CN104998531B - 一种水泥窑烟气sncr脱硝系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水泥窑烟气SNCR脱硝系统，该系统旁路附接于水泥窑系统，包括热气管道、还原剂雾化装置、增压装置及还原剂蒸气管道，其中热气管道的进口连接于水泥窑系统上的排气口，出口连接于还原剂雾化装置的气体进口，还原剂雾化装置的还原剂蒸气出口至分解炉脱硝喷射点通过还原剂蒸气管道连接，用于将形成的还原剂蒸气输送至分解炉，在还原剂蒸气管道上设置增压装置用于对还原剂蒸气加压。由于该系统所产生的还原剂蒸气能够与烟气中氮氧化物较好的混合接触，从而能提高脱硝效率，同时在相同脱硝效率的前提下，减低还原剂的消耗量。
Description
技术领域
本发明属于水泥窑大气污染物排放控制技术领域，涉及一种水泥窑烟气脱硝系统，具体来说涉及一种采用选择性非催化还原（SNCR，Selective Non-CatalyticReduction）法进行烟气脱硝的系统及设备。
背景技术
SNCR脱硝技术已在水泥厂烟气脱硝中广泛应用，即向水泥分解炉中的烟气喷射还原剂（氨水或尿素溶液），在一定的温度范围内和部分氧存在的条件下，还原剂将NOx转化成氮（N2）及水（H2O）。
目前水泥窑SNCR脱硝系统中，通常是用压缩空气等雾化介质来雾化还原剂，通过喷枪将还原剂溶液雾化成颗粒大小合适的液滴喷入分解炉内。当水泥分解炉尺寸不大、温度变化范围小时，还原剂被喷入分解炉后能够立即与分解炉内烟气充分、均匀混合，有利于脱硝的进行。随着水泥窑分解炉的增大，还原剂与烟气混合不均匀，则会造成分解炉内局部还原剂浓度偏大，过量的还原剂未参加反应即被烟气带出分解炉，使还原剂的利用率降低，同时造成了还原剂逃逸。
同时，分解炉中的生料分别依靠涡旋效应、喷腾效应、悬浮效应和流态效应分散在气流中，还原剂液滴与其接触时会附着在生料粉体上，随粉料落入分解炉锥部。这一方面减少了还原剂与烟气的有效接触，降低了还原剂的利用率；另一方面，随粉料落入分解炉锥部的还原剂在高温条件下，生成了NOx，增加了烟气中NOx含量，使得脱硝效率下降，还原剂耗量增大。
因此，如何使得还原剂溶液在分解炉内立即扩散并与分解炉内烟气充分、均匀混合，保证对烟气的全面覆盖，以及减少还原剂在生料粉体上的附着，提高还原剂的利用率，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水泥窑烟气SNCR脱硝系统及设备，能够改善还原剂与烟气混合的不均匀性，减少还原剂的喷入量，从而提高脱硝效率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种水泥窑烟气SNCR脱硝系统，其特征在于，所述水泥窑烟气SNCR脱硝系统旁路附接于水泥窑尾系统，水泥窑尾系统有分解炉、旋风预热器及回转窑，旋风预热器包括多级旋风筒，分解炉的窑尾废气进入末级旋风筒，经过各级旋风筒后，由首级旋风筒通过气体出口管道排出，预热后的生料由末级旋风筒经过管道输送到回转窑，分解炉上设置分解炉脱硝喷射点以用于将脱硝用还原剂喷入分解炉中，旁路附接于水泥窑系统的水泥窑烟气SNCR脱硝系统包括热气管道、还原剂雾化装置、增压装置及还原剂蒸气管道，其中热气管道从水泥窑尾系统接出，该热气管道的进口设置在水泥窑系统上的任何排气口处，而另一端连接于还原剂雾化装置的气体进口，在热气管道的进口与还原剂雾化装置气体进口之间设置有除尘过滤器以便过滤热废气中所含的粉尘，还原剂雾化装置是利用热气管道供应的热量和/或热气将还原剂雾化的装置，还原剂雾化装置的还原剂蒸气出口通过还原剂蒸气管道连接至分解炉脱硝喷射点用于将形成的还原剂蒸气输送至分解炉，在还原剂蒸气管道上设置增压装置用于对还原剂蒸气加压以便喷射至分解炉中。
