CN102512925B - 一种水泥窑炉烟气脱硝工艺及脱硝装置 - Google Patents

一种水泥窑炉烟气脱硝工艺及脱硝装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种水泥窑炉烟气脱硝工艺,采用液氨、氨水或者尿素作为还原剂,由喷枪喷射到温度范围为750℃~1100℃的水泥分解窑烟气中发生选择性非催化反应,随后还原剂与烟气中未反应的氮氧化物一起通过安装于增湿塔、除尘器后的SCR反应系统,在特制低温催化剂表面发生选择性催化还原反应,实现二次脱硝。本发明还公开了用于实现上述工艺的脱硝装置。本发明通过在系统的尾部增加SCR脱硝系统降低了SNCR系统中的氨逃逸率,同时通过前部的SNCR初步脱硝减少了SCR反应器的体积和催化剂的用量,降低了脱硝系统的一次性投资费用并提高了系统的脱硝效率。本发明适用于水泥窑炉烟气中氮氧化物的脱除,具有广阔的市场和应用前景。

Description

一种水泥窑炉烟气脱硝工艺及脱硝装置
技术领域
[0001] 本发明涉及水泥窑炉排放污染物控制技术,尤其涉及一种在特定的条件下高效脱除氮氧化物的水泥窑炉烟气脱硝工艺及脱硝装置。
背景技术
[0002] 氮氧化物作为主要的大气污染物之一,是继二氧化硫之后国家严格控制排放的对象。目前我国氮氧化物排放的总量约为1624.5万吨,其中水泥窑炉排放大约160万吨,占总排放量的十分之一左右。现在应用最广泛的烟气脱硝技术是SCR技术和SNCR技术,SCR技术脱硝效率可达到95%以上,但是由于其投资大,系统复杂,催化剂寿命短,运行成本高,并不适用于低温低硫的水泥窑炉。而SNCR技术虽然投资低,运行成本少,系统简单,适用范围广,但其致命的缺陷就是脱硝效率低,仅有30% _50%,远不能达到排放的标准。
[0003] 目前只有专利号为201010130558.3的中国发明专利申请涉及到SCR和SNCR联合脱硝的方法。该专利申请利用5%〜10%的尿素或氨水作为还原剂,喷入温度为600°C〜900°C的燃煤锅炉烟气通道,初步发生选择性非催化反应;之后烟气流经温度为260°C〜400°C的SCR反应器,在催化剂表面发生选择性催化还原反应,可以使浓度为350mg/m3、400mg/m3的NO分别降低到35mg/m3、40mg/m3,同时氨的逃逸浓度控制在5ppm以下。上述专利申请虽然脱硝效率很高,但是其SCR脱硝段还属于高温段,只能适用于燃煤锅炉,处理的气体成分含有较多的SO2,会导致催化剂失活,缩短了催化剂的使用寿命,大大增加了运行成本;此专利并不适用低温的于水泥窑炉增湿塔或除尘系统之后的二次脱硝。
发明内容
[0004] 对于技术背景存在的问题,本发明要解决的问题是提供一种用于水泥窑炉烟气脱硝的工艺,以在特定的条件下高效脱除氮氧化物。
[0005] 一种水泥窑炉烟气脱硝工艺,包括以下步骤:
[0006] (I)将还原剂喷入温度为750°C〜1100°C的水泥窑炉烟气中混合,混合过程中还原剂与烟气中的氮氧化物发生选择性非催化还原反应,使之大部分被还原为N2 ;所述的还原剂为液氨、氨水或者尿素中的一种或几种。所述的还原剂的喷入速度优选10m/s-20m/s。所述的还原剂喷入量为还原剂中的NH3与烟气中的NOx的摩尔比为1.1: I〜2.5: I。
[0007] (2)还原剂和未被还原的氮氧化物经降温、增湿、除尘后进入SCR反应器,在SCR催化剂的表面发生选择性催化还原反应;烟气中的绝大部分氮氧化物被还原为N2,脱硝率可达到90%以上,同时氨逃逸率可控制在3ppm以下。所述的进入SCR反应器的烟气温度为85。。〜400。。。
[0008] 所使用的催化剂为具有抗碱土碱金属的中低温高活性成分,其形状为蜂窝状,载体为二氧化钛或者二氧化钛与三氧化二铝的有机结合,以催化剂总质量为100%计,所述的SCR催化剂的活性成分包括以下质量百分比的组分:
[0009]WO3 5 ~ 10%
MoO3 I ~ 5%
V2O5 O ~ 3%
ZrO2 I ~ 3%
MnO2 I ~ 5%
Ce2O3 0-4%,
[0010] 余量为载体。
[0011] 一种用于实现上述水泥窑炉烟气脱硝工艺的脱硝装置,包括水泥分解窑、余热锅炉、增湿塔、除尘器和SCR反应器,所述的水泥分解窑、余热锅炉、增湿塔、除尘系统依次连接,所述的SCR反应器安装在增湿塔或除尘系统之后,所述的水泥分解窑的尾部烟道设有还原剂喷枪,所述的还原剂喷枪优选设置在烟气管道的二分之一处,其后布置收缩扩散通道,以利于气体混合扩散。
[0012] 所述的SCR反应器优选蜂窝式反应器。
[0013] 所述的SCR反应器不安装喷氨格栅或者其他喷还原剂的设备,还原剂的混合与调配通过前段水泥分解窑尾部烟道内的还原剂喷枪来控制。
[0014] 本发明工艺和装置与已有的技术相比较具有以下的优点:
[0015] 1、相对于SNCR技术,本发明大大提高了脱硝效率;
[0016] 2、相对于SCR技术,本发明降低了氨逃逸率,同时还大大节省了占地面积,缩短了建设周期,降低了投资运营成本;
