CN109529616A - 水泥窑炉烟气脱硝装置 - Google Patents

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王松
孟凡强
高春昱
秦鸣
秦一鸣
于宁
陈华
王金锋
徐海龙
范娟
孙文强
张鑫
王建国
贺明洁
张俊伟
刘莉
樊亮
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Abstract

本发明涉及废气的化学或生物净化领域，具体而言，涉及一种水泥窑炉烟气脱硝装置，其包括烟气输送装置、氨水输送装置以及脱硝反应装置，烟气输送装置进烟侧与窑炉的烟气出口连接，烟气输送装置的出烟侧与脱硝反应器连接，氨水输送装置与脱硝反应器连接；该发明所涉及的水泥窑炉烟气脱硝装置可在原有的水泥窑炉基础上进行改造，开发SNCR‑SCR联合脱硝工艺，公用一套还原剂氨储存系统，实现NOX达标排放，降低工程造价有效解决SCR脱硝催化剂堵塞、磨损、碱金属中毒问题，延长SCR脱硝催化剂寿命，确保SCR脱硝系统的安全、稳定、达标运行。

Description

水泥窑炉烟气脱硝装置
技术领域
本发明涉及废气的化学或生物净化领域，具体而言，涉及一种水泥窑炉烟气脱硝装置。
背景技术
水泥工业大气污染物排放标准《GB4915-2013》中规定：一般地区NOx排放标准400mg/m3，重点区域NOx排放标准300mg/m3。随着“打赢蓝天保卫战三年行动计划”的出台，各地方及相关行业纷纷制定相应排放标准，在原标准的基础上进行进一步严格控制。SNCR脱硝技术作为目前国内外水泥窑炉行业的主流成熟技术，在水泥行业得到成熟应用，可实现原排放标准的达标排放。若进一步严格排放标准，现有单一SNCR脱硝技术无法满足技术要求，需进行SCR提效改造。SCR脱硝技术已在燃煤火电行业得到成熟推广应用，但在水泥工业窑炉行业暂没有太多成功应用案例，且水泥工业窑炉烟气中存在烟尘含量高、氧化钙等碱金属含量高等特点，因此需进行进一步研究和改进。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种水泥窑炉烟气脱硝装置，以解决现有技术中水泥窑炉排出的烟气脱硝不彻底，SCR脱硝催化剂堵塞、磨损、碱金属中毒问题的问题。
为了实现上述目的，本发明采用以下的技术方案：
一种水泥窑炉烟气脱硝装置，其特征在于，包括烟气输送装置、氨水输送装置以及脱硝反应装置，烟气输送装置进烟侧与窑炉的烟气出口连接，烟气输送装置的出烟侧与脱硝反应器连接，氨水输送装置与脱硝反应器连接；
烟气输送装置包括输送管道以及高温除尘器，按照烟气流动方向，烟气从窑炉流出之后经过水泥窑炉的回转窑、分解窑、预热器、高温除尘器之后进入脱硝反应器中；
脱硝反应器内部包括反应筒体、导流板、喷氨格栅、整流装置、催化剂模块；反应筒体上侧开有进烟口，烟气从进烟口进入脱硝反应器中，经过导流板导流之后依次经过喷氨格栅、整流装置以及催化剂模块后喷出；
氨水输送装置末端连接脱硝反应器中的喷氨格栅，氨水输送装置包括氨水储罐、氨水输送泵、氨水输送管、氨蒸发器、稀释风机，氨水储罐中储存的氨水输送出来，经过氨蒸发器蒸发为氨气，氨气经过稀释风机带入的空气稀释之后，进入喷氨格栅。
进一步的，氨水输送装置还包括调节阀，调节阀安装在氨水输送泵和氨蒸发器之间。
进一步的，催化剂模块采用大孔径的正六边形或者正方向催化剂。
进一步的，脱硝反应器内部还安装有蒸汽吹灰器，蒸汽吹灰机安装在催化剂模块上方。
进一步的，催化剂模块配方中增加提供酸性组分的助剂。
进一步的，氨水输送管上还分出有氨水输送支管，氨水输送支管连接分解窑，从氨水输送泵中流出的一部分氨水通过氨水输送支管的输出端进入分解窑中。
进一步的，氨水输送支管上还安装有流量计和调节阀。
进一步的，氨水输送支管的输出端安装双流体喷枪。
进一步的，喷氨格栅包括主管道、支管道和喷嘴，若干支管道与主管道连通，喷嘴均布在支管道上，主管道中氨气进入支管道经过喷嘴均匀喷出。
本发明具有以下有益效果：
(1)该发明所涉及的水泥窑炉烟气脱硝装置设置双流体喷枪组合，增强还原剂氨雾化效果，确保还原剂氨分布均匀性，使还原剂氨与烟气中NOX充分反应，减少氨逃逸量；
(2)采用大孔径脱硝催化剂，增大孔道流通截面，有效解决高灰堵塞问题；
