德國水泥研究所對Pyroclon(以下稱I型，見圖1)和PrepolMSC(以下稱II型，見圖2)兩種分級煅燒的分解爐進(jìn)行了研究。以下為研究結(jié)果。
德國水泥研究所對Pyroclon(以下稱I型，見圖1)和PrepolMSC(以下稱II型，見圖2)兩種分級煅燒的分解爐進(jìn)行了研究。
1 過剩空氣系數(shù)和燃料品種的影響
以前的試驗表明，在分級煅燒式分解爐的還原區(qū)內(nèi)存在一最佳過剩空氣系數(shù)，如超過了，因氧濃度增大而NO生成量也就增加；如太低，雖然對NOX的分解是有利的，但卻增加了中間產(chǎn)物(HCN、NH３等)，這些化合物一旦進(jìn)入分解爐的燃燒區(qū)，在富氧條件下，再生成新的NO。
在6臺窯上進(jìn)行試驗(I型2臺，II型4臺，產(chǎn)量1600-6000t/d)。B廠(II型，5000t/d )分解爐還原區(qū)的過剩空氣系數(shù)因設(shè)計所限不可能低于0.9，而A、C兩廠(II型，6000t/d和2500t/d)均可分別降到0.6和0.4。
試驗結(jié)果表明：過剩空氣系數(shù)略有降低，N()Ｘ生成就少很多，用褐煤為燃料時最顯著，而用石油焦+煤為燃料時，卻看不出有何影響。因此可以認(rèn)為燃料內(nèi)的揮發(fā)分含量及燃料的活性起重要作用，在還原區(qū)燃料排放的氮愈多，通過減少過剩空氣來降低NＯＸ 的效果愈好。這是由于揮發(fā)分多了，CH團(tuán)增多使NO得以分解。在C廠的試驗還表明，將煤磨得細(xì)一些，可增大降低過剩空氣的作用。這可能是由于煤細(xì)了揮發(fā)分排放也就加快了。
與在發(fā)電廠的試驗結(jié)果不同，本試驗得出的最佳過剩空氣系數(shù)遠(yuǎn)低于0.8。從還原區(qū)取樣以經(jīng)典化學(xué)分析方法測定HCN和NH３的濃度結(jié)果表明，NH３濃度隨過剩空氣系數(shù)的減少而增加(與發(fā)電廠的經(jīng)驗吻合)；但即使02濃度很低(0.1％-1.5％體積比)也檢測不到HCN，說明HCN完全氧化為NO的說法不成立。而是HCN在高濃度的CaO的觸媒作用下全部生成了NH3，幾乎沒有任何HCN能夠到達(dá)燃燒區(qū)再形成新的NO;而且形成的NH3還可促使NO在燃燒區(qū)內(nèi)分解，因為其溫度在發(fā)生SNCR反應(yīng)的溫度窗內(nèi)。因此,還原區(qū)的最佳過剩空氣系數(shù)降低(低于電廠的試驗結(jié)果)。
由此可見，II型分解爐的三次風(fēng)管和燃燒區(qū)進(jìn)風(fēng)管的尺寸的設(shè)計應(yīng)向有利于大量減少過剩空氣的方向改進(jìn)。而對于I型分解爐則應(yīng)盡量加大出窯氣流系列的燃料比例，此類改進(jìn)對采用高揮發(fā)分的燃料，如褐煤，尤為必要。為了解用二次燃料時NＯＸ的變化情況，在兩臺窯上用揮發(fā)分高達(dá)70％的二次燃料做了試驗。在B廠用較粗的燃燒慢的二次燃料代替30％的高活性煤，在燃料總含氮量可比的條件下，NO增加了0.24Kg NO2／t熟料，這是因為兩種燃料的燃燒速度不同，作為整體而言，燃燒在氧濃度較高的地方進(jìn)行。在C廠用30％揮發(fā)分較高的二次燃料代替低揮發(fā)分煤，燃料中的氮含量減少1.2％，在過剩空氣系數(shù)為0.5時，NO 生成量大幅度地降了0.2kg NOx 熟料；但在過剩空氣系數(shù)高時，因碳?xì)浠衔锏难杆偃紵瑢O的分解沒有幫助。