[发明专利]新型干法水泥窑熟料生产线及其脱硝工艺方法

说明书

技术领域

本发明属于水泥生产的技术领域，涉及新型干法水泥窑的生产技术，更具体地说，本发明涉及一种新型干法水泥窑熟料生产线，另外，本发明还涉及该生产线的脱硝工艺方法。

背景技术

一、水泥熟料生产线脱硝技术背景：

目前，我国拥有水泥企业近5000家，产量已连续多年位居世界首位。2011年全国累计水泥总产量20.9亿吨，其中，新型干法水泥比重达到80.9%。截止2011年年底，采用国内技术和装备建设的新型干法水泥生产线已经达到1500多条。

氮氧化物的减排问题已经成为制约我国环境及经济发展的重大问题。随着国家将氮氧化物的削减正式提上日程，相关部门相继出台了一系列水泥生产NOx排放控制的政策与污染物排放标准。

2010年全国水泥行业排放NOx约200万吨，约占工业源排放总量的10%左右，仅次于电力和机动车尾气排放，位居第三位，因此水泥行业氮氧化物的减排工作在我国氮氧化物总量控制中占有非常重要的地位。

二、水泥熟料生产线NOx的产生机理及部位：

水泥新型干法窑系统NOx生产途径主要有热力型、燃料型以及快速型NOx等三种，其产生的原理、部位及产生量情况分析如下：

1、“热力型”NOx：

空气中的N₂在高温下氧化而产生的NOx，生成量主要取决于温度，低于1350℃几乎不会产生，高于1500℃大量生成，因为回转窑中烧成带火焰温度高达1800℃，空气中的N₂和O₂快速反应，热力型NOx大量生成。

2、“燃料型”NOx：

水泥生产燃料主要为煤，燃料在燃烧中产生“燃料型”NOx。

3、“快速型”NOx：

在燃烧时空气的N和燃料中的碳氢离子团如CH等反应生产的NOx，水泥生产中这种NOx是微不足道的。

下面结合本说明书附图中图1对现有技术进行分析。

如图1所示，水泥熟料生产线包括旋风筒1、分解炉2、燃烧器3、窑尾上升烟道4、窑尾烟室5回转窑6、三次风管14、冷却机17。

排出废气中，NOx排放浓度为400～900ppm（500～1100mg/Nm³）；

分解炉2内，温度为800～1200℃，主要产生燃料型NOx；

窑尾烟室5内，NOx的浓度为800～1500ppm（1000～1900mg/Nm³）；

回转窑6内，温度高达1600℃以上，主要产生热力型和燃料型NOx；

冷却机17排出热抽风（即煤磨干燥风）和余风。

三、NOx治理的基本方法：

由于燃烧是NOx产生的主要原因，所以，要根据燃烧过程的特点来制定其治理的基本方法。

概括地说，NOx的治理方法可分燃烧前的处理、燃烧方式的改进及燃烧后的处理三种方法。

1、燃烧前处理：燃烧前处理主要是进行燃料的脱氮；

2、燃烧方式的改进目前比较实用的是采用低氮氧化物燃烧器、分级燃烧等低氮燃烧技术；

3、燃烧后的处理主要指烟气脱硝技术主要包括选择性非催化还原技术（SNCR）和选择性催化还原技术（SCR）等。

根据水泥工艺的特点和优势，采取低氮燃烧技术，从水泥烧成系统工艺特点入手，在源头控制NOx的产生量，达到NOx减排的目的，是目前比较切合实际，比较经济有效、节能环保的技术措施，具有较高的可行性和重大的研究及推广实施价值。

四、分级燃烧脱氮技术：

1、分级燃烧技术原理：

分级燃烧脱氮的基本原理是在烟室和分解炉之间建立还原燃烧区，将原分解炉用煤的一部分均布到该区域内，使其缺氧燃烧以便产生CO、CH₄、H₂、HCN和固定碳等还原剂。这些还原剂与窑尾烟气中的NOx发生反应，将NOx还原成N₂等无污染的惰性气体。此外，煤粉在缺氧条件下燃烧也抑制了自身燃料型NOx产生，从而实现水泥生产过程中的NOx减排。其主要反应如下：

2CO+2NO→N₂+2CO₂

2H₂+2NO→N₂+2H₂O

2NHi+2NO→N₂+…

分级燃烧技术主要有空气分级燃烧和燃料分级两种类型，目前我们主要研究并采用的是燃料分级燃烧技术。