(3)水泥窑中的CaO等的碱金属与烟气中SO2和SO3反应生成CaSO3、CaSO4堵塞催化剂微孔，进而降低催化剂性能，催化剂模块配方中增加提供酸性组分的助剂，优化脱硝催化剂配方，可有效增强催化剂抗磨损性能；
(4)在催化剂模块上方增设蒸汽吹灰器，及时吹落催化剂模块表面沉积的烟灰，有效预防烟尘堵塞催化剂孔道。
附图说明
图1是本发明结构示意图；
图2是喷氨格栅结构示意图；
其中，上述附图包括以下附图标记：1、回转窑；2、分解窑；3、预热器；4、输送管道；5、高温除尘器；6、导流板；7、喷氨格栅；71、主管道；72、支管道；73、喷嘴；8、整流装置；9、蒸汽吹灰机；10、催化剂模块；11、反应筒体；12、氨水储罐；13、氨水输送泵；14、调节阀；15、流量计；16、氨蒸发器；17、稀释风机；18、双流体喷枪；19、氨水输送管；20、氨水输送支管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1-2所示，本发明所述的一种水泥窑炉烟气脱硝装置，其包括烟气输送装置、氨水输送装置以及脱硝反应装置，烟气输送装置进烟侧与窑炉的烟气出口连接，烟气输送装置的出烟侧与脱硝反应器连接，氨水输送装置与脱硝反应器连接；
烟气输送装置包括输送管道4以及高温除尘器5，按照烟气流动方向，烟气从窑炉流出之后经过水泥窑炉的回转窑1、分解窑2、预热器3、高温除尘器之后进入脱硝反应器中；
脱硝反应器内部包括反应筒体11、导流板6、喷氨格栅7、整流装置8、催化剂模块10；反应筒体上侧开有进烟口，烟气从进烟口进入脱硝反应器中，经过导流板导流之后依次经过喷氨格栅、整流装置以及催化剂模块后喷出；催化剂模块采用大孔径的正六边形或者正方向催化剂，增大孔道流通截面，有效解决高灰堵塞问题，脱硝反应器内部还安装有蒸汽吹灰器9，蒸汽吹灰机安装在催化剂模块上方，对催化剂模块表面吹灰，防止烟灰堆积，有效预防烟尘堵塞催化剂；
喷氨格栅包括主管道71、支管道72和喷嘴73，若干支管道与主管道连通，喷嘴均布在支管道上，主管道中氨气进入支管道经过喷嘴均匀喷出。
氨水输送装置末端连接脱硝反应器中的喷氨格栅，氨水输送装置包括氨水储罐12、氨水输送泵13、氨水输送管19、调节阀14、氨蒸发器16、稀释风机17，氨水储罐中储存的氨水输送出来，经过氨蒸发器蒸发为氨气，氨气经过稀释风机带入的空气稀释之后，进入喷气栅格，调节阀安装在氨水输送泵和氨蒸发器之间，调节氨水输送量的大小。
发明催化剂模块配方中增加提供酸性组分的助剂，有效减缓CaO中毒的衰减速率，进而延长催化剂使用寿命。
氨水输送管上还分出有氨水输送支管20，氨水输送支管连接分解窑，从氨水输送泵中流出的一部分氨水通过氨水输送支管的输出端进入分解窑中，氨水输送支管上还安装有流量计和调节阀，监测和控制氨水流量，氨水输送支管的输出端安装双流体喷枪18，增强还原剂氨雾化效果，确保还原剂氨分布均匀性，使还原剂氨与烟气中NOx充分反应，减少氨逃逸量。
本发明的使用过程如下所述：
烟气从水泥窑炉中喷出之后，经过回转窑、分解窑以及预热器进入输送管道，经过高温除尘器除尘之后进入到脱硝反应器中，脱硝反应其中设置有导流管，将烟气导流，转变烟气的流通方向，以便催化更加完全，导流之后的烟气经过喷氨格栅，喷氨格栅处有氨气喷出，与烟气混合之后进入催化剂模块，氨气的产生如下：氨气输送装置中的氨气储存罐中存放有氨水，经过氨气输送泵输出，经过氨蒸发器经过氨蒸发器蒸发为氨气，氨气经过稀释风机带入的空气稀释之后，进入喷气栅格的主管道分送到各个支管道，最后从喷嘴均匀喷出，和烟气混合，混合气体通过催化剂模块，促进烟气与氨气的反应，最后释放，从氨气输送泵出来后，氨气输送管分出一条支管，支管上末端安装双流体喷枪，将氨水雾化，支管连接到分解窑中，分解窑中的温度很高，雾化之后的氨水进入分解窑与烟气初步反应。这样，反应之后的烟气再进入到氨气催化装置中，相当于二次脱硝，使得烟气脱硝更加完全。
当然，上述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定对本发明的实施例范围。本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的均等变化与改进等，均应归属于本发明的专利涵盖范围内。

