浅析水泥熟料烧成系统中分解炉的功能

介绍水泥烧成系统中分解炉的常规功能与多样化新功能,指出现代水泥工业对分解炉提出的新要求,开发具有分级燃烧与脱氮功能、适用替代燃料与废物处置焚烧、适应低热值劣质燃料燃烧的分解炉迫在眉睫,同时要兼顾合理的流场与温度场,满足碳酸盐高效分解与可燃物合理燃尽的要求。     

垃圾衍生燃料在水泥窑分解炉内的减氮效应

将垃圾衍生燃料(RDF)作为替代燃料投加到水泥窑炉内进行高温焚烧，是水泥工业降低熟料生产过程中化石燃料消耗的主要技术手段之一。本文在管式炉中研究了粒径和助燃空气温度这两个因素对RDF热解燃烧气体组分的影响，并利用CFD软件模拟了RDF在分解炉内的减氮效应。研究结果表明：对不同粒径的RDF颗粒，总体上呈现出热解燃烧气体中CO、C_mH_n和H₂还原性小分子气体浓度随着助燃空气温度的升高而增加。基于华新某工厂的运行工况进行了CFD模拟计算，当RDF的粒径分布取<50 mm(占80%)，三次风温度为900℃时，过剩空气系数取1.2，燃烧室出口NO_x浓度小于280 ppm，减氮效果明显，与实际情况一致。     

基于完全燃烧模型下市政垃圾衍生燃料在水泥窑分解炉内热贡献的研究#br#

基于燃料的完全燃烧模型,对市政垃圾衍生燃料（RDF）的燃烧特性进行了分析,并对其在分解炉内的热贡献进行了模拟计算。结果表明：入窑基RDF完全燃烧时最小燃烧空气量Amin为0.335Nm3/MJ,最小燃烧废气量Vmin为0.463Nm3/MJ,均大于煤粉;对于入炉温度为20℃的入窑基RDF,当助燃空气温度为850℃时,其绝热燃烧火焰温度可达1?595.9℃,对分解炉的热贡献为4.57MJ/kg,热量利用率为72.2%,即分解炉内喂入4.95t（低位热值为6.30MJ/kg）入窑基RDF与1t（低位热值为24.49MJ/kg）煤粉产生的发热量相当,该理论计算替代量与实际生产数据的偏差率仅为3.2%;最后计算了不同水分下的临界灰分以及对应的RDF临界热值,并给出了RDF的热贡献分区用于指导水泥窑协同处置生产实践。     

基于完全燃烧模型下市政垃圾衍生燃料在水泥窑分解炉内热贡献的研究

基于燃料的完全燃烧模型,对市政垃圾衍生燃料(RDF)的燃烧特性进行了分析,并对其在分解炉内的热贡献进行了模拟计算。结果表明:入窑基RDF完全燃烧时最小燃烧空气量A_(min)为0.335 Nm~3/MJ,最小燃烧废气量V_(min)为0.463 Nm~3/MJ,均大于煤粉;对于入炉温度为20℃的入窑基RDF,当助燃空气温度为850℃时,其绝热燃烧火焰温度可达1 595.9℃,对分解炉的热贡献为4.57 MJ/kg,热量利用率为72.2%,即分解炉内喂入4.95 t(低位热值为6.30 MJ/kg)入窑基RDF与1 t(低位热值为24.49 MJ/kg)煤粉产生的发热量相当,该理论计算替代量与实际生产数据的偏差率仅为3.2%;最后计算了不同水分下的临界灰分以及对应的RDF临界热值,并给出了RDF的热贡献分区用于指导水泥窑协同处置生产实践。     

高硫强粘结性煤高温热解脱硫的研究

就高硫强粘结性煤与生物质在回转炉内共热解。研究了热解温度和煤种对无机硫脱除率、有机硫脱除率、硫和氮含量的影响。结果表明,随着煤化度的增高,脱硫和脱氮率降低,１２００℃左右脱硫和脱氮率明显增大,１６００℃煤中无机硫脱除率达９３％￣９８％,有机硫脱除率达８０％￣９５％,煤和生物质脱氮率达８５％￣９３％。     

Cherat水泥公司利用MI-CFD理论提高分解炉的性能

所有的分解炉都含有一定程度的分层流动,这将导致O2和燃料缺乏有效混合,造成燃料不完全燃烧,不完全燃烧的燃料颗粒被带入旋风筒内燃烧,将产生结皮,影响旋风筒的分离效率.Cherat水泥公司通过四根燃烧器煤粉喷入系统的优化设计,提高本地或高硫煤的替代率,以及碎轮胎的替代使用,并且使其有效燃尽,同时不产生结皮.结果显示,分解炉内煤粉燃尽率从88％提到98％,生料分解炉水平从77％提高到83％.     

