产生燃料型NOx ；窑尾烟室5 内，NOx 的浓度为 800 1500ppm (1000 1900mg/Nm3)；回转窑6内，温度高达1600°C以上，主要产生热力型和燃料型NOx ;冷却机17排出热抽风(即煤磨干燥风)和余风。三、NOx治理的基本方法由于燃烧是NOx产生的主要原因，所以，要根据燃烧过程的特点来制定其治理的基本方法。概括地说，NOx的治理方法可分燃烧前的处理、燃烧方式的改进及燃烧后的处理三种方法。I、燃烧前处理燃烧前处理主要是进行燃料的脱氮；2、燃烧方式的改进目前比较实用的是采用低氮氧化物燃烧器、分级燃烧等低氮燃烧技术；3、燃烧后的处理主要指烟气脱硝技术主要包括选择性非催化还原技术(SNCR)和选择性催化还原技术(SCR)等。根据水泥工艺的特点和优势，采取低氮燃烧技术，从水泥烧成系统工艺特点入手，在源头控制NOx的产生量，达到NOx减排的目的，是目前比较切合实际，比较经济有效、节能环保的技术措施，具有较高的可行性和重大的研究及推广实施价值。四、分级燃烧脱氮技术I、分级燃烧技术原理分级燃烧脱氮的基本原理是在烟室和分解炉之间建立还原燃烧区，将原分解炉用煤的一部分均布到该区域内，使其缺氧燃烧以便产生co、ch4、h2、hcn和固定碳等还原剂。这些还原剂与窑尾烟气中的NOx发生反应，将NOx还原成N2等无污染的惰性气体。此外，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。其主要反应如下2C0+2N0 — N2+2C022H2+2N0 — N2+2H202ΝΗ +2Ν0 — N2+...分级燃烧技术主要有空气分级燃烧和燃料分级两种类型，目前我们主要研究并采用的是燃料分级燃烧技术。2、现有技术中的分级燃烧技术存在的问题根据国内已投产的日产10000吨线上分级燃烧技术的应用经验，以及国内实施分级燃烧技术改造的生产线运行状况了解，我们总结以往分级燃烧技术存在有以下问题和不足(I)、还原区结皮现象严重，影响系统的正常稳定运行，很难维护生产，造成实际生产中不能应用该技术或拆除该技术设施；(2)、对原、燃料品质要求严格，特别是挥发分较低的无烟煤效果较差；(3)、对工艺操作要求苛刻，需要控制窑尾O2的含量在2%以下，实际操作中难以做到；(4)、需要增加单独的喂煤计量系统和较大的喂煤动力；(5)、脱硝效率不稳定，难以达到30% ；(6)、脱硝改造工作量大，时间长，投资大，运行成本提高
技术实现思路
本专利技术提供一种新型干法水泥窑熟料生产线，其目的是提高脱硝效果和系统的运行质量。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为本专利技术所提供的新型干法水泥窑熟料生产线，包括旋风筒、分解炉、燃烧器、三次风管、窑尾上升烟道、窑尾烟室及回转窑；通往窑尾的煤粉管道通过第一煤粉分配器将煤粉分为两路，其中，一路通往所述的分解炉上部的柱体，另一路通往所述的分解炉下部的锥体；通往所述的分解炉上部的柱体的煤粉管道，通过第二煤粉分配器再将煤粉分为两路，对称地进入所述的分解炉上部的柱体内； 通往所述的分解炉下部的锥体的煤粉管道，通过第二煤粉分配器再将煤粉分为两路，对称地进入所述的分解炉下部的锥体内。所述的分解炉共设有四个燃烧器，包括两个上部燃烧器和两个下部燃烧器；所述的上部燃烧器与水平面成20° 50°的夹角进入分解炉，并且两个上部燃烧器在所述的分解炉的水平横截面上对称布置；所述的下部燃烧器水平切向进入分解炉，并且两个下部燃烧器在所述的分解炉的水平横截面上对称布置。所述的上部燃烧器和下部燃烧器之间的垂直距离为3 6m。所述的窑尾上升烟道的水平截面形状为方形，窑尾上升烟道的高度为1200 3000mmo所述的方形的边长尺寸为2000mm。所述的旋风筒中的C4旋风筒的下料口设置在所述的分解炉的下部。所述的三次风管的入口处的形状为方形，其尺寸为2380X3080mm。在所述的在窑尾上升烟道与分解炉的锥部连接处设置扬料凸台。所述的扬料凸台与分解炉锥体连接处内部为R200 R500mm的凹弧面。为了实现与上述技术方案相同的专利技术目的，本专利技术还提供了上述新型干法水泥窑熟料生产线所采用的脱硝工艺方法，其技术方案是进入所述的分解炉上部的柱体的煤粉量占窑尾总煤粉量的35 45% ;再通过第二煤粉分配器将进入分解炉上部的柱体的煤粉分为两路，其煤粉量各占50%，对称进入分解炉；进入所述的分解炉下部的锥体的煤粉量占窑尾总煤粉量的55 65% ;再通过第二煤粉分配器将进入分解炉下部的锥体的煤粉分为两路其煤粉量各占50%，对称进入分解炉。所述的三次风管入口处的风速为18 22m/s。本专利技术采用上述技术方案，降低并还原窑内产生的热力型NOx，抑制燃料型NOx的生成，可从源头上有效降低NOx的产生；无二次污染，没有污染物或副产物生成；对生产线正常生产运行和水泥熟料产量和质量无不利影响；无需消耗氨水或尿素等物资，不增加生产运行成本；工艺改造后，使运行参数得以优化，系统运行质量和稳定性提升，并有一定的节能效果。附图说明下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明图I为本说明书
技术介绍
部分所述的水泥熟料线及其NOx的产生部位、产生量的示意图；图2为本专利技术的分解炉分级燃烧系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型干法水泥窑熟料生产线，包括旋风筒（1）、分解炉（2）、燃烧器（3）、三次风管（14）、窑尾上升烟道（4）、窑尾烟室（5）及回转窑（6），其特征在于：通往窑尾的煤粉管道通过第一煤粉分配器（7）将煤粉分为两路，其中，一路通往所述的分解炉（2）上部的柱体，另一路通往所述的分解炉（2）下部的锥体；通往所述的分解炉（2）上部的柱体的煤粉管道，通过第二煤粉分配器（21）再将煤粉分为两路，对称地进入所述的分解炉（2）上部的柱体内；通往所述的分解炉（2）下部的锥体的煤粉管道，通过第二煤粉分配器（8）再将煤粉分为两路，对称地进入所述的分解炉（2）下部的锥体内。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张长乐，盛赵宝，轩红钟，杨旺生，邵明军，汪克春，程占，
申请(专利权)人：安徽海螺建材设计研究院，
类型：发明
国别省市：