[发明专利]一种水泥煅烧系统及使用方法

说明书

本公开属于水泥生产技术领域，具体涉及一种水泥煅烧系统及使用方法。现有技术中水泥煅烧多采用在分解窑中对碳酸钙类成分进行预分解后进入回转窑煅烧的方式，煅烧过程中将煤粉通入窑中与水泥一同煅烧，对煤粉的品质要求较高，增加了成本。另外，煅烧过程中会生成NOx，对环境污染较严重。本公开在分解窑之前设置了独立的气化炉，将煤粉通入气化炉中，利用三次风(900℃)使煤粉气化，并配入部分水蒸汽使其转变为煤气后再进行煅烧，采用本公开中的装置，可用低质的煤粉代替高品质的煤粉，大大节约了生产成本。同时，本公开中的气化炉还可以通入高温水蒸汽，生成还原性气体进入回转窑进行脱硝，该系统应用于水泥生产具有良好的技术效果。

技术领域

本公开属于水泥生产技术领域，特别是涉及一种用于水泥生产的分解煤窑，具有降低煤粉成本、降低氮氧化物排放量的技术效果。

背景技术

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本公开的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

自1824年英国人阿斯普丁公开波特兰水泥以来，水泥产品历经近200年的不断改进，迄今为止，仍然是使用量大、质优、价廉和保持持续增长的大宗建筑材料，尚没有任何一种建筑材料可以取代它的传统优势地位。水泥的公开改变了世界的面貌，为人类社会进步及经济发展做出了巨大贡献，但是水泥行业对环境污染的问题是不容忽视的。水泥工业生产过程中排放大量的有害气体，如硫氧化物、氮氧化物、碳氧化合物等。这些污染物对人体、动植物等都会造成很大的危害。

常用硅酸盐水泥生产工艺流程可分为生料制备、熟料煅烧、水泥制成(粉磨)和包装等过程。将石灰石等大宗原料破碎后与粘土、铁矿石等按比例送入磨机内，研磨成细的生料粉，输入搅拌库，在库中用压缩空气搅拌，并调整成分至合格的生料粉。制备好的生料在不同型式的回转窑内煅烧成水泥熟料。一般生料粉或生料浆在回转窑内煅烧，中国大多数小型水泥厂均采用立窑煅烧，用立窑煅烧时生料粉中混入需要的煤粉，并加适量水混合制成直径为10～30mm的生料球。立窑煅烧的水泥熟料质量略差，但煅烧温度低，耗煤量较小。为了节约能耗、提高回转窑的生产能力，自70年代开始发展了窑尾带预热器和分解炉的窑外分解技术。

水泥预分解窑是悬浮预热器和回转窑之间增设的一个分解炉，在其中加入30～60％的燃料，使燃料的燃烧放热过程与生料的吸热分解过程同时在悬浮态或流化态下极其迅速地进行，使生料在入回转窑之前基本上完成碳酸盐的分解反应，因而窑系统的煅烧效率大幅度提高。回转窑煅烧过程中会生成NOx，经选择性的催化或非催化还原反应进行烟气脱硝。其中，选择性非催化还原技术(SNCR)为主的烟气脱硝技术成果显著，但是SCNR的脱除效率主要取决于反应温度，NH₃与NOx的化学计量比、混合程度和反应时间等。研究表明，SNCR工艺的温度控制至关重要。若温度过低，NH₃的反应不完全。容易造成NH₃泄漏；而温度过高，NH₃则容易被氧化为NOx抵消了NH₃的脱除效果。温度过高或过低都会导致还原剂损失和NOx脱除率下降。通常，设计合理的SNCR工艺能达到高达30％～50％的脱除效率。

另外，水泥分解窑对煤粉要求较高，要求煤粉细度细，含水量低，否则会影响煅烧后的水泥质量。满足条件的煤粉造价较高，增加了生产成本。

发明内容

针对以上技术缺陷，提出一种能够降低生产成本、降低氮氧化物排放量的生产方法具有重要意义。为了解决上述技术问题，本公开提供了一种水泥煅烧系统，该水泥煅烧系统在传统的水泥预分解窑之前增加了气化炉装置，将煤粉、水蒸汽和部分三次风通过气化炉部分气化成为煤气后再通入分解窑及回转窑进行煅烧，生成的煤气可以有效的提高煅烧效率。另外，现有技术中的水泥煅烧时需使用优质的煤粉，通过本公开中的水泥煅烧系统采用煤气代替传统的煤粉参与煅烧，可以采用次级原料煤粉代替优质原料煤粉，节约成本的同时不会降低水泥的品质。

为了实现以上技术目的，本公开提供以下技术方案：