CN103206865B

CN103206865B - 高效再燃脱硝装置及工艺方法

Info

Publication number: CN103206865B
Application number: CN201310095381.1A
Authority: CN
Inventors: 曾赐福; 苗娜; 李通
Original assignee: SHANGHAI SANRONG ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI SANRONG ENVIRONMENTAL PROTECTION ENGINEERING Co Ltd
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-03-22
Publication date: 2015-09-30
Anticipated expiration: 2033-03-22
Also published as: CN103206865A

Abstract

本发明公开了一种高效再燃脱硝装置，包括一分解炉，分解炉的底部设二次风入口，其与水泥回转窑连接；分解炉的下段由下至上包括低氮主燃烧器、再燃燃烧器，在低氮主燃烧器位置设生料入口；煤粉仓的煤粉从低氮主燃烧器、再燃燃烧器进入分解炉；在生料入口下方设三次风入口，其与水泥回转窑的冷却机连接；分解炉的上段由下至上设燃尽风入口和SNCR喷枪；燃尽风入口与三次风入口及水泥回转窑的冷却机连接；SNCR喷枪与离心泵、氨水储罐装置连接；分解炉的上段设烟气出口，烟气出口与旋风预热器、电收尘器、烟囱连接。此外，本发明还公开了利用该装置再燃脱硝工艺方法。本发明能提高NOx脱除效率，减少氨水喷淋量，降低了水泥企业的脱硝成本。

Description

高效再燃脱硝装置及工艺方法

技术领域

本发明涉及环境保护领域，具体涉及水泥生产线的烟气脱硝，尤其涉及一种高效再燃脱硝(ERD)装置及工艺方法，本发明适用于建材、钢铁、电力、石化等燃煤锅炉的烟气脱硝。

背景技术

当前水泥生产线的烟气脱硝工艺众多，其中多数脱硝效率不高，无法达到国家规定的氮氧化物排放标准；传统的选择性非催化还原脱硝技术（SNCR）虽然国外已经能做到较高的脱硝效率，但由于使用氨水喷淋，运行费用居高不下，同时大量喷淋氨水易造成分解炉内温度降低，影响生料的分解效率，同时未反应的氨会逃逸到大气当中造成二次污染。因此，高效率、低运行成本的脱硝工艺成为当前的热点研究方向。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种高效再燃脱硝（ERD）装置及工艺方法，其是利用再燃脱硝技术与传统的选择性非催化还原脱硝技术（SNCR）有效结合，研发出来的一种新型脱硝工艺，该工艺脱硝效率高达80％，满足行业内氮氧化物的最新排放要求，同时减少了SNCR环节氨水的喷淋量，大大降低了企业脱硝的运行费用，有助于水泥行业内的烟气脱硝项目推广，达到治理空气污染的目的。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高效再燃脱硝装置，该装置包括一分解炉，分为上段、下段和底部；该分解炉的底部设有二次风入口，该二次风入口与水泥回转窑通过管道连接；该分解炉的下段由下至上包括低氮主燃烧器、再燃燃烧器，在该低氮主燃烧器位置设有生料入口；煤粉仓的煤粉从低氮主燃烧器进入分解炉，煤粉仓的再燃煤粉从再燃燃烧器进入分解炉；在该生料入口下方还设有三次风入口，该三次风入口与水泥回转窑的冷却机通过管道连接；该分解炉的上段由下至上设有燃尽风入口和SNCR喷枪；所述燃尽风入口与三次风入口及水泥回转窑的冷却机通过管道连接；所述SNCR喷枪通过管道与离心泵连接，离心泵与氨水储罐装置通过管道连接；该分解炉的上段设有烟气出口，该烟气出口与旋风预热器连接，旋风预热器与电收尘器连接，电收尘器与烟囱通过烟道连接。

