[发明专利]一种水泥生产过程不完全燃烧碳化物在线监测控制方法

说明书

技术领域

本发明属于水泥生产领域，具体涉及一种水泥生产过程不完全燃烧碳化物在线监测控制方法。

背景技术

本发明公开了一种水泥生产过程不完全燃烧碳化物在线监测控制方法，属于水泥生产领域。水泥熟料的正常生产是在氧化气氛下进行的，燃料充分燃烧生成二氧化碳，燃料所蕴含的热量全部释放出来，若氧气不足时，煤粉不完全燃烧生成一氧化碳、非甲烷挥发性有机化合物NMVOC、甲烷以及其他金属碳化物，产生还原气氛。还原气氛对水泥生产过程中的熟料烧成阶段产生严重的影响，烧成中出现黄心料，熟料易磨性差，并会严重影响水泥的颜色。并且不完全燃烧产生的碳化物排放进大气中后会对人体健康造成严重损害。

正常情况下，如果窑内无结圈，喷煤系统正常，煤粉不完全燃烧生成的碳化物来自分解炉内。根据头、尾煤燃烧特点，在煤质变差时不完全燃烧更多是在分解炉内发生；预热器塌料造成一氧化碳等不完全燃烧生成的碳化物升高也是因为分解炉内生料瞬间涌入使炉内温度降低、煤粉不能充分混合燃烧而成。或是由于头煤引起的，如各种原因引起的喂煤量大幅波动，一二次风异常减小破坏燃烧制度带来不完全燃烧，会导致出预热器口的废气中不完全燃烧生成的碳化物升高。

水泥生产过程中不完全燃烧产生的碳化物主要包括一氧化碳、非甲烷挥发性有机化合物NMVOC、甲烷以及其他金属碳化物等。由于种类较多至少需要四套不同的气体检测仪才能测得各种不完全燃烧产生的碳化物，不仅成本较高而且检测仪较多现场不易安装；并且不完全燃烧生成的碳化物在废气中含量较少不易直接测得。

发明内容

本发明旨在针对不完全燃烧产生的碳化物不易直接测得、现有检测仪器监测成本高、有毒的碳化物排放不易实时控制等现有问题，提供一种水泥生产过程不完全燃烧碳化物在线监测控制方法。本发明提出了CO₂临界值、CO₂减排值的计算公式及控制不完全燃烧产生的碳化物的方法，还适用于利用电石渣替代部分原料的水泥生产线，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。

本发明水泥生产过程不完全燃烧碳化物在线监测控制方法包括如下装置：二氧化碳传感器、生料的喂料称重计量装置、窑头煤粉喂料计量装置、入分解炉煤粉喂料计量装置、熟料称重计量装置、二次风阀门、窑头喷煤管、分解炉喷煤管、冷却机至煤磨管的阀门、冷却机风机、三次风阀门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。技术方案如下：根据实际的水泥生产过程，如果水泥生产过程中全部为完全燃烧，即不存在不完全燃烧的情况和由此产生的碳化物，那么，一段时间内的CO₂排放总量即CO₂临界值来源于两个部分，即生料煅烧成熟料过程中生料和煤中的碳酸盐物质分解产生的CO₂排放量，以及煅烧成熟料过程中煤中碳的物质燃烧产生的CO₂排放量。生料和煤中的碳酸盐物质分解产生的CO₂排放量可由熟料成分分析得到的CaO和MgO的质量分数推算得到；煤中碳的物质燃烧产生的CO₂排放量可由煤的碳元素含量计算得到。完全燃烧的情况下，考虑到水泥窑漏风等实际情况，在一段时间内预热器出口连接的废气管道处CO₂实际排放量应该等于或略微小于在相同时段内CO₂临界值。如果水泥生产过程中存在不完全燃烧，即生料和煤中的碳生成了非甲烷挥发性有机化合物（NMVOC）、一氧化碳、甲烷以及其他金属碳化物等不完全燃烧碳化物，那么在一段时间内废气管道处CO₂实际排放量小于在相同时段内CO₂临界值。这时需要采取相应措施控制不完全燃烧碳化物，以稳定水泥的正常生产。

一种水泥生产过程不完全燃烧碳化物在线监测控制方法，其特征在于，是在一个由水泥生产设备和中控计算机共同组成的水泥生产过程不完全燃烧碳化物在线监测控制系统，依次按以下步骤实现的：