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问题1：通过什么有效的操作和调节可以降低NOx浓度？ 回答1： 降低NOx排放措施分为一级脱氮技术和二级脱氮技术。一级脱氮技术主要是采用低NOx 燃烧器以及通过燃烧优化调整，有效控制NOx的产生，从源头上减少NOx生成量；二级脱氮技术则是利用各种措施,尽可能减少已生成NOx的排放，属于烟气脱硝范畴，目前主要有两种成熟技术--选择性催化还原法（SCR）和选择性非催化还原法（SNCR）。1.1.1 根据NOx的生成机理，燃烧区的氧浓度对各种类型的NOx生成都有很大影响。当过量空气系数α<1，燃烧区处于“缺氧燃烧”状态时,抑制NOx的生成量有明显效果。根据这一原理，将燃料的燃烧过程分阶段完成，把供给燃烧区的空气量减少到全部燃烧所需用空气量的80％左右，形成富燃区，从而降低了燃烧区的氧浓度，也降低了燃烧区的温度水平。因此，第一级燃烧区的主要作用就是抑制NOx的生成，推迟燃烧过程，并将已生成的NOx分解还原，使燃料型NOx减少；由于此时火焰温度降低，使得热力型NOx的生成量也减少。燃烧所需的其余空气则通过燃烧器上面的燃烬风喷口送入炉膛与第一级所产生的烟气混合，使燃料燃烧完全，成为燃烬区，从而完成整个燃烧过程。 铜陵 海 螺 100 00t/ d水泥熟料生产线采用了在线型低NO二分解炉，其结构如图5所示。分解炉座落于窑尾烟室之上，下部为进行NOx分解还原的低NO二段，上部为主炉段，进行煤粉燃烧燃尽和生料分解。分解炉煤粉全部从低NO二段下部喷人窑尾烟气中，C4下料经分料阀，部分加人到低NO二段，部分加入到主分解炉段下部，三次风从主炉段下部加人，低NO:段的煤粉在低氧含量的窑尾烟气中部分燃烧。 影响分解炉出口NO二含量的主要因素有:分解炉初始燃烧部位的温度;煤质及其挥发分和氮的含量;进分解炉前热风中NO二的含量;氧含量的富余情况(尤其是初始燃烧时)。在低 NO x段，煤粉燃料带人的氮，在气相中以N,,HC N,NH 。和少量NO的形式存在，其它的氮仍包含在焦炭中，除含氮化合物外，气相中还存在有H25,H2 ,CO ,CH ,和CA 等。在生料和焦炭的催化作用下，NO在初始阶段与CH'反应还原生成HCN，反应式为: CH ;+N O -HCN (i=1,2,3) (1) 反应 (1)需 要高温环境促进，并需要少量的氧来不断形成CHI。反应(2)，(3)，(4)一方面受生料催化，另一方面受氧的阻碍，如果氧相对CO达到一定的富余量，反应(2)将完全受阻。为了 有 效 控制NOx的排放量，操作上要做到:严格控制窑尾烟气中的氧含量，以降低窑头燃烧生成的NOx量和提高NOx的还原程度。另外，通过在氧化带和还原带之间正确分配生料，在不造成窑尾上升和还原带结皮的情况下，尽量提高还原带的温度，可有利于反应(1)的效率，提高NO二的还原程度。已生成的NOx在遇到烃根和未完全燃烧产物时，会发生NOx的还原反应。利用这一原理，将80％~85％的燃料送入一级燃烧区，在α>1条件下燃烧生成，送入一级燃烧区的燃料称为一级燃料；其余15％~20％则在主燃烧器上部送入二级燃烧区，在α<1条件下形成还原性气氛，NOx进入该区将被还原成N2，二级燃烧区又称再燃区。燃料分级技术的关键是在主燃烧器形成的初始燃烧区的上方喷入二次燃料，形成富燃料燃烧的再燃区，实验证实，改变再燃区的燃料与空气之比是控制NOx排放量的关键因素。该技术通常的做法是从省煤器出口抽出烟气，加入二次风或一次风中。加入二次风时，火焰中心不受影响，唯一作用是降低火焰温度和助燃空气的氧浓度。此方法对热力型NOx所占份额较大的液态排渣炉、燃油和燃气锅炉有效，对于热力型NOx所占份额不大的干态排渣炉作用有限。利用烟气再循环，燃气、燃油锅炉NOx减少量可达50％，燃煤锅炉NOx减少量可达20％。