[发明专利]一种水泥窑窑头利用生物质燃料催化燃烧的装备

说明书

技术领域

本发明涉及环保装备技术领域，具体涉及一种实施干法水泥生产线水泥窑窑头利用生物质燃料催化燃烧的装备。

背景技术

当前，我国水泥的实际产能达45亿吨，人均约3吨，占世界水泥总产能比例逾60%，且水泥生产是公认的高能耗高污染行业，采用生物质燃料替代部分化石燃料是实现碳减排的必然趋势。替代化石燃料的生物质燃料的植物类包括农作物秸秆、枯枝败叶、废弃林木、动物排泄物及动植物加工有机废弃物等。但众所周知的是，水泥窑生产熟料系统的核心是烧好两把火，即烧好窑头一把火和分解炉一把火，其中熟料的烧成质量更取决于窑头一把火。因为普通硅酸盐熟料的烧成温度是1450℃，即回转窑窑内烧成带翻滚的物料温度需要达到1450℃，这要求窑头燃料燃烧的火焰温度达到1700℃以上。

而利用生物质能的生物质燃烧技术按照燃料分类，可将生物质燃烧技术分为生物质的直接燃烧技术及生物质和矿物燃料（煤、油）混合燃烧技术。生物质直接燃烧技术是一种通过燃烧把生物质能转换成为热能的古老的能源转换技术，一直沿用至今，随着文明和科技的进步，燃用生物质的设备设施和方式在不断的改进，生物质直接燃烧技术的装备主要包括炉灶、锅炉等。生物质和煤或油的混合燃烧技术是目前比较热门的技术，目前主要应用于生活垃圾等废弃物的焚烧处理，主要有盘式炉、流化床炉、炉排炉、层燃炉。

当前，国内在生物质燃烧应用研究方面主要集中于生物质的气化、固化、热解和液化等，且财政支持的大量相关实际项目正在实施中，而关于生物质直接燃烧技术方面进展并不是很顺利。而在国外，生物质气化、液化项目并不太受关注，生物质直燃技术尤其是生物质直燃发电技术在国外的应用已取得快速发展且已相当成熟，因为生物质气化、液化需要外热源和二次能源电，必然导致利用成本增加，无法产生直接利益。生物质直燃技术发电，处理的生物质大部分是经干燥加工处理的农林废弃物、木材厂、造纸厂的残余物等或其成型燃料，且已经有各类生物质燃烧的专用设备以及其应用技术。如，专门针对燃烧林木业废弃材料的蒸汽锅炉、生物质流化床炉。我国亦于20世纪90年代初开始对生物质流化床锅炉的探索，如哈工大开发的用于燃用稻谷壳、木屑等生物质废弃物的系列生物质流化床锅炉，也开发了能够燃烧各种林业废弃物的层燃式锅炉。但国内外所有应用均采用经干燥粉碎处理加工的生物质燃料，或经干燥、粉碎、成型加工的生物质成型燃料，主要设备为烘干、破碎、成型等装备系统。生物质成型燃料有棒状、块状和颗粒状等形状。但，成型燃料的最大的缺陷是加工难，加工设备损坏过快，加工的成型燃料能耗高、成本高，且成型燃料燃烧时与空气接触面积较小，燃烧速率慢，燃烧温度较低。中国的余有芳等在棉杆成型燃料燃烧实验中获得的最高温度为 720℃。