水泥窯低氮燃燒改造方案

2022-06-24 11:15:05 字數 1572 閱讀 8520

低氮燃燒器工藝流程

燃料型nox是在煤粉著火的階段生成的,改變燃燒器結構來改變燃燒方式降低nox的生成是非常實用的脫硝方法。據統計低nox燃燒器一般可以降低35%的氮氧化物。相對於傳統的燃燒方式,低nox燃燒器是通過時間上延遲燃料、空氣的混合,在空間上隔離燃料、空氣的過早充分接觸,以營造乙個富燃料、缺氧的燃燒環境。

這樣推遲了氧氣的供給,會延遲焦炭的燃盡,造成火炬拉長,峰值溫度低,再加上這種長火焰對外輻射散熱的面積大,整體的溫度低,減少熱力型nox的生成。

水泥窯爐空氣分級燃燒是目前最為普遍的降低nox排放的燃燒技術之一。其基本原理如圖6.2-1所示。

將燃燒所需的空氣量分成兩級送入,使第一級燃燒區內過量空氣係數小於1,燃料先在缺氧的富燃料條件下燃燒,使得燃燒速度和溫度降低,從而降低了熱力型nox的生成。同時,燃燒生成的co與nox發生還原反應,以及燃料氮分解成中間產物(如nh、cn、hcn和nhx等)相互作用或nox還原分解,從而抑制了燃料型nox的生成,具體反應如下:

2co + 2no → 2co2 + n2 (1)

nh + nh → n2 + h22)

nh + no → n + oh3)

在二級燃燒區(燃盡區內,將燃燒用空氣的剩餘部分以二次空氣的形式輸入,成為富氧燃燒區。此時,空氣量增多,一些產物被氧化生成nox,但因溫度相對常規燃燒較低,因而總的nox生成量不高,具體反應如下:

cn + o → co + no (4)

分級燃燒脫氮技術具有以下優點:

有效降低的nox排放,可達到25~30%的nox脫除率;

無執行成本,且對水泥正常生產無不利影響;

無二次汙染,分級燃燒脫氮技術是一項清潔的技術,沒有任何固體或液體的汙染物或副產物生成;

分級燃燒脫氮系統主要包含:三次風管調整和改造、脫氮風管配置、c4筒下料調整、煤粉儲存、輸送系統、分解爐用煤粉燃燒器和相應的電器控制系統,其分解爐調整如圖所示。

脫氮系統的用煤經煤粉秤精確計量後,由羅茨風機送到窯尾煙室的脫氮還原區,在脫氮還原區的合適位置均布著一套燃燒噴嘴,煤粉經燃燒噴嘴高速進入還原區內並充分分散,一方面保證了分級燃燒的脫氮效率,另一方面減少了煤粉在壁面燃燒出現結皮的負面影響。此外,根據還原區操作溫度、c1出口nox等系統引數,可及時調整脫氮用煤量。

圖6.2-1 水泥窯爐空氣分級燃燒技術示意圖

如圖6.2-1所示,保持原分解爐主體結構不變,在分解爐煙室預留的脫硝還原區設定高速噴煤嘴,讓噴入的煤粉在此區域內缺氧燃燒,產生適量的還原氣氛,與窯氣中的nox發生反應,將nox轉化為無汙染的n2。同時將三次風管入分解爐的部分管道抬高到相應位置。

整個窯尾用煤總量與改造前保持一致,只是進入分解爐及還原區的用煤量不同。

水泥窯爐經過空氣分級燃燒技術改造後,其脫硝效率一般可達30%左右。

利用分級燃燒脫氮技術對燒成系統進行改造,不改變分解爐主體結構,在分解爐煙室預留的脫氮還原區,在脫氮噴射預留孔位置設定高速噴煤嘴,煤粉在此區域內缺氧燃燒產生適量的還原氣氛,與窯氣中的nox發生反應,將nox轉化成無汙染的n2。三次風管入分解爐的部分抬高到適度位置。改造後整個窯尾用煤總量與改造前一致,只是將其按一定比例分成兩路,一路進入分解爐,另一路進入還原區。

為保證燒成系統的穩定及高效的脫氮效率,脫氮用煤系統需獨立計量和控制。

低氮燃燒技術及其改造設計方法

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