烟气再循环法的脱NOx效果不仅与燃料种类有关，而且与再循环烟气量有关，当烟气再循环倍率增加时，NOx减少，但进一步增大循环倍率，NOx的排放将趋于一个定值，该值随燃料含氮量增加而增大，但若循环倍率过大，炉温降低太多，会导致燃烧损失增加。因此，烟气再循环率一般不超过30％，大型锅炉控制在10％~20％。当燃用难着火煤种时，由于受炉温和燃烧稳定性降低的限制，烟气再循环法不适用。1.4.1 从NOx的生成机理看，占NOx绝大部分的燃料型NOx是在煤粉着火阶段生成的。因此，通过特殊设计的燃烧器结构（LNB）及改变通过燃烧器的风煤比例，以达到在燃烧器着火区空气分级、燃烧分级或烟气再循环法的效果。在保证煤粉着火燃烧的同时，有效地抑制NOx的生成。如三菱重工研制开发的PM型浓淡燃烧器，它是利用含粉气流在弯曲管道内流动时，煤粉受离心力作用向弯管的外侧集聚，把浓度较高的含粉气流从弯管出口的一端引出；靠弯管内侧则为稀相含粉气流，从弯管出口的另一端引出。这样就可以借结构简单的惯性型煤粉浓缩装置把气粉混合物分成浓、淡二股气流输入炉膛。这种结构可以使炉膛内的火炬形成富氧和低氧两种状态的燃烧。占主体的浓相煤粉浓度高，所需着火热量少，利于着火和稳燃，由淡相补充后期所需的空气，利于煤粉的燃尽，同时浓淡燃烧均偏离了NOx生成量高的化学当量燃烧区，大大降低了NOx生成量。与传统的切向燃烧器相比，NOx生成量可显著降低。该燃烧器的中心是油枪和点火气枪的保护套管，保护套管外依次是中心风管，煤风管，径向风管和轴向风管。中心风管外部安装有耐磨层以减缓煤粉对它的磨损，入口处连接有金属软管，用以输送来自一次风机的冷却风，在出口装有冷却孔板。煤风管通过导向支撑固定在中心管外，煤人口处内表面安装有耐磨层，耐磨层从人口处一直伸人到前端，煤风管与径向风管通过膨胀节连接。径向风管的出口置于轴向风管的锥形喷嘴内，其内侧有旋流器。一次风出口设有锥形喷嘴，煤风管可以前后移动以改变一次风的喷口面积。从燃烧器喷出的一次风仅占燃烧空气量的7%-10%，最大风速达200-210 m/s。由于一次风的风速比煤风大得多，所以，喷出煤粉被加速，同时吸人大量的高温二次风，保证了煤粉的充分混合和快速燃烧。为了有效控制NO二的排放量，操作上要做到以下几点:(1) 在不同负荷运行时，要及时前后移动煤风管，改变一次风的喷口面积，调节一次风的喷出速度，保证较高的燃料空气当量比，降低NO2的生成。(2) 在燃煤品质改变，工况发生变化时，及时通过调节内外风管上的调节阀开度，调节径向风与轴向风的比例，从而调节综合旋流强度，改善气流的混合情况;控制火焰形状饱满有力，在满足烧成的情况下，降低燃烧强度，减少NOx的生成。(3) 合理调节中心冷却风用量，形成低氧燃烧工况，控制火焰在合理的温度范围，最大限度地减少NO二的生成。国外大多数燃煤电厂，采用以氨气为还原剂的选择性催化还原法（SCR）进行烟气脱氮。其基本过程是：还原剂NH3均匀分布到320~400 ℃的烟气中并与烟气一道通过一个由催化剂填充的脱氮反应器，反应器中的催化剂分上下多层有序放置。在催化剂作用下，NOx和NH3发生如下反应：4NO＋4NH3＋O2→4N2＋6H2O， 6NO2＋8NH3→7N2＋12H2O反应产物N2和H2O对大气没有多大影响。经过最后一层催化剂后，烟气中的NOx控制在排放限值以下。由于该反应没有产生副产物，并且装置结构简单，适合于处理大量的烟气。根据SCR反应器在锅炉之后的不同位置，SCR 系统大致有3种工艺流程。高粉尘SCR(HighDust SCR)，低粉尘SCR(Low Dust SCR)和尾部SCR(TailEnd SCR)。HD-SCR反应器布置在锅炉省煤器后，空气预热器前。锅炉尾部烟气温度足以满足催化剂的运行，烟气不需要再加热。