煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造與現(xiàn)行的“分級燃燒”技術(shù)不同，本技術(shù)將水泥熟料煅燒系統(tǒng)看成一個系統(tǒng)整體性的“大分級燃燒”，即由窯頭高溫煅燒用煤構(gòu)成主燃燒，形成NOx，窯尾分解用煤構(gòu)成再燃燒，可強力消除NOx。
煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造的全部窯尾用煤構(gòu)成一個高強還原區(qū)，將窯頭高溫煅燒形成的熱力型NOx高效還原。根據(jù)這一原理設(shè)計出的煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造無分風(fēng)、分煤工藝，一方面將氮氧化物在燃燒過程中還原脫出，另一方面可將入窯物料在不結(jié)皮堵塞的條件下提高分解率和溫度，形成分解爐高強還原燃燒控制技術(shù)。
如下圖1所示煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造前示意圖：
圖1 煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造前示意圖
圖2 煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造后示意圖
回轉(zhuǎn)窯用煤的作用主要有兩個：
一是提供熱生料殘余CaCO3分解所需的熱量。
二是提供對窯筒體散熱損失的補償熱量。
從原理圖中可以看到，在這一過程中實際上只有43KJ/kg的熱量需要做功。到1100℃的時候我們需要417KJ/kg的熱量，后面五分之四的窯需要的熱量才43KJ/kg。根據(jù)熟料合成熱的這一特點，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)所需傳熱量可大幅減少，窯頭用煤與窯尾分解爐用煤比例可發(fā)生變化，從現(xiàn)行的窯：爐=40：60的比例大幅降低至30：70或甚至更低。
煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造調(diào)整合適的頭尾煤用量比例，適當(dāng)減低頭煤用量；在降低頭煤的同時，使窯煅燒的正常進行，煤耗下降；增加分解爐用煤比例的同時，不過燒，預(yù)熱器分解爐不結(jié)皮堵塞，同時達到強化煅燒的目的。
熱理論計算表明，當(dāng)物料完全分解，且溫度在1100℃以上時，后續(xù)的固相反應(yīng)帶的放熱量（約434.33KJ/kg熟料）基本可提供物料自身加熱至1400℃，且完成C3S的合成和物料部分熔融等熟料最終形成所需的幾乎全部熱量（約463.6KJ/kg熟料）而無需額外供熱。
如下圖3所示：
圖3 回轉(zhuǎn)窯熱量分布示意圖
煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造采用專用強旋流擴散型煤粉燃燒器，使擴散的煤粉以一定速度旋流進入強力還原區(qū)， 提高煤粉的分解效果，以產(chǎn)生較多的還原氣氛。
煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造的專用強旋流擴散型煤粉燃燒器在分解爐的安裝位置，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，計算后確定。
如下圖4所示煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造分解爐燃燒器示意圖：
如下圖5所示煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造分解爐燃燒器安裝位置示意圖：
圖4 分解爐燃燒器示意圖
圖5 分解爐安裝示意圖
為提高煤粉分解后的還原劑與NOx反應(yīng)效率，煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造在還原劑與NOx的還原區(qū)域噴射水蒸氣， 以高效強力分解煤粉形成較強的還原劑，擴大還原劑與NOx的反應(yīng)效果。
煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造的專用噴射水蒸氣裝置在分解爐的安裝位置，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，計算后確定。
煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造需對現(xiàn)有窯尾分解爐系統(tǒng)進行局部改造，以使在分解爐區(qū)形成強力還原區(qū)，同時提高生料的分解率，提高產(chǎn)量，降低煤耗。
