[发明专利]低NOx煅烧炉

说明书

一种用于在水泥熟料的生产过程中降低NOx排放水平的系统，其具有以下特征的煅烧炉单元：上部；下部；下部的NOx还原区；上部的三次空气入口，用于将三次空气引入上部；位于NOx还原区上方的主煅烧炉进料入口，用于将主煅烧炉进料部分引入上部；位于NOx还原区中的第一冷却煅烧炉进料入口，用于将第一冷却煅烧炉进料部分引入NOx还原区的外围；和位于NOx还原区中或下方的燃料入口，用于将燃料引入还原区。

技术领域

本发明涉及一种在水泥熟料的生产过程中降低氮氧化物排放水平的系统，更具体地涉及一种用于这种系统的煅烧炉装置。

背景技术

在水泥系统中，在水泥熟料的生产过程中，将水泥生料在预热器中预热，在包括上端和下端的煅烧炉中煅烧，在窑中燃烧成熟料，并在随后的熟料冷却器中冷却。在一些现有的水泥系统中，煅烧炉专门设计用于使用挥发性成分含量低的燃料，诸如石油焦，而在其他现有的系统中，煅烧炉专门设计用于实现低NOx排放水平。有充分的证据表明，将在可接受的NOx排放水平方面提出更严格的要求，并且使用挥发性成分含量低的燃料将继续是有利的。因此，需要一种用于生产水泥熟料的系统，该系统将同时体现这些有益效果。

有一系列技术可用于在水泥系统中限制NOx排放水平和燃烧挥发性成分含量低的燃料。例如，可以通过主要方法来限制NOx排放水平，诸如燃烧器设备的适当设计，煅烧炉和预热器的适当设计，或者辅助方法来限制NOx排放水平，所述辅助方法涉及在预热器中的指定位置注入外源物(诸如氨和尿素)。

例如，从日本专利申请No.155433-1978已知ILC低NOx类型的窑系统。该系统包括燃烧室，该燃烧室位于窑和煅烧炉之间，并且实际上构成了煅烧炉的下部分。通过向构成所谓的还原区的燃烧室中注入燃料来实现对NOx排放的限制，该燃烧室涉及通过与窑废气中所含的NOx反应来燃烧燃料，从而降低NOx含量。根据最近的已知方法，可以将来自预热器的少量预热的生料引入该区，以限制温度。随后将来自熟料冷却器的预热的空气以及来自预热器的预热的生料送入煅烧炉。在这种已知的窑系统中，来自窑的废气被引入燃烧室的底部，从而使气体向上流通过燃烧室和随后的煅烧炉。因此，在这种类型的煅烧炉中，必须将生料向上引导通过悬浮在气流中的煅烧炉的主要部分，该气流向上流通过煅烧炉。对于这种类型的煅烧炉，明显的缺点是，由于过度冷却气体/燃料悬浮物，当在煅烧炉中燃烧挥发性成分含量低的燃料时，无法实现低NOx排放。

例如，从美国专利No.4,014,641和PCT/DK97/00029已知SLC-D类型的窑系统。这种类型的系统包括煅烧炉，该煅烧炉包括配置如朝下的气体导管的腔室，该腔室的下端连接到朝上的气体导管，该朝上的气体导管进一步连接到窑的废气排出端。煅烧基本上发生在朝下的气体导管中。煅烧炉中使用的大多数燃料在煅烧炉顶部轴向引入。来自熟料冷却器的预热的空气和预热的生料切向引导至煅烧炉的顶部。因此在煅烧炉中实现了大量煅烧炉燃料的完全燃烧，而生料在其向下通过腔室的同时被煅烧。来自煅烧炉的废气悬浮物、未燃烧燃料和至少部分煅烧的生料在朝上的气体导管中与窑废气的向上流接合在一起，应向其中尽可能添加少量煅烧炉燃料和少量的预热的生料。组合的或掺和的废气/物料悬浮物随后向上流动通过朝上的气体导管，在此处可以添加尚未从熟料冷却器供应的任何剩余量的生料和预热的空气。这种已知类型的系统的优点在于，由于煅烧炉的特殊实施方式，可以使用挥发性成分含量低的燃料，即使使用这种燃料，也可以实现高度的燃烧效率。

此外，煅烧炉中NOx的产生非常低。但是，这种类型的窑系统的缺点是可能有必要将一定比例的未煅烧生料直接引导至窑的废气中，以抑制窑烟室和/或窑立管中的涂层。结果，当使用挥发性成分含量低的燃料时，废气/燃料悬浮物被过度冷却，这导致还原窑中产生的NOx的可能性受限。

发明内容

本发明的目的是克服或至少减轻一个或多个上述问题和/或为消费者提供有用的或商业的选择。

本发明的目的是提供一种用于生产水泥熟料的系统，通过该系统，即使当使用具有挥发性成分含量低的燃料时也可以实现高度的燃烧效率并且获得低水平的NOx排放。

附图说明