[发明专利]一种铝石窑低氮燃烧设备及其运行方法

说明书

本发明公开了一种铝石窑低氮燃烧设备及运行方法，包括铝石窑，铝石窑底部和顶部分别新风进管、烟道，烟道末端连接烟囱，新风管道上间隔安装有增氢装置、混风器，新风管道末端连接鼓风机，混风器上端与烟道之间联通有烟气回流管，烟气回流管道上安装有除尘装置、烟气回流引风机；铝石窑一侧还设置有氨水储罐、氮氧化物破键机，其中氮氧化物破键机上端安装有管道混合器，管道混合器通过混合管道与铝石窑的烟气高温区联通；氨水储罐通过供氨泵与管道混合器联通供氨。本发明通过窑炉内烟气出炉窑进入烟道前进行氮氧化物还原，从烟道出来的烟气一部分再次回流与新风混合，如此循环，对氮氧化物的氮氧化物排放经检测低于40mg/m³，达到超低排放的环保要求。

技术领域：

本发明涉及低氮燃烧环保领域，尤其涉及一种铝石窑低氮燃烧设备及其运行方法。

背景技术：

低氮燃烧技术是对NOx的形成起决定作用的是燃烧区域的温度和过量空气量。因此，低NOx燃烧技术就是通过控制燃烧区域的温度和空气量，以达到阻止NOx生成及降低其排放的目的。目前常用的低NOx燃烧技术有如下几种：

(1)、燃烧优化：通过调整锅炉燃烧配风，控制NOx排放的一种实用方法。它采取的措施是通过控制燃烧空气量、保持每只燃烧器的风粉(煤粉)比相对平衡及进行燃烧调整，使燃料型NOx的生成降到最低，从而达到控制NOx排放的目的。

(2)、空气分级燃烧技术：是目前应用较为广泛的低NOx燃烧技术，它的主要原理是将燃料的燃烧过程分段进行。该技术是将燃烧用风分为一、二次风，减少煤粉燃烧区域的空气量(一次风)，提高燃烧区域的煤粉浓度，推迟一、二次风混合时间，这样煤粉进入炉膛时就形成了一个富燃料区，使燃料在富燃料区进行缺氧燃烧，以降低燃料型NOx的生成。缺氧燃烧产生的烟气再与二次风混合，使燃料完全燃烧。

(3)、低NOx燃烧器：将前述的空气分级及燃料分级的原理应用于燃烧器的设计，尽可能的降低着火区的氧浓度和温度，从而达到控制NOx生成量的目的，这类特殊设计的燃烧器就是低NOx燃烧器，一般可以降低NOx排放浓度的30～60％。

此外，还有燃料分级燃烧、烟气再循环等技术对NOx进行控制。近几年投运的大型机组，特别是超临界、超超临界机组基本都采用了低氮燃烧技术，较好的控制了NOx的排放浓度。而早些年投运的机组，NOx排放浓度相对较高。由于我国对环保的要求越来越高，对氮氧化物排放的限制将越来越严格，因此国内一些大型锅炉厂和一些工程公司等对低氮燃烧技术进行了较多的研究，特别是在已运行的机组上如在一些已运行的电站锅炉上实施低氮燃烧改造的试验和工程应用。实施低氮燃烧改造基本上是通过采用空气分级、高位燃尽风、浓淡燃烧器和空气浓淡分布技术、降低燃烧器区域热负荷等技术来实现对NOx的有效控制。

2019年全国炉窑开展超低排放改造。新规锅炉排放极限具体要求：烟尘颗粒物10mg/m³，二氧化硫20mg/m³,氮氧化物50mg/m³,炉窑是现在炉窑行业都普遍采用的设备，这种炉窑是敞开式结构，炉窑从前面加料，后面出料，中心是高温区，这样造成烟气含氧量超标(18％)，并且，煅烧过程也是敞开式，控制烟气含氧量非常重要。

在燃料的燃烧过程中，氮氧化物的生成是燃烧反应的一部份：燃烧生成的氮氧化物主要是NO和NO₂，统称为NOx。而低氮燃烧是改变燃烧氛围，创造生产一氧化碳的条件，C+O＝CO，一氧化碳参与还原反应，CO+2NO＝CO₂+N₂；然后在燃烧区充分燃烧，达到炉渣灰含碳量下降，低氮燃烧注意调整炉渣含碳量符合国家标准。

炉窑前部改变燃烧条件，来降低NOx的排放，烟气再循环燃烧，抑制部分二氧化碳生成，让缺氧燃烧，生成一氧化碳，一氧化碳是强氧化剂还原一氧化氮，炉窑后部让烟气充分燃烧，生成二氧化碳。