一種水泥分解爐燃燒器富氧裝置的富氧助燃方法
【專(zhuān)利摘要】一種水泥分解爐燃燒器富氧裝置的富氧助燃方法，是由窯尾外層管道、窯尾外層進(jìn)風(fēng)管口、窯尾煤粉風(fēng)流管道、窯尾煤風(fēng)管道、窯尾富氧風(fēng)道、窯尾耐火混凝土、窯尾進(jìn)風(fēng)管口、窯尾內(nèi)風(fēng)管道構(gòu)成；使用濃度是23％～50％的富氧通過(guò)窯尾外層進(jìn)風(fēng)管口中窯尾富氧風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口，富氧與煤粉風(fēng)流混合后進(jìn)入水泥分解爐中，與水泥分解爐燃燒場(chǎng)中的1300℃高溫，富氧與煤粉風(fēng)流迅速燃燒，燃燒場(chǎng)的溫度能夠1700℃以上；1700℃以上燃燒場(chǎng)中的游離碳形成黑煙前的過(guò)程中徹底燃燒，游離碳變?yōu)榭扇紵娜剂?；與此同時(shí)，富氧的輸入能使水泥的熟料催化劑氧化燃燒；燃燒場(chǎng)溫度1700℃以上時(shí)，燃燒場(chǎng)中的CO被燃燒、NOx的排放減少35％。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種水泥分解爐燃燒器富氧裝置的富氧助燃方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及水泥窯的燃煤燃燒器裝置，尤其是一種水泥分解爐燃燒器富氧裝置的富氧助燃方法。
【背景技術(shù)】
[0002]三通道和多通分解爐燃燒器利用直流、旋流組成的射流方式來(lái)強(qiáng)化煤粉燃燒過(guò)程。內(nèi)風(fēng)采用旋流可以在中心造成內(nèi)部回流，以便卷吸高溫?zé)煔?。旋轉(zhuǎn)射流在初期以其湍流強(qiáng)度大、混合強(qiáng)烈，動(dòng)量和熱量傳遞迅速。煤、風(fēng)采用高壓輸送，煤粉濃度高，流速較低，且風(fēng)量較小，這樣，著火所需求的熱量就比較少，所以有良好的著火性能；外風(fēng)采用直流風(fēng)，直流射流早期湍流強(qiáng)度并不是很大，但具有很強(qiáng)的穿透能力，使得煤粉氣流著火后的末端湍流強(qiáng)度增加，大大強(qiáng)化了固定碳的燃燼。外風(fēng)風(fēng)壓依然很高，風(fēng)速一般也較高，風(fēng)量并不大，故可以增強(qiáng)外風(fēng)卷吸熾熱燃燒煙氣的能力；內(nèi)風(fēng)、煤風(fēng)和外風(fēng)采用同軸套管方式制作，噴出后的混合過(guò)程是逐漸進(jìn)行的。分級(jí)燃燒過(guò)程使整個(gè)燃燒過(guò)程更加合理，也使燃燒過(guò)程中的有害產(chǎn)物生成量減少。三通道和多通水泥窯分解爐燃燒器強(qiáng)化煤粉著火、燃燒和燃燼；水泥窯分解爐燃燒器，分解爐內(nèi)燃煤多系無(wú)焰燃燒、爐內(nèi)溫度較分解爐燃燒帶低得很多。這些水泥窯分解爐高耗能的燃煤水泥窯，問(wèn)題是水泥窯分解爐燃燒器燃燒的煤量巨大；由于燃煤資源的減少，低燃燒率的劣質(zhì)煤，也大量使用于分解爐中，使得分解爐的耗煤量大，廢氣的排量也隨之增大。鑒于上述諸多的問(wèn)題，需要改進(jìn)分解爐燃燒器的富氧裝置及其富氧助燃方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為了解決水泥窯分解爐中的燃煤燃燒不盡，造成的高耗能，不能環(huán)保排放；低燃燒率的劣質(zhì)煤，加重分解爐燃煤的燃燒不盡，增大耗煤量，廢氣的排量也隨之增大；通過(guò)合理的設(shè)計(jì)，提供一種水泥分解爐燃燒器富氧裝置的富氧助燃方法，給水泥分解爐中煤粉的燃燒提供富氧，水泥窯煤粉燃燒器煤粉的燃燒具備更加充足的氧量，提高了煤粉的燃燒速率，降低了煤粉的燃點(diǎn)、降低了燃燒器用風(fēng)量、爐內(nèi)溫度場(chǎng)火焰溫度升高，燃料燃燒更加完全；節(jié)煤率達(dá)到10%左右；水泥窯的窯尾燃燒器煤粉在富氧氣氛下燃燒，煙氣中CO的含量減小，Ν0_χ含量隨富氧程度呈現(xiàn)出下降；減少了 