排放的分風燃燒裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及分解爐內高效燃燒暨低NOx排放的分風燃燒裝置，該裝置既能提高分解爐內煤粉的高效燃燒和降低NOx排放，還能提高生料出分解爐的碳酸鹽分解率。
【背景技術】
[0002]水泥生產是一高耗能，高污染行業。其目前能源消耗總量巨大，已占建材行業的78%以上。國民經濟的快速發展帶動了水泥行業的快速發展，其生產的水泥總量遠遠領先于世界水平，但水泥的單位能耗與發達國家相比依然存在很大的差距。氮氧化物等污染物的排放是繼火力發電、汽車尾氣之后的第三排放大戶。
[0003]目前，水泥行業通過自主探索研究和引進國外先進生產技術，在新型干法水泥生產方面取得了長足的進步。緊緊跟隨“十二五”提出的政策，降低水泥生產能耗，煙煤的燃燒向無煙煤及煤矸石等低劣質煤轉化，降低污染物的排放及其余熱發電等。
[0004]在新型干法水泥生產中，分解爐是主要的燃煤設備和NOx排放設備，實現分解爐的高效燃燒和低NOx排放，對水泥生產的節能減排具有十分重要的意義。高效的分風燃燒技術能較好的實現分解爐的高效燃燒和低NOx排放。對其開發高效分解爐具有十分重要的意義。開發高效分解爐:首要為強化固體粉狀物與氣流的快速混合，使固體粉狀物達到良好的分散與均布，加強氣固之間的換熱，從而為煤粉燃燒和碳酸鈣的分解創造良好的反應環境，使其煤粉能充分燃燒、燃燼，碳酸鈣在進入回轉窯之前分解完全。
[0005]在使用煙煤燃燒向無煙煤及煤矸石等劣質煤作為燃料使用方面，一方面把煤粉磨得更細，提高分解爐的整體溫度；另一方面加強氣體與燃料的混合，使其達到良好的氣固接觸狀態，同時利用旋流效應，延長氣料在分解爐內的滯留時間。除此之外，擴大分解爐爐容也是常采用的技術之一。
[0006]水泥行業產生的主要氣體污染物為氮氧化物，其產生方式主要有熱力型氮氧化物、燃料型氮氧化物和快速型氮氧化物。熱力型氮氧化物的生成是空氣中的N2在高溫條件下被氧化生成。其生成速率與溫度密切相關，當溫度達到1200°C時開始慢慢生成，溫度超過1400°C后，其生成速度將急劇加快。水泥生產中，因其回轉窯中的燃燒溫度高達1800°C及其以上，因此熱力型氮氧化物主要在回轉窯中大量生成。燃料型氮氧化物主要是燃料中的燃料氮被氧化生成，其為水泥生產中氮氧化物的主要生成源。快速型氮氧化物是在燃料燃燒時，在火焰前端空氣中的N與碳氫離子快速反應產生，其生成量極小。
[0007]降低氮氧化物的排放，一是抑制氮氧化物的生成；二是采用還原技術，安裝脫硝裝置來降低氮氧化物的排放。
[0008]抑制氮氧化物的生成，一方面可以在燃燒前進行處理，即提前對燃料進行脫氮處理；另一方面通過改變燃燒方式，如選用高效、低氮氧化物燃燒器；采用分級燃燒技術(燃料分級燃燒技術、空氣分級燃燒技術)等。分級燃燒技術因投資少，易于受生產企業接受，但目前的分級燃燒技術由于設計不佳，普遍存在著燃燼效率低和降氮效果不佳的不足。其主要原因一是還原風量較高，未形成很好的還原氣氛，達不到很好的還原效果；二是燃燼風未能強化氣固間的混合及料粉的分散、傳熱。因此開發一種能協同實現高效燃燒、高碳酸鹽分解率和低NOx排放的分解爐分風燃燒技術，成為節能減排技術工作者所必須。設計者需考慮產生這一方面的原因，通過調整、優化結構參數和運行參數，使分解爐處于高效運行狀態。
[0009]安裝脫硝裝置，對煙氣進行脫硝的方法有選擇性非催化還原法(SNCR技術)和選擇性催化還原方法(SCR技術)，目前水泥行業采用的是技術成熟、運行可靠的非催化還原脫硝方法。設法降低出分解爐的NOx濃度，將有效降低煙氣脫硝成本。

