烟气脱硝窑尾烧成系统与现行的“分级燃烧”技术不同,本技术将水泥熟料煅烧系统看成一个系统整体性的“大分级燃烧”,即由窑头高温煅烧用煤构成主燃烧,形成NOx,窑尾分解用煤构成再燃烧,可强力消除NOx。
烟气脱硝窑尾烧成系统的全部窑尾用煤构成一个高强还原区,将窑头高温煅烧形成的热力型NOx高效还原。根据这一原理设计出的烟气脱硝窑尾烧成系统无分风、分煤工艺,一方面将氮氧化物在燃烧过程中还原脱出,另一方面可将入窑物料在不结皮堵塞的条件下提高分解率和温度,形成分解炉高强还原燃烧控制技术。
如下图1所示烟气脱硝窑尾烧成系统改造前示意图:
图1 烟气脱硝窑尾烧成系统技术改造前示意图
图2 烟气脱硝窑尾烧成系统技术改造后示意图
回转窑用煤的作用主要有两个:
一是提供热生料残余CaCO3分解所需的热量。
二是提供对窑筒体散热损失的补偿热量。
从原理图中可以看到,在这一过程中实际上只有43KJ的热量需要做功。到1100℃的时候我们需要417KJ/kg的热量,后面五分之四的窑需要的热量才43KJ/kg。根据熟料合成热的这一特点,回转窑内所需传热量可大幅减少,窑头用煤与窑尾分解炉用煤比例可发生变化,从现行的窑:炉=40:60的比例大幅降低至30:70或甚至更低。
烟气脱硝窑尾烧成系统调整合适的头尾煤用量比例,适当减低头煤用量;在降低头煤的同时,使窑煅烧能正常进行,煤耗下降;增加分解炉用煤比例的同时,不过烧,预热器分解炉不结皮堵塞,同时达到强化煅烧的目的。
热理论计算表明,当物料完全分解,且温度在1100℃以上时,后续的固相反应带的放热量(约434.33KJ/kg熟料)基本可提供物料自身加热至1400℃,且完成C3S的合成和物料部分熔融等熟料最终形成所需的几乎全部热量(约463.6KJ/kg熟料)而无需额外供热。
如下图3所示:
图3 回转窑热量分布示意图
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