[0017] 3、本发明适用于现有SCR脱硝系统的改造,实施方便;
[0018] 4、本发明适用于水泥窑炉系统尾部低温烟气脱硝,符合国家有关控制水泥窑炉NOx排放的环保导向,有着广阔的应用空间和巨大的市场价值。
附图说明
[0019] 图1为本发明装置的示意图,其中:
[0020] 1-水泥分解窑;2_余热锅炉;3_增湿塔;4_除尘器;5_SCR反应器。
[0021]图2为本发明装置中喷枪和收缩扩散通道的局部放大示意图,其中:
[0022] 6-喷枪;7-收缩扩散通道。
具体实施方式
[0023] 实施例1
[0024] 如图1所示的水泥窑炉烟气脱硝装置,包括依次连接的水泥分解窑1、余热锅炉
2、增湿塔3、除尘器4和SCR反应器5,所述的SCR反应器为蜂窝式反应器,在温度范围为750°C〜1100°C,氮氧化物浓度为600mg/m3的水泥分解窑I的尾部烟道二分之一处布置喷枪,喷枪后布置收缩扩散通道(如图2所示),按照还原剂的喷入量与烟气中氮氧化物的摩尔数比为2.0: I的量喷入还原剂,喷入速度为15m/s。还原剂在烟道内与烟气混合,并和氮氧化物发生选择性非催化反应,将大部分NOx还原成N2。[0025] 于温度为95°C左右的除尘器4尾部处布置SCR反应器,装载有蜂窝状、具有抗碱土碱金属的中低温高活性催化剂,其活性成分主要包括:8.5%的W03、3.6%的Mo03、2.9%V2O5>2.8%的Zr02、4.2%的Mn02、3.3%的Ce2O3,上述成分混合载体后经干混、捏合、练泥、挤出、干燥和焙烧之后制作成型。还原剂和氮氧化物在催化剂表面发生选择性催化还原反应,实现二次脱硝,脱硝效率可以达到91.7%;SCR反应器出口氮氧化物的浓度为50mg/m3以下,氨逃逸浓度在3ppm左右。
[0026] 实施例2
[0027] 一种水泥窑炉烟气脱硝装置,包括水泥分解窑1、余热锅炉2、增湿塔3、除尘器4和SCR反应器5,与实施例1不同的是,所述的SCR反应器5安装在增湿塔3与除尘器4之间。
[0028] 在温度范围为750°C〜1100°C,氮氧化物浓度为600mg/m3的水泥分解窑I的尾部烟道二分之一处布置喷枪6,按照还原剂的喷入量与烟气中氮氧化物的摩尔数比为2.4: I的量喷入还原剂,喷入速度为15m/s。还原剂在烟道内与烟气混合,并和氮氧化物发生选择性非催化反应,将大部分NOx还原成N2。
[0029] 于温度为160°C左右的增湿塔3尾部处布置SCR反应器5,装载有蜂窝状、具有抗碱土碱金属的中低温高活性催化剂,其活性成分主要包括:8.5%的W03、3.6%的Mo03、2.9% V205、2.8%的Zr02、4.2%的Mn02、3.3%的Ce2O3,上述成分混合载体后经干混、捏合、练泥、挤出、干燥和焙烧之后制作成型。还原剂和氮氧化物在催化剂表面发生选择性催化还原反应,实现二次脱硝,脱硝效率可以达到91 % ;SCR反应器出口氮氧化物的浓度为55mg/m3以下,氨逃逸浓度在3ppm左右。
[0030] 实施例3
[0031] 一种水泥窑炉烟气脱硝装置,设备布置与实施例2相同,在温度范围为750°C〜1100°C,氮氧化物浓度为550mg/m3的水泥分解窑I尾部烟道二分之一处布置喷枪,按照还原剂的喷入量与烟气中氮氧化物的摩尔数比为2.0: I的量喷入还原剂。还原剂在烟道内与烟气混合,并和氮氧化物发生选择性非催化反应,将大部分NOx还原成N2。
[0032] 于温度为160°C左右的增湿塔3尾部处布置SCR反应器5,装载有蜂窝状、具有抗碱土碱金属的中低温高活性催化剂,其活性成分主要包括:8.5%的W03、3.6%的Mo03、2.9% V205、2.8%的Zr02、4.2%的Mn02、3.3%的Ce2O3,上述成分混合载体后经干混、捏合、练泥、挤出、干燥和焙烧之后制作成型。还原剂和氮氧化物在催化剂表面发生选择性催化还原反应,实现二次脱硝,脱硝效率可以达到91.8% ;SCR反应器出口氮氧化物的浓度为45mg/m3以下,氨逃逸浓度在3ppm左右。
[0033] 实施例4
[0034] 一种水泥窑炉烟气脱硝装置,设备布置与实施例1相同,在温度范围为750°C〜1100°C,氮氧化物浓度为550mg/m3的水泥分解窑I尾部烟道二分之一处布置喷枪,按照还原剂的喷入量与烟气中氮氧化物的摩尔数比为1.5: I的量喷入还原剂。还原剂在烟道内与烟气混合,并和氮氧化物发生选择性非催化反应,将大部分NOx还原成N2。
[0035] 于温度为95 °C左右的除尘器4尾部处布置SCR反应器5,装载有蜂窝状、具有抗碱土碱金属的中低温高活性催化剂,其活性成分主要包括:8.5%的W03、3.6%的Mo03、2.9%V2O5>2.8%的Zr02、4.2%的Mn02、3.3%的Ce2O3,上述成分混合载体后经干混、捏合、练泥、挤出、干燥和焙烧之后制作成型。还原剂和氮氧化物在催化剂表面发生选择性催化还原反应,实现二次脱硝,脱硝效率可以达到91.8%;SCR反应器出口氮氧化物的浓度为45mg/m3以下,氨逃逸浓度在3ppm左右。

