[发明专利]一种水泥分解炉煤粉预气化低NOX燃烧系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于低NOx燃烧技术领域，具体涉及一种水泥分解炉煤粉预气化低NOx燃烧系统及方法。

背景技术

水泥窑炉是典型高排放工业窑炉，尤其是氮氧化物的排放，据统计，每生产1吨熟料约产生1.5kg～1.8kg的NOx，水泥行业约占我国氮氧化物总排放量的10％。随着我国经济的快速发展，对水泥的需求量仍居高不减，致使氮氧化物排放不断增加，而国家对水泥行业氮氧化物的排放标准越来越严格。在2013年国家颁布的《水泥工业大气污染物排放标准》中，规定氮氧化物排放不超过400mg/m³，重点地区不得超过320mg/m³。随着人们环保意识的提高，对降低水泥行业氮氧化物排放的呼声越来越高，水泥行业低氮燃烧研究已刻不容缓。

目前，水泥行业普遍采用分级燃烧技术控制分解炉燃烧过程的氮氧化物排放，将燃料燃烧所需要的空气分两级进入，炉内主燃烧区域的过量空气系数较低，形成还原区，在抑制燃料型NOx生成的基础上，可将窑尾烟气中大量的热力型NOx还原为N₂。由于空气分级进入，煤粉和生料需相应的改为多点多层喂入，在操作过程中不仅需要增设多个分风、分煤等的硬件设施，还需要围绕烧成主线严格按照实际生产线规定的工艺参数进行全系统精细化操作，粗放的操作模式不能有效降低氮氧化物的排放，仅靠该技术，NOx的减排量难以满足国家排放标准要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水泥分解炉煤粉预气化低NOx燃烧系统及方法，能够稳定燃烧且能有效减少NOx排放，同时提高分解炉的燃烧效率。

为了达到上述目的，本发明的具体技术方案如下：

一种水泥分解炉煤粉预气化低NOx燃烧系统，包括：给煤装置、煤粉预气化炉、布风系统以及分解炉；所述布风系统包括煤粉喷管、一次风管和三次风管，

所述给煤装置包括煤仓和磨煤机，与所述煤仓连通的所述磨煤机的出料端通过所述煤粉喷管与所述煤粉预气化炉的下端连通；所述煤粉预气化炉的上端通过所述一次风管连通至所述分解炉的还原区；所述三次风管为三通结构，其一端与外部的篦冷机连通，其另外两个分支的其中一支与所述煤粉预气化炉连通，其另一支连通至所述分解炉的燃尽区；

在所述燃尽区的上方的所述分解炉侧壁上设有水泥生料喷口，在所述分解炉的顶部设有喷氨管。

本发明还提供了利用权利要求1所述的一种水泥分解炉煤粉预气化低 NOx燃烧系统进行煤粉预气化的方法，包括以下步骤：

a.将原煤送入煤仓并进入磨煤机磨成煤粉，并由送煤风通过所述煤粉喷管喷至所述煤粉预气化炉中；

b.所述煤粉在所述煤粉预气化炉中进行部分燃烧，释放热量，同时由所述三次风管送入的来自于篦冷机的高温三次风提供热量，维持所述煤粉预气化炉内温度在800℃～900℃之间，实现煤粉预气化；

c.将预气化之后的煤气与半焦混合物通过所述一次风管通过燃料喷嘴喷入所述分解炉内，与高温烟气中的氧气接触燃烧，释放的燃烧热将从所述水泥生料喷口进入的水泥生料分解。

进一步地，步骤c中，所述煤气包括CO、H₂。

所述煤气中的还原气体CO、H₂、CH₄与高温烟气接触，还原其中的氮氧化物；所述三次风管向所述分解炉中送入高温三次风为所述分解炉中提供燃烧所需的氧气，所述喷氨管向所述分解炉内喷入的氨气进一步还原氮氧化物，降低NOx排放。

本发明提供的一种水泥分解炉煤粉预气化低NOx燃烧系统及方法，将煤粉预气化炉与分解炉结合，将煤粉先气化再燃烧，避免了煤粉直接燃烧、燃料型NOx的产生，且高温煤气与高温氧气一经接触立即进行无焰燃烧，温度均匀，抑制了热力型NOx的产生，同时气化后的煤气中还原气体CO、H₂、 CH₄能够还原高温烟气中的氮氧化物，进一步减少了NOx排放，实现了整个燃烧过程对NOx的形成控制和还原分解。此外，煤粉预气化后温度达到800℃以上，在进入还原区立即稳定燃烧，提高了分解炉的燃烧效率。

附图说明

图1为本发明提供水泥分解炉煤粉预气化低NOx燃烧系统图；

图2为分解炉燃尽区截面俯视图；

1.煤仓，2.磨煤机，3.煤粉喷管，4.煤粉预气化炉，5.燃料喷嘴，6.分解炉， 7.三次风管，8.三次风喷嘴，9.喷氨管，10.一次风管，11.水泥生料喷口。

具体实施方式