“碳中和、碳達峰”是全球各國的共識,目前已有數十個國家和地區(qū)提出了“零碳”或“碳中和”的氣候目標,Energy & Climate Intelligence Unit 的凈零排放跟蹤表統(tǒng)計了各個國家進展情況,包括:已實現的2個國家,已立法的6個國家,處于立法中狀態(tài)的包括歐盟(作為整體)和其他3個國家。
據水泥人網了解,越來越多的國家正在將其轉化為國家戰(zhàn)略,提出了無碳的愿景。而水泥工業(yè)一直以來被認為是高污染、高排放的行業(yè),也是各國重點治理的行業(yè)之一。因此,水泥行業(yè)的超低排放,凈零排放一直以來也是國內外各大水泥企業(yè)共同努力的方向。
為達到這一共識,水泥廠、水泥設備以及各大技術研發(fā)企業(yè),都在奮力前行,目前國內水泥熟料節(jié)能降氮燒成技術已經非常成熟,很多水泥企業(yè)也已經完成超低排放改造工程。與此同時,為了幫助國外水泥企業(yè)解決排放問題,淄博科邦熱工科技有限公司(以下簡稱“科邦”)已將其研發(fā)的“水泥熟料節(jié)能降氮燒成技術”輸出國外,該技術正式在國外一條新建設的水泥廠的設計中應用。
據科邦高級工程師郭紅軍介紹,采用這項技術的水泥廠,設計生產規(guī)模為1800t/d,配備Φ3.5*54米回轉窯,窯尾采用帶分解爐的五級旋風預熱器,采用升級型的第四代步進式篦冷機,窯頭采用節(jié)能型低氮燃燒器。燒成系統(tǒng)主要設備配置情況見下表:
在這條生產線的燒成系統(tǒng)中,采用了多項具有我國獨有知識產權的工藝和設備技術。這些技術組合應用后,燒成系統(tǒng)具有五項國際先進工藝特征的技術:在窯尾預熱預分解系統(tǒng)中,采用了“分解爐外循環(huán)技術”和“分級燃燒分解爐”技術;窯頭采用了帶有“非金屬材質攏焰罩”的節(jié)能型低氮燃燒器;熟料冷卻機是在原有步進式結構的基礎上,新增加了“強急冷結構”。
這臺篦冷機不同于其他相同結構步進式篦冷機的最大的特點是:該篦冷機的所有外形尺寸和傳動系統(tǒng)均一樣,制造廠家只提供按照原設計制造的框架結構、傳動系統(tǒng)和殼體。在出廠之前,就將原來的固定床更換成由淄博科邦提供的“縱向控制流固定床”?;顒芋鞔驳捏靼迦坎捎昧司哂袑@夹g的“不塞料強冷篦板”,并按照“交叉氣流冷卻篦床”的結構進行配置。如此一來,這臺篦冷機就成為升級板的第四代步進式篦冷機了,其設計生產能力達到了49t/m2.d。由于篦板結構和通風槽結構的特殊性,篦板的通風阻力小。并且在最初的投料過程中,不需要鋪設鵝卵石。因此風機的工況壓力更低。系統(tǒng)配套的冷卻風量是1.6m3/kgcl。配套的電機功率是5.7kw/cl。所有消耗均比目前的第四代篦冷機更低。
窯尾預熱器設計圖
在這臺窯尾預熱器中,各級旋風筒的下料管均采用“微動型鎖風閥”;連接管道中采用“低阻力撞擊擴散式”撒料裝置。預熱器中,除了窯尾煙室外,所有下料管均沒有設置空氣炮。
這條生產線是我們國家之外,首條采用中國水泥行業(yè)研發(fā)的并被國家工信部推薦的具有5項先進工藝結構特征的“水泥熟料節(jié)能降氮燒成系統(tǒng)”的生產線。其熱耗指標≦98kgce/tcl;NOx排放濃度≦200mg/m3。系統(tǒng)運行中,C1出口阻力≦3800pa。在世界水泥行業(yè)同等規(guī)模的生產線中是先進技術指標。
目前該生產線已經完成了回轉窯、篦冷機等部分主機設備訂貨。回轉窯已經開始安裝,窯尾預熱器和分解爐也正在現場制作中。由于該燒成系統(tǒng)中采用近20項具有我國自主知識產權的技術。因此在投產運行后,也將采用中國水泥行業(yè)原創(chuàng)的“精準平衡操作技術”進行燒成操作。屆時將成為國外第一條三次風管閥門全部打開運行的熟料生產線。在沒有采用SNCR后期處理技術的情況下,系統(tǒng)NOx排放濃度≦200mg/m3。這也是國際上的先進指標。這條生產線的燒成系統(tǒng),是應建設方要求,由淄博科邦采用新技術設計而成。燒成系統(tǒng)的一些關鍵設備,也是應建設方的要求,由淄博科邦提供。
據郭紅軍介紹,節(jié)能降氮燒成技術是由“分解爐再循環(huán)”“分級燃燒分解爐”“帶攏煙罩的低氮燃燒器”“縱向控制流固定床”“精準平衡操作技術”5項專利核心應用技術,及“微動型鎖風閥”“變流場分解爐燃燒器”“低損耗三次風管”“交叉氣流冷卻篦床”4項輔助技術組成。它針對的是熟料燒成系統(tǒng)的4個主要工藝環(huán)節(jié)及操作技術,而不是單純的一項窯尾預熱預分解技術??稍诓粚ο到y(tǒng)進行傷筋動骨改造的情況下,使系統(tǒng)的綜合技術性能和指標實現脫胎換骨的升級換代。
該項技術是淄博科邦歷經23年燒成系統(tǒng)優(yōu)化改造創(chuàng)新歷史,通過近百條水泥熟料生產線優(yōu)化升級的實踐,一步步完善定型的,是集目前國際各種燒成創(chuàng)新技術之大成并進行結構優(yōu)化和參數匹配后實現的,是適合當前國家環(huán)保和節(jié)能技術進步要求的一項系統(tǒng)技術。
未來隨著現有技術的優(yōu)化升級、不斷攻克技術難關,新技術的研究開拓,水泥企業(yè)可根據自身特點,掌握優(yōu)質、高效、經濟的脫硝技術,必然能實現整個行業(yè)的氮氧化物超低排放的目標。淄博科邦原創(chuàng)的“水泥熟料節(jié)能降氮燒成技術”將成為水泥工廠實現超低排放和減少二氧化碳排放的關鍵技術。
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