CN105457478A - 水泥窑烟气氨法脱硫系统及方法 - Google Patents

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吴德厚
郭彦鹏
杜飞
曹飞
郎建辉
杨学权
夏毅涛
张建波
赵宇
赵旭红
韦娟
许威
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    • B01D53/501—Sulfur oxides by treating the gases with a solution or a suspension of an alkali or earth-alkali or ammonium compound
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Abstract

本发明提供了一种结构简单、运行成本较低、一次投资费用低的水泥窑烟气氨法脱硫系统及方法，其系统包括氨水储存系统、与所述氨水储存系统相连的喷射单元；所述氨水储存系统包括两个氨水储罐，所述氨水储罐的底部通过阀体连接高压泵，所述高压泵通过流量计和压力变送器连接喷射单元；所述高压泵与流量计之间通过回流管连接氨水储罐的上方。本发明的水泥窑烟气氨法脱硫系统及方法，进行脱硫工艺能够实现80％以上的脱硫效率，选择合适的氨硫比不会造成额外的氨逃逸污染，而且无其他污染。运行成本主要为氨水的费用，降低了传统脱硫工艺的一次投资成本及运行成本。

Description

水泥窑烟气氨法脱硫系统及方法
技术领域
本发明涉及一种脱硫系统及方法，尤其是一种运用水泥窑烟气氨法脱硫的系统。
背景技术
近些年来，随着国家对工业污染物排放要求的越来越严格，国内重点工业企业的大气污染物包括SO2、NOx等的排放均纳入了重点监测内容，排放监控进入常态化。在这个背景下，钢铁、电力等传统工业经过几十年的发展，均配套研发出了成熟的烟气脱硫技术。
相对于这些企业，水泥工业特别是新型干法水泥生产线的脱硫技术则发展较为缓慢，一方面是由于水泥窑炉呈天然的碱性，内部就成为了一个天然的脱硫装置，能够抑制大部分的燃料硫排放，同时当生料磨开启时基本可以达到硫零排放，从而大部分的干法窑不需要脱硫装置，然而当生料内的硫含量较高时，窑尾烟囱SO2排放超标，可达1000mg/Nm3以上，即便是开启生料磨也很难使窑尾烟囱SO2排放达标；另一方面则是关于水泥窑炉的硫排放国家控制的相对不太严格。然而自2014年3月1日起实施的国家规范GB4915-2014《水泥工业大气污染物排放标准》对水泥窑的SO2控制有了更高的要求，现有企业SO2排放不超过200mg/Nm3，重点地区不超过100mg/Nm3。因此开发能够降低干法水泥窑的脱硫技术对于水泥工业环保有着重要意义。
常见主流的脱硫技术主要为湿法脱硫，主要应用于钢铁、电力等行业，技术较为成熟，但湿法技术包括石灰石-石膏法以及氨法普遍存在一次投资成本较高，系统复杂，运行费用较高的缺点，比较难以应用于水泥生产线上，以一条孰料产量为5000t/d的水泥生产线为例，建设配套的石灰石-石膏湿法脱硫系统投资额在1000万以上。目前水泥行业产能过剩，利润下降，湿法脱硫的投资成本对于水泥厂而言有些难以承受。
目前应用于水泥行业的脱硫技术包括干反应剂喷注法、喷雾干燥脱硫法、热生料喷注法等技术均存在脱硫效率较低，一次投资成本高的缺点，因此开发一次投资成本低且高效的脱硫系统对于水泥工业有积极意义。
发明内容
本发明提供了一种结构简单、运行成本较低、一次投资费用低的水泥窑烟气氨法脱硫系统。
实现本发明目的的水泥窑烟气氨法脱硫系统，包括氨水储存系统、与所述氨水储存系统相连的喷射单元；所述氨水储存系统包括两个氨水储罐，所述氨水储罐的底部通过阀体连接高压泵，所述高压泵通过流量计和压力变送器连接喷射单元；所述高压泵与流量计之间通过回流管连接氨水储罐的上方。
所述流量计与压力变送器之间设有电动阀门。
所述喷射单元为双流体喷枪。
所述双流体喷枪还连接压缩气体管道，所述压缩气体管道上设有压力表。
所述双流体喷枪的位置选在水泥窑预热器的旋风筒之间。
本发明的水泥窑烟气氨法脱硫系统的有益效果如下：
本发明的水泥窑烟气氨法脱硫系统，是在预热器高温段中，烟气中的SO2与氨气以及生料发生了较为复杂的气固反应，生成了耐高温的硫酸盐，最终被带入到水泥熟料中。本发明的系统进行脱硫工艺能够实现80％以上的脱硫效率，选择合适的氨硫比不会造成额外的氨逃逸污染，而且无其他污染。运行成本主要为氨水的费用，降低了传统脱硫工艺的一次投资成本及运行成本。
附图说明
图1为本发明的水泥窑烟气氨法脱硫系统及方法的系统的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明的水泥窑烟气氨法脱硫系统，包括氨水储存系统、与所述氨水储存系统相连的喷射单元7；所述氨水储存系统包括两个氨水储罐1，所述氨水储罐1的底部通过阀体连接高压泵2，所述高压泵2通过流量计3和压力变送器4连接喷射单元7；所述高压泵2与流量计3之间通过回流管6连接氨水储罐1的上方。
所述流量计3与压力变送器4之间设有电动阀门5。
所述喷射单元7为双流体喷枪。
所述双流体喷枪还连接压缩气体管道8，所述压缩气体管道8上设有压力表9。
所述双流体喷枪的位置选在水泥窑预热器的旋风筒之间。
本发明的水泥窑烟气氨法脱硫方法，利用水泥厂普遍建有的脱硝设施，氨水储存系统采用脱硝的氨水储存系统，采用浓度为15％-25％的氨水，设置一套加压泵站，该泵站包括高压泵、流量计、回流设施等，并以此作为喷射单元。喷枪采用特殊设计的双流体喷枪，并设置自动控制程序。
喷射点选在在水泥窑预热器C1旋风筒与C5旋风筒之间，温度区间要求在350～800℃范围内、氧含量在0.1％-5％。喷射点选取为该技术的关键点，如果点选择的不合适则基本不会削减窑系统的SO2，当喷射点选取不合适时，一方面不会削减SO2，而且某些区域会造成NOx的大幅度增加，同时造成氨逃逸超标。氨硫比控制在1.0～3.0，不仅能有效降低SO2，而且不易造成氨逃逸超标。利用高压泵将氨水输送至喷枪处，泵出口压力为0.8～2.0Mpa，压缩空气压力为0.3～0.6Mpa。
上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神前提下，本领域普通工程技术人员对本发明技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (6)

