排放的分風(fēng)燃燒裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及分解爐內(nèi)高效燃燒暨低NOx排放的分風(fēng)燃燒裝置，該裝置既能提高分解爐內(nèi)煤粉的高效燃燒和降低NOx排放，還能提高生料出分解爐的碳酸鹽分解率。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥生產(chǎn)是一高耗能，高污染行業(yè)。其目前能源消耗總量巨大，已占建材行業(yè)的78%以上。國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展帶動(dòng)了水泥行業(yè)的快速發(fā)展，其生產(chǎn)的水泥總量遠(yuǎn)遠(yuǎn)領(lǐng)先于世界水平，但水泥的單位能耗與發(fā)達(dá)國家相比依然存在很大的差距。氮氧化物等污染物的排放是繼火力發(fā)電、汽車尾氣之后的第三排放大戶。
[0003]目前，水泥行業(yè)通過自主探索研究和引進(jìn)國外先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，在新型干法水泥生產(chǎn)方面取得了長足的進(jìn)步。緊緊跟隨“十二五”提出的政策，降低水泥生產(chǎn)能耗，煙煤的燃燒向無煙煤及煤矸石等低劣質(zhì)煤轉(zhuǎn)化，降低污染物的排放及其余熱發(fā)電等。
[0004]在新型干法水泥生產(chǎn)中，分解爐是主要的燃煤設(shè)備和NOx排放設(shè)備，實(shí)現(xiàn)分解爐的高效燃燒和低NOx排放，對(duì)水泥生產(chǎn)的節(jié)能減排具有十分重要的意義。高效的分風(fēng)燃燒技術(shù)能較好的實(shí)現(xiàn)分解爐的高效燃燒和低NOx排放。對(duì)其開發(fā)高效分解爐具有十分重要的意義。開發(fā)高效分解爐:首要為強(qiáng)化固體粉狀物與氣流的快速混合，使固體粉狀物達(dá)到良好的分散與均布，加強(qiáng)氣固之間的換熱，從而為煤粉燃燒和碳酸鈣的分解創(chuàng)造良好的反應(yīng)環(huán)境，使其煤粉能充分燃燒、燃燼，碳酸鈣在進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯之前分解完全。
[0005]在使用煙煤燃燒向無煙煤及煤矸石等劣質(zhì)煤作為燃料使用方面，一方面把煤粉磨得更細(xì)，提高分解爐的整體溫度；另一方面加強(qiáng)氣體與燃料的混合，使其達(dá)到良好的氣固接觸狀態(tài)，同時(shí)利用旋流效應(yīng)，延長氣料在分解爐內(nèi)的滯留時(shí)間。除此之外，擴(kuò)大分解爐爐容也是常采用的技術(shù)之一。
[0006]水泥行業(yè)產(chǎn)生的主要?dú)怏w污染物為氮氧化物，其產(chǎn)生方式主要有熱力型氮氧化物、燃料型氮氧化物和快速型氮氧化物。熱力型氮氧化物的生成是空氣中的N2在高溫條件下被氧化生成。其生成速率與溫度密切相關(guān)，當(dāng)溫度達(dá)到1200°C時(shí)開始慢慢生成，溫度超過1400°C后，其生成速度將急劇加快。水泥生產(chǎn)中，因其回轉(zhuǎn)窯中的燃燒溫度高達(dá)1800°C及其以上，因此熱力型氮氧化物主要在回轉(zhuǎn)窯中大量生成。燃料型氮氧化物主要是燃料中的燃料氮被氧化生成，其為水泥生產(chǎn)中氮氧化物的主要生成源?？焖傩偷趸锸窃谌剂先紵龝r(shí)，在火焰前端空氣中的N與碳?xì)潆x子快速反應(yīng)產(chǎn)生，其生成量極小。
[0007]降低氮氧化物的排放，一是抑制氮氧化物的生成；二是采用還原技術(shù)，安裝脫硝裝置來降低氮氧化物的排放。
[0008]抑制氮氧化物的生成，一方面可以在燃燒前進(jìn)行處理，即提前對(duì)燃料進(jìn)行脫氮處理；另一方面通過改變?nèi)紵绞?，如選用高效、低氮氧化物燃燒器；采用分級(jí)燃燒技術(shù)(燃料分級(jí)燃燒技術(shù)、空氣分級(jí)燃燒技術(shù))等。分級(jí)燃燒技術(shù)因投資少，易于受生產(chǎn)企業(yè)接受，但目前的分級(jí)燃燒技術(shù)由于設(shè)計(jì)不佳，普遍存在著燃燼效率低和降氮效果不佳的不足。其主要原因一是還原風(fēng)量較高，未形成很好的還原氣氛，達(dá)不到很好的還原效果；二是燃燼風(fēng)未能強(qiáng)化氣固間的混合及料粉的分散、傳熱。因此開發(fā)一種能協(xié)同實(shí)現(xiàn)高效燃燒、高碳酸鹽分解率和低NOx排放的分解爐分風(fēng)燃燒技術(shù)，成為節(jié)能減排技術(shù)工作者所必須。設(shè)計(jì)者需考慮產(chǎn)生這一方面的原因，通過調(diào)整、優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)，使分解爐處于高效運(yùn)行狀態(tài)。
