水泥分解炉分级燃烧减排NOx的数值模拟 文 献 综 述 1 前言 1.1 研究背景 随着水泥行业的迅速发展, 环境污染程度也在增加,该行业NOx排放量已占据NOx总排放量的第三位[1]。

水泥行业紧随火力发电和汽车尾气,成为我国污染物排放的第三大户。

分解炉在水泥生产工艺中占有重要地位,是水泥行业降低NOx的主要环节,因此,优化分解炉结构和工艺参数,实现节能减排,已经成为分解炉设计及运行中必然的趋势[2]。

2013年我国颁布的《水泥工业大气污染物排放标准》[3], 要求水泥厂NOx排放量不超过400 mg/m3, 但某些区域要求更为严格, 排放限值的降低促使水泥行业进一步采用SNCR脱硝技术对NOx进行去除[4]。

采用数值模拟方法研究水泥分解炉内SNCR脱硝工艺具有周期短、节约成本、精确度较好等优点[5], 是应用较广泛的研究方法。

水泥预分解炉是水泥生产过程中重要的热工设备,也是水泥工业实现降低氮氧化物等有害气体排放的主要优化对象。

近年来,如何运用理论或者实验的方法对分解炉的结构和工艺参数进行优化研究来实现节能减排,已经成为分解炉设计中必须解决的关键问题[6]。

2 研究现状 2.1新型干法工艺水泥生产中NOx形成的原因 对于燃料的燃烧, NOx的形成类型主要有三种:瞬时型NOx、热力型NOx和燃料型NOx。

其中瞬时型NOx是由于燃料挥发物中碳氢化合物分解生成CH自由基和空气中的N2反应生成HCN和N, 再与O2作用生成NOx, 其形成时间极快只需60 ms, 但由于对大多数矿物燃料, 尤其在大型燃烧体系中, 这类NOx含量极小, 可以忽略不计[7,8], 所以在水泥工业中一般不做考虑。

2.2现有的NOx减排技术 通过对燃烧过程中氮氧化物的生成的特点, 降低氮氧化物排放主要有三种方法, 燃烧前的处理方法, 燃烧过程中的控制方法和燃烧后的处理方法。