专利名称：干法水泥熟料生产系统的窑尾脱氮装置的制作方法
技术领域：
干法水泥熟料生产系统的窑尾脱氮装置技术领域[0001]本实用新型涉及的是一种降低已有新型干法水泥熟料生产系统NOx排放的窑尾脱氮装置，属于水泥生产设备技术领域。
背景技术：
[0002]氮氧化物排放量已被列入“十二五”的规划控制性目标，要求2015年氮氧化物排放总量比2010年下降10%。目前，虽然一般水泥厂执行的是水泥窑NOx小于800mg/Nm3 (折算为NO2,以10%氧含量为基准，下同)的排放标准(GB4915-2004)，而最新的水泥厂设计规范(GB50259-2008)规定的水泥工厂焚烧废弃物排放标准规定NOx的排放限值为500mg/ Nm3,已经达到了欧盟标准2000/76/EC规定的要求。此外，工业和信息化部发布的《水泥行业准入条件》(工原[2010]第127号文件)中也提到，“对水泥行业大气污染物实行总量控制，新建或改扩建水泥(熟料)生产线项目须配置脱除NOx效率不低于60%的烟气脱硝装置”。因此，水泥企业因氮氧化物排放问题面临着严峻的考验。[0003]我国新型干法水泥厂不经处理后的NOx排放量大都在516 U91mg/Nm3(折算为 NO2,以10%氧含量为基准)，对于燃用无烟煤的水泥企业来说，NOx排放量一般在800mg/Nm3 以上(折算为NO2,以10%氧含量为基准)。目前各级环保部门每年对水泥企业征收的NOx 排放费逾10亿元，占水泥企业缴纳排污费的70%。NOx的排放给自然环境、人类生活和身体健康带来严重威胁，也严重影响水泥工业的持续发展。因此，减少已有水泥熟料生产系统的氮氧化物排放是十分必要和紧迫的。[0004]目前水泥窑NOx控制技术主要包括低NOx燃烧器、还原气氛法、选择性催化还原法 (SCR)，非选择性催化还原法(SNCR)。低NOx燃烧器目前在国内已经有广泛应用，但其效果受窑工况影响较大，一般NOx的排放量不能达到预期效果或效果不明显；根据国外的资料应用SCR和NSCR法可以控制水泥厂NOx排放量200 500mg/Nm3，但因其需要增加额外的装置，并以氨或尿素作为还原剂，投资和运行成本较高，目前国内外应用很少，即使建有该装置也很少运行；还原气氛法是在分解炉下部设置欠氧燃烧的NOx还原区，利用分级燃烧原理，减少水泥生产的NOx排放。与其他几种方法相比，还原气氛法更经济和有效。国外公司已有一些应用的经验，脱氮效果较理想，但因带来烟室结皮严重、影响窑内通风等新问题而影响了系统正常生产，都已被迫停用。通过完善和优化的连接在窑尾烟室和分解炉的脱氮装置(专利号200920301404. 9)，既能有效减少水泥生产的NOx排放，又能避免烟室及分解炉底部结皮等问题。对于新的生产线，可以使用改装置。但是对于已建成的新型干法水泥生产线，如何应用还原气氛法来减低NOx排放，在国内仍是空白。发明内容[0005]本实用新型的目的提供一种结构简单、实用的干法水泥熟料生产系统的窑尾脱氮直ο[0006]本干法水泥熟料生产系统的窑尾脱氮装置包括一个通过压缩空气将煤粉送入烟室的煤粉增速泵。[0007]本实用新型的有益效果本实用新型利用还原气氛法的原理，在不影响水泥熟料生产过程和不增加运行成本的基础上，通过增加煤粉增速泵减少已有水泥生产线的NOx排放。通过煤粉增速泵将煤送到烟室内缺氧燃烧以产生CO、CH4, H2、HCN和固定碳等还原剂， 这些还原剂与窑尾烟气中的NOx发生反应，将NOx还原成N2等无污染的惰性气体，以减少 NOx的排放。