专利汇可以提供在矿窑内混合高温气体专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且描述了一种减少NOx排放并在矿物处理期间内在 回转窑 (12)内提高能效的方法。该方法包括把高速/高 动能 空气(32)喷入窑内以减少或消除窑气分层。该方法可以被用于在回转窑炉内或在预热/预 煅烧 炉内混合气体。,下面是在矿窑内混合高温气体专利的具体信息内容。
1.一种在矿物处理窑的回转炉内混合高温窑气流的方法,所述窑 炉有一个圆柱形壁、一个燃烧气体入口/燃烧器端以及一个窑气出口 端,所述窑气流有许多气体成分,这些气体成分基本上由在包括含氧 的气体内燃烧的燃料的燃烧产物组成,所述含氧的气体包括助燃空 气、未燃尽燃料以及含氧气体,所述方法有效减少了窑排放的气态污 染物质并且包括经一个空气喷射管把空气喷入气流中的步骤,所述空 气喷射管终止于与炉壁和转轴间隔开的喷射口,以约为窑使用助燃空 气的质量速率的1%-15%的质量流速且在每磅被喷射的空气约为10瓦 特/小时的输入能量水平时喷射所述空气,并且沿回转炉的长度在窑气 温度大于1800°F之处把空气引入窑气流中从而把旋转动量赋予窑内的 窑气流。
2.如权利要求1所述的方法,其中,从提供大于0.20atm静压的 增压源喷射所述的水泥空气。
3.如权利要求2所述的方法,其中,所述窑包括高度为H的矿层 并且空气喷射位置以至少距离H与炉壁间隔。
4.如权利要求3所述的方法,其中,安置所述的空气喷射口以沿 着一条路径引导被喷射的空气,所述路径与经过所述喷射口且平行于 该炉转轴的线形成45°以上角度并且延伸经过炉的窑气出口端。
5.如权利要求1所述的方法,其中,蒸汽被加到含氧气体中从而 给窑气流提供热镇流器。
6.如权利要求1所述的方法,其中,废气被加到含氧气体中从而 给窑气流提供热镇流器。
7.如权利要求1所述的方法,进一步包括监控离开回转炉的窑气 流成分的步骤。
8.如权利要求7所述的方法,进一步包括调整含氧气体的成分和 /或改变空气喷入窑气流中的速度以使窑气流中NOx含量最少的步骤。
9.如上述任一项权利要求所述的方法,其中,矿物处理窑为预热 窑或预煅烧水泥窑,并且在回转炉的窑气出口端两倍窑径范围内的某 处把空气喷入回转炉内。
10.如权利要求9所述的方法,其中,以约100英尺/秒-1000英 尺/秒的线速度喷射空气。
11.如权利要求9所述的方法,其中,在回转炉的窑气出口端附 近把补充燃料引入窑气流中。
12.一种在运转的矿物处理窑的回转炉内混合高温窑气流以减少 有害污染物排放的方法,所述炉有一个圆柱形壁、一个助燃空气入口 端和一个窑气出口端,所述窑气流有多种气体成分,这些气体成分基 本上由在包括助燃空气的含氧气体内燃烧的燃料的燃烧产物组成,所 述方法包括从增压源经一个空气喷射装置喷入窑气流中的步骤,所述 空气喷射装置包括一个终止于炉内喷射口处且与炉壁和窑的转轴隔离 开的管,选择气压和喷射口的尺寸,使得可以小于消耗的助燃空气质 量流速15%的质量速率经喷射口传输被喷射的空气并且引导被喷射的 空气以在窑内影响窑气流,从而把旋转动量赋予窑气流。
13.如权利要求12所述的方法,其中,从提供大于0.15atm静压 差的增压源喷射所述空气。
14.如权利要求12所述的方法,其中,每磅被喷射的空气有约1 瓦特/小时-10瓦特/小时的能量水平。