Claims (2)

1.一种水泥窑炉烟气脱硝工艺,其特征在于包括以下步骤: (1)将还原剂喷入温度为750°C~1100°C的水泥窑炉烟气中混合,发生选择性非催化还原反应除去烟气中的部分氮氧化物;所述还原剂的喷入量为还原剂中的NH3与烟气中NOx的摩尔数之比为1.1:1~2.5:1 ;所述的还原剂的喷入速度为10m/s-20m/s ; (2)还原剂和未被还原的氮氧化物经降温、增湿、除尘后,烟气温度控制在85~400°C的低温范围内,进入SCR反应器,在SCR催化剂的表面发生选择性催化还原反应; 所述的催化剂为具有抗碱土碱金属的中低温高活性成分,其形状为蜂窝状,载体为二氧化钛或者二氧化钛与三氧化二铝的有机结合,以催化剂总质量为100%计,所述的SCR催化剂的活性成分包括以下质量百分比的组分:
Figure CN102512925BC00021
余量为载体; 实现所述水泥窑炉烟气脱硝工艺的脱硝装置,包括水泥分解窑、预热锅炉、增湿塔、除尘器和SCR反应器,所述的水泥分解窑、增湿塔、除尘系统依次连接,所述的SCR反应器安装在增湿塔或者除尘系统之后,所述的水泥分解窑的尾部烟道内设有还原剂喷枪;所述的还原剂喷枪设置在烟气管道的二分之一处,其后布置收缩扩散通道。
2.根据权利要求1所述的水泥窑炉烟气脱硝工艺,其特征在于:所述的还原剂为液氨、氨水或者尿素中的一种或几种。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3131659A1 (de) * 2014-04-12 2017-02-22 KHD Humboldt Wedag GmbH Verfahren und anlage zur entstickung von rauchgasen mit sncr (selektive nichtkatalytische reduktion) und nachgeschaltetem katalysator zum ammoniakabbau

