CN106268270B - 一种链篦机-回转窑脱硝系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种链篦机‑回转窑脱硝系统，包括用于加热球团的第一预热段和第二预热段，还包括用于脱除烟气中氮氧化物的脱硝装置，所述脱硝装置设于所述第二预热段内腔，该脱硝装置不仅能够实现烟气的脱硝反应，而且能够有效利用链篦机‑回转窑脱硝系统的各装置实现脱硝反应，从而降低其占地面积，节省能耗，并降低设备投资及运行费用。

Description

一种链篦机-回转窑脱硝系统
技术领域
本发明涉及工程链篦机-回转窑球团技术领域，特别涉及一种链篦机-回转窑脱硝系统。
背景技术
链篦机-回转窑球团技术是采用链篦机干燥、预热生球，利用回转窑团结、焙烧球团的一种球团工艺，生产过程中需要链篦机和回转窑协同作用。链篦机-回转窑球团生产工艺燃烧时产生大量烟气，且烟气中有含量较高的氮氧化物，氮氧化物若直接排放到大气中会造成环境污染，影响生态及人类的健康。因此，在排放前，需要对链篦机-回转窑球团生产产生的烟气进行脱硝处理。
通常情况下，SNCR脱硝工艺采用氨水或尿素为还原剂，并在850～1150℃的温度下将氮氧化物还原为氮气和水。目前，常用的链箅机-回转窑通常在烟气排放前进行脱硝，烟气排放时的温度为150～200℃，显然难以满足SNCR反应所需的温度，因此，为了实现脱硝，在反应前，需对烟气进行加热。
如图1所示，图1为现有技术中链篦机-回转窑脱硝装置的结构示意图。该脱硝装置包括将待处理烟气进行一次升温的热交换装置1＇、进行二次升温的加热装置2＇及对烟气进行SCR脱硝脱二恶英处理的SCR反应装置3＇，其中，SCR反应装置3＇的排烟口与热交换装置1＇的热介质入口相连，通过SCR反应装置3＇脱硝后的洁净烟气从烟囱4＇排出。该脱硝装置能够解决烧结、球团烟气因温度过低而无法实现有效脱硝的技术瓶颈。
但是，上述脱硝装置在脱硝反应前，需要设置热交换装置1＇和加热装置2＇对烟气进行加热，导致链箅机-回转窑系统占地面积大、能耗高、投资及运行费用均较高。
鉴于上述链箅机-回转窑脱硝装置存在的缺陷，亟待提供一种在脱硝反应前不需要对烟气进行加热即可实现脱硝反应的链箅机-回转窑脱硝装置。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的为提供一种链篦机-回转窑脱硝系统，其第二预热段内设有脱硝装置，该脱硝装置不仅能够实现烟气的脱硝反应，而且能够有效利用链篦机-回转窑脱硝系统的各装置实现脱硝反应，从而降低其占地面积，节省能耗，并降低设备投资及运行费用。
为了实现本发明的目的，本发明提供一种链篦机-回转窑脱硝系统，包括用于加热球团的第一预热段和第二预热段，还包括用于脱除烟气中氮氧化物的脱硝装置，所述脱硝装置设于所述第二预热段内腔。
如此设置，相较于现有技术，本发明中的链篦机-回转窑脱硝系统第二预热段内的烟气温度能够满足SNCR脱硝反应所需的温度，相较于现有技术，不需要设置烟气加热装置，因此，该脱硝装置不仅能够实现烟气的脱硝反应，而且能够有效利用链篦机-回转窑脱硝系统的各装置实现脱硝反应，从而降低其占地面积，节省能耗，并降低设备的投资及运行费用。
可选地，所述第二预热段内腔设有若干喷枪，所述喷枪设有若干喷嘴，还原剂由各所述喷嘴喷出并与烟气反应，所述喷枪为所述脱硝装置。
可选地，所述喷枪沿横向延伸，且所述第二预热段内腔沿纵向和竖向分别设置若干所述喷枪，以使各所述喷嘴喷出的还原剂覆盖所述第二预热段内腔；
所述喷嘴的喷射方向与烟气的流动方向相同。
可选地，沿烟气的流动方向，各所述喷枪的所述喷嘴逐渐减小，且同一所述喷枪的各所述喷嘴大小相同。
可选地，所述喷枪设有还原剂入口和压缩空气入口；
所述链篦机-回转窑脱硝系统还包括还原剂罐和压缩空气罐，所述还原剂罐与所述还原剂入口连通，所述压缩空气罐与所述压缩空气入口连通。
可选地，所述喷枪沿横向的两端通过法兰连接于所述第二预热段内壁，且所述还原剂入口与所述压缩空气入口伸出至所述第二预热段外部。
