水泥行业双碳体系下全氧燃烧碳减排技术装备研发及示范应用

分析了水泥工业碳排放的来源及特点,介绍了实现水泥工业碳减排的主要技术路径,对比了全氧燃烧、钙循环、燃烧后捕集等典型碳捕集纯化技术特点,结果表明,采用全氧燃烧技术综合成本较低,碳减排效率较高。通过全氧燃烧关键核心技术装备攻关,研发了“强旋流全氧预燃烧炉+富集提浓组合式分解炉”专利技术,建立了O_2/CO_2介质的燃烧模型和高CO_2浓度下的生料分解模型,进行了全氧耦合无焰燃烧技术开发和热态模拟中试试验,建成了国内外水泥行业规模最大的年捕集20万吨CO_2工业级示范线。实践表明,利用全氧燃烧技术,可将水泥厂废气中的CO_2浓度提高至80%以上,经过变压吸附和低温蒸馏后,CO_2纯度>99%。

在线型梯度燃烧分解炉及其配套燃烧器的开发与应用

梯度燃烧技术通过多级调控分解炉进风、喂料、喷煤方式,将分解炉炉膛空间进行功能分区,建立“强贫氧还原区—弱贫氧还原区—燃烬区”的燃烧气氛环境,从而实现NOx源头减排。本文开发了在线型梯度燃烧分解炉及配套旋流分散燃烧器,可将强还原区停留时间增加至2.5~3.0s,提升了自脱硝效果。该技术在滕州东郭生产线应用后,自脱硝效率>70%,分解炉出口稳定控制NOX≤260mg/Nm3,窑尾NOx排放浓度30~50mg/Nm3,熟料氨水用量<2.5kg/t,实现了水泥窑烟气NOx的低成本超低排放。