15.一种在运转的矿物处理窑的回转炉内混合高温窑气流以减少 有害污染物排放的方法,所述炉有一个圆柱形壁、一个助燃空气入口 端和一个窑气出口端,所述窑气流有多种气体成分,这些气体成分基 本上由在包括助燃空气的含氧气体内燃烧燃料的燃烧产物组成,所述 方法包括从增压空气源经一个空气喷射装置把空气喷入窑气流中的步 骤,空气喷射装置包括一个终止于一个位于窑内距离窑壁某点的喷射 口内的管和回转窑的转轴,所述方法还包括选择增压源以提供大于 0.15atm压差的空气,并且把空气喷射口的传输横截面尺寸加工成, 使得可以小于消耗的助燃空气质量流速的15%的质量流速经一个喷射 装置把空气喷入窑内并且引导被喷射的空气以影响窑气流,所以被喷 射的空气的主要方向矢量分量与平行于回转炉转轴的线正交。
16.如权利要求15所述的方法,其中,从提供大于0.15atm静压 差的增压源喷射所述空气。
17.如权利要求15所述的方法,其中,每磅被喷射的空气有约1 瓦特/小时-10瓦特/小时的能量水平。
18.一种在运转的预热窑/预煅烧矿物处理窑内混合高温窑气流以 减少有害污染物排放的方法,所述窑有一个回转炉,所述回转炉有一 个助燃空气入口端、一个与固定预热窑/预煅烧窑塔状部分气体流动相 通的窑气出口端和一个中间过渡层,所述窑气流有多种气体成分,这 些气体成分基本上由在包括燃烧气体的含氧气体内燃烧的燃料的燃烧 产物组成,所述窑被改造用于在回转炉的窑气出口端附近的第二燃烧 区内燃烧补充燃料,可选地为减少所述窑的NOx排放创造条件,所述方 法包括从增压源经一个空气喷射装置把空气喷入窑气流中的步骤,空 气喷射装置包括一个终止于一个位于回转炉窑气出口端两倍窑径范围 内的喷射口内的管,确定增压空气源和空气喷射口的尺寸以便可以小 于消耗的助燃空气质量流速的1%-15%的质量流速经喷射装置把空气喷 入窑内,且引导被喷射的空气把旋转动量赋予窑气流。
19.如权利要求18所述的方法,进一步包括在回转炉窑气出口端 的附近某处把补充燃料传输到窑气流中的步骤。
20.一种减少从燃烧补充燃料的改进型回转水泥长窑内排出的有 害气流中NOx的方法,其中,窑包括一个绕其长轴旋转且有一个圆柱形 壁的倾斜柱形炉,所述炉底端被加热而顶端装满矿物原料,并且有来 自加热底端的窑气流,加热的底端有一个主燃烧器而顶端有一个助燃 空气入口,矿料在重力作用下形成了一矿层,该矿层以最大流动深度 为H,在作为水泥熟料离开底端之前,相反于窑气流从回转炉最上端的 干燥区经过一个中间煅烧区然后进入高温熟烧区流动,其中补充燃料 经炉壁上的一个开口被注入炉内以燃烧接触第二燃烧区内的煅烧矿 料,所述方法包括以下步骤:
以约100英尺/秒-1000英尺/秒的速度经一个空气喷射管喷射空 气,所述空气喷射管从炉内的一个开口延伸并且终止于一个沿预定路 径引导被喷射的空气的喷嘴,所述开口在炉内位于熟烧区窑气流的下 游和煅烧区顶端窑气流的上游某处,其中,喷嘴位于炉内距离炉壁约 H-2H的距离处,而被喷射的空气的预定路径与平行于转轴且从喷射点 延伸经过炉的矿物供给端的线段成45°角度。
21.如权利要求20所述的方法,其中,补充燃料是经炉壁上的一 个开口传输到煅烧区内的可燃烧废物。
22.如权利要求20所述的方法,其中,以窑运转期间内所用总助 燃空气质量的约1%-10%的速率喷射空气。