因此，这种布置投资低，但这里烟尘大(High Dust)，催化剂必须选择防堵的材料。同时还受到场地的限制，适合于新建电厂。与HD－SCR相比，TE－SCR反应器布置在静电除尘器和FGD后。由于催化剂在“干净”的环境中运行，材料容易选择，催化剂的寿命长。这种布置适合对旧厂改造。但是烟气要加热到一定温度以满足催化剂的运行，投资和运行成本较HD-SCR布置大。而LD-SCR虽然催化剂是在较“干净”的条件下工作，但静电除尘器在290~450 ℃的温度下效率很低，无法正常工作，所以一般不采用。选择性催化还原脱氮法在实际运行中，下列因素特别值得重视：（1）脱氮催化剂容易逐渐老化，必须要定时检测每层催化剂前后烟气中NOx的浓度和氨氮比(NH3/NOx)，确定各层催化剂的活性与老化程度，以确保脱氮装置的正常运行。（2）合理控制反应温度，选择性催化还原脱氮的反应温度应控制在320~400 ℃。当反应温度低于300 ℃，在催化剂上将产生无益的副反应。脱氮催化剂不允许烟气温度高于450℃，只能短时间高于410 ℃运行。对脱氮催化剂的结构检测发现，高温下催化剂的结构会发生变化，导致催化剂通道与微孔的减少。当操作温度高于450 ℃，催化剂损坏失活，且温度越高催化剂失活速度越快。（3）保证较低的氨的流出量，由于烟气中的NOx绝大多数为NO，从选择性催化还原脱氮的反应式来看，NH3和NOx应等量反应。但在实际运行中，等量NH3的输入虽然使NOx的排放水平较低，但脱氮装置出口的烟气中总有较高的NH3流出量。因而,NH3的输入量必须既能保证NOx排放浓度达标，又能保证较低的氨流出量。由此看出,保证催化剂活性，控制适宜的操作温度，以及适当的氨气输入量是脱氮装置有效运行的保证。这种技术同样是利用NH3作为还原剂，将NOx转化为N2和H2O。反应的化学方程式为：本法不采用催化剂,而是将操作温度900－1050℃作为反应条件。NH3由喷嘴喷入燃烧室，根据锅炉的操作负荷，要不断调整NH3的喷入量和喷入位置，以保证在最佳温度下喷入NH3。因而对该法而言，运行经验是很重要的。SNCR脱硝的关键是使还原剂与烟气又好又快地混合，具有充分的反应时间以及在900－1 050 ℃的温度区喷入还原剂。SNCR法的脱硝效率不太高，在50％左右，最高可以达到80％，但是该方法不用催化剂，设备运行费用省，具有一定的优势。（1）由于温度随锅炉负荷和运行周期在变化，以及锅炉中NOx浓度的不规律性，使该工艺应用时变得较复杂。因此，在很大区域内、在锅炉不同高度装有大量的入气口。甚至将每段高度再分成几小段，每小段分别装有入气口和NH3测量仪。这增加了测量和控制NH3的难度。因此，该工艺的脱氮效率不高。（2）在吹入氨气量较多、温度降至最佳值以下、吹气均匀度较低、吹气量较少导致温度和氮氧化物含量不对称时，未反应的氨气比例将增加，会产生氨气的逸出。当氨气逸出时，它与烟道内的剩余物反应产生堵塞，如堵塞空气预热器。因为NH3与SO3和烟气中的水分析出，会在较冷部件中形成硫化氢氨，形成粘性沉积物，增加了飞灰的堵塞、腐蚀和频繁冲洗空气预热器。NH3向飞灰逸出的增加也会降低飞灰的可综合利用性，使飞灰处置更复杂；NH3逸出还可导致脱硫装置后面的冲洗水中氨含量高。（3）目前，SNCR工艺设定的脱氮效率越高，随着脱氮效率的增加，单位NH3消耗也越高，该工艺的NH3耗量高于SCR工艺。目前，正在改进SNCR工艺，如试验将燃用过的空气送入降解介质中，进入锅炉；还有使用尿素溶液作为降解介质来替代NH3；有时用额外的添加剂来增加降解温度等。以上答案仅供参考。