1.水泥窑烟气氨法脱硫系统，其特征在于：包括氨水储存系统、与所述氨水储存系统相连的喷射单元；所述氨水储存系统包括两个氨水储罐，所述氨水储罐的底部通过阀体连接高压泵，所述高压泵通过流量计和压力变送器连接喷射单元；所述高压泵与流量计之间通过回流管连接氨水储罐的上方。
2.根据权利要求1所述的水泥窑烟气氨法脱硫系统，其特征在于：所述流量计与压力变送器之间设有电动阀门。
3.根据权利要求1所述的水泥窑烟气氨法脱硫系统，其特征在于：所述喷射单元为双流体喷枪。
4.根据权利要求3所述的水泥窑烟气氨法脱硫系统，其特征在于：所述双流体喷枪还连接压缩气体管道，所述压缩气体管道上设有压力表。
5.根据权利要求3所述的水泥窑烟气氨法脱硫系统，其特征在于：所述双流体喷枪的位置选在水泥窑预热器的旋风筒之间。
6.水泥窑烟气氨法脱硫方法，其特征在于：氨水储存系统采用脱硝的氨水储存系统，采用浓度为15％-25％的氨水，设置一套加压泵站，该泵站包括高压泵、流量计、回流设施，并以此作为喷射单元，喷枪设置自动控制程序；喷射点选在在水泥窑预热器C1旋风筒与C5旋风筒之间，温度区间要求在350～800℃范围内、氧含量在0.1％-5％，氨硫比控制在1.0～3.0。利用高压泵将氨水输送至喷枪处，泵出口压力为0.8～2.0Mpa，压缩空气压力为0.3～0.6Mpa。
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