可选地，所述第二预热段内腔沿纵向包括2～8只所述喷枪，且相邻所述喷枪之间的距离为1～5m；
所述第二预热段内腔沿竖向包括2～5只所述喷枪。
可选地，各所述喷枪包括3～10只所述喷嘴。
可选地，所述喷嘴为实芯圆锥型喷嘴，且其雾化角度为30～90°，喷射流量为10～80L/h。
附图说明
图1为现有技术中链篦机-回转窑脱硝装置的结构示意图；
图2为本发明所提供链篦机-回转窑脱硝系统在一种具体实施例中的结构示意图；
图3为图2的A-A向剖视图；
图4为图2的B-B向剖视图。
图1中：
1＇热交换装置、2＇加热装置、3＇SCR反应装置、4＇烟囱。
图2-4中：
1回转窑、2第一预热段、3第二预热段、4干燥段、5喷枪、51喷嘴、52还原剂入口、53压缩空气入口、6还原剂罐、7压缩空气罐、8水箱、9混合模块、10风机、11烟囱、12风箱。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
请参考附图2-4，其中，图2为本发明所提供链篦机-回转窑脱硝系统在一种具体实施例中的结构示意图；图3为图2的A-A向剖视图；图4为图2的B-B向剖视图。
需要说明的是，本文中提到的“横向”、“纵向”、“竖向”等方位词是基于链篦机-回转窑脱硝系统的安装方向设置的，即是基于图2中的视角设置的。其中，“纵向”指的是链篦机-回转窑脱硝系统的轴线方向，如图2所示的水平方向；“横向”指的是链篦机-回转窑脱硝系统的横截面所在的方向，如图2所示的垂直于纸面的方向；“竖向”指的是链篦机-回转窑脱硝系统的高度方向，如图2所示的上下方向。可以理解，上述方位词的出现不应作为对本申请保护范围的绝对限定。
在一种具体实施例中，本发明提供一种链篦机-回转窑脱硝系统，如图2所示，该链篦机-回转窑脱硝系统包括用于加热球团的干燥段4、第一预热段2和第二预热段3，球团在传动装置的带动下依次经过干燥段3、第一预热段2和第二预热段3，同时，烟气从回转窑1依次流经第二预热段3、第一预热段2和干燥段4，该过程中，球团与高温烟气对流，从而使得球团被高温烟气加热。
因此，沿烟气的流动方向，第二预热段3、第一预热段2及干燥段4内烟气的温度逐渐降低。其中，烟气在第二预热段3内的温度为950～1100℃，而烟气从干燥段4排出的温度降低为150～200℃，如背景技术所述，SNCR脱硝反应所需的温度为850～950℃，显然从干燥段4排出的烟气温度远远达不到SNCR脱硝反应所需的温度，而第二预热段3内烟气的温度处于SNCR脱硝反应的最佳温度范围内。
基于此，本实施例中的链篦机-回转窑脱硝系统还包括设于第二预热段3内的脱硝装置，用于脱除烟气中的氮氧化物，从而使得从烟囱11排出的烟气满足排放要求。
如此设置，相较于现有技术，本实施例中的链篦机-回转窑脱硝系统第二预热段3内的烟气温度能够满足SNCR脱硝反应所需的温度，相较于现有技术，不需要设置烟气加热装置，因此，该脱硝装置不仅能够实现烟气的脱硝反应，而且能够有效利用链篦机-回转窑脱硝系统的各装置实现脱硝反应，从而降低其占地面积，节省能耗，并降低设备的投资及运行费用。
具体地，如图2-4所示，第二预热段3内腔设有若干喷枪5，且各喷枪5设有若干喷嘴51，还原剂由各喷嘴51喷出并与烟气接触，因此，该喷枪5即为上述的脱硝装置。
如此设置，当还原剂从喷嘴51喷出时，呈喷射状态与烟气充分混合，且在第二预热段3内较高温度的作用下，烟气中的氮氧化物与还原剂发生如下反应：
CO(NH2)2+H2O→CO2+2NH3
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
6NO+4NH3→5N2+6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
如此，即实现将烟气中的氮氧化物(包括NO、NO2)转化为N2，从而达到排放标准。
