水泥熟料生产线低氮燃烧脱硝技术优缺点分析

低氮燃烧技术方法主要有：  

①分解炉分级燃烧;  

②采用低NOx燃烧器(改变火焰形状、降低一次风量等);  

③优化操作和配料(降低过剩空气系数、降低烧成温度等)。  

2、分解炉分级燃烧技术原理  

分解炉分级燃烧有两种形式：空气分级燃烧和燃料分级燃烧。空气分级燃烧是指将燃烧所需的空气(三次风)分成两级送入，使第一级燃烧区内过剩空气系数α在0.8左右，燃料先在缺氧富燃料条件下燃烧，使得燃烧速度和温度降低，且燃烧生成的CO与NO进行还原反应。将燃烧用的空气的剩余部分输入二级燃烧区内，保证燃料的完全燃烧。  

燃料分级燃烧是指在烟室和分解炉之间建立还原燃烧区，将原分解炉用燃料的一部分均布到该区域内，使其缺氧燃烧以便产生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。此外，煤粉在缺氧条件下燃烧也抑制了自身燃料型NOx产生，从而实现水泥生产过程中的NOx减排。  

主要化学反应过程如下：  

2CO+2NO→N2+2CO2  

2H2+2NO→N2+2H2O  

2NHi+2NO→N2+…  

3、燃料分级燃烧技术方案  

分解炉分级燃烧的原理虽然都一样，但具体采用的燃料分级燃烧形式，选择还原区的位置却各不相同。常见的分级燃烧还原区位置有窑尾烟室、烟室上升烟道和分解炉锥部三种。  

各种燃料分级燃烧形式形成还原区的分煤量也各不一样，但一般分级燃烧技术的脱硝效率在15-40%左右。  

4、影响水泥窑NOx生产量的因素  

①烧成温度：温度对热力型NOx的生成量影响十分明显，当燃  

烧温度低于1500℃时，热力型NOx生成量极少，随着温度的升高，NOx的生成量急剧上升。回转窑主燃烧器火焰温度高达1700-2000℃，这种高温下会促使热力型NOx的大量生成。  

②过剩空气系数：热力型NOx生成量与氧浓度的平方根成正比，即氧浓度越大，在较高的温度下会使氧分子分解所得的氧原子浓度增加，使热力型NOx生成量也增加。  

③火焰的性状：从理论上由于火焰拉长降低了高温点温度，可以减少NOx的生成量，但实际生产中通常是短火焰虽然温度较高，产生的NO量却比长火焰的少，因为火焰核心部位缺少空气，产生还原气氛，且烟气在高温区停留时间短。  

④废气在窑内的停留时间：气体在高温区的停留时间对NOx生成量也产生较大的影响。NOx浓度随着停留时间的延长而增大。  

5、控制回转窑NOx产生量的措施  

①精细化操作：首先采取的措施就是水泥窑系统的精细化操作，优化回转窑系统的煅烧制度，控制利于降低NOx的火焰性状和适宜的煅烧温度;在不影响熟料质量的前提下，尽量降低过剩空气系数，确保原燃料喂料量准确均匀稳定，精心操作、适当调整窑系统的各项操作参数可获得相应的NOx减排效果。  

②降低烧成带温度：高温对减少热力型NOx不利，可以通过调整配料、添加矿化剂等方法降低烧成温度以较少窑内热力型NOx的形成。但从熟料和水泥性能方面考虑这类措施并非普遍适用。  

③采用低NOx燃烧器：使用大推动力、一次空气比例较小的多通道燃烧器，将一次风量控制在5%-7%。  

总结

氮氧化物是主要大气污染物之一，水泥行业是继电力、汽车行业之后的第三大氮氧化物排放源，“保护环境，达标排放”将成为企业所必须承担的社会责任和义务!但环保的压力将直接导致制造成本增加，NOx减排技术成为当前我国水泥企业的重要研究课题。综上所述，归纳有以下几点：  

1、NOx减排形势紧迫，水泥企业的NOx减排工作势在必行;  

2、水泥企业NOx减排的关键是提高思想认识，应从生产管理、操作运行等方面下功夫，尽量减少NOx的产生;

3、通过优化操作和必要低氮燃烧技术改造，可将NOx浓度控制国家环保要求以内。  

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