基于环保、节能、安全的水泥生产周期在线监测控制方法属于水泥生产领域，其特征在于，在水泥生产设备上构建了一个计算机在线监测、人工依指令控制的在线监测控制系统，在实施分段燃烧和低氮氧化物燃烧器技术的基础上，在包括原料配料过程、原料粉磨及废气处理过程、煤粉制备过程、生料均化及生料入预热器、分解炉进行分段燃烧、熟料烧成在内的各个过程的水泥生产周期内，依次序调节NOx、NH3、CO、SO2实测量和分解炉燃煤量，以满足对NOx等排放物进行综合控制，也对烟道堵塞、煤粉含硫量过高、分解炉煤耗过高这些影响安全运行和能耗的因素进行控制，既保证了水泥质量的稳定性，也确保生产安全，可以节约能源降低成本。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于水泥生产领域，具体涉及。
技术介绍
本专利技术公开了，属于水泥生产领域。氮氧化物(NOx)种类很多，包括一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、三氧化二氮(N2O3)、四氧化二氮(N2O4)和五氧化二氮(N2O5)等多种化合物，但主要是NO和NO2,是常见的大气污染物。NOx对环境的损害作用极大，既是形成酸雨的主要物质之一，也是形成大气中光化学烟雾的重要物质、消耗O3的一个重要因子，以及刺激人体肺部，弓I起较难抵抗感冒之类的呼吸系统疾病的因素。NOx造成大气污染的主要是NO和NO2,因此环境学中的NOx —般就指这二者的总称。水泥生产过程中产生的NOx，其中NO占90% 95%。根据2007年进行第一次全国污染源普查的资料，新型干法水泥窑NOx平均排放系数为1100mg/Nm3。2010年我国水泥产量已经超过18亿吨，水泥熟料产量12亿吨左右，根据调研数据，NOx平均排放系数是1100mg/Nm3。其中，2010年水泥行业排放NOx约220万吨，占2010年全国NOx排放量的十分之一，2011年排放增加到384. 3万吨NOx。目前我国水泥产量位居世界第一,而水泥行业排放NOx每年约300万吨，是我国电力、汽车尾气之后的第三大NOx排放源。在国家“十二五环保规划”中，氮氧化物将成为继二氧化硫之后的实行总量控制的污染物。因此对水泥窑炉的NOx进行减量处理，具有重要的意义。对于水泥工业而言，我国现行的《水泥工业大气污染物排放标准》规定NOx排放限值仍为800mg/Nm3。但是,较多省市已经规定了更加严格的NOx排放限值,有的低至200mg/Nm3。随着时代的发展，水泥行业的NOx排放标准会日益严格，并将随着国家对NOx排放控制力度的不断加大和脱硝技术的发展而愈加严格。已经有文献及专利涉及水泥生产过程中的低NOx控制技术。但是，这些文献和专利仅着眼于在水泥生产过程中如何通过控制燃烧的方法和技术来减排NOx，没有从水泥生产周期的角度来对水泥生产过程产生的NOx控制技术进行整体研究，没有考虑到由于实施NOx控制技术而给水泥生产带来的其他额外影响，例如其他气体污染物NH3、CO、SO2等的排放和煤耗的增高。例如，有专利和文献涉及利用分段燃烧技术和改装LNB (低氮氧化物燃烧器)来控制NOx的排放。在水泥生产系统的分解炉中，使燃料与空气分段混合燃烧，在一次燃烧区形成富燃料混合物，由于缺氧，只是部分燃料进行燃烧，燃料在贫氧和火焰温度较低的一次火焰区内析出挥发分，在燃尽区的燃烧偏离理论当量比，降低了 NOx的生成。虽然这样能够起到降低NOx排放的效果，但是由于改装或是改建了分解炉，对还原区和燃尽区进行了人为的分离，对水泥熟料的生产质量带来一定的影响，也对生料、燃料的消耗量带来波动。如果单纯仅实施分段燃烧和LNB技术，而不从水泥生产周期的角度随时对NOx和由于实施NOx减排带来的其他影响进行在线监测控制，那么就无法掌控水泥熟料生产质量的稳定性，也无法合理调节生料和煤的投料速率，从而会导致过多消耗原料，热效率降低等问题，最终导致企业生产成本增加,生产质量下降。
技术实现思路