当然，上述脱硝装置并不是必须通过若干喷枪5实现，也可采用本领域常用的其它结构，例如，可为SCR反应器，该SCR反应器内包括若干层催化剂层，烟气与还原剂通入该SCR反应器内，从而使得烟气能够在该SCR反应器内反应，从而实现烟气脱硝。但是，本实施例中，由喷嘴51喷出的还原剂处于雾化的喷射状态，其与烟气的混合更加充分且均匀，从而提高脱硝反应的效率和氮氧化物的转化率，进而能够减少反应过程中还原剂的用量。
更具体地，如图3和图4所示，喷枪5沿横向延伸，且第二预热段3内腔沿纵向和竖向分别设置若干喷枪5，同时，各喷枪5均设有若干喷嘴51。如此设置，第二预热段3内腔的各处均设置有喷嘴51，以使各喷嘴51喷出的还原剂能够覆盖第二预热段3内腔，从而增大还原剂与烟气的接触面积，以增大氮氧化物的转化率。
另外，喷嘴51的喷射方向与烟气的流动方向相同，图2-4所示的实施例中，烟气的流动方向为自左至右，因此，喷嘴51的喷射方向也为自左至右，即喷嘴51设于喷枪5的右侧。如此设置，烟气与由喷嘴51喷射出的还原剂流动方向相同，在满足烟气与还原剂充分混合的同时，还能够避免喷射出的还原剂影响烟气的正常流动，从而保证该链篦机-回转窑能够正常加热球团。
需要说明的是，上述“横向”为图3所示的上下方向，图4所示的左右方向；“纵向”为图3和图4所示的左右方向，即第二预热段3的轴向。
进一步地，沿烟气的流动方向，各喷枪5的喷嘴51逐渐减小，即喷嘴51喷出还原剂的流量也逐渐减小，同时，同一喷枪5的各喷嘴51大小相同，优选为同一喷枪5的各喷嘴51为同一型号，即同一喷枪5的各喷嘴51喷出还原剂的流量相同。
如图2所示，链篦机-回转窑脱硝系统工作时，球团在传送机构的带动下依次经过干燥段4、第一预热段2和第二预热段3，同时，为了加热干燥段4内的球团，第二预热段3内的高温烟气通过风机10引入干燥段4，在此过程中，加热风箱12内的球团。
基于此，随着风机10将第二预热段3内的高温烟气不断引入干燥段4内，使得第二预热段3内的烟气流量沿其流动方向逐渐减少，因此，第二预热段3内烟气的流场并不均匀。本实施例中，针对第二预热段3内烟气流场的特殊性，沿烟气的流动方向，设置为喷嘴51逐渐减小，喷嘴51所喷出的还原剂流量也逐渐减小，使得还原剂的流量与烟气的流场相适应，在满足氮氧化物具有足够转化率的前提下，能够有效减少还原剂的使用量。
更进一步地，如图2所示，喷枪5设有还原剂入口52和压缩空气入口53，同时，该链篦机-回转窑脱硝系统还包括还原剂罐6、压缩空气罐7、水箱8和混合模块9，其中，离心泵将还原剂溶液(例如氨水或尿素溶液)从还原剂罐6中泵入混合模块9，同时，水箱8中的除盐水也进入混合模块9，从而将还原剂溶液浓度稀释为5％～15％。
混合模块9与还原剂入口52连通，浓度为5％～15％的还原剂溶液进入喷枪5内，压缩空气罐7与压缩空气入口53连通，压缩空气也进入喷枪5，从而使得液态还原剂在压缩空气的带动下在喷枪5内流动，并提高还原剂在喷枪5内各处的均匀性，同时，还能够提高从喷嘴51喷出时还原剂的雾化效果。
具体地，喷枪5沿横向的两端通过法兰连接于第二预热段3内壁，且还原剂入口52与压缩空气入口53伸出至第二预热段3外部，以便二者分别与混合模块9和压缩空气罐7连通。
当然，喷枪5与第二预热段3之间的连接并不仅限于此，也可将喷枪5焊接于第二预热段3内壁，但是，本实施例中的设置方式不仅能够方便地实现各喷枪5与第二预热段3的连接，且能够根据实际需要灵活布置喷枪5的位置，并避免产生焊缝。
以上各实施例中，第二预热段3内腔沿纵向包括2～8只喷枪5，且相邻喷枪5之间的距离为1～5m，同时，第二预热段3内腔沿竖向包括2～5只喷枪5。例如，如图2-4所示，第二预热段3内腔沿纵向布置有4组喷枪5，同时，第二预热段3内腔沿竖向布置有三组喷枪5。
当然，沿纵向的喷枪5个数也可根据第二预热段3内高温烟气的实际流场任意布置，沿竖向的喷枪5个数也可根据第二预热段3的直径及高温烟气的流量任意布置，因此，喷枪5的布置个数不应成为对本发明保护范围的绝对限定。