Ν0_χ的排放，節(jié)煤率達(dá)到15%左右，確保水泥窯正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0004]本發(fā)明了實(shí)現(xiàn)上述的發(fā)明目的，采用如下的技術(shù)方案:一種水泥分解爐燃燒器富氧裝置，是由窯尾外層管道、窯尾外層進(jìn)風(fēng)管口、窯尾煤粉風(fēng)流管道、窯尾煤風(fēng)管道、窯尾富氧風(fēng)道、窯尾耐火混凝土、窯尾進(jìn)風(fēng)管口、窯尾內(nèi)風(fēng)管道構(gòu)成；水泥分解爐燃燒器富氧裝置設(shè)置四根管道，管中管同軸設(shè)置:窯尾中央管道外周設(shè)置窯尾煤風(fēng)管道，窯尾煤風(fēng)管道外周設(shè)置窯尾外層管道、窯尾外層管道外周設(shè)置窯尾耐火混凝土；各管道的一端與窯尾內(nèi)風(fēng)管道的出口平齊設(shè)置，為窯尾的總出口 ；窯尾內(nèi)風(fēng)管道的尾端構(gòu)成進(jìn)口，窯尾內(nèi)風(fēng)管道外側(cè)設(shè)置窯尾煤風(fēng)管道；窯尾煤風(fēng)管道的進(jìn)口段一側(cè)設(shè)置窯尾進(jìn)風(fēng)管口，窯尾煤風(fēng)管道的另一側(cè)設(shè)置窯尾煤粉風(fēng)流管道；窯尾煤風(fēng)管道的尾端與窯尾內(nèi)風(fēng)管道進(jìn)口管段的外側(cè)設(shè)置法蘭；窯尾煤風(fēng)管道出口管段的外側(cè)設(shè)置窯尾外層管道，窯尾外層管道一側(cè)設(shè)置窯尾外層進(jìn)風(fēng)管□。
[0005]窯尾外層進(jìn)風(fēng)管口與窯尾進(jìn)風(fēng)管口之間設(shè)置窯尾富氧風(fēng)道，窯尾外層進(jìn)風(fēng)管口中的窯尾富氧風(fēng)道管端預(yù)留富氧的進(jìn)風(fēng)口 ；窯尾內(nèi)風(fēng)管道上設(shè)置一個(gè)富氧輸送管口。
[0006]濃度是23%?50%的富氧通過(guò)窯尾外層進(jìn)風(fēng)管口中窯尾富氧風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口，富氧通過(guò)窯尾富氧風(fēng)道進(jìn)入窯尾進(jìn)風(fēng)管口，通過(guò)窯尾進(jìn)風(fēng)管口輸入窯尾內(nèi)風(fēng)管道，由窯尾內(nèi)風(fēng)管道的出口進(jìn)入水泥分解爐；同時(shí)煤粉的風(fēng)流通過(guò)窯尾煤風(fēng)管道向水泥分解爐中輸入煤粉；窯尾內(nèi)風(fēng)管道的濃度是23%?50%富氧的內(nèi)風(fēng)流與煤粉風(fēng)流在出口時(shí)充分混合，富氧與煤粉風(fēng)流混合后進(jìn)入水泥分解爐中，與水泥分解爐燃燒場(chǎng)中的1300°C高溫，富氧與煤粉風(fēng)流迅速燃燒，燃燒場(chǎng)的溫度能夠提高450°C后，燃燒場(chǎng)的溫度能夠1700°C以上。
[0007]同時(shí)輸入窯尾煤粉風(fēng)流管道的煤粉和窯尾富氧風(fēng)道的23%?50%富氧的內(nèi)風(fēng)流，在出口輸出時(shí)充分混合后進(jìn)入水泥分解爐中，爐中燃燒場(chǎng)的溫度能夠達(dá)到1700°C以上，1700°C以上燃燒場(chǎng)中的游離碳形成黑煙前的過(guò)程中徹底燃燒，游離碳變?yōu)榭扇紵娜剂?；與此同時(shí)，富氧的輸入能使水泥的熟料催化劑氧化燃燒；燃燒場(chǎng)溫度1700°C以上時(shí)，燃燒場(chǎng)中的CO被燃燒、NOx的排放減少35%。
