[发明专利]套筒窑低NOx

说明书

本发明提供一种套筒窑低NOx燃烧工艺，包括步骤：下料、石灰石预热、逆流煅烧、并流煅烧和石灰冷却，逆流煅烧步骤中上燃烧室用分级燃烧低NOx烧嘴将燃烧分为中心一次燃烧区、外围二次燃烧区和燃尽区；并流煅烧步骤中由加长喷射器和有加长引射口的引射通道驱动更多循环气体入下燃烧室；石灰冷却步骤中控制总石灰冷却风量前提下，一部分石灰冷却风经自吸冷却风管入窑底料仓上部，另一部分石灰冷却风由冷却风环管进入窑底料仓料层。本发明通过分级燃烧提高燃料燃尽率、减少燃料消耗、抑氮氧化物NOx生成、降低NOx排放量；以更少驱动风量带来更强循环气体动力源，促成下燃烧室无焰燃烧；优化冷却风分布控制空气浓度并提高冷却效率。本发明还提供一种低NOx燃烧套筒窑。

技术领域：

本发明涉及一种煅烧石灰石的工业窑炉，特别涉及一种套筒窑低NOx燃烧工艺和低NOx燃烧套筒窑。

背景技术：

电石炉气主要成分为CO，炉气中一般还含有焦油、粉尘、少量的氰化物（HCN）等，使用其作为燃气进行二次利用不但节约生产成本，而且减少电石炉CO排放对环境的危害，还能锻烧出品质优良的石灰。电石炉气的回收利用主要是作为燃料用于煅烧石灰,而环形套筒石灰窑成为利用密闭电石炉尾气煅烧高品质活性生石灰生产的首选窑型。

但与冶金及其他行业相比，由于电石炉气自身较高的热值及含有HCN等含氮化合物，采用电石炉气为燃料，使得环形套筒窑最终排放的烟气中的NOx普遍偏高（一般＞300mg/Nm3@8%基准氧含量），已不能满足日益严苛的环保排放要求。

正如《工业炉》第34卷第5期（2012年9月）中公开的“500t/d套筒石灰窑的工业设计”（赵义琴）中所介绍的那样，套筒窑的主体结构包括内筒和外筒，内筒和外筒同心布置，形成一个环形煅烧空间。在套筒窑的中部设置有上下两层燃烧室，即上燃烧室和下燃烧室。石灰石从套筒窑顶部经过窑内的预热带、逆流煅烧带、并流煅烧带、冷却带，最后进入窑底料仓。套筒窑的燃烧系统由燃气系统、内套筒冷却风系统、驱动风系统、石灰冷却风系统及排烟系统组成。

在上述现有的套筒窑中，驱动风系统通过罗茨风机经换热器和驱动风环管供给到喷射管的驱动风是环境空气；石灰冷却风系统将石灰冷却空气从套筒窑底部吸入窑底料仓的上部来对烧成的石灰进行冷却。这种方式存在以下隐患：

1）现有套筒窑的驱动风和石灰冷却空气都来自空气，造成窑内的空气系数增加，致使烟气中的NOx失控，具体地，过量的石灰冷却空气对NOx的不利影响表现为两个方面：①燃烧环境中的O2增加，滋生了NOx生成的活跃氧化环境，造成燃烧烟气中NOx增加；②最终烟气中的O2增加，折算成基准氧含量的NOx含量也相应增加；

2）由于石灰冷却空气仅通入窑底料仓上部对石灰进行冷却，虽然石灰表面已冷却至较低温度，但进入窑底料仓后，石灰内部的热量持续向表面传递，此时无冷却空气进入，导致在窑底料仓内的石灰整体温度持续上升，最终达到内部与表面的新平衡温度。

针对上述第2）点问题，现有技术中通常采取通入大量的石灰冷却空气，以期降低出灰温度，提高窑底胶带机的使用寿命，但这种方式却带来了显而易见的弊端：

a）石灰冷却空气的利用效率低，石灰冷却空气的流量与石灰的温度降不成比例。进一步导致：①大量的石灰冷却空气导致热耗增加；②完成石灰冷却后的热空气温度偏低，此部分热空气参与到循环气体中，还造成循环气体温度的降低。

b）过量的石灰冷却空气进入窑内，造成窑内空气系数增加，造成烟气中的NOx失控，具体地，过量的石灰冷却空气对NOx的不利影响表现为两个方面：①燃烧环境中的O2增加，滋生了NOx生成的活跃氧化环境，造成燃烧烟气中NOx增加；②最终烟气中的O2增加，折算成基准氧含量的NOx含量也相应增加。

发明内容：

为克服上述问题，本发明提供一种套筒窑低NOx燃烧工艺和低NOx燃烧套筒窑将是有利的。