[发明专利]使用了粉煤的燃烧设备的排气中的NOx浓度的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及对从以粉煤（dust coal）为燃料的各种燃烧设备排出的排气中的NOx浓度进行控制的方法。

背景技术

通常，对于水泥制造工艺中的煅烧炉而言，作为用于在该煅烧炉中加热水泥原料进行煅烧的燃料，使用粉煤。

如图3所示，具备该煅烧炉的水泥制造设备具备：用于焙烧水泥原料的回转窑1，设置在该回转窑1的图中左边的窑尾2的具备多个旋风分离器4a～4d的预热器3，将水泥原料从该预热器3的最下段的旋风分离器4d供给到回转窑1的窑尾2中的滑槽5（シュート５），与最上段的旋风分离器4a连接、具有排出燃烧排气的排气扇10的排气管路9，在图中右边的窑头6中用于对内部进行加热的主燃烧器7，在窑头6中用于对焙烧后的水泥熟料进行冷却的熟料冷却器8，进而在第3段的旋风分离器4c与第4段的旋风分离器4d之间设置煅烧炉12，该煅烧炉12具有将燃烧排气从回转窑1的窑尾2通过导管部导入到下端部、同时由未图示的燃料供给管路供给到内部的粉煤的燃烧装置。需要说明的是，也存在煅烧炉12设置在与窑尾2上的导管部不同的另外路径上的水泥制造设备。

在包含上述构成的水泥熟料的制造设备中，供给到最上段的旋风分离器4a的上述水泥原料，随着依次落下到下方的旋风分离器4，被从下方上升的源自回转窑1的高温排气预热后，从旋风分离器4c抽出而送到煅烧炉12，在该煅烧炉12中进行煅烧后，从最下段的旋风分离器4d通过滑槽5而导入到回转窑1的窑尾2中。

另一方面，由回转窑1排出的燃烧排气，通过煅烧炉12送到最下段的旋风分离器4d，依次送到上方的旋风分离器4，对上述水泥原料进行预热的同时，最终从最上段的旋风分离器4a的上部利用排气扇10通过排气管路9被排出。

但是，对于这种水泥制造设备而言，根据大气污染防止法，对利用排气扇10由排气管路9排出的排气中的氮氧化物(以下记载为NOx)的浓度进行了限制。因此，时常监视燃烧排气中的NOx浓度，如下述专利文献1、2等所述，适当将氨、含有其的污泥等喷雾到排气管路9中来进行脱硝、或调整主燃烧器7的燃烧量来降低回转窑1内的温度，从而进行控制使得该排气中的NOx浓度不会超过上述限制值。

现有技术文献 

专利文献 

专利文献1：日本特开平10-194800号公报

专利文献2：日本特开平10-192896号公报

专利文献3：日本特开平05-196212号公报

专利文献4：日本特开平07-310903号公报。

发明内容

因此，若上述排气中的NOx浓度升高则所喷雾的氨、污泥等的量也增加，有可能产生白烟、异臭。另外，若调整主燃烧器7的燃料的量而使回转窑1内的温度过度降低，则水泥原料的焙烧所需要的热量降低，有可能产生品质的降低、生产量的减少等操作上的问题。

另一方面，已知通过燃料的燃烧而生成的NOx大致分为热来源的NOx(Thermal-NOx)和燃料来源的NOx(Fuel-NOx)。

因此，为了解决以往的上述问题，对于热来源的NOx，研究了如上述专利文献3、4中所提出的低NOx燃烧器的使用等。

另外，对于燃料来源的NOx，着眼于燃料中的氮质量比例、燃料比(=固定碳比例/挥发成分比例)，采用了通过使用氮质量比例更低的燃料、或燃料比小(挥发成分比例大)的燃料，加快燃烧速度，由此降低NOx浓度的方法，但是任意一种方法的推定精度都低，由此存在操作时难以控制在所希望的NOx浓度范围内的问题，期待对其进行改善。

因此，本发明人特别为了以高的精度对从上述煅烧炉12排出的排气中的NOx浓度进行控制，进行了以下的调查和研究。

首先，使用粉煤作为燃料的上述煅烧炉12，是对水泥原料进行煅烧的工艺，炉内温度为800～900℃，因此认为从该煅烧炉12排出的排气中的NOx主要为燃料来源的NOx。

这里，接着本发明人对于上述煅烧炉12中使用的多种碳类的粉煤，测定各粉煤的性状(氮质量比例、燃料比、碳(固定碳)的反应速度)，同时测定实际上使用配混上述粉煤而得到的燃料作为燃料时从上述煅烧炉12排出的排气中的NOx浓度。然后，基于上述配混比例，算出实际上用作燃料的粉煤的性状(氮质量比例、燃料比、碳(固定碳)的反应速度)，同时调查这些性状对上述排气中的NOx浓度的变化的影响。