技术简介
窑尾分解炉喷煤系统的再燃改造是在传统的空气分级燃烧、燃料分级燃烧的基础上，通过加装再燃煤粉管道，把原煤粉分流阀切换至再燃煤粉管道，分区控制，将整个炉膛分为三个区：主燃区，再燃区与燃尽区。使氮氧化物先充分氧化生成氮氧化物，再同相及异相还原，将一定量的燃料送入主燃区，该区域空气过剩系数大于1，燃料中的氮尽可能的转化为NOx。其余燃料送入主燃区上部的再燃区，在空气过剩系数小于1的条件下形成还原性气氛，使得在窑内和主燃区中生成的NOx在再燃区中被还原成氮分子，同时抑制新的NOx的生成，使NOx的排放浓度进一步降低。借助在再燃区上方布置的“火上风” 喷口形成的燃尽区，使在再燃区的未完全燃烧产物得以燃尽。有效化的利用煤炭资源，降低耗煤量，减少成本开支，吨熟料标煤耗降低2--3公斤，改造完成后，喷按量降低0.5m3/h,明显降低了喷氨水增加的成本，同时降低了煤耗，取得良好的经济效益和社会效益。
创新点
2.1.把传统的分解炉一个主燃区分为三个区：主燃区、再燃区、燃尽区。主燃烧区为富氧燃烧，减少分解炉锥体部分及烟室结皮，再燃区为贫氧燃烧，有效降低氮氧化物的产生，系统温度场分布均匀，提高生料的分解率2~3%;燃尽区是在再燃区的未完全燃烧产物得以燃尽。
2.2.窑尾分解炉喷煤系统的再燃改造使生产线运行参数得以优化，系统运行质量和稳定性提升，水泥熟料产量和质量得到优化;
2.3.进一步改变分解炉膛内部燃烧环境，加快了进入物料的燃烧化学反应效率，降低脱硝的运行成本，每天节约氨水用量12吨，改变了单一的SNCR脱销技术模式。
应用推广情况：
该技术成果在公司5000t/d生产线应用后，吨熟料标煤耗降低1--2公斤，喷氨量降低0.5m3/h，每小时节约125度电，年创造经济效益300万元以上，取得非常良好的节能效果，经验为其它企业提供了成功案例，附近的兄弟企业纷纷来公司参观学习共同探讨窑尾分解炉喷煤系统的再燃改造技术的使用。
已投入使用的生产线：
枣庄中联水泥有限公司2#(2500t/d)生产线
山东申丰水泥集团有限公司 1# 5000t/d生产线
山东泉兴水泥有限公司 1# 2500t/d生产线
山东泉兴水泥有限公司 3# 5000t/d生产线
泉头集团枣庄金桥旋窑公司 4000t/d生产线
技术详情
1.1立项时技术状况
对于每条5000t/d的熟料新型干法水泥生产线而言，企业每年需缴纳排污费90万～100万元，其中，氮氧化物排污费约占85%，即每年氮氧化物排污费76万～85万元。脱硝不仅是环保紧迫要求，也是水泥企业沉重负担，脱硝势在必行。同时由于使用氨水，改变了分解炉膛内环境，使煤耗增加，增加了生产运行成本，为克服目前广泛应用的水泥脱硝技术存在的不足(脱硝率<80%)，优化水泥生产工艺，提升系统运行的稳定性，提高水泥熟料的质量和产量,降低水泥的生产成本。公司开展了窑尾分解炉喷煤系统的再燃改造。
该技术改造是在传统的空气分级燃烧、燃料分级燃烧的基础上，通过理论创新，工艺创新，开发的全新煤粉再燃提高脱硝效率技术，利用还原区消除从回转窑窑头燃烧产生的氮氧化物和分解炉本身产生的氮氧化物，脱硝效率20~40%。在“燃烬区”的上方再设置一个SNCR“二级脱硝区”，总脱硝效率高于80%，为适应国家对排放标准的逐步严格的要求，创下良好的技术基础。
1.2主要技术经济指标
窑尾分解炉喷煤系统的再燃改造共投资290万元，自运行以来，取得了良好的经济效益，主要体现在三个方面：
1.2.1能有效化的利用煤炭资源，降低耗煤量，减少成本开支，吨熟料标煤耗降低1--2公斤，具有良好的经济效益和社会效益。
1.2.2改造完成后，喷氨量降低0.5m3/h,明显降低了喷氨水增加的成本，同时降低了煤耗，具有非常可观的经济效益。
1.2.3在电耗方面每小时节约125度电，一条线每月可以节电8万余度，直接经济效益5万余元。
回转窑分解炉煤粉在燃烧中NOx在遇到烃根CHi、未完全燃烧产物CO、C和未完全燃烧中间产物HCN基团、NHi基团时，会被还原为N2。这就是再燃降低NOx的基本原理。窑尾分解炉喷煤系统的再燃改造技术，按照此原理将整个炉膛分为三个区：主燃区，再燃区与燃尽区。氮氧化物先充分氧化生成氮氧化物，再同相及异相还原，将一定量的燃料送入主燃区，该区域空气过剩系数大于1，燃料中的氮尽可能的转化为NOx。其余燃料送入主燃区上部的再燃区，在空气过剩系数小于1的条件下形成还原性气氛，使得在窑内和主燃区中生成的NOx在再燃区中被还原成氮分子，同时抑制新的NOx的生成，使NOx的排放浓度进一步降低。借助在再燃区上方布置的“火上风” 喷口形成的燃尽区，使在再燃区的未完全燃烧产物得以燃尽。
1) 再燃降低NOx的化学反应机理
再燃煤粉在还原性气氛下生成的烃根CHi、焦炭和未完全燃烧中间产物HCN基团，以下两个主要反应控制着再燃降低NOx排放的水平：
C，CH，CH2+NO→HCN+…(4)
HCN+O，OH→N2+…(5)
敏感系数最大的两个反应为：
H+O2→OH+O(6)
C，CH，CH2+NO→HCN+…(7)
再燃降低NOx排放机理中，HCN是一种十分重要的中间产物，在富燃料情况下有以下反应：
CHi+NO→HCN+…(8)
然后HCN通过如下的反应还原为N2：
HCN+O→NCO+H(9)
NCO+H→NH+CO(10)
NH+H→N+H2(11)
N+NO→N2+O(12)
部分再燃煤粉在还原性气氛下的中间产物氨基也是还原主燃区内已生成NOx的一个重要途径：
NO+NHi→N2+…(13)
由此，再燃煤粉在还原性气氛下对主燃区煤粉燃烧生成的氮氧化物的还原反应中，再燃燃料中产生的中间产物氰基、氨基和烃根等起到分解氮氧化物的作用。实际应用中应使再燃区产生还原性气氛，并尽量使烃根CHi与NO相接触，避免CHi与O接触，以保证燃料分级燃烧对降低NOx排放的效果。
2) SNCR的运行原理
在没有催化剂的情况下，在合适的反应温度窗口向烟气喷射含NH2-X物质的化合物可以使NO或NO2还原成N2，这个方法被称为可选择性非催化还原脱硝方法。
原标题：窑尾分解炉喷煤系统的再燃改造