同时，各喷枪5包括3～10只喷嘴51。例如，图2-4所示的实施例中，各喷枪5均包括5个喷嘴51，且各喷嘴51之间的距离相等。同样地，同一喷枪5上喷嘴5的个数也并不仅限于此，也可根据喷嘴51的喷射范围与第二预热段3的直径任意设置，此处同样不作限定。
另一方面，以上各实施例中的喷嘴51为实芯圆锥型喷嘴，且其雾化角度为30～90°，流量为10～80L/h，喷嘴51的材质可为哈氏合金或310不锈钢等。
以如图3所示的实施例为例，沿烟气的流动方向，各喷枪5的喷嘴51逐渐减小，具体为：第一组喷枪5的各喷嘴51的流量为60～80L/h，雾化角度为60°，平均雾滴粒径为50；第二组喷枪5的各喷嘴51的流量为40～60L/h，雾化角度60°，平均雾滴粒径为50um；第三组喷枪5的各喷嘴51的流量为40～60L/h，雾化角度60°，平均雾滴粒径为50um；第四组喷枪5的喷嘴51的流量为20～40L/h，雾化角度60°，平均雾滴粒径为50um。
同样地，喷嘴51的结构型式、雾化角度及流量也能够根据实际情况任意设置，此处不作限定。
综上所述，本发明中，以链篦机-回转窑脱硝系统年产200万吨氧化球团装置为例，烟气量为900000m3/h，入口NOx浓度为180～350mg/Nm3，通过本发明中脱硝装置的设置，NOx的脱除效率可达30～50％，因此，本发明所述的链篦机-回转窑脱硝系统能够有效脱除烟气中的NOx，实现洁净排放的目的。
以上对本发明所提供的一种链篦机-回转窑脱硝系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种链篦机-回转窑脱硝系统，包括用于加热球团的第一预热段(2)和第二预热段(3)，其特征在于，还包括用于脱除烟气中氮氧化物的脱硝装置，所述脱硝装置设于所述第二预热段(3)内腔。
2.根据权利要求1所述的链篦机-回转窑脱硝系统，其特征在于，所述第二预热段(3)内腔设有若干喷枪(5)，所述喷枪(5)设有若干喷嘴(51)，还原剂由各所述喷嘴(51)喷出并与烟气反应，所述喷枪(5)为所述脱硝装置。
3.根据权利要求2所述的链篦机-回转窑脱硝系统，其特征在于，所述喷枪(5)沿横向延伸，且所述第二预热段(3)内腔沿纵向和竖向分别设置若干所述喷枪(5)，以使各所述喷嘴(51)喷出的还原剂覆盖所述第二预热段(3)内腔；
所述喷嘴(51)的喷射方向与烟气的流动方向相同。
4.根据权利要求3所述的链篦机-回转窑脱硝系统，其特征在于，沿烟气的流动方向，各所述喷枪(5)的所述喷嘴(51)逐渐减小，且同一所述喷枪(5)的各所述喷嘴(51)大小相同。
5.根据权利要求3所述的链篦机-回转窑脱硝系统，其特征在于，所述喷枪(5)设有还原剂入口(52)和压缩空气入口(53)；
所述链篦机-回转窑脱硝系统还包括还原剂罐(6)和压缩空气罐(7)，所述还原剂罐(6)与所述还原剂入口(52)连通，所述压缩空气罐(7)与所述压缩空气入口(53)连通。
6.根据权利要求5所述的链篦机-回转窑脱硝系统，其特征在于，所述喷枪(5)沿横向的两端通过法兰连接于所述第二预热段(3)内壁，且所述还原剂入口(52)与所述压缩空气入口(53)伸出至所述第二预热段(3)外部。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的链篦机-回转窑脱硝系统，其特征在于，所述第二预热段(3)内腔沿纵向包括2～8只所述喷枪(5)，且相邻所述喷枪(5)之间的距离为1～5m；
所述第二预热段(3)内腔沿竖向包括2～5只所述喷枪(5)。
8.根据权利要求3-6中任一项所述的链篦机-回转窑脱硝系统，其特征在于，各所述喷枪(5)包括3～10只所述喷嘴(51)。
9.根据权利要求3-6中任一项所述的链篦机-回转窑脱硝系统，其特征在于，所述喷嘴(51)为实芯圆锥型喷嘴，且其雾化角度为30～90°，喷射流量为10～80L/h。
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