本专利技术旨在针对单纯实施分段燃烧和LNB技术后，无法随时对NOx和由于实施NOx减排带来的其他影响进行在线监测控制，从而导致水泥熟料生产质量的稳定性下降、过多消耗原料、热效率降低、企业生产成本增加等现有问题，从水泥生产周期的角度出发，包括原料配料过程、原料粉磨及废气处理过程、煤粉制备过程、生料均化及生料入预热器、分解炉进行分段燃烧、熟料烧成在内的各个过程，提供一种，适用于分解炉应用分段燃烧技术、分解炉和回转窑应用LNB技术的情况，还适用于利用部分工业废弃物替代部分原料和燃料的水泥生产线，以“在保证水泥稳定生产的基础上减排氮氧化物，不能带来过多其他额外的资源、能源消耗和污染物排放”为原则，并且中控计算机对每次控制操作有记忆功能，避免过度调控幅度过大而造成水泥生产稳定性的下降，具有环保、节约资源与能源、以及投资及运行成本低廉等优点。这种，依次序调节NOx、NH3、C0、S02等气体的实测量和燃煤用量，以满足对NOx等排放物进行综合控制，同时也对烟道堵塞、煤粉含硫量过高，以及分解炉耗煤量过高这些影响安全运行及能耗的因素进行控制，既保证了水泥生产质量的稳定性，也确保水泥生产的安全性、降低成本，保证热效率。本专利技术水泥生产低NOx全生命周期在线监测控制方法包括如下装置可以监测NOx、SO2、CO、NH3等大气污染物排放量的综合气体检测仪，其中，NOx的测量值以全部转化为NO2计量，生料的喂料称重计量装置、煤粉制备处的X荧光分析仪、入分解炉煤粉喂料计量装置、分解炉喷煤管、原料磨的磨机、三次风阀门、分支风管、以及位于水泥厂中央控制室的控制整个系统的中控计算机，与预热器Cl出口连接的废气管道。技术方案如下如果水泥生产过程实施分段燃烧和LNB技术后，由于人为地将分解炉区域划分为还原区和燃尽区，根据实际的水泥生产过程，可能会产生两种极端情况一，还原区的影响效力不够，燃尽区的富氧化太严重，NOx的减排效率过低，没有达到期望的减排效果；二，NOx的减排效率虽然达到要求，但是由于还原区的影响过大，在燃尽区无法有效富氧化，造成还原产物NH3过多，产生新的污染物排放，并且NH3与SO2会反应生成(NH4) HSO4,从而堵塞烟道，此外，如果燃尽区无法有效富氧化，还会造成还原产物CO过多，产生新的污染物排放，造成不完全燃烧，从而导致耗煤量增加，熟料的品质下降。针对上述情况，于预热器Cl出口处分别在线监测NOx、NH3, CO、CO2, SO2的排放量，于熟料库处获得水泥熟料进行质量检测，根据上述各大气污染物的实际监测量的波动幅度、总废气量、熟料质量的合格率，水泥质量的合格率等，来随时在线采取相应措施进行生产参数的控制，调节生料和燃煤的投入量和投入速率、调节分解炉三次风的总风道风速、各分支风管的风速、喷煤管的燃煤流量和一次风风速、空气过剩系数，以稳定水泥的正常生产，并且中控计算机对每次控制操作有记忆功能，避免过度调控幅度过大而造成水泥生产稳定性的下降，从而保 证水泥熟料生产质量的稳定性，减少大气污染物排放，节省原料、燃料，保证热效率。，其特征在于，是一种基于中控计算机在线监测、人工控制的在线监测控制方法，依次含有以下步骤步骤(I)、在水泥生产设备上构建一个水泥生产周期的在线监测控制系统在与预热器Cl的出口连接的废气管道上安装一个用于监测勵1、502、0)、順3等大气污染物排放量和流速的综合气体检测仪，其中，NOx的测量值以全部转化为NO2计量，在原料配料区安装一个用于对原料称量的电子皮带秤，在生料喂料口连接一个生料称量用的喂料称重计量装置，在分解炉喷煤管上连接一个煤粉称量用的加入分解炉的煤粉称重计量装置，在分解炉三次风的总风管处安装一个用于控制三次风风量的三次风阀门，在两个分支风管内各安装一个用于控制所述分支风管风量的阀门；步骤(2)、中控计算机初始化，设定Mjn0x为减排后NOx排放总量的目标值，其中，NOx的测量值以全部转化为NO2计量，M’ S02为SO2排放总量的临界值，M，co为CO排放总量的临界值，M’ NH3为NH3排放总量的临界值，M，本文档来自技高网...
