[发明专利]一种水泥生产线低氮分解炉和水泥生产线低氮脱硝技术方法

说明书

本发明公开了一种水泥生产线低氮分解炉和水泥生产线低氮脱硝技术方法，该分解炉包括两个上部喷煤口、四个下部喷煤口；两个上部燃烧器，两个上部燃烧器与水平面成25‑35°的夹角进入分解炉，并且对称布置；四个下部燃烧器，水平切向进入分解炉，并且接近对称布置。本发明在分解炉锥部设计脱氮还原区，增加了燃烧空间。在保证煤粉充分燃烧的同时，适当增加分解炉锥部的煤粉喂入比例，保证缺氧燃烧产生的还原气氛；在分解炉锥部形成还原区，还原窑尾烟气中大量的NO_x，产生良好的脱硝效果。本技术方案实施后，最终使得预热器出口NO_x浓度降低到550mg/Nm³以下，综合脱硝效率在50％以上。

技术领域

本发明属于水泥熟料生产线降低NO_x排放的脱硝技术领域，具体地，涉及一种水泥生产线低氮分解炉和水泥生产线低氮脱硝技术方法。

背景技术

水泥是国民经济的重要支柱产业，中国水泥工业由于经济发展的需要，近二十年总产量呈现出快速增长态势，截至2018年底，全国新型干法水泥生产线累计1681条，实际熟料产能超过20亿吨。城市化进程与经济的快速发展离不开水泥工业的贡献，但同时也带来了不可忽视的环境问题，水泥行业因其产量巨大而成为能耗和大气污染的重点控制对象。

水泥工业主要大气污染物包括NO_x、颗粒物、SO₂等，其中氮氧化物(NO_x) 是大气污染源之一，对人体造成伤害，可以形成酸雨、光化学烟雾、造成臭氧层损耗、二次转化形成颗粒物，严重影响国家经济发展和人民的正常生活，为此国家和地方政府颁布了一系列的法律法规，以限制NO_x的排放。

GB4915-2013《水泥工业大气污染物排放标准》规定，一般地区NOx排放浓度控制在≤400mg/Nm³，重点地区NOx控制≤320mg/Nm³，而且地方政府环保部门也颁布了地方条例和法规，严格控制污染物排放，例如，江苏、山东、河南、浙江等地区将实施100mg/Nm³控制指标要求，为了控制污染，山东、河北、陕西、山西、安徽、江苏、浙江等地区实施错峰生产。

NO_X的形成机理

水泥熟料煅烧在高温下进行，NO_X生产途径主要有热力型，燃料型以及快速型NO_x等三种：

(1)“热力型”NO_X，为空气的N₂在高温下氧化而产生的NO_X，生成量主要取决于温度，低于1350℃几乎不生产，高于1500℃大量生产，因为回转窑中烧成带火焰温度高达1500℃以上，空气中的N₂和O₂快速反应，热力型NO_x大量产生。

其生成量与燃烧温度、氧气浓度、高温区停留时间等有关。

(2)“燃料型”NO_x，是燃料中的氮的化合物在燃烧过程中热分解且氧化而生成。挥发分中N和NH₃的氧化途径见图5。

(3)“快速型”NOx，是空气中的N₂与燃料中的碳氢离子团(CH、CH₂等)在反应区附近快速生成的NO_x，其生成量较少，一般占总NO_x的5％以下。快速型NO_x的形成途径见图6。