一种干法水泥回转窑节能燃烧方法与装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111121449A(43)申请公布日2020.05.08(21)申请号202010056570.8(22)申请日2020.01.18(71)申请人上海穗杉实业股份有限公司地址201506上海市金山区金山工业区天工路285弄5号(72)发明人陈宗蓬顾修筑谢东红吴仁杰(74)专利代理机构上海正旦专利代理有限公司31200代理人陆飞陆尤(51)Int.Cl.F27B7/34(2006.01)F23L7/00(2006.01)F23C13/08(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图5页(54)发明名称一种干法水泥回转窑节能燃烧方法与装置(57)摘要本发明属于热能工程技术领域，具体为一种干法水泥回转窑节能燃烧方法与装置。本发明将富氧空气与催化燃烧相结合；采用常温空分方法直接自空气中制取纯度为23～60%的富氧空气；将催化剂溶解进入水溶液中，用以激发单线态氧；以空气或制取的富氧空气作为气源将催化剂溶液以喷射器雾化后，送入干法水泥回转窑窑头燃烧器及分解炉煤风，随燃料流进入炉窑内进行富氧催化燃烧。本发明装置包括：氧提取装置，催化剂溶解、搅拌、加压装置，富氧喷射雾化装。本发明本质是向氧要能量，而不是向碳、甲烷、油等燃料要能量；并大幅降低氧源的流量、纯度要求，大幅降低氧气设备的投资及其运行维护保养费用，尤其是降低制氧设备的能源消耗，具有重大经济效益。CN111121449ACN111121449A权利要求书1/2页1.一种干法水泥回转窑节能燃烧方法，其特征在于，将富氧空气与催化燃烧相结合，采用常温空分方法直接自空气中制取纯度为23～60%的富氧空气；将催化剂溶解到水溶液中，用于激发单线态氧；以空气或制取的富氧空气作为气源，将催化剂溶液以喷射器雾化后，随着窑头燃烧器与分解炉的煤风管道的燃料流进入炉窑内，从而实施富氧催化助燃。2.根据权利要求1所述的干法水泥回转窑节能燃烧方法，其特征在于，以常温空分方法直接自空气中制取23～60%的富氧空气，其压力保持60～300KPa；或者采用常温空分方法利用原工厂压缩空气经过膜分离器分离23～60%的富氧空气，并将废气送回原压缩空气管网，其富氧压力保持30～200KPa。3.根据权利要求2所述的干法水泥回转窑节能燃烧方法，其特征在于，所述催化剂为水溶性金属卟啉类催化剂或水溶性铈基稀土催化剂。4.根据权利要求3所述的干法水泥回转窑节能燃烧方法，其特征在于，以空气，或者采用富氧作为气源，将所述水溶性金属卟啉类催化剂或水溶性铈基稀土催化剂配成的溶液，以喷射器雾化，并随着窑头燃烧器与分解炉的煤风管道的燃料流进入炉窑内，从而实施富氧催化燃烧。5.一种干法水泥回转窑节能燃烧装置，所述干法水泥回转窑（4），包括回转窑（4-1），分解炉（4-2），回转窑（4-1）包括窑头燃烧器；其特征在于，包括：氧提取装置（1），催化剂溶解、搅拌、加压装置（2），富氧喷射雾化装置（3）；其中：所述氧提取装置（1），是膜分离方法的制氧装置、吸附分离方法的制氧装置或深冷空分方法的制氧装置，用于制取助燃所需氧气，制取的氧气为混合的富氧空气；这里采用直接制取23～60%纯度的富氧空气的制氧装置，供氧压力60～300KPa，压力满足略大于燃料流的供气压力；或者采用常温空分方法利用原工厂压缩空气经过膜分离器分离23～60%的富氧空气，并将废气送回原压缩空气管网，而其制取的富氧其压力可保持30～200KPa；所述催化剂溶解、搅拌、加压装置（2），至少带有溶解水溶性催化剂的储存装置、有助于溶解的搅拌装置以及将催化剂溶液加压至60～300KPa的增压泵，液压满足略大于燃料流的供气压力；所述富氧喷射雾化装置（3），以空气或富氧空气为气源，将来自催化剂溶解、搅拌、加压装置（2）送入的催化剂水溶液，以雾化器喷射并雾化后进入干法水泥回转窑（4）的燃烧器，煤风及分解炉喷煤管煤风随燃料流进入，进行富氧催化燃烧；这里雾化采用机械雾化、压力雾化或者超声波雾化。6.根据权利要求5所述的干法水泥回转窑节能燃烧装置，其特征在于，其工作流程为：首先由氧提取装置（1）制取富氧空气：其氧浓度大约为23～99.5%纯度的富氧，或经混合空气后达23～60%纯度的富氧；或者采用可直接制取23～60%纯度的富氧空气的制氧装置，供氧压力优选60～300KPa，压力满足略大于燃料流的供气压力；或者采用常温空分方法利用原工厂压缩空气经过膜分离器分离23～60%的富氧空气并将废气送回原压缩空气管网，而其制取的富氧其压力保持30～200KPa；制取的这部分富氧作为催化剂的雾化用气；将前述含氧量21～60%的雾化用气以管道直接送至安装在窑头燃烧器、分解炉喷煤管的雾化装置的富氧进气口；同时，由催化剂溶解、搅拌、加压装置（2）