CN102921297A - 水泥窑烟气高温除尘scr脱硝装置 - Google Patents

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张志刚
刘科
王彬
吴飞
李金虎
王成勇
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Abstract

本发明涉及水泥窑烟气高温除尘SCR脱硝装置，其特征在于：包括与水泥窑预热器（1）相连通的电除尘器（2），电除尘器（2）的输出端通过管道与混合器（3）相连通，混合器（3）上设有压缩空气入口（4）、还原剂入口（5）和还原剂喷枪（31），混合器（3）的输出端通过管道与SCR反应器（61）相连通，SCR反应器（61）内设有催化剂（62），SCR反应器（61）输出端设有增压风机（8）将净化后的烟气排入下游设备。本发明的有益效果：高温烟气首先通过高温电除尘器进行降尘处理，能有效的避免飞灰对SCR催化剂造成磨损、堵塞及失活；同时除去水泥窑烟气中的CaO颗粒，避免CaO颗粒本身造成催化剂微孔的堵塞及与SO3反应生成的CaSO4对催化剂造成的堵塞。

Description

水泥窑烟气高温除尘SCR脱硝装置
技术领域
本发明涉及烟气处理装置，尤其涉及一种水泥窑烟气高温除尘SCR脱硝装置。
背景技术
水泥生产过程中，预热器及分解炉的运行中会产生大量的粉尘及烟气，而出窑烟气中NOx的含量在600~1600mg/Nm3左右，且含尘浓度较高。NOx是一种能造成大气环境严重污染的气体，被认为是大气污染及酸雨的主要污染源之一。我国经济的迅猛发展也带来了建材行业的快速发展，据统计，水泥工业的NOx总量已是居火力发电之外的另一主要NOx污染排放源。
随着我国进入“十二五”时期，国家已将NOx的排放量纳入总量控制目标污染物中，且自2005年1月1日实施《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2004)，其中明确规定水泥窑及窑磨一体机的NOx排放浓度限值为800mg/Nm3，排放量限值为2.4kg/t(产品)。现阶段大多数的水泥厂都不能满足排放标准要求，因此水泥行业亟待解决高效脱硝的问题。
目前，新型干法水泥的生产方法逐渐推广，用于干法水泥回转窑烟气脱除NOx的控制技术，主要有选择性非催化还原法(SNCR)和选择性催化还原法(SCR)。SNCR法是以尿素或稀氨水为还原剂，将其喷入炉膛温度为800~1250℃的区域，迅速蒸发出的NH3与烟气中的NOx反应生成N2和H2O。SNCR法由于不需要催化剂，且操作维护简便，投资成本较低而得到广泛应用。但是由于其脱硝效率较低，且系统受温度影响较大，脱硝效率不稳定，因而逐渐取消单一的使用模式。SCR法是指在催化剂和氧气存在的条件下，利用还原剂（如NH3、H2、CO或碳氢化合物等）有选择性的将NOx催化还原成N2和H2O的方法。SCR法技术成熟，脱硝效率高，因而大型燃煤锅炉烟气脱硝目前应用最为广泛的就是选择性催化还原技术，在已运行的系统中，脱硝效率达到80%~90%以上，NH3的逃逸一般在5ppm以下，是能够满足日益严格的环保要求的技术之一。
火电厂燃煤锅炉的烟气脱硝采用的SCR法一般不需前置高温电除尘器，烟尘含量约20~40g/Nm3的烟气直接进入SCR脱硝反应器。但水泥厂烟气中烟尘含量高达60~100 g/Nm3，CaO含量高达40%左右。CaO粉尘会造成催化剂微孔的堵塞，同时与烟气中的SO3反应生成的CaSO4也会使催化剂表面堵塞。因此高含尘烟气若直接进入SCR反应器，会大大降低催化剂的使用寿命。同时高尘烟气进入SCR反应器后将增加吹灰系统的使用次数，增加系统电耗。
发明内容
本发明的目的就是为了提供一种水泥窑烟气高温除尘SCR脱硝装置，减少水泥窑烟气NOx污染物的排放，进一步延长催化剂使用寿命，减少系统耗电量及还原剂用量，提高SCR脱硝系统的可靠、稳定性，节省系统运行成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
水泥窑烟气高温除尘SCR脱硝装置，其特征在于：包括与水泥窑烟气管道相连通的预热器，预热器的输出端通过管道与电除尘器相连通，电除尘器的输出端通过管道与混合器相连通，混合器上设有还原剂喷枪，混合器的输出端通过管道与SCR反应器相连通，SCR反应器内设有催化剂，SCR反应器输出端设有增压风机将净化后的烟气排入下游设备。
在上述的主要技术方案的基础上，可以增加以下进一步完善的技术方案：
所述的SCR反应器内设有吹灰装置。
所述预热器与电除尘器的连接管道上设有闸板。
在水泥窑预热器输出端与增压风机出口之间设置旁通烟道，旁通烟道上设有烟道闸板。
所述的预热器采用五级旋风预热器。
所述的电除尘器采用高温电除尘器。
本发明的有益效果：
（1）烟气首先通过高温电除尘器进行除尘处理，能有效的避免飞灰对SCR催化剂造成磨损、堵塞及失活；同时除去水泥窑烟气中的CaO颗粒，避免CaO颗粒本身造成催化剂微孔的堵塞及与SO3反应生成的CaSO4对催化剂造成的堵塞； 
（2）烟气经过除尘处理后，进入SCR反应器的烟尘含量大大降低，能降低催化剂吹灰装置的使用频率，降低系统耗电量，节省运行成本。
（3）水泥窑烟气经过含有前置电除尘的SCR法处理后，脱硝率不小于85%，净化后烟气中NOx的含量不大于150mg/Nm3，脱硝装置可利用率不小于95%。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明：
图1为发明的主视图。
具体实施方式
如图1所示，本发明水泥窑烟气高温除尘SCR脱硝装置，包括与水泥窑五级旋风预热器1相连通的电除尘器2，电除尘器2系统采用高温电除尘器(ESP)，以除去烟气的CaO颗粒物及其它对后续脱硝催化剂造成不利影响的粉尘，从而确保水泥厂窑尾烟气SCR脱硝系统长期可靠稳定运行；电除尘器2的集尘板采用耐高温材料，结构设计充分考虑热膨胀，可有效避免高温导致的变形，保证除尘器使用寿命；高温电除尘器可在300~400℃长期可靠稳定运行，最高使用温度为450℃。所述预热器1与电除尘器2的连接管道上设有闸板9，电除尘器2的输出端通过管道与混合器3相连通，混合器3采用压缩空气加压喷射还原剂，经除尘后的烟气与喷入的还原剂通过混合器3充分混合，混合器3的输出端通过管道与SCR反应器61相连通，SCR反应器61通过合理、独特的流场优化设计，最大限度地使烟气和SCR脱硝还原剂快速地混合均匀充分，从而以最少的还原剂和催化剂用量达到最高的脱硝效率和最低的氨逃逸率，SCR反应器61内设有催化剂62和吹灰装置7，SCR反应器61输出端设有增压风机8将净化后的烟气排入下游设备。
在水泥窑预热器1输出端与增压风机8出口之间设置旁通烟道10，旁通烟道10上设有烟道闸板11。
其具体实施路线为：开启闸板9，烟气首先由五级旋风预热器1出口进入高温电除尘器2，经除尘后的高温烟气与还原剂入口注入的还原剂并由压缩空气入口4进入的压缩空气加压喷入混合器3，混合烟气进入SCR反应器61，通过催化剂62，催化剂上方设置吹灰装置7，对催化剂进行清洁；最终净烟气经增压风机8进入下游设备，通过前置除尘装置降低了进入SCR系统烟气中的粉尘含量，提高SCR脱硝系统可靠、稳定性，提高系统可利用率。整个系统的设备维护及运行成本较低，完全符合国家节能减排政策。

