減少NONOxx排放的技術進展
中國水泥工業面臨嚴格的NOx排放要求,公司對KSV分解系統進行了優化,開發出DeNOxKSV和DeNOxSKV(TSC)系統,自2008年以來,已安裝了45套此類裝置。
預分解窯分解爐內燃料燃燒過程中,在800℃~1000℃的燃燒溫度范圍內,在活性高的碳氫化合物(HC)和氮水化合物(NH3)等的作用下,燃料燃燒所產生的NOx量將減少。此外,在一氧化碳(CO)、氫氣和起催化作用的生料粉作用下,生成的NOx將被破壞。
分解爐內燃料燃燒過程中,下述兩個重要措施可減少NOx排放。首先,爐內濃度高的生料粉和呈還原氣氛的窯氣混合,當燃料噴入混合后在還原氣氛煙氣內燃燒時,將減少NOx的生成。其次,未燃燒的燃料,在爐內空氣量少的工況下,燃料不完全燃燒直至燃盡,所產生的NOx數量較低。
1972年,日本出現KSV分解爐。隨著NOx的減排要求,1976年出現了DeNOxKSV系統。分解爐由裝有噴嘴的料床、旋渦室、輔助噴嘴料床和周邊安裝多個噴嘴的混合室組成。

圖1 DeNOxKSV(TSC型)配置

圖2 DeNOxKSV(TSC)爐各部位功能

圖3 DeNOxKSV和DeNOxKSV(TSC型)性能比較
燃料在高濃度的生料粉內燃燒,有利于減少NOx的生成。在燃料氮1%的工況下,窯氣生成的NOx將減少70%(圖3)。
DeNOxKSV(TSC)系統煙氣出口NOx排放為250ppm(10%O2)。此數據已能滿足世界各國對水泥生產NOx的排放限令。該項技術還可進一步發展,以滿足更為嚴格的排放值的需求。
為滿足日益嚴格的NOx排放限值,公司在DeNOxKSV基礎上,開發出DeNOxKSV(TSC型)(圖1)和SN?CR結合系統。燃料燃燒和脫氮過程見圖2,NOx排放量有較大幅度下降(圖3)。