[发明专利]干法水泥窑炉燃煤产生氮氧化物的处理方法

说明书

技术领域

本发明属于氮氧化物NO_X的处理技术领域，尤其涉及到处理新型干法水泥窑中由于燃煤产生的NO_X的处理方法，氮氧化物NO_X包括一氧化氮NO，二氧化氮NO₂和一氧化二氮N₂O等。

背景技术

一直以来我国水泥工业都以“天然资源和能源消耗量大、利用效率低，粉尘及有害气体污染排放严重”等形象出现。相对而言，减排方面的研究和应用工作稍显滞后，对尾气的关注主要集中在粉尘污染物排放方面，对尾气中气相有害污染物(例如C化物、S化物、N化物之类的气体)的控制和减排研究没有给予足够的重视。

图1是新型干法回转窑炉烧成系统示意图。

水泥生产中熟料煅烧部分也就是烧成部分是水泥生产非常重要的一个环节，这部分主要由预热器、分解炉、回转窑、篦冷机四部分组成。生料经过预热器预热，到分解炉分解，气固分离后，已分解的生料入回转窑，此时料粉的分解率一般控制在90％左右。气体由下向上，生料在分解炉中分解所需的热量一部分由入分解炉的煤粉提供，另一部分来自回转窑窑尾烟室的气体，回转窑窑头处有喷煤机，会不断的往回转窑内喷入煤粉，煤粉剧烈燃烧提供的热可使烧成带的煅烧温度达到1500℃左右，另一方面也会进入分解炉中提供生料分解所需的热量，而回转窑的燃煤会产生大量的NOx。生料入回转窑。

处理水泥窑炉燃煤产生的NOx的方法有：

(1)燃烧前的控制技术

燃烧前的控制技术主要是燃料的脱氮，燃料脱氮技术至今尚未很好开发，有待于今后继续研究。

(2)燃烧中的控制技术

燃烧中的控制技术主要包括分级燃烧、低氧燃烧，以及烟气再循环。

分级燃烧技术——分级燃烧的基本原理是将煤粉燃烧过程分成两个阶段(主燃区和燃烬区)进行.将燃烧用空气分两次喷入炉膛，减少煤粉燃烧区域的空气量，使煤粉进入炉膛时就形成了一个富燃料区.第一阶段供给燃烧所需理论空气量的80％左右，燃料先在缺氧的富燃料条件下燃烧，使燃烧速度和温度降低，因而抑制了热力型NOx的生成.同时，燃烧生成的CO和NO进行还原反应，以及燃料N分解成中间产物(如NH，CN，HCN和NH₃等)相互作用或使NO还原分解，抑制了燃料型NOx的生成；第二阶段将燃烧用空气的剩余部分以二次空气输入，成为富氧燃烧，此时空气量虽多，一些中间产物被氧化为NO，但因火焰温度低，NOx生成量不大，因而总的NOx生成量是降低的。采用空气分级燃烧一般可使NOx排放量降低30％～40％。

低氧燃烧技术——这是一种优化装置燃烧，降低NO_X生成量的简单方法，通过调整控制入窑炉空气量，保持每只燃烧器喷口合适的风粉比，或将窑炉尾部的低烟气直接或与二次风混合后送入炉膛，使煤粉燃烧尽可能在接近理论空气量条件下进行。一般来说，采用低氧量运行可降低NO_X排放15％～20％，但当炉膛内氧浓度过低(如低于3％以下)时，会造成烟气中CO浓度和飞灰含碳量的急剧升高，从而增加化学不完全燃烧和机械不完全燃烧损失，燃烧经济性下降。此外低氧燃烧会使炉膛内某些区域呈现还原性气氛，从而降低煤灰熔点引起炉膛水冷壁壁面结渣和高温腐蚀。因此，在设计窑炉时，应根据燃用煤质选取合适的出口过量空气系数，运行中应及时调整燃烧配风，避免出现因降低NO_X排放而导致其它一些运行问题的发生。