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回转窑中氮氧化物生成类型和生成量的因素:温度,火焰形状,废气停留时间等

发布时间:2021-04-01

 回转窑是新型干法水泥物料烧成的关键技术装备,也是NOx的主要来源。煅烧水泥熟料时生成一氧化氮NO的途径主要有四种,即第一种热力NOx,它是燃料在水泥窑头1400℃以上燃烧时会产生大量NOx;第二种瞬发NOx,它是有碳氢根存在时,于火焰前端瞬发形成的NOx,一般这种瞬发NO生成量的比例很小;第三种燃料NO,它是由燃料中所含的化学接合氮所产生的。例如煤中约含有0.5%~2%的氮(按质量计)。因为燃料中氮原子的接合能较小,所以在水泥窑系统相对较低温的分解炉内产生的燃料NOx较多;第四种生料NOx,它是由窑喂料中含氮的化合物分解后而形成的NOx,例如NH4等。在窑废气中NO2一般仅占NO+NO2总量的5%以下,NO则占总量的95%以上

今天河北思凯淋环保科技有限公司设备部的氨水喷枪小编为大家介绍一下回转窑中氮氧化物生成类型和生成量的因素:温度,火焰形状,废气停留时间等

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1、氮氧化物生成的类型

热力型NOX:主要是温度高于1500度时,空气中的O2N2反应而生成;

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机形态存在,氮含量约占0.5%~2.5%,原料中的氮含量主要以NH4+形式存在于有机组件中,由天然材料配成的生料中NH4+含量约为8.~200g/t

瞬时型NOX:是碳氢类燃料在过剩的空气系数α1的富氧燃烧条件下,碳氢化合物和N2在火焰面内快速反应而生成。

2、氮氧化物生成量

水泥熟料烧成过程中,回转窑窑头使用大约整个系统用煤量的40%,产生的NO2750~1200PPM,经过分解炉的相关作用,出预分解系统的NOX600~700PPM,烧成系统平均排放浓度为650PPM

相当一部分新型干法水泥生产线NOX排放浓度超过这个排放浓度。

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3、回转窑NOX生成类型和生成量的因素

1烧成温度的影响

回转窑主燃烧器的温度高达1700~2000℃,这种量级的火焰温度会促使热力型NOX大量生成,研究表明,当温度高于150℃时,温度每上升100℃,热力型NOX的反应速率就会增长6~7倍。

2火焰形状的影响

根据定性判断,火焰形状拉长,可以降低高温点温度,减少热力型NOX的生成量,但过长的火焰会降低高温区燃烧温度,从而影响水泥熟料质量(游离钙高,合格率降低)。

3)废气在窑内的停留时间

在热能流量相同的条件下,窑截面空气流量越大,燃烧气体在高温区停留时间越短,形成的NOX量越少,因此,缩短烟气在燃烧器出口端附近高温区停留时间,可减少氧分子和氮分子反应几率,减少燃烧型NOX的生成量。

4 过剩空气系数

过剩的空气会增加高温区的含氧量,从而增加NOX的生成量。

预热分解系统NOX生成类型和生成量的主要因素

分解炉和窑尾管道上升区域,燃料燃烧温度约为950~1200℃,在此范围内,基本不产生热力型NOX。但是由于分解炉内温度主要在800℃左右,而在这个温度下,主要生成燃料型NOX(包含生料)。只有当分解炉的喷煤管设计不当,出现集中火焰时,会出现局部高温区域,这时会出现热力型NOX的产生,当煤粉浓度过大(局部过剩空气系数小)时,就会产生瞬时型NOX的情况。

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