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102716665B (zh) * 2012-07-04 2015-01-07 东方电气集团东方锅炉股份有限公司 Cfb锅炉sncr+scr混合法烟气脱硝系统
CN102806003B (zh) * 2012-08-22 2014-07-23 清华大学 用于水泥回转窑的sncr脱硝装置和方法
CN103768903B (zh) * 2012-10-23 2016-03-30 中国石油化工股份有限公司 一种fcc装置再生烟气脱硝工艺
CN102921297A (zh) * 2012-11-21 2013-02-13 江苏中建材环保研究院有限公司 水泥窑烟气高温除尘scr脱硝装置
CN104174290A (zh) * 2013-05-20 2014-12-03 青岛市宏泰锅炉设备有限公司 一种带有催化剂的回转窑脱硝装置及催化剂的固定方法
CN104250011A (zh) * 2013-06-30 2014-12-31 北京建筑材料科学研究总院有限公司 一种用于水泥窑脱硝的尿素热解制氨工艺
CN104084035B (zh) * 2014-07-30 2016-01-13 淄博联创环保科技有限公司 水泥回转窑干法脱硝工艺及其设备
CN104645828B (zh) * 2015-02-12 2017-01-04 浙江省环境保护科学设计研究院 一种应用于水泥熟料生产线窑尾高粉尘烟气的scr脱硝装置及方法
CN104772014A (zh) * 2015-04-10 2015-07-15 无锡华光新动力环保科技股份有限公司 一种水泥回转窑炉烟气联合脱硝装置及其脱硝工艺
CN104785106B (zh) * 2015-04-16 2017-09-26 江苏中金环保科技有限公司 一种低温脱除焦炉烟气中氮氧化物的工艺
CN105889975A (zh) * 2016-04-18 2016-08-24 廖引家 水泥厂NOx减排方法
CN106732545A (zh) * 2016-12-28 2017-05-31 河北省沙河玻璃技术研究院 一种适用于玻璃熔窑烟气的scr脱硝催化剂及其制备方法
CN107854997A (zh) * 2017-10-11 2018-03-30 安徽威达环保科技科技股份有限公司 一种焦炉烟道气多污染物干式净化装置及工艺
CN110314524A (zh) * 2019-06-25 2019-10-11 同济大学 基于新型双反应器的氧化二氮抑制型sncr脱硝系统及脱硝方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1185778A (zh) * 1995-03-16 1998-06-24 纳可环技公司 降低NOx、SOx和颗粒状物的简化有效方法
CN101314105A (zh) * 2008-07-25 2008-12-03 江苏中科节能环保技术有限公司 一种水泥窑烟气NOx控制工艺及其装置
CN201791476U (zh) * 2010-05-21 2011-04-13 中国神华能源股份有限公司 烟气脱硝设备
CN202410497U (zh) * 2011-12-07 2012-09-05 浙江天蓝环保技术股份有限公司 一种水泥窑炉烟气脱硝装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1185778A (zh) * 1995-03-16 1998-06-24 纳可环技公司 降低NOx、SOx和颗粒状物的简化有效方法
CN101314105A (zh) * 2008-07-25 2008-12-03 江苏中科节能环保技术有限公司 一种水泥窑烟气NOx控制工艺及其装置
CN201791476U (zh) * 2010-05-21 2011-04-13 中国神华能源股份有限公司 烟气脱硝设备
CN202410497U (zh) * 2011-12-07 2012-09-05 浙江天蓝环保技术股份有限公司 一种水泥窑炉烟气脱硝装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3131659A1 (de) * 2014-04-12 2017-02-22 KHD Humboldt Wedag GmbH Verfahren und anlage zur entstickung von rauchgasen mit sncr (selektive nichtkatalytische reduktion) und nachgeschaltetem katalysator zum ammoniakabbau

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