高替代燃料技术在水泥工艺设计中的应用实践

随着经济的发展，农业废物、工业废物和生活垃圾量日益增加，对环境造成了严重的污染。本文结合项目实际，根据不同替代燃料的理化特性及水泥烧成系统的特点，提高各种替代燃料的燃尽率及热能利用率，集成适用于各类替代燃料的处置装备系统，通过接收、储存、输送、喂料等工序，采用多点喂料方式将各种替代燃料分别喂入分解炉中部、分解炉底部、窑尾烟室、窑头主燃烧器，开发了全替代燃料分解炉及轻质替代燃料立式烘干系统，设计的燃料替代率高达80%，实现各种废弃物的再利用，降低环境污染。     

挪威Brevik水泥厂应用替代燃料的经验

<正>挪威Brevik水泥厂从20世纪80年代开始用替代燃料生产熟料。该厂原为Φ4.4m的四级旋风预热器窑,熟料产能为1600t/d。第一次改造,增加了一列预热器和一台低氮分解炉并扩大冷却机面积,替代燃料用量达35%,     

水泥分解炉煤/生物质耦合预热特性试验

在干法水泥生产技术中，分解炉内燃料燃烧和原料分解对水泥质量和污染物排放有重要影响。与燃料直接注入分解炉燃烧相比，燃料经循环流化床预热处理后再注入分解炉燃烧不仅可以提高分解炉内燃烧性能，减少有害气体排放，同时预热处理也可以增加水泥分解炉的燃料适应性。主要研究煤与生物质混合燃料在进入分解炉前由循环流化床预热后的预热特性，即不同因素对固相预热燃料和煤气的影响。研究表明：氧碳比(单位时间内O₂与C的摩尔质量比)的增大会导致预热炉内反应和颗粒碰撞更为剧烈，导致预热燃料粒径减小；同时氧碳比增加会使煤和稻壳耦合预热产生的焦炭灰分增加，其他组分减少；外热源升温可明显提升CO、CH₄、H₂等煤气有效燃烧组分的生成，提高固相燃料中各组分的转化率。     

明矾石双层还原热解炉试验情况

浙江省温州化工厂在兰州化工机械研究所协作下,于1973年进行了明矾石双层还原热解炉的试验。明矾石经破碎脱水后送入还原热解炉的上层流化床,温度控制在520～540℃,用来自下层流化床的气体来还原矿粉,并进一步脱水,矿粉在上层流化床停留几分钟后,通过无溢流筛板(外溢流管)流至下层流化床,在下层流化床筛板上部送入液体燃料油(轻柴油)作为加热燃料和还原剂。     

温度对循环流化床双床气化中热解炉产物的影响

在循环流化床双床煤高温热解气化试验台上,以神木烟煤为燃料在不同温度下进行了热解气化试验,该试验台利用上下返料器将热解炉和气化炉耦合在一起,其中热解炉为N2气氛,气化炉通入空气作为气化剂,试验主要研究热解炉底部温度对热解煤气及热解炉底渣的影响。试验结果表明:随热解炉底部温度升高,热解煤气中H2体积分数升高,CH4,CO2体积分数降低,CO体积分数先降低后升高,热解煤气主要组分气体的收率增加。试验所取热解炉底渣样品的孔比表面积分布和孔比体积分布主要集中于中小孔(0—50 nm),其总比表面积和总孔体积大小顺序为在817℃最大,844℃次之,766℃最小,在N2气氛、1 200℃条件下,CO2反应的活性大小顺序为817℃最大,766℃次之,844℃最小。     

关于燃无烟煤分解炉设计改造和优化操作的思考

详细分析了影响燃料在分解炉内燃尽的因素和分解炉CO2浓度对生料分解率的影响，针对烧无烟煤的分解炉的设计、改造和操作提出了针对性建议。如：在分解炉的设计和改造中宜选离线和半离线分解炉；适当增加分解炉高度；适当提高分解炉操作温度以及降低无烟煤粒度和水分等。     

水泥厂用替代燃料工艺探讨

探讨了替代燃料的基本情况,其不同特性的预处理方式及喂料系统。通过理论计算炭黑替代煤炭在1∶1左右,热值利用率在95%左右,通过采用气力输送喂料系统喂入分解炉锥部可以很好的降低可比熟料能耗至100 kg/t以内,投资少、见效快;同时对熟料强度基本无影响。     

热解病死畜禽制备清洁液体燃料

着重讲述了利用热解技术分解病死畜禽并分离热解产物制备清洁液体燃料的方法,对热解病死畜禽获得产物的产率和残余固体产率随温度和压力的关系进行了研究,分析了热解产物的元素,测定了清洁液体燃料的闪点,粘度,热值,馏程,冷滤点;研究表明:温度在160℃,压力在1.0Mpa条件下热解液化所得的产率最高,其化学成分包括大部分的酯类、芳香烃,还有醚类、呋喃等其他有机物。此物质和工业甲醇通过特殊工艺制备的清洁液体燃料,经测定闪点在52℃,冷滤点在-2℃,热值在42.1MJ/kg,指标符合国家炉用燃油标准(GB 25989-2010),可作为民用燃料用于酒店、学校食堂、餐饮店,还可以作为工业锅炉、窑炉的供热原料燃烧供热。     