[0008]有益效果:富氧燃燒煤粉的燃燒具備更加充足的富氧量，提高了煤粉的燃燒速率，爐內(nèi)溫度場(chǎng)水平升高，燃料燃燒更加完全；節(jié)煤節(jié)約率達(dá)到20%左右?；鹧鏈囟忍岣?50°C。另一方面，富氧燃燒可實(shí)現(xiàn)黑煙污染治理:揮發(fā)分在窯爐燃燒室內(nèi)缺氧條件下析出產(chǎn)生游離碳-黑煙，采用增氧耦合撓動(dòng)接觸再燃燒原理，使揮發(fā)分在形成黑煙前或過(guò)程中徹底燃燒，增氧撓動(dòng)還可以處使水泥熟料催化劑效率更高。分解爐燃燒器出口:噴出的煤粉里層有富氧助燃、使低溫環(huán)境沒(méi)有燃燒的CO燃燒，大量的外層煤粉又使氧化的煤粉再度還原。用風(fēng)量減少、燃煤燃點(diǎn)降低、燃燒速度提高，減少NOx排放，NOx減少排放35%，大幅度的節(jié)能減排。
[0009]一種水泥分解爐燃燒器高效富氧送風(fēng)裝置。過(guò)去水泥分解爐燃燒器沒(méi)有富氧送風(fēng)。
[0010]由于局部富氧分解爐分解效率更高，煤粉燃燒充分、生料液態(tài)時(shí)不會(huì)粘附煤粉，熟料出現(xiàn)黃料減少，熟料強(qiáng)度提高。
[0011]除硝固硫作用:增氧助燃后還可以減少煙氣中S02( 二氧化硫)、CO(—氧化碳)、NOx (氮氧化物)含量。爐內(nèi)溫度場(chǎng)水平升高，燃料燃燒更加完全Ν0_χ含量隨富氧程度呈現(xiàn)出先增大后減小的變化規(guī)律。煤粉在富氧氣氛下燃燒，煙氣中CO的含量減小，煤粉高效燃燒降低NOx化物。
[0012]煤粉的富氧燃燒是整體節(jié)約能源和保護(hù)環(huán)境的有效能源利用方式。煤粉富氧燃燒提高了煤粉的燃燒速率，普通空氣燃燒過(guò)程，占體積的4/5的氮?dú)獠坏粎⑴c助燃反而阻礙燃燒反應(yīng)的進(jìn)行，富氧燃燒減少了單原子氮?dú)獾慕M分比例，燃燒充分，富氧燃燒提升了爐窯的傳熱效率，熱量的利用率提高。如:用普通空氣助燃，當(dāng)加熱溫度為1300°C時(shí)，其可利用的熱量為42%，而用26%的富氧空氣助燃，可利用熱量為56%，且氧濃度越高，加熱溫度越高，所增加的比例越明顯，因此節(jié)能效果越好。
[0013]用富氧助燃，因?yàn)榈獨(dú)饬繙p少，故燃燒后的排氣量也相應(yīng)減少，熱損失減少。可以延長(zhǎng)爐膛熱交換時(shí)間、煙囪排放熱損失相對(duì)也降低19%、過(guò)剩空氣也將減少19%;富氧燃燒還可降低燃料的燃點(diǎn)溫度，獲得更寬泛的燃料選擇范圍，同等條件下可利用更加劣質(zhì)的燃料。如CO在空氣中的燃點(diǎn)為609°C，而在純氧中的燃點(diǎn)僅為388°C。所以用富氧助燃能降低燃料燃點(diǎn)，提高火焰強(qiáng)度和增加釋放熱量等，同等條件下可利用更加劣質(zhì)的燃料！
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0015]圖1:水泥窯的窯尾燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖2:窯尾燃燒器出口的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖1、2中:窯尾外層管道1、窯尾外層進(jìn)風(fēng)管口 2、窯尾煤粉風(fēng)流管道3、窯尾煤風(fēng)管道4、窯尾富氧風(fēng)道5、窯尾耐火混凝土 6、窯尾進(jìn)風(fēng)管口 7、窯尾內(nèi)風(fēng)管道8。
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖與實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0019]實(shí)施例1
