CN106996701A - 水泥窑的运转方法 - Google Patents
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Abstract
[课题]本发明涉及水泥窑的运转方法，将从水泥窑排出的燃烧气体中的SOx和NOx二者的浓度抑制为低浓度。[解决手段]水泥窑(7)的运转方法，其中，通过将水泥窑(7)的窑尾(5)中的氧分压调整至4％以上7％以下，抑制从存在于水泥窑(7)内部的水泥原料(R3)及熟料产生SOx，同时，通过将燃料(F2)和燃烧用空气(A)经由脱硝用燃烧器(6)吹入窑尾(5)中，将通过窑尾(5)内部的水泥窑(7)的排气G1中含有的NOx分解。能够将燃料(F2)和燃烧用空气(A)从设置在水泥窑(7)的窑尾(5)的多个燃烧器吹入。燃料(F2)能够含有选自微粉炭、重油、天然气、煤灰、可燃性废弃物及将可燃性物质气化了的物质中的1种以上。
Description
技术领域
本发明涉及降低从水泥窑排出的燃烧气体中的硫氧化物(以下称为“SOx”)浓度和氮氧化物(以下称为“NOx”)浓度的技术。
背景技术
作为降低水泥窑燃烧气体中的SOx的技术，非专利文献1中记载了如下内容：通过提高水泥窑内的氧分压、特别是水泥原料、熟料表层的氧分压，可抑制因硫酸钙(CaSO4)、硫酸镁(MgSO4)、硫酸钾(K2SO4)和硫酸钠(Na2SO4)等的分解而导致的SOx的发生。以下简单说明其原理。
在上述水泥原料或熟料所含的物质之中，例如，硫酸钙和硫酸镁在水泥窑内按如下那样发生反应。
在此，根据与在氧共存下的硫酸钙的分解、生成有关的Dewing等人的研究结果，上述(1)式表示的平衡时的SO2分压(PS1)和氧分压(PO1)的关系如下式表示。
PS1＝(1/PO1 1/2)/exp(-(464424-237T)/RT)···(3)
另外，可认为上述Dewing等人的研究结果虽然与硫酸钙的分解、生成有关，但也可以应用于硫酸镁的分解、生成。因此，根据上述Dewing等人的研究结果，上述(2)式表示的平衡时的SO2分压(PS2)和氧分压(PO2)的关系也可以由下式表示。
PS2＝(1/PO2 1/2)/exp(-(364761-252T)/RT)···(4)
由上述(3)、(4)式判明，通过提高硫酸钙及硫酸镁附近的氧分压，可以降低由硫酸钙及硫酸镁产生的SOx的分压，即SOx的量。另外，可以说，根据同样的理由，通过提高硫酸钾及硫酸钠附近的氧分压，也可以降低由硫酸钾及硫酸钠产生的SOx的量。因此，通过提高水泥窑内存在的水泥原料及熟料附近的氧分压，可以抑制来自水泥原料及熟料的SOx的发生。
现有技术文献
非专利文献
非专利文献1
新井纪男，之外36人，“燃烧生成物的发生和抑制技术”，初版，株式会社Technosystem，1997年4月27日，p113-114
发明内容
发明要解决的课题
但是，当按照如上所述操作为了抑制SOx发生而提高氧分压时，存在从水泥窑排出的燃烧气体中的NOx浓度增加，担心会超过限定值这样的问题。
因此，本发明正是鉴于上述问题点而完成的，其目的在于，将从水泥窑排出的燃烧气体中的SOx和NOx二者的浓度抑制为低浓度。
用于解决课题的手段
为了达成上述目的，本发明是水泥窑的运转方法，其特征在于，在将水泥窑的窑尾中的氧分压调整至4％以上7％以下的同时，将燃料和燃烧用空气经由燃烧器吹入该窑尾中。
根据本发明，在通过提高水泥窑内的氧分压来抑制从水泥原料及熟料中产生SOx的同时，通过向窑尾吹入燃料和燃烧用空气可将因氧分压的上升而增加的NOx分解除去，因此，能够将从水泥窑排出的SOx和NOx二者的浓度抑制为低浓度。
另外，在上述水泥窑的运转方法中，能够将上述燃料和燃烧用空气从设置在上述水泥窑的窑尾的多个燃烧器吹入。由此，进一步提高水泥窑的窑尾内的NOx的分解除去率成为可能。
进而，上述燃料可含有选自微粉炭、重油、天然气、煤灰、可燃性废弃物和将可燃性物质气化了的物质中的1种以上。
发明效果
如上所述，根据本发明，可以将从水泥窑排出的燃烧气体中的SOx和NOx二者的浓度抑制为低浓度。
附图说明
[图1]是示出可实施本发明涉及的水泥窑的运转方法的水泥烧成装置的一例的概略图。
具体实施方式
图1所示的水泥烧成装置1由将水泥原料(以下称为“原料”)R1预热的预热器3、将用预热器3预热的原料R2预烧的预烧炉4、将预烧后的原料R3烧成的水泥窑7、将在水泥窑7中烧成原料R3而生成的熟料冷却的熟料冷却器9、以及在将窑尾5内的NOx分解除去的同时进行原料R3的脱碳酸的脱硝用燃烧器6等构成。