不同变质煤热解和气化中燃料氮的转化规律

利用水平管式炉对不同变质程度煤进行了热解和气化实验,并利用傅里叶红外气体分析仪对热解和气化过程中主要含氮产物的释放规律进行了研究.结果发现,煤的变质程度对煤热解和气化过程中HCN的释放具有重要影响,而对NH3的释放影响较小.对于低变质程度煤来说,挥发分含量较高,而挥发分的深度裂解是HCN产生的主要来源.因此,低变质程度煤热解过程中转化为HCN的燃料氮份额高于高变质程度煤;对于不同变质程度煤在热解过程中转化为NH3的燃料氮份额则大致相当.对不同变质程度煤在CO2气氛条件下气化反应过程中含氮产物生成规律的研究发现,焦炭氮几乎全部转化为NO;转化为NH3的燃料氮份额有所增加;除印尼褐煤外,转化为HCN的燃料氮份额也有所增加;此外,对CO2气化过程中NO的生成机理进行分析,认为焦炭氮的直接氧化可能是NO产生的主要来源.     

流化床中包覆燃料颗粒的制备及应用

包覆燃料颗粒由燃料核芯、疏松热解炭层、内致密热解炭层、碳化硅层和外致密热解炭层组成.本工作设计建造了不同直径和结构的流化床沉积炉系统,探讨了流化床的结构、气体流量对颗粒流化状态的影响采用化学气相沉积方法生产出的包覆燃料颗粒不仅应用于我国10 MW高温气冷堆燃料元件的制备,而且探讨了包覆燃料颗粒的其它应用.     

中国水泥工业烧成系统技术升级路线图之NOx生成因素分析

预分解窑内NOx生成量与燃料中氮的含量关系极大,往往起主导作用,热力型的氮可能只占小部分;O_2浓度的高低是NOx形成量多少的决定性因素,温度高低、高温区停留时间是次要因素;分解炉中NOx的量同样取决于燃烧环境的O_2浓度;生料对CO还原NO反应起催化剂的作用;各种形式的分解炉,断面都存在气体、物料、煤不均匀的状态,局部均可能出现NOx很高的区域和温度高的区域;分解炉的脱硝,要根据具体情况采用空气分级、燃料分级、流场控制等措施解决。分解炉各点氨水喷入量取决于炉内NOx高低。     

分解炉内CO_2含量对燃煤NO释放特性的影响

在模拟分解炉悬浮及喷腾状态的试验台架上,分别考察了不同温度及掺混生料的情况下,CO2含量对典型煤种在水泥分解炉条件下燃烧释放NO的影响规律。结果表明:在研究的温度范围(850～950℃)内,温度升高会促进燃料氮向NO的转化,而气氛中CO2含量升高时,温度对NO转化的促进作用减弱;水泥生料对煤粉燃烧NO的生成具有很强的催化作用,CO2通过抑制水泥生料中CaCO3的分解抑制了其对NO的生料的催化作用。     

高硫煤与生物质共热解时有机硫的迁移规律

选取晋南和宁东地区的两种高硫煤作为研究对象,用HCl-HF-CrCl_2对煤样进行脱矿物质处理。将脱矿物质煤与稻壳和木屑两种生物质分别按不同质量比进行混合,在不同温度下共热解,研究了混合半焦收率的实验值与计算值的差异,以及脱矿物质煤与生物质共热解对煤中有机硫逸出的促进作用,并对有机硫逸出率最大的样品进行了FTIR,XPS,BET表征,探讨了生物质促进煤热解过程中有机硫逸出的机理。结果表明:当升温速率为15℃/min,温度低于700℃时,脱矿物质煤与生物质共热解存在明显的协同效应,使得混合样热解的有机硫逸出率高于煤单独热解时的有机硫逸出率。FTIR分析表明脱矿物质晋南煤与生物质共热解过程中—■键消失,说明协同效应促进亚砜的分解;XPS分析表明最大有机硫逸出率下有机硫的种类及含量都减少,变化最明显的是脂肪族硫化物和砜类。     

应用专家智能优化系统提高替代燃料处置量

使用废纺作为替代燃料,代替煤炭,降低煤耗。通过安装专家智能优化系统,迅速及时调节分解炉用煤量,稳定分解炉出口温度,提高并稳定入窑生料分解率,实现分解炉用煤自动控制,并打通生料质量控制系统与专家智能优化系统联合控制,实现分解炉用煤量在线监控,为处置替代燃料创造有利条件,提高入窑生料的稳定性,增加熟料产量及熟料强度,有效降低生产成本。