[0020]如圖所示；一種水泥分解爐燃燒器富氧裝置，是由窯尾外層管道1、窯尾外層進(jìn)風(fēng)管口 2、窯尾煤粉風(fēng)流管道3、窯尾煤風(fēng)管道4、窯尾富氧風(fēng)道5、窯尾耐火混凝土6、窯尾進(jìn)風(fēng)管口 7、窯尾內(nèi)風(fēng)管道8構(gòu)成；水泥分解爐燃燒器富氧裝置設(shè)置四根管道，管中管同軸設(shè)置:窯尾中央管道8外周設(shè)置窯尾煤風(fēng)管道4，窯尾煤風(fēng)管道4外周設(shè)置窯尾外層管道1、窯尾外層管道I外周設(shè)置窯尾耐火混凝土 6 ;各管道的一端與窯尾內(nèi)風(fēng)管道8的出口平齊設(shè)置，為窯尾的總出口 ；窯尾內(nèi)風(fēng)管道8的尾端構(gòu)成進(jìn)口，窯尾內(nèi)風(fēng)管道8外側(cè)設(shè)置窯尾煤風(fēng)管道4 ;窯尾煤風(fēng)管道4的進(jìn)口段一側(cè)設(shè)置窯尾進(jìn)風(fēng)管口 7，窯尾煤風(fēng)管道4的另一側(cè)設(shè)置窯尾煤粉風(fēng)流管道3 ;窯尾煤風(fēng)管道4的尾端與窯尾內(nèi)風(fēng)管道8進(jìn)口管段的外側(cè)設(shè)置法蘭；窯尾煤風(fēng)管道4出口管段的外側(cè)設(shè)置窯尾外層管道I，窯尾外層管道I 一側(cè)設(shè)置窯尾外層進(jìn)風(fēng)管Π 2。
[0021]實(shí)施例2
[0022]窯尾外層進(jìn)風(fēng)管口 2與窯尾進(jìn)風(fēng)管口 7之間設(shè)置窯尾富氧風(fēng)道5，窯尾外層進(jìn)風(fēng)管口 2中的窯尾富氧風(fēng)道5管端預(yù)留富氧的進(jìn)風(fēng)口 ；窯尾內(nèi)風(fēng)管道8上設(shè)置一個(gè)富氧輸送管□。
[0023]實(shí)施例3
[0024]濃度是23%?50%的富氧通過(guò)窯尾外層進(jìn)風(fēng)管口 2中窯尾富氧風(fēng)道5的進(jìn)風(fēng)口，富氧通過(guò)窯尾富氧風(fēng)道5進(jìn)入窯尾進(jìn)風(fēng)管口 7，通過(guò)窯尾進(jìn)風(fēng)管口 7輸入窯尾內(nèi)風(fēng)管道8，由窯尾內(nèi)風(fēng)管道8的出口進(jìn)入水泥分解爐；同時(shí)煤粉的風(fēng)流通過(guò)窯尾煤風(fēng)管道4向水泥分解爐中輸入煤粉；窯尾內(nèi)風(fēng)管道8的濃度是23 %?50 %富氧的內(nèi)風(fēng)流與煤粉風(fēng)流在出口時(shí)充分混合，富氧與煤粉風(fēng)流混合后進(jìn)入水泥分解爐中，與水泥分解爐燃燒場(chǎng)中的1300°C高溫，富氧與煤粉風(fēng)流迅速燃燒，燃燒場(chǎng)的溫度能夠提高450°C后，燃燒場(chǎng)的溫度能夠1700°C以上。
[0025]實(shí)施例4
[0026]同時(shí)輸入窯尾煤粉風(fēng)流管道3的煤粉和窯尾富氧風(fēng)道5的23%?50%富氧的內(nèi)風(fēng)流，在出口輸出時(shí)充分混合后進(jìn)入水泥分解爐中，爐中燃燒場(chǎng)的溫度能夠達(dá)到1700°C以上，1700°C以上燃燒場(chǎng)中的游離碳形成黑煙前的過(guò)程中徹底燃燒，游離碳變?yōu)榭扇紵娜剂希慌c此同時(shí)，富氧的輸入能使水泥的熟料催化劑氧化燃燒；燃燒場(chǎng)溫度1700°C以上時(shí)，燃燒場(chǎng)中的CO被燃燒、NOx的排放減少35 %。
【權(quán)利要求】