【技术保护点】
基于环保、节能、安全的水泥生产周期在线监测控制方法，其特征在于，是一种基于中控计算机在线监测、人工控制的在线监测控制方法，依次含有以下步骤：步骤（1）、在水泥生产设备上构建一个水泥生产周期的在线监测控制系统：在与预热器C1的出口连接的废气管道上安装一个用于监测NOx、SO2、CO、NH3等大气污染物排放量和流速的综合气体检测仪，其中，NOx的测量值以全部转化为NO2计量，在原料配料区安装一个用于对原料称量的电子皮带秤，在生料喂料口连接一个生料称量用的喂料称重计量装置，在分解炉喷煤管上连接一个煤粉称量用的加入分解炉的煤粉称重计量装置，在分解炉三次风的总风管处安装一个用于控制三次风风量的三次风阀门，在两个分支风管内各安装一个用于控制所述分支风管风量的阀门；步骤（2）、中控计算机初始化，设定：M’NOx为减排后NOx排放总量的目标值，其中，NOx的测量值以全部转化为NO2计量，M’SO2为SO2排放总量的临界值，M’CO为CO排放总量的临界值，M’NH3为NH3排放总量的临界值，M’coal为加入分解炉内燃烧的煤粉量的目标值，规定预热器C1出口的气体量为正常值时，煤粉全硫含量上限阈值是2.10%，硫碱比系数在（0~1）之间，分解炉内过剩空气系数上限阈值是1.3，MNO?M’NOx≤10％MNO，其中，NOx的测量值以全部转化为NO2计量，同时设定：三次风总风管的三次风风量和两个分支风管的风量调节步长相等，将分解炉内过剩空气系数调节到（0.95~1.05）之间，再设定以下控制目标：MNO?M’NOx≤10％MNOx，并且MSO2?M’SO2≤10％MSO2，并且MCO?M’CO≤10％MCO，并且MNH3?M’NH3≤10％MNH3，并且Mcoal?M’coal≤15％Mcoal，其中，MNOx、MSO2、MCO、MNH3均为测得的实际排放量，其中，NOx的测量值以全部转化为NO2计，Mcoal为实际称重得到的加入分解炉的煤粉量；步骤（3）、依次按以下步骤对水泥生产NOx减排操作进行在线监测控制，所述水泥生产 周期包括原料配料过程、原料粉磨及废气处理过程、煤粉制备过程、生料均化及生料入预热器、分解炉进行分段燃烧、熟料烧成在内的各个过程；步骤（3.1）、判断MNO?M’NOx＞10％MNOx否，若MNO?M’NOx≤10％MNOx，则认为：水泥生产过程中应用的分段燃烧和LNB低氮氧化物燃烧工艺失效，此时发出指令：按照设定的调节一次风风量的步长，来调减分解炉喷煤管的一次风风量，同时按照设定的调节三次风风量的步长减少分解炉的三次风阀门的开启度，以此来调减三次风风量，按照设定的调节两个分支风管风量的步长减少分支风管阀门的开启度，以此来调减分支风管的风量，并始终保持分解炉内过剩空气系数为0.95~1.05，其中，过剩空气系数=实际燃烧空气量/理论燃烧空气量，一直到MNO?M’NOx≤10％MNOx为止，转入步骤（3.2），若MNO?M’NOx≤10％MNOx，则转入步骤（3.2）；步骤（3.2）、判断MSO2?M’SO2＞10％MSO2否，若MSO2?M’SO2＞10％MSO2，则认为：产生了过多的SO2，此时发出指令：按照设定的调节一次风风量的步长，来调增分解炉喷煤管的一次风风量，同时按照设定的调节三次风风量的步长增加分解炉的三次风阀门的开启度，以此来调增三次风风量，按照设定的调节两个分支风管风量的步长增加分支风管阀门的开启度，以此来调增分支风管的风量，并始终保持分解炉内过剩空气系数为0.95~1.05，一直到MSO2?M’SO2≤10％MSO2为止，转入步骤（3.3），若MSO2?M’SO2≤10％MSO2，则转入步骤（3.3）；步骤（3.3）、判断MCO?M’CO＞10％MCO否，若MCO?M’CO＞10％MCO，则认为还原产物CO过多，此时发出指令：按照设定的调节一次风风量的步长，来调增分解炉喷煤管的一次风风量，同时按照设定的调节三次风风量的步长增加分解炉的三次风阀门的开启度，以此来调增三次风风量，按照设定的调节两个分支风管风量的步长增加分支风管阀门的开启度，以此来调增分支风管的风量，并始终保持分解炉内过剩空气系数为0.95~1.05，同时调减进入分解炉喷煤管的燃煤量，一直到MCO?M’CO≤10％MCO为止，转入步骤（3.4），若MCO?M’CO≤10％MCO，则转入步骤（3.4）；步骤（3.4）、判断MNH3?M’NH3＞10％MNH3否，若MNH3?M’NH3＞10％MNH3，则认为还原产物NH3过多，发出指令：按照设定的调节一...
