减少NONOxx排放的技术进展
中国水泥工业面临严格的NOx排放要求,公司对KSV分解系统进行了优化,开发出DeNOxKSV和DeNOxSKV(TSC)系统,自2008年以来,已安装了45套此类装置。
预分解窑分解炉内燃料燃烧过程中,在800℃~1000℃的燃烧温度范围内,在活性高的碳氢化合物(HC)和氮水化合物(NH3)等的作用下,燃料燃烧所产生的NOx量将减少。此外,在一氧化碳(CO)、氢气和起催化作用的生料粉作用下,生成的NOx将被破坏。
分解炉内燃料燃烧过程中,下述两个重要措施可减少NOx排放。首先,炉内浓度高的生料粉和呈还原气氛的窑气混合,当燃料喷入混合后在还原气氛烟气内燃烧时,将减少NOx的生成。其次,未燃烧的燃料,在炉内空气量少的工况下,燃料不完全燃烧直至燃尽,所产生的NOx数量较低。
1972年,日本出现KSV分解炉。随着NOx的减排要求,1976年出现了DeNOxKSV系统。分解炉由装有喷嘴的料床、旋涡室、辅助喷嘴料床和周边安装多个喷嘴的混合室组成。
图1 DeNOxKSV(TSC型)配置
图2 DeNOxKSV(TSC)炉各部位功能
图3 DeNOxKSV和DeNOxKSV(TSC型)性能比较
燃料在高浓度的生料粉内燃烧,有利于减少NOx的生成。在燃料氮1%的工况下,窑气生成的NOx将减少70%(图3)。
DeNOxKSV(TSC)系统烟气出口NOx排放为250ppm(10%O2)。此数据已能满足世界各国对水泥生产NOx的排放限令。该项技术还可进一步发展,以满足更为严格的排放值的需求。
为满足日益严格的NOx排放限值,公司在DeNOxKSV基础上,开发出DeNOxKSV(TSC型)(图1)和SN⁃CR结合系统。燃料燃烧和脱氮过程见图2,NOx排放量有较大幅度下降(图3)。