CN103977695B - 一种脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的方法及系统，该方法为向水泥窑炉的850～1000℃高温区域中加入氨水进行还原反应除去烟气中的氮氧化物。本发明的方法以水泥窑炉为反应器，因此投资相对较低，施工期短。本发明还提供了脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的系统，所述系统包括氨水储罐和氨水喷射装置；所述氨水储罐与氨水喷射装置通过管道连通，所述氨水喷射装置将来自所述氨水储罐的氨水雾化并喷入水泥窑炉的850～1000℃高温区域。本发明整个系统由氨水储罐和氨水喷射装置所构成，系统简化，工程造价便宜，占地面积小。
Description
技术领域
本发明属于工业烟气脱硝技术领域，尤其涉及一种脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的方法及系统。
背景技术
NOx 是主要的大气污染物之一，对人体的危害相当严重。NO会使人的中枢神经麻痹并导致窒息死亡；NO2的毒性比NO更强，会造成哮喘和肺气肿，导致人的心、肺、肝、肾及造血组织的功能丧失。氮氧化物在大气成雨过程中，被水汽凝结成的液滴吸收形成酸雨和光化学烟雾，严重破坏地球生态坏境。
目前，主要采用湿法烟气脱硝技术和干法脱硝技术来脱除烟气中的氮氧化物。湿法烟气脱硝是利用液体吸收剂将NOx溶解的原理来净化烟气。干法脱硝技术主要包括选择性催化还原（SCR）脱硝技术、选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术。而水泥生产线NOx排放控制技术一般采用选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术。SNCR脱硝系统虽然一次性投资、运行成本低、设备占地面积小，但控制难度较大，难以达到最佳脱硝效果。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提供了一种脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的方法及系统。
本发明提供了一种脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的方法，该方法为向水泥窑炉的850～1000℃高温区域中喷入雾化的氨水进行还原反应以除去烟气中的氮氧化物。
本发明的方法以水泥窑炉为反应器，因此投资相对较低，施工期短。
本发明还提供了一种脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的系统，所述系统包括氨水储罐和氨水喷射装置；所述氨水储罐与氨水喷射装置通过管道连通，所述氨水喷射装置将来自所述氨水储罐的氨水雾化并喷入水泥窑炉的850～1000℃高温区域。本发明整个系统由氨水储罐和氨水喷射装置所构成，系统简化，工程造价便宜，占地面积小。本发明选用氨水作为还原剂，不需要压力容器储存，较无水液氨安全。氨水溶液运输和处理方便，不需要额外的加热设备或蒸发设备，运行费用相对较低。
说明书附图
图1为本发明的工艺流程图。
附图标记：
1-氨水储罐，2-氨水管道泵，3-氨水浓度调节柜，4-中间罐，5-氨水取出泵，6-高位氨水罐，7-高位取出泵，8-流量调配控制柜，9-雾化调节控制柜，10-空气雾化喷枪，11-压缩空气罐。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的方法，该方法为向水泥窑炉的850～1000℃高温区域中喷入雾化的氨水进行还原反应以除去烟气中的氮氧化物。
根据本发明所提供的脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的方法，优选地，所述喷入雾化的氨水的方法为通过空气雾化喷枪喷射。
根据本发明所提供的脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的方法，优选地，所述空气雾化喷枪为4个，且所述空气雾化喷枪均匀的分布在所述水泥窑炉的分解炉上部。
根据本发明所提供的脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的方法，优选地，喷入的所述雾化的氨水其质量百分比浓度为10~25%。
根据本发明所提供的脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的方法，优选地，
所述空气雾化喷枪的雾化能力为1.0~3.0L/min。
本发明还提供了一种脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的系统，所述系统包括氨水储罐和氨水喷射装置；所述氨水储罐与氨水喷射装置通过管道连通，所述氨水喷射装置将来自所述氨水储罐的氨水雾化并喷入水泥窑炉的850～1000℃高温区域。
本发明中，所述氨水储罐可以为本领域常用的各种氨水储罐，优选地，氨水储罐容量为32m3，共2台，均设置有液位计、压力表及呼吸阀。
根据本发明所提供的脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的系统，由于一般储罐中的氨水浓度较大，而实际需要的氨水浓度较低，因此优选地，在所述氨水储罐和所述氨水喷射装置之间还设置有氨水浓度调节装置，所述氨水储罐与所述氨水浓度调节装置通过氨水管道泵连通，所述氨水喷射装置与所述浓度调节装置通过氨水取出泵连通。
根据本发明所提供的脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的系统，优选地，所述氨水浓度调节装置包括连通的氨水浓度调节柜和中间罐，所述氨水浓度调节柜与所述氨水管道泵连通，所述中间罐与所述氨水取出泵连通。所述氨水取出泵进一步优选为螺杆泵。
根据本发明所提供的脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的系统，优选地，所述氨水取出泵的扬程为120m，流量为2m3/h。
