技術(shù) | 回轉(zhuǎn)窯中氮氧化物的問題
1氮氧化物生成的類型
熱力型NOX:主要是溫度高于1500度時(shí),空氣中的O2和N2反應(yīng)而生成;
燃料型NOX:是燃料和原料中的氮氧化物而生成的,煤中的氮主要是以有機(jī)形態(tài)存在,氮含量約占0.5%~2.5%,原料中的氮含量主要以NH4+形式存在于有機(jī)組件中,由天然材料配成的生料中NH4+含量約為8.~200g/t。
瞬時(shí)型NOX:是碳?xì)漕惾剂显谶^剩的空氣系數(shù)α1的富氧燃燒條件下,碳?xì)浠衔锖蚇2在火焰面內(nèi)快速反應(yīng)而生成。
2氮氧化物生成量
水泥熟料燒成過程中,回轉(zhuǎn)窯窯頭使用大約整個(gè)系統(tǒng)用煤量的40%,產(chǎn)生的NO2約750~1200PPM,經(jīng)過分解爐的相關(guān)作用,出預(yù)分解系統(tǒng)的NOX約600~700PPM,燒成系統(tǒng)平均排放濃度為650PPM。
相當(dāng)一部分新型干法水泥生產(chǎn)線NOX排放濃度超過這個(gè)排放濃度。
3回轉(zhuǎn)窯NOX生成類型和生成量的因素
(1) 燒成溫度的影響
回轉(zhuǎn)窯主燃燒器的溫度高達(dá)1700~2000℃,這種量級的火焰溫度會促使熱力型NOX大量生成,研究表明,當(dāng)溫度高于150℃時(shí),溫度每上升100℃,熱力型NOX的反應(yīng)速率就會增長6~7倍。
(2) 火焰形狀的影響
根據(jù)定性判斷,火焰形狀拉長,可以降低高溫點(diǎn)溫度,減少熱力型NOX的生成量,但過長的火焰會降低高溫區(qū)燃燒溫度,從而影響水泥熟料質(zhì)量(游離鈣高,合格率降低)。
(3)廢氣在窯內(nèi)的停留時(shí)間
在熱能流量相同的條件下,窯截面空氣流量越大,燃燒氣體在高溫區(qū)停留時(shí)間越短,形成的NOX量越少,因此,縮短煙氣在燃燒器出口端附近高溫區(qū)停留時(shí)間,可減少氧分子和氮分子反應(yīng)幾率,減少燃燒型NOX的生成量。
(4) 過剩空氣系數(shù)
過剩的空氣會增加高溫區(qū)的含氧量,從而增加NOX的生成量。
預(yù)熱分解系統(tǒng)NOX生成類型和生成量的主要因素
分解爐和窯尾管道上升區(qū)域,燃料燃燒溫度約為950~1200℃,在此范圍內(nèi),基本不產(chǎn)生熱力型NOX。但是由于分解爐內(nèi)溫度主要在800℃左右,而在這個(gè)溫度下,主要生成燃料型NOX(包含生料)。只有當(dāng)分解爐的噴煤管設(shè)計(jì)不當(dāng),出現(xiàn)集中火焰時(shí),會出現(xiàn)局部高溫區(qū)域,這時(shí)會出現(xiàn)熱力型NOX的產(chǎn)生,當(dāng)煤粉濃度過大(局部過??諝庀禂?shù)?。r(shí),就會產(chǎn)生瞬時(shí)型NOX的情況。
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