【技术特征摘要】
1.基于环保、节能、安全的水泥生产周期在线监测控制方法，其特征在于，是一种基于中控计算机在线监测、人工控制的在线监测控制方法，依次含有以下步骤 步骤(I )、在水泥生产设备上构建一个水泥生产周期的在线监测控制系统 在与预热器Cl的出口连接的废气管道上安装一个用于监测NOx、SO2、CO、NH3等大气污染物排放量和流速的综合气体检测仪，其中，NOx的测量值以全部转化为NO2计量， 在原料配料区安装一个用于对原料称量的电子皮带秤， 在生料喂料口连接一个生料称量用的喂料称重计量装置， 在分解炉喷煤管上连接一个煤粉称量用的加入分解炉的煤粉称重计量装置， 在分解炉三次风的总风管处安装一个用于控制三次风风量的三次风阀门， 在两个分支风管内各安装一个用于控制所述分支风管风量的阀门； 步骤(2)、中控计算机初始化，设定 Μ，NOx为减排后NOx排放总量的目标值，其中，NOx的测量值以全部转化为NO2计量， M，S02为SO2排放总量的临界值， M，co为CO排放总量的临界值， M，ra3为NH3排放总量的临界值， Μ，εΜ 为加入分解炉内燃烧的煤粉量的目标值， 规定预热器Cl出口的气体量为正常值时，煤粉全硫含量上限阈值是2. 10%，硫碱比系数在((Tl)之间，分解炉内过剩空气系数上限阈值是1. 3,Mno-MJ NOx ( 10% Mnq，其中，NOx的测量值以全部转化为NO2计量， 同时设定三次风总风管的三次风风量和两个分支风管的风量调节步长相等，将分解炉内过剩空气系数调节到(O. 95^1. 05)之间， 再设定以下控制目标MS02_M，S02 < 10% Msq2，并且Μ00-Μ> C0^ 10% Μω，并且ΜΝΗ3-Μ’ νΗ3 彡 10%ΜΝΗ3，并且Mcoal ^ coal (15% Mraal，其中， MNOx> Ms02, Mco, Mnh3均为测得的实际排放量，其中，NOx的测量值以全部转化为NO2计， Mcoal为实际称重得到的加入分解炉的煤粉量； 步骤(3)、依次按以下步骤对水泥生产NOx减排操作进行在线监测控制，所述水泥生产周期包括原料配料过程、原料粉磨及废气处理过程、煤粉制备过程、生料均化及生料入预热器、分解炉进行分段燃烧、熟料烧成在内的各个过程；步骤(3.1)、判断 Mnq-M’ NOx > 10% Mn0x 否， 若ΜΝ(ΓΜ’Ν()χ ^ 10% Mn0x,则认为水泥生产过程中应用的分段燃烧和LNB低氮氧化物燃烧工艺失效，此时发出指令按照设定的调节一次风风量的步长，来调减分解炉喷煤管的一次风风量，同时按照设定的调节三次风风量的步长减少分解炉的三次风阀门的开启度，以此来调减三次风风量，按照设定的调节两个分支风管风量的步长减少分支风管阀门的开启度，以此来调减分支风管的风量，并始终保持分解炉内过剩空气系数为O. 95^1. 05，其中，过剩空气系数=实际燃烧空气量/理论燃烧空气量，一直到ΜΝ(ΓΜ’ NOx ^ 10% Mn0x为止，转入步骤(3. 2)， 若 Mno-M，NOx ^ 10% Mnqx，则转入步骤(3. 2)；步骤(3. 2)、判断 MS02-M，S02 > 10% Ms02 否， 若mS()2-m’S()2 > 10% MS()2，则认为产生了过多的SO2，此时发出指令按照设定的调节一次风风量的步长，来调增分解炉喷煤管的一次风风量，同时按照设定的调节三次风风量的步长增加分解炉的三次风阀门的开启度，以此来调增三次风风量，按照设定的调节两个分支风管风量的步长增加分支风管阀门的开启度，以此来调增分支风管的风量，并始终保持分解...
【专利技术属性】
技术研发人员：崔素萍，李琛，聂祚仁，龚先政，孟宪策，王宏涛，兰明章，王亚丽，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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