[0008]上述的窑尾脱氮装置，煤粉增速泵包括一个煤粉输送管，煤粉输送管的管壁上开有煤粉入口，与压缩空气源相通的压缩空气管伸入煤粉输送管的一端，煤粉输送管的另一端为用于与烟室相通的煤粉输送管出口。[0009]伸入煤粉输送管内的压缩空气管外壁与煤粉输送管内壁之间有形成环形空腔，煤粉入口与环形空腔相通。[0010]压缩空气管与煤粉输送管同轴，伸入煤粉输送管内的压缩空气管的出气端成锥形，与压缩空气管的出气端相对的煤粉输送管内壁成锥形。压缩空气管通过一个可以调节压缩空气管相对于煤粉输送管的轴向位置的调节装置连接在煤粉输送管上。[0011]上述的窑尾脱氮装置，它还包括串联在向分解炉供应煤粉的分解炉送煤管路上的煤粉分配器，煤粉分配器的一个分配器出口与所述的煤粉入口通过一根煤粉支管相通。煤粉支管上串联有闸阀。
[0012]图1针对已有新型干法水泥熟料生产系统的窑尾脱氮装置的流程图[0013]图2煤粉增速泵的结构示意图(请在图纸中根据下述内容修改和补充序号)。[0014]图中，1分解炉送煤管路；2煤粉分配器；3闸阀；4煤粉增速泵；5分解炉；6烟室； 7罗茨风机；8煤粉支管；41陶瓷贴片；42压缩空气管；43压力表；44调节装置；45密封；46 耐磨陶瓷；47煤粉出口 ；48法兰；49煤粉输送管；52出气端。
具体实施方式
[0015]参见图1、2所示干法水泥熟料生产系统的窑尾脱氮装置(煤粉输送和分布增速系统)，在向分解炉5供应煤粉的分解炉送煤管路1串联上的煤粉分配器2，煤粉分配器的一个分配器出口与煤粉增速泵4的煤粉入口管通过一根煤粉支管8相通。煤粉支管8上串联有闸阀3。[0016]煤粉增速泵4包括一个煤粉输送管49，煤粉输送管的管壁上开有煤粉入口 50。煤粉进管51的一端开口即为煤粉入口 50 ；煤粉进管51的另一端通过法兰48与煤粉支管8相连。伸入煤粉输送管49左端内的压缩空气管42外壁与煤粉输送管内壁之间有形成环形空腔，煤粉入口 50与环形空腔相通。压缩空气管42—端通过管路与罗茨风机7相通。煤粉输送管49右端的煤粉出口 47与烟室6相通。[0017]压缩空气管与煤粉输送管同轴，伸入煤粉输送管内的压缩空气管的出气端52成锥形，与压缩空气管的出气端相对的煤粉输送管内壁成锥形。[0018]压缩空气管42的外周通过一个调节装置44连接在煤粉输送管49的左端法兰上。 当然，调节装置44与煤粉输送管49的左端法兰之间具有密封装置45。通过调节装置44可4以调节压缩空气管相对于煤粉输送管的轴向位置。调节装置44、密封装置45等属于现有技术。[0019]在煤粉入口 50右侧的煤粉输送管49内壁浇注有耐磨陶瓷46，在煤粉入口 50右侧的压缩空气管外壁有陶瓷贴片41。[0020]本实用新型的目的在于利用还原气氛法的原理，在不影响水泥熟料生产过程和不增加运行成本的基础上，通过增加专有的煤粉输送和分布增速系统减少已有水泥生产线的 NOx排放。[0021]本实用新型是适合已有新型干法水泥熟料生产线使用的窑尾脱氮装置。该脱氮装置在原有的分解炉送煤管路上增设煤粉输送和分布增速系统，将一部分原分解炉用煤均布到烟室内缺氧燃烧以产生C0、CH4、H2、HCN和固定碳等还原剂。这些还原剂与窑尾烟气中的 NOx发生反应，将NOx还原成队等无污染的惰性气体。[0022]利用现有的分解炉煤粉输送系统，在分解炉送煤管路上，增加一个煤粉分配器。