一种水泥分解炉煤粉解耦燃烧降低NO.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111964435A(43)申请公布日2020.11.20(21)申请号202010838569.0(22)申请日2020.08.19(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区清华园(72)发明人李振山蔡宁生李丹(74)专利代理机构北京众合诚成知识产权代理有限公司11246代理人张文宝(51)Int.Cl.F27B7/20(2006.01)F27D17/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种水泥分解炉煤粉解耦燃烧降低NOx排放系统及方法(57)摘要本发明公开了属于低NOx燃烧技术领域的一种水泥分解炉煤粉解耦燃烧降低NOx排放系统及方法。该系统包括窑尾烟气NOx深度还原炉，分离器，还原性气体喷管，焦炭喷管，分解炉等。窑尾烟气与煤粉一起进入NOx深度还原炉，煤粉在高温低氧下热解产生挥发分以及焦炭，形成强还原性气氛还原窑尾烟气NOx，将NOx完全还原；挥发分等气体送入分解炉中部还原区，将主燃区生成的NOx还原成N2；高温三次风管通入分解炉的底部主燃区以及上部燃尽区，实现分级燃烧；燃尽区内不会再有焦炭N释放，从而实现NOx超低排放。本发明实现大大降低回转窑烟气及分解炉烟气中NOx的含量，同时实现煤粉的高效燃烧。可以取消喷氨工序，降低相应的成本，并减少氨逃逸引发的二次污染问题。CN111964435ACN111964435A权利要求书1/2页1.一种水泥分解炉煤粉解耦燃烧降低NOx排放系统，其特征在于，在窑尾烟气NOx深度还原炉上设有生料喷管和煤粉喷管；其下方连接回转窑出口窑尾烟室；在窑尾烟气NOx深度还原炉的出口连接气固分离器，气固分离器顶部出口连接还原性气体喷管；还原性气体喷管分别连接分解炉中部和下部；气固分离器底部固体出口通过焦炭喷管连接至分解炉底部，将焦炭喷入分解炉；并在分解炉下部的炉壁上设有生料喷管和煤粉喷管；在分解炉的底部和上部分别连接三次风喷管；在分解炉的最上部连接喷氨管。2.根据权利要求1所述一种水泥分解炉煤粉解耦燃烧降低NOx排放系统，其特征在于，所述降低NOx排放系统包括：窑尾烟气NOx深度还原炉、气固分离器、还原性气体喷管和焦炭喷管。3.根据权利要求1所述一种水泥分解炉煤粉解耦燃烧降低NOx排放系统，其特征在于，所述窑尾烟气NOx深度还原炉上设有生料喷管、煤粉喷管，其下方连接回转窑出口窑尾烟室；所述还原性气体喷管分别连接分解炉中部和下部；一部分还原性气体送至分解炉中部、另一部分还原性气体送至分解炉下部；分离器底部固体出口连接至分解炉底部，将焦炭喷入分解炉；在分解炉的炉壁上设有生料喷管、煤粉喷管，将部分生料以及煤粉可以直接送入分解炉。4.根据权利要求1所述一种水泥分解炉煤粉解耦燃烧降低NOx排放系统，其特征在于，所述分解炉的底部以及上部设置三次风管，三次风温度为900～1000℃，三次风分级送入分解炉。5.根据权利要求1所述一种水泥分解炉煤粉解耦燃烧降低NOx排放系统，其特征在于，所述分解炉的顶部设有喷氨管，喷氨量以根据实际NOx的排放浓度灵活选择，在满足现有的排放标准下省略喷氨步骤。6.一种水泥分解炉煤粉解耦燃烧降低NOx排放系统进行煤粉解耦燃烧方法，其特征在于，包括以下步骤：a.回转窑窑尾温度在1100℃左右的烟气进入窑尾烟气NOx深度还原炉中，同时高浓度煤粉在送煤风作用下被送入该处；煤粉被窑尾烟气加热，热解释放挥发分产生烃类物质CxHy，以及大量含氮中间物HCN、NH3等还原性物质，形成强还原性气氛；还原炉中煤粉的过量空气系数很低，大量还原性物质将窑尾烟气中的NOx还原成N2，使其中的NOx浓度接近于0，从而大大降低回转窑中产生的NOx；b.一小部分生料进入窑尾烟气NOx深度还原炉吸收煤燃烧热量进行分解，从而实现温度控制，之后随煤粉热解气、焦炭一起进入与出口连接的分离器中；c.窑尾烟气NOx深度还原炉中的热解气以及焦炭的高温气固混合物进入气固分离器分离，固体焦炭由分离器下部进入分解炉底部的主燃区进行燃烧，由三次风提供所需氧量；d.当分解炉底部三次风提供的氧气被焦炭以及煤粉燃烧消耗完后，由于富煤贫氧而形成还原区；同时分离器中的挥发分和大量还原性含氮中间物HCN、NH3等气体经由还原性气体喷管喷入还原区，还原区中焦炭与CO2、H2O发生气化反应生成还原性气体CO和H2，形成较强的还原性气氛，还原主燃区中焦炭燃烧产生的NOx；e.当分解炉内烟气中的NOx在还原区被还原后，在燃尽区补入三次风，燃烧还原性气体，实现燃料的完全燃烧；由于焦炭已经在主燃区和还原区燃尽，焦炭N已经在主燃区和还原区完全释放出来并且被还原性气体还原，燃尽区内不会再有焦炭N释放，从而实现NOx超2CN111964435A权利要求书