23.一种从矿物供给中制造水泥熟料的预煅烧水泥窑,所述窑被 改造成减少NOx排放并提高燃烧效率,所述预煅烧窑包括一个用主燃烧 器加热的回转炉和一个与回转炉气体和矿物流动相通的固定预煅烧窑 炉并且具有一第二燃烧器,所述的改进型窑包括一个位于所述固定炉 上的空气喷嘴和以约100英尺/秒-1000英尺/秒的线速度把压缩空气 传输到所述喷嘴中并且进入所述炉内的装置。
24.如权利要求23所述的改进型预煅烧窑,其中,安置了许多喷 嘴用来把压缩空气传输到预煅烧窑炉内。
25.一种通过减少NOx排放并提高能效进行操作的改进型矿物处理 窑,所述窑包括一个倾斜旋转的炉,所述炉有一个主燃烧器且底端有 一个助燃空气入口,其中,在对矿物进行热处理期间内,所述窑内的 矿层经历了放气化学反应,所述窑被改造成包括:
1)一个空气喷射管,用来以约100英尺/秒-1000英尺/秒的速 度把空气喷入回转炉内,所述喷管自炉壁上的一个开口伸入回转炉内 并终止于一个在所述炉内沿预定路径引导被喷射的空气的喷嘴,所述 开口位于回转炉下半段的某点,用来使矿层释放的气体与来自主燃烧 器的燃烧气体混合,以及
2)一个与空气喷射管气体流动相通的风机或压缩机,以及
3)一个风机或压缩机控制器,用来调整空气喷入窑内的速度。
26.如权利要求25所述的改进型矿物处理窑,其中,所述窑被改 造成包括至少两个把空气喷入回转炉内的空气喷射管,每个空气喷射 管终止于一个喷嘴,所述喷嘴沿所述炉内的预定路径引导被喷射的空 气。
27.如权利要求25所述的改进型矿物处理窑,其中,矿层的深度 为H,而喷嘴位于回转炉内离回转炉壁约H-2H之处。
28.如权利要求25所述的改进型矿物处理窑,其中,被喷射的空 气从每个喷嘴喷出的预定路径对于把旋转动量赋予流过回转炉的燃烧 气体是有效的。
29.如权利要求25所述的改进型矿物处理窑,它进一步包括一个 补充燃料传输口和从空气喷射管的位置开始在相对窑内气流的炉下游 上某处从该口伸入回转炉内的下落管。
30.如权利要求29所述的改进型矿物处理窑,它进一步被改造成 包括一个以约100英尺/秒-1000英尺/秒的速度把空气喷入回转炉内 的附加空气喷射管,所述的附加喷管从炉壁上的一个开口伸入回转 炉,并且终止于一个在所述炉内沿预定路径引导被喷射的空气的喷 嘴,所述的附加空气喷射管位于从补充燃料传输口开始在相对窑内气 流回转炉下游上的某处,用来混合从矿层和主燃烧器使用燃烧气体燃 烧补充燃料所释放的气体,所述矿物处理窑还包括一台与下游的空气 喷射管空气流动相通的风机或压缩机,以及一个在下游空气喷射处调 整空气喷入窑内速度的风机或压缩机控制器。
31.一种在回转窑内减少矿物处理期间的NOx排放并提高能效的方 法,所述回转窑包括一个倾斜旋转的炉,所述回转炉有一主燃烧器底 端有一个燃烧气体入口以及顶端有矿物供应端,其中,矿层中的矿物 在窑内进行热处理期间内经历了放气化学反应,所述方法包括从一个 提供大于0.15atm静压的增压源以约100英尺/秒-1000英尺/秒的速 度把空气喷入回转炉内的步骤,以减少从矿层释放的气体与来自主燃 烧器的燃烧气体的分层。
32.如权利要求31所述的方法,其中,空气经一个空气喷射管被 喷入回转炉内,所述空气喷射管从回转炉壁上的一个开口伸入回转炉 内并且终止于一个在回转炉内沿预定路径引导被喷射的空气的喷嘴。
33.如权利要求32所述的方法,其中,空气经至少两个喷嘴被喷 入回转炉内。
34.如权利要求32所述的方法,其中,矿层的最大深度为H,而 喷嘴位于回转炉内离回转炉壁约H-2H之处。
35.如权利要求33所述的方法,其中,矿层的最大深度为H,而 喷嘴位于回转炉内离回转炉壁约H-2H之处。
36.如权利要求31所述的方法,其中,所述窑是一个石灰窑、水 泥窑、铁燧岩窑或轻量骨粒窑。
37.如权利要求31所述的方法,其中,被喷射的空气的预定路径 对于把旋转动量赋予流过回转炉的燃烧气体是有效的,并且增压源提 供了大于0.20atm的静压。
38.如权利要求36所述的方法,进一步包括燃烧补充燃料的步 骤,所述补充燃料经位于相对窑内气流的回转炉下游内的口而传输, 空气从那里被喷入窑内。
39.如权利要求37所述的方法,进一步包括燃烧补充燃料的步 骤,所述补充燃料经位于相对窑内气流的回转炉下游内的口而传输, 空气从那里被喷入窑内。
40.如权利要求38所述的方法,进一步包括在相对窑气流的下游 某处以约100英尺/秒-1000英尺/秒的速度把空气从补充燃料传输口 喷入回转炉内,以使从矿层释放的气体与具有来自主燃烧器的在燃烧 气体的燃烧的补充燃料混合的步骤。
41.如权利要求39所述的方法进一步包括在相对窑气流的下游某 处以约100英尺/秒-1000英尺/秒的速度把空气从补充燃料传输口喷 入回转炉内以使从矿层释放的气体与具有来自主燃烧器的燃烧气体的 在燃烧的补充燃料混合的步骤。
42.如权利要求36所述的方法,其中,空气喷入窑内的速度约为 窑运转期间内所需要的总助燃空气质量的1%-10%。
43.如权利要求37所述的方法,其中,空气喷入窑内的速度约为 窑运转期间内所需要的总助燃空气质量的1%-10%。
44.如权利要求40所述的方法,其中,空气喷入窑内的速度约为 窑运转期间内所需要的总助燃空气质量的1%-10%。
45.如权利要求40所述的方法,其中,被喷射的空气从每个喷嘴 喷出的预定路径对于把旋转动量赋予流过回转炉的燃烧气体是有效 的。
46.如权利要求32所述的方法,其中,所述喷嘴有一个矩形或椭 圆形横截面的口。
47.一种减少NOx排放并提高从矿物供应中制造水泥熟料的预煅烧 水泥窑的燃烧效率的方法,所述预煅烧窑有一个由主燃烧器加热的回 转炉部分和一个由第二燃烧器加热的固定预煅烧炉部分,每个所述的 主燃烧器和预煅烧炉部分都装满了数量受控制的预热助燃空气,并且 其中来自主燃烧器的所述预煅烧窑的燃烧气体流过回转炉、预煅烧炉 部分,并且与矿物供应逆流相通地进入一串气旋中,所述方法包括在 第一气旋前的某处以对应于总助燃空气的约1%-7%且以约100英尺/秒 -1000英尺/秒的质量速度把压缩空气喷入所述窑的预煅烧炉内的步 骤。
48.如权利要求47所述的方法,其中,压缩空气经至少两个喷嘴 被喷入预煅烧炉部分内。
49.如权利要求47所述的方法,其中,周围的空气在被喷入预煅 烧炉部分前被压缩成约40psi-150psi的压力。
50.如权利要求48所述的方法,其中,使这些喷嘴指向预煅烧炉, 以优化气体在预煅烧炉内的横截面混合。
51.如权利要求48所述的方法,其中,使这些喷嘴指向预煅烧炉 内部,以促成所述炉内的紊流。
52.如权利要求48所述的方法,其中,使这些喷嘴指向预煅烧炉 内部,以促成所述炉内的旋转流。
本发明涉及用于提高工作效率并减少矿物处理窑,尤其是那些处 理后的矿物在热处理期间内释放气体的窑的排放的方法和装置。本发 明的目标尤其是将高速/高能空气喷入窑气流中以混合气流成分并驱 散覆盖矿层的释放气体,由此允许更有效地传热到正处理的矿物中并 同时减少窑废气流中的污染物。
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