第5讲-建材工业节能减排技术(窑炉节能)合编.ppt

工业炉窑是耗能企业众多用能设备中的重点耗能设备 一家拥有工业炉窑的耗能企业，其工业炉窑耗能量约占到本企业耗能量的10％~70％，有的企业甚至更多。 以电子工业炉窑为例，该行业工业炉窑耗能量约占到电子行业耗能量的30％。 水泥、陶瓷、玻璃生产企业的工业炉窑耗能量约占到该企业耗能量的50％以上，有的企业甚至占到80％以上。 在工业生产中，利用燃料燃烧产生的热量，或将电能转化为热能，从而实现对工件或物料进行熔炼、加热、烘干、烧结、裂解和蒸馏等各种加工工艺所用的热工设备，称为工业窑炉。 工业窑炉主要由炉衬、炉架、供热装置（如燃烧装置、电加热元件）、预热器、炉前管道、排烟系统、炉用机械等部分组成。 一般来说，熔炼和加热金属的装置常常称为炉，而熔化和加热非金属的装置往往称为窑或窑炉。 原始人把铁矿石和木柴（后来发展成木炭）放在极为简单的炉炕里进行还原，这时的炉炕就是最早的炉。 我国的陶瓷窑历史悠久，从西安半坡的遗址发掘中，证明我们的祖先在原始社会（五千年前）就利用了升焰式柴窑烧制陶器，唐宋时代（7～15世纪）著名的窑厂遍布全国。 工业窑炉的种类 工业炉窑门类很多，常有以下分类： 1. 按工作温度分为：高温窑炉、中温窑炉和低温窑炉。 2. 按燃用燃料分为：煤窑、油窑、天然气窑炉、煤气窑炉、电窑等。 3. 按燃烧方式控制分为：自动调节(含机械加煤)和人工调节(含人工加煤)两类。 4. 按工艺特征分为：金属冶炼炉、热处理炉、加热炉、蒸馏炉、水泥窑、玻璃窑、陶瓷窑、石灰窑、玻纤窑等。 5. 按炉窑结构特征分为：隧道窑、台车窑、室式窑、网带炉、推板窑、推杆窑、井式炉、环形炉、立窑、辊道窑、梭式窑、钟罩炉、池炉、坩埚炉等。 6. 按窑炉内气体成份分为：真空窑炉、氢气窑炉、氮气窑炉、氢氮混合气体窑炉等。 The end! 1、水泥窑炉节能减排 （4）分解炉用煤的高比例控制促进节能减排 提高窑的产质量，降低烧成带热负荷 头煤比例下降意味着烧成带煤灰沉降量减少，有利于熟料质量的提高。 炉窑燃料比的提高，大大延长烧成带衬料使用寿命，即提高窑运转率，为熟料台时产量的上升和质量的提高创造良好的条件。 减少窑尾结皮，节约能耗 原燃料带入了有害成分一部分是随熟料出窑，一部分是挥发后被窑内烟气带到窑尾，两者是“此多彼少”的关系。 降低头煤比例，使窑头单位燃料拥有的窑内风量增加，相对地实现窑内高风量控制，这有利于消除还原气氛，有利于高O2量控制，有害成分更多地随熟料带走，减少窑尾结皮； 减少NOx的生成量 NOx生成量与燃烧温度、氧浓度、停留时间有关，其中温度影响最强烈； 回转窑烧成带烟气峰值在1800℃左右，远远超过其边界温度（1300℃）。 分解炉内温度远低于其边界温度，氧浓度又小，热力型NOx形成速率极低。 因此，降低烧成温度对减少热力NOx生成量作用十分明显。 1、水泥窑炉节能减排 （5）水泥生产过程CO2减排潜力分析 36 改进粉磨技术 50 余热烘干原燃料 31 余热发电 338 添加混合材 153 替代原料 8.162 替代燃料 CO2减排量（kg） 减排技术 各种减排技术的减排潜力 0.1043 水泥生产电耗 0.2328 传统化石燃料的燃烧 0.012 原料中有机碳的燃烧 0.009 水泥窑系统的窑灰煅烧 0.5272 原料中的碳酸盐的分解 CO2排放系数（t） 水泥生产过程CO2排放 水泥生产过程CO2排放系数 1）使用替代燃料 2）使用替代原料 3）添加混合材，减少熟料用量 4）水泥窑余热回收利用（余热发电技术、利用余热烘干原燃料 ） 5）改进粉磨设备，降低粉磨电耗 1、水泥窑炉节能减排 （5）水泥生产过程CO2减排潜力分析 国外水泥工业CO2减排的技术措施 1）欧洲 采用先进的节能技术及工艺，提高水泥窑炉的能量利用率以减少CO2排放； 通过实施节电技术及采用节电设备降低电耗，减少与发电相关的CO2排放； 通过集约化、规模化生产减CO2的排放； 使用替代原料作为生产熟料的原料； 使用磨细的矿渣、粉煤灰、天然火山灰或石灰石细粉来替代熟料，到2010年，西欧的熟料系数将从0.77降至0.73，从而使CO2排放系数降至0.62左右； 大量使用某些废弃物作为水泥窑炉的二次替代燃料，2005年欧盟成员国水泥工业二次燃料的平均替代率为12 %，荷兰高达72 %，瑞士、比利时、奥地利和法国的替代率为27 %~31 %； 提高水泥的品质，延长水泥、混凝土的使用寿命，以减少水泥的用量。 1、水泥窑炉节能减排 （5）水泥生产过程CO2减排潜力分析 2）澳大利亚 使用预分解窑生产熟料； 在粉磨设备上安装高效分级机； 在收尘器上采用动力控制； 开始对余热回收利用； 采用低能耗传送系统输送设备材料；