[发明专利]一种大量、安全利用褐煤煅烧水泥熟料的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种煅烧水泥熟料的系统及方法，特别是涉及一种大量、安全利用褐煤煅烧水泥熟料的系统及方法。

背景技术

煤炭是新型干法水泥生产最主要的能源，在其中兼具燃料与原料的作用，在烧成系统煤炭的使用分为两部分，一部分为分解炉用煤，占系统总煤炭用量的60％左右；一部分为回转窑用煤，占系统总煤炭用量的40％左右。水泥生产是一个高耗能的行业，随着煤炭资源的减少，能源紧张的加剧，新型干法煤炭资源越来越少，价格越来越高，严重制约着新型干法水泥生产，据统计能源成本己经占到新型干法水泥生产成本的60％左右，成了水泥生产成本的主要构成部分。

目前，国内外新型干法窑煅烧水泥熟料使用褐煤的企业，都是将褐煤简单的掺入其它优质煤中。由于褐煤和其它煤的燃点不同，掺烧后会出现火焰拉长，甚至两个火焰的情况，不可避免的会影响热力强度及煅烧工艺。

煤尘爆炸必须同时具备的四个因素是：18％以上含氧量、高温热源、40g/m³到2000g/m³的煤尘浓度、较高的挥发分。粉磨褐煤时，在启动磨机和停磨机过程中煤尘浓度必然会经过40g/m³到2000g/m³可造成煤尘爆炸浓度范围。再加上合适的含氧量，遇见明火等就会发生爆炸，因此，一直以来褐煤安全粉磨的安全问题难以解决，制约了褐煤大量用于水泥生产线。表现出的具体安全问题如下：

(一)现有水泥熟料生产线的燃煤粉磨工艺主要有两种：一种为窑头取风，另一种是窑尾取风，上述两种工艺的差别主要就是用来烘干煤粉的热源不同，适合粉磨烟煤、无烟煤等燃点高、挥发分低的原煤，不适合烘干褐煤的原因主要有以下两个：其一，上述两种工艺中所取热风温度过高，在300℃以上。而褐煤燃点在250℃左右，会导致积存在下料口处的原煤自燃，是一个安全隐患；其二，上述工艺中的冷风阀是用于启动磨机初期和停磨机时降温用的，冷风直接取大气，含氧量21％。(二)按水泥行业通用煤磨系统除尘器配置的标准，脉冲布袋除尘器的布袋采用防油、防静电、防结露的涤纶针刺毡布袋。但防结露能力只能适合10％原煤水分的粉磨系统，工作温度要求低于70℃。热风温度受脉冲布袋除尘器布袋耐温能力限制，出磨热风温度必须低于70℃。温度的调节靠调节冷风阀实现，这样就会导致系统含氧量上升，为煤尘爆炸提供了条件，因此，冷风阀的存在，是粉磨褐煤的一个重要安全隐患。(三)脉冲布袋除尘器清灰采用压缩空气清灰，存在瞬间脉冲布袋除尘器局部含氧量达到煤尘爆炸所需含氧量，存在爆炸安全隐患。(四)煤粉仓、脉冲布袋除尘器集灰斗设置的CO2灭火装置，是靠仓壁的测温电缆控制的，这两个部位起火后或爆炸后才动作。为此，现有技术不适合褐煤粉磨，满足不了安全的需求，安全事故频发。因此没有长期使用的成功案例。即使勉强使用，使用量不会超过30％。

另外，热力型氮氧化物是在燃烧过程中，空气中的氮气和空气中的氧气发生反应，生成一氧化氮。该反应最重要的条件是温度必须高于1350℃；燃料型氮氧化物是燃料中的氮元素在一定温度和氧含量条件下生成一氧化氮。燃料型氮氧化物生成温度在1000℃开始，1400℃达到最高峰。按原800mg/m³氮氧化物排放标准推算，水泥行业一吨标准煤可以生成19.2kg以上氮氧化物。因此，氮氧化物是一种主要的大气污染物。水泥行业的氮氧化物排放量是继火电、汽车尾气之后，第三位的行业。。因此，氮氧化物是水泥行业排放的一种主要的大气污染物。目前国内外还没有适合水泥行业的降低氮氧化物排放的技术。

发明内容

根据窑头回转窑内和窑尾分解炉内不同热力强度需求，使用不同的煤质。回转窑内需要1700℃以上热力强度，而窑尾分解炉内只需要一个900-1000℃的温度场就满足工艺需求，因此，窑尾分解炉可以使用100％的褐煤。窑头和窑尾分解炉用煤量为1:2，所以，分烧工艺可以使用褐煤量超过60％。

本发明的第一个目的在于提供一种大量、安全利用褐煤煅烧水泥熟料的系统。

本发明的第二个目的在于提供一种大量、安全利用褐煤煅烧水泥熟料的方法。

本发明的第一个目的由如下技术方案实施，一种利用褐煤煅烧水泥熟料的系统，其包括窑头原煤粉磨系统和窑尾原煤粉磨系统，所述窑头原煤粉磨系统与窑头燃烧器连接，所述窑尾原煤粉磨系统与窑尾燃烧器连接。