脱硝用燃烧器6在图示的例子中为1个，但也可以设置多个。通过在同一水平面内配备多个脱硝用燃烧器6，能够更有效地降低窑尾5的内部的氧分压，在该区域内更确实地分解NOx。另外，也可以沿垂直方向(排气G1的流动方向)跨两段设置脱硝用燃烧器6。
予以说明，当脱硝用燃烧器6为1个时，为了在宽范围得到脱硝效果，需要延长从脱硝用燃烧器6发出的火焰，由此，设置有脱硝用燃烧器6的壁面的相反侧的壁面被过度加热，所以需要冷却上述相反侧的壁面，但担心因该冷却在壁面产生结皮。因此，通过设置多个脱硝用燃烧器6，可以缩短由它们发出的火焰，可以避免结皮的发生。
接着，关于本发明涉及的水泥窑的运转方法，与水泥烧成装置1的工作一起进行说明。
在主燃烧器8中使燃料F1燃烧，在预热器3中通过来自水泥窑7的排气G1等进行原料R1的预热，在预烧炉燃烧器10中使燃料F3燃烧，对原料R2进行预烧。将微粉炭、重油等用于燃料F3，也可以将可燃性废弃物用作燃料F3的一部分或全部。
也可以从设置在水泥窑7的窑尾5的脱硝用燃烧器6将燃料F2与燃烧用空气A一起吹入，使燃料F2燃烧。由此，在窑尾5的内部形成低氧浓度区域。可将微粉炭、重油、天然气、煤灰、可燃性废弃物和将可燃性物质气化了的物质等用于燃料F2，可以使用这些中的任一种或同时使用多种。
将预烧了的原料R3从预热器3的最下段旋风分离器3a经由窑尾5导入水泥窑7，在水泥窑7中将原料R3进行烧成。将通过该烧成而生成的熟料供给到熟料冷却器9中，用熟料冷却器9冷却，得到熟料CL。
在上述水泥窑7的运转时，将窑尾5中的氧分压调整至4％以上7％以下。由此，抑制从水泥窑7内的原料R3及熟料产生SOx。如上所述，通过提高水泥窑7内存在的原料R3及熟料附近的氧分压，能够抑制从原料R3和熟料产生SOx，因此与通常相比更高地维持窑尾5的氧分压。优选测定水泥窑7内存在的原料R3及熟料附近的氧分压，但是在实际中难以测定，因此，一般来说，在调整中采用被视为水泥窑7的运转指标的窑尾5的氧分压。
窑尾5的氧分压的调整通过调整供给到主燃烧器8中的燃烧用空气的量、熟料冷却器9的冷却风量、向预热器3供给的原料R1的供给量等来进行。窑尾5的氧分压维持在4％以上7％以下，可以根据从水泥窑7排出的燃烧气体中的SOx及NOx的浓度等而调整至4％以上6％以下，或者可适宜地调整至5％以上7％以下。另外，也可以在4％以上5％以下、5％以上6％以下、或6％以上7％以下等的狭窄的范围内调整。
另一方面，使水泥窑7的排气G1通过由脱硝用燃烧器6形成的窑尾5的低氧浓度区域，在该区域中将排气G2中的NOx还原而分解。将排气G1脱硝后的气体从窑尾5导入预烧炉4中，在预烧炉4中将原料R2脱碳酸，同时将NOx分解。脱硝后的气体经由预热器3从水泥烧成装置1作为排气G2排出。
如上所述，根据本实施方式，通过将窑尾5中的氧分压调整至4％以上7％以下，能够抑制水泥窑7内的原料R3及熟料中含有的CaSO4、MgSO4、K2SO4和Na2SO4等硫酸盐分解，抑制SOx在水泥窑7的内部产生同时通过使由于提高氧分压而产生的NOx通过由脱硝用燃烧器6形成的低氧浓度区域，进行还原、分解，由此能够将水泥窑7的排气G1中的SOx和NOx二者的浓度抑制为低浓度。
另外，根据上述实施方式，原料R3中含有的硫成分的大部分没有作为SOx含有在水泥窑7的排气G1中，而是与熟料CL一起从水泥烧成装置1排出，能作为凝结延迟材料有效地利用。
进而，由于水泥窑7的排气G1中含有的SOx的量少，从水泥窑7至预热器3之间的硫成分的循环浓缩降低，水泥窑7至预热器3之间的结皮的生成变少，能够稳定地运转水泥烧成装置1。
进而，由于能够防止来自水泥烧成装置1中的硫成分的结皮生成，因此，能够将硫成分浓度高的廉价的物质作为燃料及原料利用，或者能够将含有担心与硫成分同样地在预热器3中产生结皮的氯成分的物质作为原燃料更多地利用。
符号说明
1 水泥烧成装置
3 预热器
4 预烧炉
5 窑尾
6 脱硝用燃烧器
7 水泥窑
8 主燃烧器
9 熟料冷却器
10 预烧炉燃烧器
A 燃烧用空气
CL 熟料
F1～F3 燃料
G1～G3 排气
Claims (3)
1.水泥窑的运转方法，其特征在于，在将水泥窑的窑尾中的氧分压调整至4％以上7％以下的同时，将燃料和燃烧用空气经由燃烧器吹入该窑尾中。
2.权利要求1所述的水泥窑的运转方法，其特征在于，将所述燃料和燃烧用空气从设置在上述水泥窑的窑尾的多个燃烧器吹入。
3.权利要求1或2所述的水泥窑的运转方法，其特征在于，所述燃料含有选自微粉炭、重油、天然气、煤灰、可燃性废弃物及将可燃性物质气化了的物质中的1种以上。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170801 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |