分解炉分级燃烧降低NOx技术探讨.pdf

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1、Technology分解炉分级燃烧降低NOx技术探讨王勇，王雅明，张烁(1．江苏恒远国际工程有限公司，江苏扬州225234；2．国家建材节能检测评价中心，北京100024)中图分类号：TQ172；X701文献标识码：B文章编号：1671-8321(2014)01—0077-02水泥行业在生产过程中产生的SO、NOx及CO等有NOx浓度一般在1500～2600mg／m。之间，出预分解系统的害气体和粉尘会对大气造成严重污染，其中NOx气体的NOx~1]约为800～1300mg／m，平均1lOOmg／m。Zeldovich温室效

2、应为CO，的200倍，并参与臭氧层的破坏，可形成认为热力型NOx的产生与反应温度、过剩空气系数以及硝酸型酸雨，也是光化学烟雾的重要组成物质；同时，在高温区停留时间等因素有关。在此理论基础上，控制NOx又被称为神经毒气，对中枢神经、心血管及呼吸管或减少NOx生成量的主要方法是控制燃烧区温度，降低反道系统产生极大危害。据统计，每生产1t熟料约产生应区内氧的浓度和缩短燃料在高温区域内的停留时间。1．5kg～1．8kg的NOx，水泥行业约占我国总氮氧化物排放当今水泥窑脱硝措施主要从三个阶段人手：量的10％。近期在我国大范围出现的雾

3、霾天气引发了公(1)燃烧前预处理：主要指原、燃料的脱氮或者采众对于环境保护更加热切的关注。水泥行业走绿色可持用低氮原、燃料。由于我国现有资源结构和能源政策的限续发展之路是大势所趋。制，加之其难度大，成本高，使得这些措施难以实现。我国水泥行业的降氮技术研究起步较晚，国家于2002(2)燃烧过程控制：即控制煅烧过程中氮氧化物的生年才开始将水泥预分解窑降氮技术研究列入863计划。现成。—般采用低氮燃烧器、分级燃烧或加入矿化剂等手段。行GB4915—2004《水泥工业大气污染物排放标准》规定，(3)燃烧后处理：是在烟气排放前减少排

4、放，常NO)(排放浓度不得超过800mg／m(以NO：计)；“十二五”用的方法有选择性非催化还原法(SNCR)和选择性催发展规划中又明确提出到2015年末将氮氧化物排放总化还原法(SCR)等。量降低10％，新建水泥生产线脱硝效率不低于60％的要降低氮氧化物主要排放技术的比较见表1。求。工业氮氧化物排放标准会日趋严格，水泥行业将面从表1不难看出，分级燃烧是最经济、最清洁的降临更加严峻的挑战。氮脱硝方法之一，它在将来的水泥行业低氮生产技术上将发挥不可替代的作用。1NOx的产生方式及治理现状NOx的产生及其机理与单纯的煤粉燃烧有

5、很大区2空气分级燃烧技术及常见问题解决办法别，水泥预分解炉内生料浓度较高，生料对于燃料中氮分级燃烧分为空气分级和燃料分级两种燃烧方元素的氧化及NOx的还原反应都有强烈的催化作用，使式。燃料分级因对替代燃料品质要求较高且处理量有得分解炉内NOx的产生机理更为复杂。限而使其推广受到限制。空气分级燃烧以其有效的NOx按其产生方式主要分为热力型NOx、瞬发型NOxNOx脱除率(可达25％～30％)、无运行成本和无二次和燃料型NOx。热力型NOxl~l空气中N，与o在高温状态污染等诸多优势成为目前使用最为广泛的低NOx燃烧下化合生成

6、，约占NOx产生总量的75％～90％；燃料型技术。NOx主要来源于燃料中固定氮高温燃烧；瞬发型NOx~lJ所谓空气分级燃烧，即将燃料燃烧所需空气分两部由燃烧时产生的烃等撞击空气中N：分子产生，因其产生分(或多部分)分别从分解炉下椎体和柱体加入，其基量较少，一般不做研究。本原理是让燃料先在缺氧的还原环境下燃烧，由于煤粉热力型氮氧化物主要产生于1300℃以上的高温区，燃烧不充分故生成CO等还原剂，这些还原剂将NOx还原而回转窑内温度远高于1400℃，故其内氮氧化物以热成无污染的N，从而达到减少NOx的目的。另外，煤粉在力型NO

7、x为主；分解炉内的温度一般在1000℃以下，生缺氧环境下燃烧也在一定程度上抑制了燃料型NOx的形成的氮氧化物则以燃料型NOx为主。回转窑窑头产生的成。空气分级燃烧技术工艺流程见图1。2014．1CHINACEMENT＼77一生产技术Technology序号脱氮方法脱除率(％)排放浓度(m#m)原理缺点1SCR80-90100-200NH3+NOx+O2_+N2+H2O效率高。但一次投入大，催化剂价格高且易中毒2SNCR30是最有效的方法之一。但氨逃逸率高，还原剂用量大，且-70200～5o0NII3+NOx+O2_÷N2+

8、H20还原剂生产存在污染3低氮燃烧器5～2O5oo～10oo控制燃烧器火焰形状受煅烧温度控制，降氮程度有限4分级燃烧l5～30≤500—1o00C+O2C0；O+CO-+N2+CO2无建设投资，无二次污染，但易引起结皮，CO逃逸等5掺加矿化剂5～1O600-1o0O能降低熟料煅烧温度会引起窑产量不稳定及