在该脱硝系统中，所使用的还原剂为氨水、尿素溶液或液氨中的任一种或多种。
在本发明的水泥窑烟气SNCR脱硝系统中，分解炉脱硝喷射点是在分解炉上温度在850℃至1050℃之间的任何位置，但优选地，分解炉脱硝喷射点位于分解炉的中上部。
热气的作用在于为还原剂雾化装置供热和提供雾化介质。在一个实施方案中，供热的热源可以是单独的，因此热气管道可以是一个单独设置的供热管道。但是更优选地，出于综合利用的考虑，在水泥窑系统中本身要排出大量废热，该废热即可作为本发明脱硝系统中所采用的热源。因此，在另一个优选实施方案中，热气管道是从水泥窑尾系统接出的热废气管道，其中该热废气管道的进口设置在水泥窑系统上排出气体温度在200℃至800℃之间的任何排气口，热废气管道的进口与其同还原剂雾化装置气体进口之间还设置有除尘过滤器。更优选，热废气管道的进口设置在首级旋风筒的排气口处。
另一方面，在还原剂雾化装置中还包含用于喷淋还原剂液体的喷嘴以进一步提高还原剂雾化的效率。
另外，在以上所述的脱硝系统中，所用除尘过滤器的形式是选自旋风除尘器、陶瓷管旋风除尘器、滤料颗粒床除尘器中的任一种或多种的结合。
本发明提出的一种脱硝系统，具有以下有益效果：（1）使还原剂变成蒸气状态，因而能够与烟气的混合更均匀，增大了与烟气中NOx接触的机会；（2）减少了还原剂在生料上的附着，从而减少了生料带走还原剂的量，提高了还原剂的利用率，使脱硝效率提高，降低了还原剂的使用量。
附图说明
图1为本发明工艺及设备连接示意图。
在图中：1、C1旋风筒；2、热废气出口管道；3、废气旁通管道；4、除尘过滤器；5、还原剂雾化装置；6、还原剂喷嘴；7、风机；8、还原剂蒸气管道；9、分解炉；10、C5旋风筒的进料管；11、粉尘输送管道。
具体实施方式
本发明公开了一种水泥窑烟气SNCR脱硝系统，即利用选择性非催化还原（SNCR，Selective Non-Catalytic Reduction）法进行水泥窑烟气脱硝的系统。该系统在原有水泥线的基础上，将C1旋风筒气体出口的一部分热废气旁通后进入除尘过滤器除尘净化，而后热废气进入还原剂雾化装置，在雾化装置内还原剂液滴与热废气进行热质交换，蒸发成为还原剂蒸气，还原剂蒸气被风机吸入升压后送至分解炉脱硝喷射点。由于该系统所产生的还原剂蒸气能够与烟气中氮氧化物较好的混合接触，从而能提高脱硝效率，同时在相同脱硝效率的前提下，减低还原剂的消耗量。
窑尾C1旋风筒气体出口的部分热废气通过旁通支管的除尘器除尘后，进入还原剂雾化装置，在雾化装置内还原剂与热废气进行热交换后形成蒸气状态，蒸气状态的还原剂被风机吸入升压后通过还原剂蒸气管道送至分解炉的喷射点。该系统具体包括热废气管道、除尘过滤器、还原剂雾化装置、还原剂喷嘴、风机、还原剂蒸气管道及粉尘输送管道。
废气旁通管道进口与水泥窑尾C1旋风筒的热废气出口连接，废气旁通管道出口接于除尘过滤器气体进口，除尘过滤器气体出口连接雾化装置气体进口，雾化装置气体出口连接风机入口，风机出口连接还原剂蒸气管道进口，还原剂蒸气管道出口接于分解炉脱硝喷射点。
所述废气旁通管道不限于从水泥窑尾C1旋风筒气体出口引出，也可以从水泥线其他有废气地方引出或者从单独设置的热气管道引入，只要满足废气温度介于200℃～800℃之间。
所述的除尘过滤器用于除去废气中的粉尘，其形式可以是旋风除尘器，也可以是陶瓷管旋风除尘器，或者滤料颗粒床除尘器。除尘过滤器内的粉尘通过粉尘输送管道引入C5旋风筒的进料管。