Claims (5)

1.水泥窑烟气高温除尘SCR脱硝装置，其特征在于：包括与水泥窑预热器（1）烟气出口相连通的电除尘器（2），电除尘器（2）的输出端通过管道与混合器（3）相连通，混合器（3）上设有压缩空气入口（4）、还原剂入口（5）和还原剂喷枪（31），混合器（3）的输出端通过管道与SCR反应器（61）相连通，SCR反应器（61）内设有催化剂（62），SCR反应器（61）输出端设有增压风机（8）将净化后的烟气排入下游设备。
2.根据权利要求1所述的水泥窑烟气高温除尘SCR脱硝装置，其特征在于：所述的SCR反应器（61）内设有吹灰装置（7）。
3.根据权利要求1或2所述的水泥窑烟气高温除尘SCR脱硝装置，其特征在于：所述预热器（1）与电除尘器（2）的连接管道上设有闸板（9）。
4.根据权利要求3所述的水泥窑烟气高温除尘SCR脱硝装置，其特征在于：在水泥窑预热器（1）输出端与增压风机（8）出口之间设置旁通烟道（10），旁通烟道（10）上设有烟道闸板（11）。
5.根据权利要求1或2所述的水泥窑烟气高温除尘SCR脱硝装置，其特征在于：所述的电除尘器（2）采用高温电除尘器。
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