【發明內容】

[0010]本發明提供了一種既能高效燃燒又能高效降氮的分風燃燒裝置，其原理是通過減少還原用風量，降低還原燃燒溫度，并形成高還原的燃燒氣氛，降低NOx生成量，并大幅還原已生成的NOx ;適量的高速冷風加速燃燼風與分解爐內攜帶可燃物高含塵氣流的混合，加速未燃燼可燃物的燃燒和氣流中生料粉的進一步分散、傳熱和碳酸鹽的分解。
[0011]為實現上述目的，本發明提出的技術方案是:
[0012]由三次風管分兩路把高溫風送至分解爐的下部錐體和中部柱體的下部位置；另用拉閥爾噴管輸送分解爐內燃料燃燒理論空氣量5%的低溫風。利用其旋噴效應、四角切圓布置方式的內切圓和外切圓的反向旋轉及拉閥爾噴管所產生的高速旋轉氣流擾動效應，加速分解爐燃燼風與攜帶可燃物高含塵氣流的混合及料粉的分散與傳熱，為氣流中的未燃燼可燃物的完全燃燒和碳酸鹽的進一步分解創造良好的條件。0.70左右低空氣系數還原用風量不僅降低了煤粉燃燒溫度，還產生了高濃度的還原氣氛，這種還原燃燒條件，不僅有利于減少煤粉燃燒過程中NOx的生成，而且還能大幅還原已生成的NOx，從實現分解爐出口的NOx排放的大幅減少。
[0013]所述的來自篦冷機的高溫熱風，一部份作為還原風送入分解爐的下部錐體該三次風管的偏心距為0.6-lm，這樣高溫還原熱風將與來自窯尾的高溫煙氣快速混合，產生旋噴效應，為煤粉的快速預熱、熱解和燃燒創造良好的條件。
[0014]送往分解爐下部錐體的三次風的風量與燃料燃燒的理論空氣量比在0.70左右為重還原燃燒方式。生成CO、H2、CH4, CHN等還原型物質，形成還原型氣氛。目的在于還原回轉窯內生成的氮氧化物和抑制分解爐內燃料型氮氧化物的生成。
[0015]所述的來自篦冷機的的高溫熱風另一部分作為燃燼風分三層送入分解爐中部柱體的下部，每層由四個噴管組成，下層噴管距分解爐下部錐體10-12m。其四個噴管斜向下伸入分解爐內部0.3-0.6m，噴管末端為四方形的四個頂點，以一定的角度噴入，形成四角切圓布置方式。其切向方向為逆時針方向。
[0016]送入上部柱體的高溫三次風的風量為過量空氣量的35%左右，以保證碳粒的充分燃燼。
[0017]所述的用拉閥爾噴管分二層送入分解爐的風量占理論用風量5%左右的低溫風，其利用拉閥爾噴管所具有的特性，產生高速旋流風，極大強化了燃燼風與攜帶可燃物高含塵氣流的混合，進一步加強了料粉的分散和傳熱，提高了煤粉燃燒效率和生料的入窯分解率。
[0018]拉閥爾噴管安裝在分解爐上部柱體的壁面處，分二層安裝，第一層在燃燼風第一層的上部0.5m位置處，每層安裝四個拉閥爾噴管，四角切圓布置，形成較燃燼風直徑更大的順時針旋轉假想切圓。
[0019]所述的分解爐中部柱體燃燼風噴管和拉閥爾噴管形成的兩個四角切圓布置的內切圓和外切圓反向旋轉，假想內切圓為三次風噴管形成，其旋轉方向為逆時針方向，假想外切圓為拉閥爾噴管形成，其旋轉方向為順時針方向。這樣形成內外逆向運動，更有利于強化分解爐攜帶可燃物上升的高含塵氣流與燃燼風的混合，加速分解爐上升氣流中攜帶的可燃物的燃燒及分解爐內料粉的分散、傳熱。
[0020]設有不同的控制閥門，可通過閥門靈活調節還原風、燃燼風用量風比，并可根據需要，對冷風拉閥爾噴管進行啟停，以適應分解爐不同煤種的高效燃燒和低NOx排放。
【附圖說明】
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