[发明专利]一种煤粉喷枪装置、低NOx石灰生产设备及其控制方法

说明书

本发明公开了一种煤粉喷枪装置、低NOx石灰生产设备及其控制方法，所述煤粉喷枪装置包括具有横向管路和纵向管路的煤粉管道；所述纵向管路的上端连通所述横向管路，所述纵向管路的下端为煤粉喷口，所述纵向管路进一步分流出第一输煤管路和第二输煤管路，所述第一输煤管路的输煤浓度大于所述第二输煤管路的输煤浓度，且所述第一输煤管路的煤粉喷口高于所述第二输煤管路的煤粉喷口，所述第二输煤管路的长度大于所述第一输煤管路。该煤粉喷枪装置可有效降低石灰窑等石灰生产设备的NOx排放量，从而使其在生产石灰时满足环保要求。

技术领域

本发明涉及冶金化工行业的石灰生产设备，特别是石灰生产设备的煤粉喷枪装置。本发明还涉及设有所述煤粉喷枪装置的石灰生产设备及其控制方法。

背景技术

在冶金化工行业，一般所称的石灰指的是生石灰(CaO)，生石灰是由石灰石(主要成分CaCO₃)在石灰窑内经过950℃～1100℃高温煅烧释放出CO₂后生成。

石灰是冶金行业中的重要辅助原料，在炼铁原料烧结、炼铁还原过程、铁水预处理过程及炉外精炼过程中，石灰作为添加剂，起到脱磷、脱硫的作用，其质量的好坏对钢材性能的影响至关重要。

据测量，近年某新建双膛石灰窑烟气出口处的NOx浓度平均可达130mg/m³，瞬时浓度超过160mg/m³，虽然目前的NOx排放浓度能够满足当前国家标准的排放要求，但是随着国家环保要求越来越严格，石灰窑NOx排放标准的收紧将势在必行(最新发布的工业炉窑NOx排放标准已降至100mg/m³)。

请参考图1、图2，图1为一种典型石灰双膛立窑的煤粉喷枪的结构示意图；图2为图1中所示一个纵向管路与横向管路相连通的示意图。

如图所示，在生产时，石灰双膛立窑的窑本体内部堆积满待焙烧的石灰石，煤粉通过煤粉总管进入煤粉喷枪内，最后在石灰石料层内部喷出，在喷出口形成高温区域，对石灰石进行高温焙烧从而形成产品。

这种煤粉喷枪主要存在以下缺点：

其一，煤粉未有效分流，在生产中，煤粉是整体从喷枪喷入石灰石料层内部参与燃烧生产，在石灰石料层内极易形成局部长期高温、富氧的燃烧区域，从而在该区域产生大量的热力型NOx。

其二，煤粉喷入位置无法改变，煤粉喷枪的喷出口位置在窑内无法移动，所以煤粉只能固定于一个位置喷出，这样的坏处同样是极易在石灰石料层内形成局部长期高温、富氧的燃烧区域，从而在该区域产生大量的热力型NOx。

以上两点都会造成石灰窑烟气中NOx浓度居高不下，对整套石灰窑系统的合格生产带来负面影响。

因此，如何进一步降低石灰窑的NOx排放浓度，成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种低NOx石灰系统用煤粉喷枪装置。该煤粉喷枪装置可有效降低石灰窑等石灰生产设备的NOx排放量，从而使其在生产石灰时满足环保要求。

本发明的另一目的是提供一种设有所述煤粉喷枪装置的石灰生产设备及其控制方法。

为实现上述目的，本发明提供一种煤粉喷枪装置，包括具有横向管路和纵向管路的煤粉管道；所述纵向管路的上端连通所述横向管路，所述纵向管路的下端为煤粉喷口，所述纵向管路进一步分流出第一输煤管路和第二输煤管路，所述第一输煤管路的输煤浓度大于所述第二输煤管路的输煤浓度，且所述第一输煤管路的煤粉喷口高于所述第二输煤管路的煤粉喷口，所述第二输煤管路的长度大于所述第一输煤管路。

优选地，所述横向管路设有多个所述纵向管路，各所述纵向管路并排间隔分布，其上端均连通所述横向管路。

优选地，所述纵向管路由分隔板分隔成两个半圆形通道，其中一个半圆形通道形成第一输煤管路，另一半圆形通道形成第二输煤管路。