針對于四級旋風(fēng)筒下料管在分解爐下料點的位置需要進行技術(shù)改造，具體方案是，四級旋風(fēng)筒下料管對分解爐下料點位于三次風(fēng)管之上，高于三次風(fēng)管0.5米以上。將每列單管下料，更改為雙管下料。每單列增加一套分料閥、翻板閥、撒料箱及相應(yīng)的下料管延長。
目的：將相對低溫物料下移，吸收還原區(qū)高溫，凝聚窯氣中析出的堿硫等有害成分，防止結(jié)皮的發(fā)生。
如下圖6所示煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造前四級下料管示意圖：
如下圖7所示煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造后四級下料管位置示意圖：
圖6 煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造前示意圖
煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造后四級下料管位置示意圖
煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造在分解爐形成的強力還原區(qū)是有三次風(fēng)管與窯尾煙室縮口之間的位置形成的，因此， 對于三次風(fēng)管的位置有一定的要求，三次風(fēng)管的位置在分解爐形成強力還原區(qū)的上部。具體根據(jù)現(xiàn)場情況計算后確定。
如下圖8所示煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造前三次風(fēng)管位置示意圖：
如下圖9所示煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造后三次風(fēng)管位置示意圖：
圖8 煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造前三次風(fēng)管位置示意圖
圖9 煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造后三次風(fēng)管位置示意圖
在可不增加成本，增強水泥煅燒性能的前提下，NOx排放濃度大幅度降低，可達到少用氨水、尿素、催化劑等條件下，降低氨水用量60%以上，NOx排放濃度大幅度降低達到環(huán)保要求。同時大幅節(jié)能、提產(chǎn)，大大減少了對空氣的污染。
節(jié)煤5%-15%——分解爐燃盡率、熱效率高，在降低NOx排放的同時大幅降低煤耗，節(jié)約實物煤耗5-20kg/t。
提產(chǎn)5-20%——采用煤的預(yù)燃及強化燃燒技術(shù)，可使窯產(chǎn)量大幅提高5%以上；分解爐對煤種的適應(yīng)性強，特別適用于低劣煤及揮發(fā)很低的煤種（如無煙煤，高灰份（45%）低質(zhì)煤、高硫煤等），降低水泥熟料的生產(chǎn)成本。
煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造可達到少用氨水、尿素、催化劑等條件下，降低氨水用量60%以上，同時可大幅節(jié)煤，且能適應(yīng)煤質(zhì)變化，可解決低劣及高硫煤資源在新型干法水泥工業(yè)中的應(yīng)用問題。
煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造運用了強化煅燒方法，能在操作運行中靈活調(diào)節(jié)和控制燃燒狀態(tài)，燃燒效率高，結(jié)皮堵塞幾率低。
煙氣脫硝窯尾燒成系統(tǒng)工藝改造項目投入小，經(jīng)濟效益好。以2500t/d水泥生產(chǎn)線為例，實施該項目，總投資在115萬-200萬之間。按原來噴氨水計算，每噸水泥氨水費用為3元-6元。
生產(chǎn)線按每年300天計算，預(yù)計生產(chǎn)熟料75萬噸，需要氨水費225萬元-450萬元。
該技術(shù)項目實施后，每年節(jié)約氨水費225萬元-450萬元，整個項目有成效期為半年。加上節(jié)能提產(chǎn)，效益更加可觀。
水泥工業(yè)窯爐主要排放的 NOx排放到空氣中易被氧化形成性質(zhì)比較穩(wěn)定的NO2，使得大氣中氮氧化物的含量升高。NOx不僅直接對大氣造成一次污染，危害動物呼吸系統(tǒng)，破壞大氣平流層臭氧層，是光化學(xué)煙霧和酸雨形成的重要物質(zhì)，也是主要的溫室氣體之一，對自然環(huán)境有巨大的危害，因此，作為重要的 NOx排放工業(yè)之一的水泥工業(yè)，控制和減少 NOx的排放具有顯著的環(huán)境和社會效益。
新型干法水泥生產(chǎn)線減少或不用氨水，實際上是減少了環(huán)境的二次污染，進一步減少了干法水泥生產(chǎn)線生產(chǎn)環(huán)境的一重大隱患，提高了干法水泥生產(chǎn)安全效益，減少了生產(chǎn)氨水的社會資源用量，實現(xiàn)了水泥生產(chǎn)線真正的資源節(jié)約和節(jié)能減排。
產(chǎn)品知識 Product Knowledge