所述的雾化装置用于将还原剂雾化，并通过热废气的传热作用，使还原剂液滴蒸发成为蒸气，雾化装置内沉降的粉尘通过粉尘输送管道引入C5旋风筒的进料管。
所述的风机为还原剂蒸气流动提供动力，风机吸入口连接雾化装置出口，风机出口连接还原剂蒸气管道进口。
所述的还原剂蒸气管道出口所接的脱硝喷射点位置在分解炉中上部，但不限于此处，也可以是在其他位置，只要满足喷射点温度为850℃～1050℃。
以下结合附图和实施例作进一步说明。
本发明所述的水泥窑烟气脱硝系统及设备是指以选择性非催化还原（SNCR）方法进行水泥窑烟气脱硝。
如图所示，废气旁通管道3、除尘过滤器4、还原剂雾化装置5、风机7及还原剂蒸气管道8构成一个窑尾废气支路。
窑尾热废气从窑尾C1旋风筒1的热废气出口管道2引出后，经过废气旁通管道3进入除尘过滤器4。废气中的粉尘在除尘过滤器4分离后，粉尘通过粉尘输送管道11引入C5旋风筒的进料管10，净化后的热废气通过管道引入还原剂雾化装置5。还原剂雾化装置5上设有还原剂喷嘴6，由还原剂喷嘴6喷出的还原剂与热废气进行热交换后形成蒸气状态，还原剂雾化装置5内沉降的粉尘通过粉尘输送管道11引入C5旋风筒的进料管10。蒸气状态的还原剂通过管道被风机7吸入，经过风机7的升压，经还原剂蒸气管道8进入分解炉9的喷射点。
以上所述仅为本发明所述水泥窑烟气脱硝系统及设备的优选例实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何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权利要求保护范围之内。
上面结合附图和具体实施例对本发明的实施方式作了详细的说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (4)
1.一种水泥窑烟气SNCR脱硝系统，其特征在于，所述水泥窑烟气SNCR脱硝系统旁路附接于水泥窑尾系统，水泥窑尾系统有分解炉、旋风预热器及回转窑，旋风预热器包括多级旋风筒，分解炉的窑尾废气进入末级旋风筒，经过各级旋风筒后，由首级旋风筒通过气体出口管道排出，预热后的生料由末级旋风筒经过管道输送到回转窑，分解炉上设置分解炉脱硝喷射点以用于将脱硝用还原剂喷入分解炉中，旁路附接于水泥窑系统的水泥窑烟气SNCR脱硝系统包括热气管道、还原剂雾化装置、增压装置及还原剂蒸气管道，其中热气管道从水泥窑尾系统接出，该热气管道的进口设置在水泥窑系统上的首级旋风筒的排气口处，而另一端连接于还原剂雾化装置的气体进口，在热气管道的进口与还原剂雾化装置气体进口之间设置有除尘过滤器以便过滤热废气中所含的粉尘，还原剂雾化装置是利用热气管道供应的热量和/或热气将还原剂雾化的装置，还原剂雾化装置的还原剂蒸气出口通过还原剂蒸气管道连接至分解炉脱硝喷射点用于将形成的还原剂蒸气输送至分解炉，在还原剂蒸气管道上设置增压装置用于对还原剂蒸气加压以便喷射至分解炉中，其中分解炉脱硝喷射点位于分解炉的中上部。
2.如权利要求1所述的水泥窑烟气SNCR脱硝系统，其特征在于，该脱硝系统中所使用的还原剂为氨水、尿素溶液或液氨中的任一种或多种。
3.如权利要求1所述的水泥窑烟气SNCR脱硝系统，其特征在于，还原剂雾化装置中还包含用于喷淋还原剂液体的喷嘴以进一步提高还原剂雾化的效率。
4.如权利要求1所述的水泥窑烟气SNCR脱硝系统，其特征在于，所用的除尘过滤器的形式是选自旋风除尘器、滤料颗粒床除尘器中的任一种或多种的结合。
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