进一步地，所述电收尘器与烟囱的连接烟道之间设有烟气NOx检测仪和烟气氨逃逸检测仪。

进一步地，所述煤粉仓设有转子称。

进一步地，所述SNCR喷枪采用多个，分别均匀布置于分解炉圆周壁面上，形成2层SNCR喷枪层，该2层SNCR喷枪层位于分解炉上段的上端。

进一步地，所述分解炉上段的烟气出口与旋风预热器通过出口烟道连接，在该出口烟道上还设有1个或多个SNCR喷枪。

此外，本发明还提供一种采用上述装置进行再燃脱硝的工艺方法，包括如下步骤：

生料通过调配、研磨、预热后，从生料入口处进入分解炉进行分解，煤粉仓中的煤粉从分解炉的低氮主燃烧器进入主燃区，与来自水泥回转窑的二次风接触后开始燃烧释放热量；来自水泥回转窑的三次风从三次风入口进入主燃区保证燃烧充分，保证生料的分解效率，煤粉在主燃区燃烧过程中再次释放大量的热量和NOx；高温烟气伴随着生料在上升过程中，从煤粉仓泵入一定量的再燃煤粉从再燃燃烧器进入分解炉，再燃煤粉与高温炉气接触后燃烧形成的再燃还原区，大大降低刚刚由主燃区生成的大量的NOx,同时为保证再燃煤粉充分燃烧，从三次风管引入一股燃尽风从燃尽风入口进入分解炉；在分解炉的上端处接入SNCR喷枪，喷淋氨水；经过再燃脱硝和氨水喷淋后，低NOx烟气通过烟气出口、经过旋风预热器、电收尘器，从烟道进入烟囱后达标外排。

进一步地，通过在电收尘器与烟囱之间的烟道内增设烟气氨逃逸检测仪和烟气NOx检测仪，随时监控废气中氨气和NOx的排放浓度，信息及时反馈，以确保氨水的喷淋量控制在一定的摩尔比范围内。

进一步地，所述煤粉仓设有转子称，煤粉仓中的煤粉通过转子称计量后从分解炉的低氮主燃烧器或者再燃燃烧器进入分解炉。

本发明中主要包含形成高效的再燃还原区、SNCR喷枪的投放以及尾气中氨逃逸、NOx浓度监测等环节。煤粉通过低氮主燃烧器喷入分解炉内，在主燃烧区燃烧并释放大量热量和氮氧化物，回转窑头冷却机引来的三次风为煤粉的充分燃烧提供了氧气；烟气上升的过程中通过再燃燃烧器喷入再燃煤粉,再燃煤粉与高温烟气接触后形成强还原气氛脱除主燃区过来的大部分NOx，燃烧过程中，我们再引入燃尽风以保证再燃煤粉的充分燃烧；剩下的NOx在上升的过程中与SNCR喷枪喷出的NH3水（氨水）或尿素接触，再次脱除烟气中的残余的NOx，经两步反应后，NOx整体脱除率可高达80％；在烟囱的烟道前段，本发明安装有烟气氨逃逸检测仪和烟气中NOx含量的检测装置，实时监控氨水喷淋量和NOx的排放量。

与现有的脱硝工艺相比，本发明的有益效果在于：本发明高效再燃脱硝（ERD）工艺是高效再燃技术结合传统的选择性非催化还原脱硝技术（SNCR）集成开发出来的一种新型脱硝工艺，该技术脱硝效率高（可达80％），能满足国家规定的水泥企业的烟气排放标准，运行费用低（喷氨水的量远低于SNCR），最大程度降低企业的脱硝运行费用，提升企业的竞争力。高效再燃脱硝（ERD）工艺运行过程中能提升分解炉的炉温，提高生料的分解效率；NOx在再燃过程中被大量还原，使得在SNCR脱硝环节节约了氨水的喷淋量，降低了氨气逃逸的机会，符合国家节能减排的环保要求。本发明大大提高了NOx的脱除效率，减少了氨水的喷淋量，减少了氨气逃逸造成二次污染的机会，降低了水泥企业的脱硝成本，提升其市场竞争力。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明实施例之一的高效再燃脱硝（ERD）工艺流程示意图；

图2本发明另一实施例的分解炉的主视图；

图中附图标记说明如下：

1是煤粉仓；2是转子称；3是低氮主燃烧器；4是生料入口；5是再燃燃烧器；6是三次风入口；7是二次风入口；8是水泥回转窑；8A是水泥回转窑的冷却机；9是燃尽风入口；10、11是SNCR喷枪层；12是氨水储罐装置；13是离心泵；14是旋风预热器；15是电收尘器；16是烟气NOx检测仪；17是烟气氨逃逸检测仪；18是烟囱；19是分解炉；20是SNCR喷枪；21是烟气出口。

