水泥窑炉窑尾烟气NO_(x)碳热还原数值模拟研究

作者：王晓伟; 蔡军; 任强强; 陈锐

来源：中国电机工程学报, 2022, 1-14.

• 水泥窑炉
• 脱硝
• 碳热还原
• 数值模拟

烟气碳热还原已被证明是减少燃煤水泥窑炉NO_(x)排放的有效方法，本文围绕该方法在水泥窑炉领域的实际应用，以宁夏某水泥公司的2500t/d水泥窑炉生产线为研究对象，采用CFD方法对水泥窑炉窑尾烟气NO_(x)碳热还原进行数值模拟研究。系统探究了水泥窑炉C5出口烟气初始O_(2)含量、烟气初始温度以及给煤速率等因素对烟气碳热还原效果的影响规律，模拟结果表明：随着烟气初始O_(2)含量的降低，换热管段还原区域扩大，局部高温区域范围缩小，半焦和挥发分的还原能力变强，NO_(x)还原效率逐渐增大；烟气初始温度在1023.15K～1098.15K范围内时，随着烟气初始温度的升高，NO_(x)还原效率逐渐降低，而当烟气初始温度升至1123.15K时，NO_(x)还原效率开始逐渐回升；随着给煤速率的增加，换热管段还原区域扩大，还原能力增强，NO_(x)还原效率逐渐增大，但C4排气口和下料口出口温度也随之增加。从模拟结果来看，烟气初始O_(2)含量以控制在1%左右为宜，而烟气初始温度为1048.15K时较为理想，综合考虑烟气/生料的温升与NO_(x)还原效果，给煤速率控制在700kg/h比较合适。本文研究结果可为烟气碳热还原技术在水泥窑炉的实际应用提供重要的理论指导和参考。

• 单位
  中国科学院大学; 中国科学院工程热物理研究所