煤粉管路经煤粉分配器后按一定比例分成两路，一路仍按原有的分解炉送煤管路进入分解炉内燃烧；另一路煤粉经煤粉分布和增速系统被送到烟室的合适位置并充分散开。在烟室的高温缺氧气氛下，煤粉快速形成C0、CH4、H2、HCN和固定碳等还原剂。这些还原剂与窑尾烟气中的NOx发生反应，将NOx还原成N2等无污染的惰性气体。燃烧产物进入分解炉内，因三次风的加入，在氧化气氛下最终达到完全燃烧。利用该方法不仅使已生成的NOx得到还原， 同时还抑制了煤粉燃烧新NOx的生成，因而能够明显减低水泥生产过程中的NOx排放量。[0023]脱氮区域的用煤量在一定范围内可以通过煤粉分配器和管道上相应的阀门进行调节。煤粉增速泵利用喷射器的原理，引入尽可能少的空气，使煤粉获得较大的动量，以保证了煤粉与窑尾烟气的充分接触和窑尾的低氧含量，并且克服可能存在的结皮问题。[0024]高压空气在煤粉增速泵的内部通过能量的转化，传递给煤粉，提高了煤粉出口速度。煤粉增速泵根据工况和运行参数不同，可以通过自身调节装置的调整煤粉的增速效果。 另外，煤粉增速泵使用了耐磨陶瓷浇注和陶瓷贴片以增加煤粉增速的使用寿命。[0025]本实用新型的特点[0026]1可以应用于已有新型干法水泥生产线的窑尾脱氮装置；[0027]2该装置能够有效降低水泥生产过程中的NOx排放；[0028]3该装置简单易行，在脱氮过程中不增加水泥生产的运行成本，且不会对水泥的正常生产带来不利影响；[0029]4如果窑尾脱氮设备停止使用，水泥生产系统不经调整仍然能够在正常状态运行。
权利要求1.干法水泥熟料生产系统的窑尾脱氮装置，其特征是它包括一个通过压缩空气将煤粉送入烟室的煤粉增速泵。
2.如权利要求1所述的窑尾脱氮装置，其特征是煤粉增速泵包括一个煤粉输送管， 煤粉输送管的管壁上开有煤粉入口，与压缩空气源相通的压缩空气管伸入煤粉输送管的一端，煤粉输送管的另一端为用于与烟室相通的煤粉输送管出口。
3.如权利要求2所述的窑尾脱氮装置，其特征是伸入煤粉输送管内的压缩空气管外壁与煤粉输送管内壁之间有形成环形空腔，煤粉入口与环形空腔相通。
4.如权利要求3所述的窑尾脱氮装置，其特征是压缩空气管与煤粉输送管同轴，伸入煤粉输送管内的压缩空气管的出气端成锥形，与压缩空气管的出气端相对的煤粉输送管内壁成锥形。
5.如权利要求4所述的窑尾脱氮装置，其特征是压缩空气管通过一个可以调节压缩空气管相对于煤粉输送管的轴向位置的调节装置连接在煤粉输送管上。
6.如权利要求2所述的窑尾脱氮装置，其特征是它还包括串联在向分解炉供应煤粉的分解炉送煤管路上的煤粉分配器，煤粉分配器的一个分配器出口与所述的煤粉入口通过一根煤粉支管相通。
7.如权利要求6所述的窑尾脱氮装置，其特征是煤粉支管上串联有闸阀。
专利摘要本实用新型提供一种结构简单、实用的干法水泥熟料生产系统的窑尾脱氮装置。它包括一个通过压缩空气将煤粉送入烟室的煤粉增速泵。本实用新型利用还原气氛法的原理，在不影响水泥熟料生产过程和不增加运行成本的基础上，通过增加煤粉增速泵减少已有水泥生产线的NOx排放。通过煤粉增速泵将煤送到烟室内缺氧燃烧以产生CO、CH4、H2、HCN和固定碳等还原剂，这些还原剂与窑尾烟气中的NOx发生反应，将NOx还原成N2等无污染的惰性气体，以减少NOx的排放。
文档编号F27D17/00GK202254873SQ20112026402
公开日2012年5月30日 申请日期2011年7月25日 优先权日2011年7月25日
发明者吴建军, 嵇磊, 潘泂, 肖国先, 蔡玉良 申请人:中国中材国际工程股份有限公司