賈華平：關(guān)于水泥窯富氧煅燒的一些看法

近年來，越來越多的新技術(shù)在水泥行業(yè)得到應(yīng)用，富氧燃燒技術(shù)就是其中之一，但尚沒有被行業(yè)接受，這是為什么？中國水泥網(wǎng)高級(jí)顧問賈華平在近期舉行的“2020第八屆中國水泥節(jié)能環(huán)保技術(shù)交流大會(huì)”以《水泥窯富氧煅燒—— 釋疑解惑與成功例證》給出了自己的看法。

中國水泥網(wǎng)高級(jí)顧問 賈華平

一，行業(yè)引入與發(fā)展概況

人類可用于燃燒的資源是有限的，且燃燒過程的排放物是造成環(huán)境污染的主要原因。富氧燃燒作為一種高效燃燒技術(shù)，既可減少能耗、又能降低排放，被稱為“資源的創(chuàng)造性技術(shù)”。

富氧燃燒起源于美國，成熟于德國，推廣于日本，已經(jīng)在燃燒的各個(gè)領(lǐng)域開始了廣泛的應(yīng)用。

在中國，我們的起步并不晚，早在1980年，甘肅白銀有色金屬公司就使用了富氧，而且達(dá)到了節(jié)約能源、強(qiáng)化熔煉和根治污染的目的，使冰銅富氧熔煉工藝獲得完全成功。

研究表明：

富氧煅燒能提高煤的活性，進(jìn)而提高煤的燃燒速度、提高其燃盡率；能降低燃點(diǎn)，提高燃燒的集中度和火焰強(qiáng)度，進(jìn)而減少燃燒的邊際效應(yīng)，增加燃燒熱量的利用率；能提高火焰絕對(duì)溫度，進(jìn)而提高燃燒溫度、減少?損失；能提高火焰黑度，進(jìn)而提高輻射強(qiáng)度和強(qiáng)化輻射傳熱；還能減少燃燒后的排氣量，降低煙氣帶走的熱量。

在中國的水泥行業(yè)，富氧煅燒至少在理念上是被多數(shù)人認(rèn)可的。從2004年開始，就有人提出了水泥熟料的富氧煅燒理念，但由于水泥行業(yè)的利潤較低，考慮到富氧還要增加成本，未能真正應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。隨著富氧成本的不斷降低，對(duì)高煤耗、低利潤的水泥行業(yè)，其誘惑力是可以想象的。在2011年至2014年期間，據(jù)筆者不完全統(tǒng)計(jì)，小至700t/d窯、大到5000t/d窯—— 先后有十多家水泥公司參與了富氧煅燒試驗(yàn)。

但是，由于各生產(chǎn)線的情況不同、提供富氧煅燒技術(shù)的公司不同、富氧制備工藝不同、富氧助燃方案不同，各公司的試驗(yàn)結(jié)果可謂千差萬別，一時(shí)難有定論、懷疑四起、褒貶不一，高潮一退又偃旗息鼓了。除了這些企業(yè)自發(fā)的試驗(yàn)以外，富氧煅燒還作為 “十二五” 國家科技支撐計(jì)劃、并且已經(jīng)啟動(dòng)，但后續(xù)、遺憾的沒了后續(xù)。

二，卡殼誤解與釋疑解惑

創(chuàng)新需要容忍失敗、研究需要堅(jiān)忍不拔，理論來之于實(shí)踐，又總是被實(shí)踐修正?！?創(chuàng)新的歷史反復(fù)證明，在多數(shù)人山窮水盡之后，往往會(huì)迎來少數(shù)人的柳暗花明！

富氧燃燒作為近代燃燒技術(shù)的一大突破，在鋼鐵、玻璃等行業(yè)的成功，已經(jīng)充分證明了其在強(qiáng)化燃燒、提高燃燒效率，推動(dòng)節(jié)能減排方面的突出功效。為什么水泥行業(yè)就不行呢？

—— 首先是理論上能不能節(jié)能？

—— 再就是會(huì)不會(huì)增加NOx排放？

1，富氧煅燒會(huì)不會(huì)增加NOx排放？

在環(huán)保力度越來越嚴(yán)的今天，富氧煅燒會(huì)不會(huì)增加NOx排放？這是個(gè)原則問題、也是有關(guān)人員擔(dān)心的主要問題。如果解決不了這個(gè)問題，富氧煅燒在水泥行業(yè)將無從談起！雖然第一波富氧煅燒的熱潮無功而返，但基本體現(xiàn)出“富氧煅燒可以不增大NOx排放”，

—— 為我們解開了一個(gè)關(guān)鍵心結(jié) ！

我們知道，NOx的形成與燒成溫度有很強(qiáng)的相關(guān)性。實(shí)驗(yàn)表明，燃燒溫度在1550℃到1900℃之間時(shí)，NOx是以指數(shù)方次急劇上升，特別在1750℃后幾乎是直線上升，而水泥窯的火焰溫度峰值就在這個(gè)區(qū)間。因此，要降低NOx的生成，就必須控制好火焰溫度，最好是降低一些火焰溫度。

 —— 而富氧煅燒恰恰是提高火焰溫度的，難免有人推理富氧煅燒將導(dǎo)致NOx排放的增加，這也是應(yīng)該給予理解的。

雖然推理并不等于事實(shí)，但事實(shí)也要用數(shù)據(jù)說話！那么，事實(shí)上又是什么結(jié)果呢？

筆者曾在2012年主持了一條5000t/d線上的試驗(yàn)，廢氣排放是由當(dāng)?shù)丨h(huán)保局的在線監(jiān)測儀控制的，企業(yè)人為干預(yù)的可能性不大，而且作為試驗(yàn) 我也絕對(duì)不允許人為干預(yù)！

使用富氧前后的NOx排放見下表：

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