具体实施方式

如图1所示，生料通过调配、研磨后进入多级旋风预热器（图中未示），从生料入口4处进入分解炉19进行分解，煤粉仓1中的煤粉通过转子称2计量后从分解炉19的低氮主燃烧器3进入主燃区，与来自水泥回转窑8的高温二次风（高温二次风从分解炉19底部的二次风入口7进入主燃区）接触后开始燃烧释放热量，主燃区需要大量的氧气，因此从水泥回转窑8的冷却机8A位置接出三次风从三次风入口6进入主燃区保证燃烧充分（水泥回转窑8引来的三次风为煤粉的充分燃烧提供了氧气），保证生料的分解效率，煤粉在主燃区燃烧过程中再次释放大量的热量和NOx（氮氧化物）,高温烟气伴随着生料在上升过程中，从煤粉仓1泵入一定量的再燃煤粉从再燃燃烧器5进入分解炉19，再燃煤粉与高温炉气接触后燃烧形成的强还原区（即高效的再燃还原区），大大降低刚刚由主燃区生成的大量的NOx,同时为保证再燃煤粉充分燃烧，需要从三次风管引入一股风从燃尽风入口9进入分解炉19，我们称这股风为燃尽风（引入燃尽风以保证再燃煤粉的充分燃烧）；经过还原的烟气中的NOx含量大大降低，但仍有可能超过国家规定的排放标准，因此在分解炉19的上端处接入SNCR喷枪，形成SNCR喷枪层10、11（图1中，SNCR喷枪层10、11位于分解炉19上段的上端，SNCR喷枪采用多个，分别均匀布置于分解炉19的圆周壁面上，形成该2层SNCR喷枪层10、11）。还可以在分解炉19上段的烟气出口21与旋风预热器14的连接出口烟道上设置1个或多个SNCR喷枪20（如图2所示），通过SNCR喷枪层10、11和SNCR喷枪20喷淋氨水（该氨水由氨水储罐装置12通过离心泵13泵入再从SNCR喷枪层10、11和SNCR喷枪20喷淋）；剩下的NOx在上升的过程中与SNCR喷枪喷出的NH3水（氨水）或尿素接触，再次脱除烟气中的残余的NOx；经过再燃脱硝和氨水喷淋后，烟气中NOx的脱除率可以达到80％以上，完全可以满足国家对烟气NOx的排放标准；低NOx烟气通过烟气出口21、经过旋风预热器14、电收尘器15，从烟道进入烟囱18后达标外排；通过在电收尘器15与烟囱18之间的烟道内增设烟气氨逃逸检测仪17和烟气NOx检测仪16，随时监控废气中氨气和NOx的排放浓度，信息及时反馈，以确保氨水的喷淋量控制在一定的摩尔比范围内，既避免二次污染，又使水泥窑炉废气达到国家规定的排放标准。

Claims

1.一种高效再燃脱硝装置，其特征是：该装置包括一分解炉，分为上段、下段和底部；该分解炉的底部设有二次风入口，该二次风入口与水泥回转窑通过管道连接；该分解炉的下段由下至上包括低氮主燃烧器、再燃燃烧器，在该低氮主燃烧器位置设有生料入口；煤粉仓的煤粉从低氮主燃烧器进入分解炉，煤粉仓的再燃煤粉从再燃燃烧器进入分解炉；在该生料入口下方还设有三次风入口，该三次风入口与水泥回转窑的冷却机通过管道连接；该分解炉的上段由下至上设有燃尽风入口和SNCR喷枪；所述燃尽风入口与三次风入口及水泥回转窑的冷却机通过管道连接；所述SNCR喷枪通过管道与离心泵连接，离心泵与氨水储罐装置通过管道连接；该分解炉的上段设有烟气出口，该烟气出口与旋风预热器连接，旋风预热器与电收尘器连接，电收尘器与烟囱通过烟道连接；所述分解炉上段的烟气出口与旋风预热器通过出口烟道连接，在该出口烟道上还设有1个或多个SNCR喷枪。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征是：所述电收尘器与烟囱的连接烟道之间设有烟气NOx检测仪和烟气氨逃逸检测仪。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征是：所述煤粉仓设有转子称。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征是：所述SNCR喷枪采用多个，分别均匀布置于分解炉圆周壁面上，形成2层SNCR喷枪层，该2层SNCR喷枪层位于分解炉上段的上端。

5.一种采用权利要求1所述装置进行再燃脱硝的工艺方法，其特征是：包括如下步骤：

6.如权利要求5所述的方法，其特征是：通过在电收尘器与烟囱之间的烟道内增设烟气氨逃逸检测仪和烟气NOx检测仪，随时监控废气中氨气和NOx的排放浓度，信息及时反馈，以确保氨水的喷淋量控制在一定的摩尔比范围内。

7.如权利要求5所述的方法，其特征是：所述煤粉仓设有转子称，煤粉仓中的煤粉通过转子称计量后从分解炉的低氮主燃烧器或者再燃燃烧器进入分解炉。