回答2： 窑内结蛋，顾名思义，是指在熟料生产过程中物料在窑内聚结成团。在大蛋形成时会有一些征兆，从中空室操作参数来看，窑主电机电流大副波动，电流曲线成毛刺状且幅度变宽，同时窑尾负压升高，尾温下降；从生产现场观测，摇头白亮，火焰发憋，不顺畅，站在窑下可听见“咚、咚”的声响。大蛋一旦形成，将影响窑的正常运行：①影响窑内的正常通风，易导致煤粉的不完全燃烧，还原气氛加剧，恶化热工制度；②损伤窑皮，砸毁窑衬，易导致出窑游离钙跑高；③会降低窑运转率，大蛋卡在篦冷机破碎机出口处，需停二段人工打蛋，耗时费力，虽然目前已经更换锤式破碎机为辊式破碎机，对大蛋的自行消化能力增强，但是如果结蛋的直径过大，被卡在一段或者二段的挡风墙下，就会使熟料堆积，致使篦冷机超负荷运转而保护跳停，必须止料停窑处理。首先有害成分是预分解窑内结蛋的原因之一 。根据国内外一些预分解结皮结蛋样的分析得知,有害成分(主要是K2O、Na2O、SO3)是影响结皮结蛋的重要原因,结皮料有害成分的含量明显高于相应生料中的含量,有害成分能促进中间相特征矿物的形成,而中间相是形成结皮结蛋的特征矿物(如钙明矾石2CaSO4·K2SO4,硅方解石2C2S·CaSO4等)。原燃料中的有害成分在烧成带高温下挥发,并随窑气向窑尾移动,造成并促进窑后结蛋特征矿物的形成。在物料向窑头运动的过程中,随着窑内温度与气氛的变化,特征矿物分解转变,其中的有害成分又被释放出来。进入高温带后绝大部分又挥发出来,形成内循环,使有害成分在窑系统中不断富集。有害成分含量越高,挥发率越高,富集程度越高,内循环量波动的上极值越大,则特征矿物的生成机会越多,窑内出现结蛋的可能性越大。其次从配料上看，液向量及其性质的波动大,体现在熟料的三率值上主要是熟料的铝率波动大。传统的理论认为：配料方案中A1203、Fe203含量高，SiO2含量低是形成窑内结蛋的前提条件之一。所以国内外绝大多数预分解窑都控制A1203，+Fe203<9％，液相量24％左右，Si02>22％，n>2.50。且多余的mgo相当于“提铁”，实质上导致熟料的烧成范围变窄，液相提前出现，表面张力减小，黏度降低，易长厚窑皮和结蛋。接大蛋和熟料n、p的高低没有太直接的关系，重要的是液相的性质。当液相量极其黏度发生较大的变化时，操作与料不同步，就可能导致出大蛋，也就是说熟料液相性质的变化是诱导结蛋的因素之一。再次是操作上的影响。①由于种种原因，四班操作不统一，窑况不稳定，造成煤粉滞后燃烧。煤粉的滞后燃烧使物料在过度带液向量增多，当液相含量达到物料总量的12%~17%时，就比较容易烧成小的物料球，升温速率越小，时间越长，就容易形成大蛋。②窑前喂煤量偏大，煤粉无法在窑前充分燃烧；③窑前温度低，煤粉无法获得足够的热量，一次风用量不当，对二次风的引射能力不够，使煤粉燃烧滞后；④内外风配合不当，外风大，内风小，并且当煤粉灰分波动时，不能正确调整内外风以保持煤粉及时燃烧。最后是窑内结圈的影响。俗话说“十圈九蛋”也就是说当形成蛋的前提条件具备后，正是圈的存在进一步加剧了蛋的形成。不难理解当物料受到圈的阻挡，并在此不断滚动，一方面由于对小球核的挤压，使液相存在于球核表面，另一方面，由于上述原因，在此存在一定液相，使小球不断黏结物料并不断滚动逐渐形成大蛋。当蛋大到一定程度，受到物料冲击和挤压作用，大蛋跨过圈从窑内滚出来。有时烧成带前端窑皮偏厚形成台阶时，也会在此形成大蛋。针对以上成因，解决措施主要有：①选用品位高，有害成分少的原燃料。②选用合理的率KH=0.95+_0.1,SM=2.5+_0.1,IM=1.5+_0.1,加强均化，保持入窑生料成分的稳定；③规范操作，优化工艺操作参数，不断积累经验，根据不同来料和燃料及时调整操作方法，适时调整内外风比例，开大内旋风，同时减少头煤0.1~0.3t/h,以保证煤粉在窑前完全燃烧；④尽量避免窑内结圈，从而防止窑内结大蛋。当窑内结圈要及时处理掉，结后圈可以通过冷热交替法，结前圈可以通过调整火焰形状把圈烧掉。以上答案仅供参考。
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