[0009]安裝脫硝裝置，對(duì)煙氣進(jìn)行脫硝的方法有選擇性非催化還原法(SNCR技術(shù))和選擇性催化還原方法(SCR技術(shù))，目前水泥行業(yè)采用的是技術(shù)成熟、運(yùn)行可靠的非催化還原脫硝方法。設(shè)法降低出分解爐的NOx濃度，將有效降低煙氣脫硝成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明提供了一種既能高效燃燒又能高效降氮的分風(fēng)燃燒裝置，其原理是通過減少還原用風(fēng)量，降低還原燃燒溫度，并形成高還原的燃燒氣氛，降低NOx生成量，并大幅還原已生成的NOx ;適量的高速冷風(fēng)加速燃燼風(fēng)與分解爐內(nèi)攜帶可燃物高含塵氣流的混合，加速未燃燼可燃物的燃燒和氣流中生料粉的進(jìn)一步分散、傳熱和碳酸鹽的分解。
[0011]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是:
[0012]由三次風(fēng)管分兩路把高溫風(fēng)送至分解爐的下部錐體和中部柱體的下部位置；另用拉閥爾噴管輸送分解爐內(nèi)燃料燃燒理論空氣量5%的低溫風(fēng)。利用其旋噴效應(yīng)、四角切圓布置方式的內(nèi)切圓和外切圓的反向旋轉(zhuǎn)及拉閥爾噴管所產(chǎn)生的高速旋轉(zhuǎn)氣流擾動(dòng)效應(yīng)，加速分解爐燃燼風(fēng)與攜帶可燃物高含塵氣流的混合及料粉的分散與傳熱，為氣流中的未燃燼可燃物的完全燃燒和碳酸鹽的進(jìn)一步分解創(chuàng)造良好的條件。0.70左右低空氣系數(shù)還原用風(fēng)量不僅降低了煤粉燃燒溫度，還產(chǎn)生了高濃度的還原氣氛，這種還原燃燒條件，不僅有利于減少煤粉燃燒過程中NOx的生成，而且還能大幅還原已生成的NOx，從實(shí)現(xiàn)分解爐出口的NOx排放的大幅減少。
[0013]所述的來自篦冷機(jī)的高溫?zé)犸L(fēng)，一部份作為還原風(fēng)送入分解爐的下部錐體該三次風(fēng)管的偏心距為0.6-lm，這樣高溫還原熱風(fēng)將與來自窯尾的高溫?zé)煔饪焖倩旌?，產(chǎn)生旋噴效應(yīng)，為煤粉的快速預(yù)熱、熱解和燃燒創(chuàng)造良好的條件。
[0014]送往分解爐下部錐體的三次風(fēng)的風(fēng)量與燃料燃燒的理論空氣量比在0.70左右為重還原燃燒方式。生成CO、H2、CH4, CHN等還原型物質(zhì)，形成還原型氣氛。目的在于還原回轉(zhuǎn)窯內(nèi)生成的氮氧化物和抑制分解爐內(nèi)燃料型氮氧化物的生成。
[0015]所述的來自篦冷機(jī)的的高溫?zé)犸L(fēng)另一部分作為燃燼風(fēng)分三層送入分解爐中部柱體的下部，每層由四個(gè)噴管組成，下層噴管距分解爐下部錐體10-12m。其四個(gè)噴管斜向下伸入分解爐內(nèi)部0.3-0.6m，噴管末端為四方形的四個(gè)頂點(diǎn)，以一定的角度噴入，形成四角切圓布置方式。其切向方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向。
[0016]送入上部柱體的高溫三次風(fēng)的風(fēng)量為過量空氣量的35%左右，以保證碳粒的充分燃燼。
[0017]所述的用拉閥爾噴管分二層送入分解爐的風(fēng)量占理論用風(fēng)量5%左右的低溫風(fēng)，其利用拉閥爾噴管所具有的特性，產(chǎn)生高速旋流風(fēng)，極大強(qiáng)化了燃燼風(fēng)與攜帶可燃物高含塵氣流的混合，進(jìn)一步加強(qiáng)了料粉的分散和傳熱，提高了煤粉燃燒效率和生料的入窯分解率。
[0018]拉閥爾噴管安裝在分解爐上部柱體的壁面處，分二層安裝，第一層在燃燼風(fēng)第一層的上部0.5m位置處，每層安裝四個(gè)拉閥爾噴管，四角切圓布置，形成較燃燼風(fēng)直徑更大的順時(shí)針旋轉(zhuǎn)假想切圓。
[0019]所述的分解爐中部柱體燃燼風(fēng)噴管和拉閥爾噴管形成的兩個(gè)四角切圓布置的內(nèi)切圓和外切圓反向旋轉(zhuǎn)，假想內(nèi)切圓為三次風(fēng)噴管形成，其旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針方向，假想外切圓為拉閥爾噴管形成，其旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針方向。這樣形成內(nèi)外逆向運(yùn)動(dòng)，更有利于強(qiáng)化分解爐攜帶可燃物上升的高含塵氣流與燃燼風(fēng)的混合，加速分解爐上升氣流中攜帶的可燃物的燃燒及分解爐內(nèi)料粉的分散、傳熱。
[0020]設(shè)有不同的控制閥門，可通過閥門靈活調(diào)節(jié)還原風(fēng)、燃燼風(fēng)用量風(fēng)比，并可根據(jù)需要，對(duì)冷風(fēng)拉閥爾噴管進(jìn)行啟停，以適應(yīng)分解爐不同煤種的高效燃燒和低NOx排放。
【附圖說明】
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