水泥回轉(zhuǎn)窯富氧燃燒的有效應(yīng)用

　　富氧燃燒技術(shù)的應(yīng)用，一方面可使火焰溫度及黑度提高，從而加強火焰對物料的輻射傳熱能力，同時因空氣量減少，煤燃燼程度提高，使燃料的燃燒效率提高，達到節(jié)能降耗，減少環(huán)境污染，在燃燒空間中引入氧氣，可在各類工業(yè)中用來增強燃燒過程，縮短燃燒時間
　　一.在水泥回轉(zhuǎn)窯中應(yīng)用富氧燃燒的主要有三中方式
　　1.把氧氣引入主空氣流，即引入主燃燒器中；
　　2.除了標準的空氣燃料燃燒器外再利用一個氧化燃料燃燒器；
　　3.以及把氧氣噴入回轉(zhuǎn)窯，尤其是噴入裝料和火焰之間的區(qū)域中以改進火焰特性；
　　二.把氧氣引入水泥生產(chǎn)設(shè)備中的每一種方法都有它的優(yōu)點，也有它的缺點
　　1.比如，把氧氣引入主空氣流限制了能夠被引入窯內(nèi)氧氣的總量，因為現(xiàn)代水泥窯只利用作為主空氣流的總空氣量的5-10%，為了把有用的氧氣量引入窯內(nèi)，需要大大提高在空氣中氧氣的濃度。增加氧氣濃度將導(dǎo)致潛在的安全問題，因為在空氣進入要的燃燒I區(qū)之前，燃料已與富氧的空氣接觸，從而可能過早的燃燒，或者甚至造成爆炸。
　　2.由于煤燃燒速度的提高，使火焰長度縮短，若操作不當，易造成短焰急燒，使高溫部分過于集中易燒垮“窯皮”及襯料，不利于窯的長期安全運轉(zhuǎn)。
　　3.由于氮氣的減少，導(dǎo)致窯內(nèi)對流減弱，不利于對流熱，并增加窯內(nèi)溫度的不均勻性和易產(chǎn)生熱斑。
　　傳統(tǒng)水泥生產(chǎn)過程：煅燒工藝對能耗的影響最大，其主要的影響來自熱損失，系統(tǒng)大量排出的廢氣帶走的熱焓損失，熟料帶走的熱損失，窯體向外界散失的熱量損失等。
　　采用富氧燃燒工藝：增產(chǎn)節(jié)能主要以降低煙氣總量，減少廢氣，熟料帶走的熱焓為目的，同時，與水泥煅燒工藝更有效率的工藝過程設(shè)計則以增強富氧與熟料之間的換熱，回收并有效的減少熟料帶走的熱量損失為主要目的。它的研究表明，有控制過程的富氧燃燒，可使廢氣排放量如CO，NO_X等有害氣體的產(chǎn)生量下降，有助于環(huán)保。
　　為其劣勢而采取的措施：為充分發(fā)揮富氧燃燒的優(yōu)勢而避免帶來的不利影響，必須在燃燒設(shè)備及工藝操作方面作相應(yīng)的調(diào)整，如采用新型的適于富氧燃燒的燃煤噴槍，或在煤燃燒時適當提高煤粉噴出速度，并努力實現(xiàn)煙氣循環(huán)利用，加大窯內(nèi)氣流動量，改善窯內(nèi)對流傳熱等，以滿足對生產(chǎn)對火焰長度及溫度場的要求。
　　制氧設(shè)備及成本的限制：隨著社會對節(jié)能環(huán)保的要求日趨強烈以及高效制氧技術(shù)的發(fā)展，富氧燃燒在水泥窯的應(yīng)用已經(jīng)成為現(xiàn)實。針對水泥回轉(zhuǎn)窯的富氧燃燒過程有別于其他一般的，通常的富氧燃燒概念，倡導(dǎo)一種于水泥回轉(zhuǎn)窯熟料生產(chǎn)工藝相結(jié)合的全富氧燃燒方法，富氧作為氧化劑加入到煅燒窯里。
　　三.如下措施實現(xiàn)工藝目的
　　1.在主空氣中引入經(jīng)預(yù)熱的富氧空氣，以實現(xiàn)強化燃燒。
　　傳統(tǒng)上，氧化劑在常溫下于燃燒空間附近直接引入水泥生產(chǎn)設(shè)備，這將導(dǎo)致一系列的不利于窯爐燃燒的問題，經(jīng)預(yù)熱的富氧空氣的引入，有助于燃燒過程，允許燃料更迅速點火和燃燒，而且，因為是熱的氧化劑與燃料混合，能迅速引發(fā)點火，不僅增強了燃燒過程，對輻射也具有積極的影響，其機理與上述介紹相同。
　　2.在次級空氣流的上游增加富氧空氣流，增強對熟料冷卻的同時預(yù)熱了富氧空氣，由于氧氣引入而使窯生產(chǎn)率的增長會造成現(xiàn)有燃燒空氣的減少，它間接的降低了熟料冷卻器的冷卻能力，因而使得離開回轉(zhuǎn)窯的熟料過熱 ，熱量損失巨大。
　　水泥富氧助燃通過在熟料冷卻器之前將現(xiàn)有的空氣量添入顯著數(shù)量的氧氣，增加了通過熟料冷卻器的總氣體流量，從而減少了這種負面的影響，它不僅由于補充冷卻了熟料，而且把噴射進入的氧氣溫度加到約400℃~900℃之間的值，提高了水泥生產(chǎn)設(shè)備的熱效率；
　　對于一個中等規(guī)模的水泥窯，如果噴入窯內(nèi)的總補充氧氣量其溫度從常溫增加到約900℃，由氧氣接受到并再引入窯內(nèi)的功率約為1.4兆瓦。這個氧氣消耗使氧化劑中的氧氣濃度增加到約23%，它正好在可接受的氧氣富集量級內(nèi)。
　　3.經(jīng)預(yù)熱的富氧氣體使得在窯中燃燒過程獲得改進，尤其在具有灰粉再循環(huán)的系統(tǒng)的水泥生產(chǎn)設(shè)備中，這種改進燃燒過程特別有利，因為增強的燃燒過程允許更大量獲得灰粉通過窯爐作再循環(huán)，抵消了灰粉對燃燒過程的抑制作用，而對燃燒器性能和窯溫度沒有不利的影響。
　　4.在有格柵冷卻器的回轉(zhuǎn)窯中，以一部分普通空氣作為熟料的冷卻風，而富氧空氣則與上述介紹的一樣回收熱源后進入窯爐，而次級空氣流的普通空氣則僅以滿足熟料冷卻為目的，經(jīng)與三級風換熱后隨廢氣排放，增強對熟料的冷卻的同時預(yù)熱了富氧空氣，氧化劑在熟料冷卻器引入導(dǎo)致大量的廢氣直接排放，造成大量的熱損失，常溫下于燃燒空間附近直接引入水泥生產(chǎn)設(shè)備，也導(dǎo)致很多不利于窯爐燃燒的問題，通過合理布置格柵冷卻器的冷卻風，使富氧與普通空氣分開，講富氧三次風經(jīng)預(yù)熱后送入窯外分解爐，則有助于燃燒過程，其機理與上述介紹相同。
　　總之，富氧燃燒應(yīng)用于水泥窯，它主要以改善煤的燃燒條件，縮短燃燒所需的時間，實現(xiàn)燃料的完全燃燒，使傳熱速率大幅度提高為目的，進而以減少喂煤量，或增加產(chǎn)能而達到節(jié)能降耗。