1.一種水泥分解爐燃燒器富氧裝置，是由窯尾外層管道(I)、窯尾外層進(jìn)風(fēng)管口(2)、窯尾煤粉風(fēng)流管道(3)、窯尾煤風(fēng)管道(4)、窯尾富氧風(fēng)道(5)、窯尾耐火混凝土(6)、窯尾進(jìn)風(fēng)管口(7)、窯尾內(nèi)風(fēng)管道(8)構(gòu)成；其特征在于:水泥分解爐燃燒器富氧裝置設(shè)置四根管道，管中管同軸設(shè)置:窯尾中央管道(8)外周設(shè)置窯尾煤風(fēng)管道(4)，窯尾煤風(fēng)管道(4)外周設(shè)置窯尾外層管道(I)、窯尾外層管道(I)外周設(shè)置窯尾耐火混凝土 (6);各管道的一端與窯尾內(nèi)風(fēng)管道(8)的出口平齊設(shè)置，為窯尾的總出口 ；窯尾內(nèi)風(fēng)管道(8)的尾端構(gòu)成進(jìn)口，窯尾內(nèi)風(fēng)管道(8)外側(cè)設(shè)置窯尾煤風(fēng)管道(4);窯尾煤風(fēng)管道(4)的進(jìn)口段一側(cè)設(shè)置窯尾進(jìn)風(fēng)管口(7)，窯尾煤風(fēng)管道(4)的另一側(cè)設(shè)置窯尾煤粉風(fēng)流管道(3);窯尾煤風(fēng)管道(4)的尾端與窯尾內(nèi)風(fēng)管道(8)進(jìn)口管段的外側(cè)設(shè)置法蘭；窯尾煤風(fēng)管道(4)出口管段的外側(cè)設(shè)置窯尾外層管道(I)，窯尾外層管道(I) 一側(cè)設(shè)置窯尾外層進(jìn)風(fēng)管口(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種水泥分解爐燃燒器富氧裝置，其特征在于:窯尾外層進(jìn)風(fēng)管口(2)與窯尾進(jìn)風(fēng)管口(7)之間設(shè)置窯尾富氧風(fēng)道(5)，窯尾外層進(jìn)風(fēng)管口(2)中的窯尾富氧風(fēng)道(5)管端預(yù)留富氧的進(jìn)風(fēng)口 ；窯尾內(nèi)風(fēng)管道(8)上設(shè)置一個(gè)富氧輸送管口。
3.—種水泥分解爐燃燒器富氧裝置的富氧助燃方法，其特征在于:濃度是23%~50%的富氧通過(guò)窯尾外層進(jìn)風(fēng)管口(2)中窯尾富氧風(fēng)道(5)的進(jìn)風(fēng)口，富氧通過(guò)窯尾富氧風(fēng)道(5)進(jìn)入窯尾進(jìn)風(fēng)管口(7)，通過(guò)窯尾進(jìn)風(fēng)管口(7)輸入窯尾內(nèi)風(fēng)管道(8)，由窯尾內(nèi)風(fēng)管道(8)的出口進(jìn)入水泥分解爐；同時(shí)煤粉的風(fēng)流通過(guò)窯尾煤風(fēng)管道(4)向水泥分解爐中輸入煤粉；窯尾內(nèi)風(fēng)管道(8)的濃度是23%~50%富氧的內(nèi)風(fēng)流與煤粉風(fēng)流在出口時(shí)充分混合，富氧與煤粉風(fēng)流混合后進(jìn)入水泥分解爐中，與水泥分解爐燃燒場(chǎng)中的1300°C高溫，富氧與煤粉風(fēng)流迅速燃 燒，燃燒場(chǎng)的溫度能夠提高450°C后，燃燒場(chǎng)的溫度能夠1700°C以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求4中所述的一種水泥分解爐燃燒器富氧裝置的富氧助燃方法，其特征在于:同時(shí)輸入窯尾煤粉風(fēng)流管道(3)的煤粉和窯尾富氧風(fēng)道(5)的23%~50%富氧的內(nèi)風(fēng)流，在出口輸出時(shí)充分混合后進(jìn)入水泥分解爐中，爐中燃燒場(chǎng)的溫度能夠達(dá)到1700°C以上，1700°C以上燃燒場(chǎng)中的游離碳形成黑煙前的過(guò)程中徹底燃燒，游離碳變?yōu)榭扇紵娜剂希慌c此同時(shí)，富氧的輸入能使水泥的熟料催化劑氧化燃燒；燃燒場(chǎng)溫度1700°C以上時(shí)，燃燒場(chǎng)中的CO被燃燒、NOx的排放減少35 %。
【文檔編號(hào)】F23C7/00GK104033891SQ201410270847
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2014年6月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月10日
【發(fā)明者】葛中偉, 王政偉, 朱洪濤 申請(qǐng)人:河南嘉和節(jié)能科技有限公司