[發(fā)明專利]一種水泥窯用替代燃料再燃燒脫硝的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310589436.4
• 申請(qǐng)日: 2013-11-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103551016A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈序輝;鄭金召;王永剛;程兆環(huán)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津中材工程研究中心有限公司
• 主分類號(hào): B01D53/56
• 分類號(hào): B01D53/56;B01D53/76
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標(biāo)代理有限公司 12101
• 代理人: 李鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于燃燒技術(shù)，特別涉及一種水泥窯用替代燃料再燃燒脫硝的方法。

背景技術(shù)

水泥工業(yè)采用煤炭作為主要能源，基于水泥熟料燒成工藝的制約，作為一個(gè)典型的高溫過(guò)程，水泥工業(yè)氮氧化物排放處于一個(gè)較高的水平，2011年水泥工業(yè)單位標(biāo)準(zhǔn)煤排放氮氧化物高達(dá)15kgNO₂/t標(biāo)準(zhǔn)煤，水泥工業(yè)氮氧化物減排的控制任務(wù)相當(dāng)艱巨繁重。目前采用占燃料消耗量約60%的分解爐進(jìn)行功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)分步加入燃燒用燃料和燃燒助燃風(fēng)的方式，在限制爐內(nèi)氮氧化物形成的基礎(chǔ)上進(jìn)一步還原消耗已經(jīng)形成的氮氧化物，通過(guò)在分解爐內(nèi)局部區(qū)域利用適宜的煙氣燃燒溫度控制燃燒進(jìn)程形成還原性氣氛，進(jìn)一步構(gòu)成了分級(jí)燃燒技術(shù)在分解爐上的典型應(yīng)用。分級(jí)燃燒技術(shù)目前已經(jīng)在水泥工業(yè)得到了一定范圍的應(yīng)用，但其減排水平受到燃料品種、窯系統(tǒng)產(chǎn)量、系統(tǒng)配風(fēng)情況、分解爐操作熱工制度等多重因素的制約，其脫硝效果在15～50%之間波動(dòng)。按照“十二五”期間國(guó)家水泥工業(yè)脫硝減排控制的要求，如果采用現(xiàn)有的分級(jí)燃燒技術(shù)很難達(dá)到GB4915－2013《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》所規(guī)定的氮氧化物排放指標(biāo)的規(guī)定。

目前，含有機(jī)質(zhì)廢物的處置及替代燃料正逐步在水泥工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，與常規(guī)的礦物燃料相比，部分可燃性廢棄物，如生活源廢棄物衍生的干化污泥、生活垃圾衍生燃料、廢輪胎、廢皮革、廢塑料等是具有較高揮發(fā)份含量的替代燃料，利用此類廢棄物作為燃料是水泥替代燃料發(fā)展的一個(gè)方向，與現(xiàn)有的天然氣再燃技術(shù)相比，利用此類替代燃料進(jìn)行分級(jí)燃燒再燃燒燃料的利用，在控制更低的氮氧化物排放水平和更經(jīng)濟(jì)的脫硝運(yùn)行成本上具有天然的優(yōu)勢(shì)，是水泥生產(chǎn)技術(shù)精細(xì)化管理所追求的目標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題而提供一種水泥窯用替代燃料再燃燒脫硝的方法，采用該方法能夠使水泥窯系統(tǒng)的脫硝效率提高到60%左右。

本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是：一種水泥窯用替代燃料再燃燒脫硝的方法，在采用分級(jí)燃燒技術(shù)的分解爐內(nèi)的還原燃燒區(qū)域加入再燃燒替代燃料，再燃燒替代燃料的加入量占分解爐燃料總量的0～80%，再燃燒替代燃料是揮發(fā)份含量≥30%的廢棄物衍生燃料和／或氨基含量≥3%的廢棄物替代燃料；

該方法還需要滿足以下要求：

一、再燃燒替代燃料的種類及其需要滿足的其它要求：

一）再燃燒替代燃料采用來(lái)自市政污水處理廠的污泥，其細(xì)度控制80%通過(guò)20目的標(biāo)準(zhǔn)篩，水分控制在5～30%之間；

二）再燃燒替代燃料采用來(lái)自農(nóng)林業(yè)的廢棄物，其細(xì)度控制80%通過(guò)4目的標(biāo)準(zhǔn)篩，水分控制在5～25%之間；

三）再燃燒替代燃料采用垃圾衍生燃料，其細(xì)度控制80%<25×25mm，水分控制在15～35%；

四）再燃燒替代燃料采用廢輪胎顆粒，其細(xì)度控制80%通過(guò)20目的標(biāo)準(zhǔn)篩；

五）再燃燒替代燃料采用石油焦類廢棄物，其細(xì)度控制80%篩余<（0.5×揮發(fā)份－1.5）；

二、再燃燒替代燃料采用獨(dú)立的輸送裝置進(jìn)入分解爐，其加入方式為以下三種方式中的任意一種：

一）采用氣力輸送噴射入分解爐，噴射速度10～25m/s，噴射入爐傾角8～25°；

二）采用0.05～0.15Nm³/kg壓縮空氣吹掃進(jìn)入分解爐，吹掃入爐傾角40～65°；

三）采用鎖風(fēng)閥鎖風(fēng)，再燃燒替代燃料通過(guò)傾角為55～75°溜管溜入撒料盒，再經(jīng)撒料盒分散進(jìn)入分解爐；

三、以不影響水泥窯系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行為前提，確保分解爐溫度平衡，分解爐出口煙氣已燃盡，需對(duì)水泥窯系統(tǒng)進(jìn)行如下改造：

一）再燃燒替代燃料噴射位置的設(shè)置需要使再燃燒燃料在還原燃燒區(qū)域的停留時(shí)間滿足脫硝反應(yīng)的需要；

二）縮小回轉(zhuǎn)窯煙室縮口的面積，以保證分解爐內(nèi)不發(fā)生塌料；

三）縮小三次風(fēng)噴射口的面積保證三次風(fēng)具有不變的噴射速度，并以不發(fā)生高溫貼壁為原則，依據(jù)燃料的燃燒特性進(jìn)行三次風(fēng)噴射流場(chǎng)和再燃燒燃料噴射口的角度調(diào)整，以使再燃燒燃料在分解爐的內(nèi)部區(qū)域燃燒；

四）提高分解爐還原燃燒區(qū)域耐火材料的耐火度，并采用抗結(jié)皮的耐火材料；

四、以不影響水泥窯系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行為前提，確保分解爐溫度平衡，分解爐出口煙氣已燃盡，生產(chǎn)工藝需做以下調(diào)整：

1）控制水泥窯系統(tǒng)的總拉風(fēng)為2～2.8%，通過(guò)減少系統(tǒng)的冷風(fēng)漏入，在減小系統(tǒng)通風(fēng)量的同時(shí)保證燃料燃盡的助燃風(fēng)供給；