根据本发明所提供的脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的系统，优选地，所述氨水浓度调节柜中设置有进水口和静态混合器；所述进水口设置有电动调节单座阀，所述电动调节单座阀串联设置有电磁流量计。在浓度调配柜内来自厂内自来水管网的自来水经过静态混合器进行氨水的浓度调配氨水采用与电磁流量计串联电动调节单座阀进行流量的匹配控制。通过合理配置氨水和水的流量，实现进入静态混合器的混合溶液的浓度的准确性。
根据本发明所提供的脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的系统，优选地，所述中间罐中设置有超声波液位计和呼吸阀。
本发明中，中间罐的储量为5m3，配置有超声波液位计和呼吸阀，主要储存浓度在10~20%的氨水溶液为主。通过对中间罐和高位储罐之间的匹配关系合理配置氨水取出泵。氨水取出泵的扬程为120m，流量为2m3/h，主要进行调配好浓度的氨水从地平的氨水储存区域泵送到高位储罐内。泵的启动主要受到储罐液位的控制要求及浓度调配的间歇性要求进行。氨水的浓度需要按照系统的脱硝目标要求及氨水到厂的浓度进行合理调整，并按照分解炉的实际运行情况进行灵活控制。
根据本发明所提供的脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的系统，优选地，所述喷射装置包括依次连通的高位氨水罐、高位取出泵、流量调配控制柜、雾化调节控制柜及空气雾化喷枪；所述高位氨水罐与所述氨水取出泵连通，所述空气雾化喷枪与所述水泥窑炉连通。所述高位取出泵进一步优选为可变频的漩涡泵。
根据本发明所提供的脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的系统，优选地，所述喷射装置还包括压缩空气罐，所述压缩空气罐与所述流量调配控制柜连通。
根据本发明所提供的水泥窑炉中的烟气中氮氧化物的脱除系统，优选地，所述流量调配控制柜内设置有对氨水的流量进行回流调整控制的电动调节阀和进行雾化流量调节的主管路电动调节阀。
根据本发明所提供的脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的系统，优选地，所述空气雾化喷枪为4个。空气雾化喷枪枪体材质为310SS不锈钢，枪身长度800mm，喷头材质为哈氏合金，雾化能力1.0~3.0L/min。
本发明中，按照可变频的旋涡泵的频率调整氨水流量、设置在调配控制柜内的电动调节阀进行流量的回流调整控制，及设置在流量调配控制柜内的主管路电动调节阀进一步进行流量的微小调整等三级雾化流量调节进行雾化压力控制。雾化流量与雾化液压的调整按照雾化喷枪雾化最佳工况所设定的液压调整范围进行反馈控制，并用设置在流量调配控制柜内的压缩空气电动调节阀进行雾化压力的匹配性调整。
如图1所示，本发明的工艺流程如下：
将汽车运来的25%的氨水经车载自备卸料泵或者化工流程泵泵送至氨水贮罐1，来自氨水储罐1的浓氨水经过氨水管道泵2过滤器过滤杂质后通过氨水浓度调节柜3，在氨水浓度调节柜3内来自厂内自来水管网的自来水经过静态混合器进行氨水的浓度调配，氨采用与电磁流量计串联的电动调节单座阀进行流量的匹配控制。通过合理配置氨水和水的流量，实现进入静态混合器的混合溶液的浓度的准确性。电磁流量计均设置流量累积记录信号以保证累积量的匹配，确保浓度调配的准确性。经过氨水浓度调节柜3处理后的氨水储存在中间罐4里。中间罐4里的氨水通过氨水取出泵5泵送到高位氨水罐6内，高位氨水罐6内的氨水通过高位取出泵7输送到流量调配控制柜8内，流量调配控制柜8与雾化调节控制柜9及压缩空气罐11连通，来自压缩空气罐11的压缩空气进入流量调配控制柜8内完成雾化用气量的调节及雾化压力的匹配调节后，进入雾化调节控制柜9内，经过雾化调节控制柜9平均分配到各个空气雾化喷枪10内，作为雾化动力保证氨水在分解炉内的分散。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的系统，其特征在于，所述系统包括氨水储罐和氨水喷射装置；所述氨水储罐与氨水喷射装置通过管道连通，所述氨水喷射装置将来自所述氨水储罐的氨水雾化并喷入水泥窑炉的850～1000℃高温区域；在所述氨水储罐和所述氨水喷射装置之间还设置有氨水浓度调节装置，所述氨水储罐与所述氨水浓度调节装置通过氨水管道泵连通，所述氨水喷射装置与所述浓度调节装置通过氨水取出泵连通；所述喷射装置包括依次连通的高位氨水罐、高位取出泵、流量调配控制柜、雾化调节控制柜及空气雾化喷枪；所述空气雾化喷枪的雾化能力为1.0~3.0L/min，所述高位氨水罐与所述氨水取出泵连通，所述空气雾化喷枪与所述水泥窑炉连通。
2.根据权利要求1所述的脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的系统，其特征在于，所述氨水浓度调节装置包括连通的氨水浓度调节柜和中间罐，所述氨水浓度调节柜与所述氨水管道泵连通，所述中间罐与所述氨水取出泵连通。
3.根据权利要求2所述的脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的系统，其特征在于，所述氨水取出泵的扬程为120m，流量为2m3/h。
4.根据权利要求2所述的脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的系统，其特征在于，所述氨水浓度调节柜中设置有进水口和静态混合器；所述进水口设置有电动调节单座阀，所述电动调节单座阀串联设置有电磁流量计。
5.根据权利要求2所述的脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的系统，其特征在于，所述中间罐中设置有超声波液位计和呼吸阀。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的系统，其特征在于，所述喷射装置还包括压缩空气罐，所述压缩空气罐与所述流量调配控制柜连通。
7.根据权利要求6所述的脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的系统，其特征在于， 所述流量调配控制柜内设置有对氨水的流量进行回流调整控制的电动调节阀和进行雾化流量调节的主管路电动调节阀。
8.根据权利要求7所述的脱除水泥窑炉烟气中氮氧化物的系统，其特征在于，所述空气雾化喷枪为4个。
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