[发明专利]一种烧成系统梯度燃烧自脱硝工艺方法

说明书

本发明涉及一种烧成系统梯度燃烧自脱硝工艺方法。本发明属于水泥工业烟气脱硝技术领域。一种烧成系统梯度燃烧自脱硝工艺方法，分解炉内形成极度贫氧区‑贫氧燃烧区‑富氧燃烬区的梯度燃烧环境；梯度燃烧环境通过入分解炉燃料、三次风和入分解炉物料分级喂入来实现；入炉三次风管分为上下两个支管，三次风下支管从分解炉柱体下部喂入，上支管从分解炉柱体中部喂入；入分解炉燃料分为两层喂入炉内，下层燃料从分解炉锥体喂入，上层燃料从分解炉柱体喂入；极度贫氧区为三次风下支管以下的分解炉区域；贫氧燃烧区为三次风上下两个支管之间的区域；富氧燃烬区为三次风管上分支以上的分解炉区域。本发明具有工艺优化，可靠性好，流程合理等优点。

技术领域

本发明属于水泥工业烟气脱硝技术领域，特别是涉及一种烧成系统梯度燃烧自脱硝工艺方法。

背景技术

氮氧化物是化石燃料与空气在高温燃烧时产生的气体，具有很强的毒性。氮氧化物排放影响大气质量，对人类生存环境与健康有严重的危害。水泥工业是居火力发电、汽车尾气之后的第三大氮氧化物排放大户。为了加强环境保护，积极控制氮氧化物排放，制定了严格的排放标准。目前，国内外水泥行业大多采用选择性非催化还原(SNCR)脱硝或者选择性催化还原(SCR)脱硝技术。采用SNCR技术，可实现系统的NOx减排>50％，但存在氨逃逸，造成大气二次污染，氨水浪费大，运行成本高等问题。使用SCR技术，系统NOx减排水平达到>80％，具有脱硝效率高，氨利用率高，运行费用低，技术成熟可靠等优点，但一次性投资较高，在水泥行业应用较少。

目前，燃料燃烧自脱硝技术为在不外加还原剂(一般为氨水、尿素等氨基还原剂)的条件下，利用控制燃料燃烧特性参数，通过燃烧过程中形成的中间产物抑制NOx形成的燃烧技术。目前，燃料燃烧自脱硝技术有空气分级燃烧技术和燃料分级燃烧技术。燃料分级燃烧技术利用入分解炉燃料分级喂入，在分解炉锥部形成贫氧燃烧区域，可有效降低出回转窑烟气中的NOx，但难以抑制分解炉燃料自身燃烧产生NOx。空气分级燃烧技术利用入炉三次风分级喂入，在分解炉柱段形成贫氧燃烧区，可抑制分解炉燃料自身燃烧产生的NOx，但是所形成的贫氧燃烧区过剩空气系数仍然较高，整体脱硝效果欠佳。随着环保要求的提高，水泥企业脱硝运营成本大幅度增加,提高燃烧燃烧自脱硝效率，降低脱硝运行成本减少二次污染是水泥行业当务之急。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种烧成系统梯度燃烧自脱硝工艺方法。

本发明的目的是提供一种具有工艺优化，可靠性好，流程合理，降低企业生产成本，具有很强的可操作性和实用性等特点的烧成系统梯度燃烧自脱硝工艺方法。

本发明烧成系统梯度燃烧自脱硝工艺，能够有效地提高自脱硝效率，同时不影响烧成系统正常运行。

本发明烧成系统梯度燃烧自脱硝工艺，分解炉内形成极度贫氧区-贫氧燃烧区-富氧燃烬区的梯度燃烧环境；所述梯度燃烧环境通过入分解炉燃料、三次风和入分解炉物料的分级喂入和协同配合来实现。入炉三次风管分为上下两个支管，三次风下支管从分解炉柱体下部喂入，上支管从分解炉柱体中部喂入。入炉燃烧分为两层喂入炉内，下层燃料从分解炉锥体喂入，上层燃料从分解炉柱体喂入。所述极度贫氧区为三次风下支管以下的分解炉区域，其特征为过剩空气系数为0.1-0.5，温度控制850-1000℃；所述贫氧燃烧区为三次风上下两个支管之间的区域，其特征为过剩空气系数为0.5-1.0，温度控制900-1200℃。所述富氧燃烬区为三次风管上分支以上的分解炉区域，其特征为过剩空气系数为1.0以上。在极度贫氧区和贫氧燃烧区，燃烧中间产物CO与NOx反应，使NOx还原为N₂，达到脱硝的效果。

极度贫氧区的主要脱硝化学反应如下：

C+CO₂→2CO

CO+NOx→CO₂+N₂

贫氧燃烧区的主要脱硝化学反应如下：