Claims (9)

1.一种水泥窑炉烟气脱硝装置，其特征在于，包括烟气输送装置、氨水输送装置以及脱硝反应装置，烟气输送装置进烟侧与窑炉的烟气出口连接，烟气输送装置的出烟侧与脱硝反应器连接，氨水输送装置与脱硝反应器连接；
烟气输送装置包括输送管道(4)以及高温除尘器(5)，按照烟气流动方向，烟气从水泥窑炉的回转窑(1)、分解窑(2)、预热器(3)流出之后进入输送管道(4)经过高温除尘器(5)之后进入脱硝反应器中；
脱硝反应器包括反应筒体(11)、导流板(6)、喷氨格栅(7)、整流装置(8)、催化剂模块(10)；反应筒体(11)上侧开有进烟口，烟气从进烟口进入脱硝反应器中，经过导流板(6)导流之后依次经过喷氨格栅(7)、整流装置(8)以及催化剂模块(10)后喷出；
氨水输送装置末端连接脱硝反应器中的喷氨格栅(7)，氨水输送装置包括氨水储罐(12)、氨水输送泵(13)、氨水输送管(19)、氨蒸发器(16)、稀释风机(17)，氨水储罐(12)中储存的氨水输送出来，经过氨蒸发器(16)蒸发为氨气，氨气经过稀释风机(17)带入的空气稀释之后，进入喷氨格栅(7)。
2.根据权利要求1所述的水泥窑炉烟气脱硝装置，其特征在于，氨水输送装置还包括调节阀(14)，调节阀(14)安装在氨水输送泵(13)和氨蒸发器(16)之间。
3.根据权利要求1所述的水泥窑炉烟气脱硝装置，其特征在于，脱硝反应器中的催化剂模块(10)采用大孔径的正六边形或者正方向催化剂。
4.根据权利要求1所述的水泥窑炉烟气脱硝装置，其特征在于，脱硝反应器内部还安装有蒸汽吹灰器(9)，蒸汽吹灰机(9)安装在催化剂模块(10)上方。
5.根据权利要求1所述的水泥窑炉烟气脱硝装置，其特征在于，催化剂模块(10)配方中增加提供酸性组分的助剂。
6.根据权利要求1所述的水泥窑炉烟气脱硝装置，其特征在于，氨水输送管(19)上还分出有氨水输送支管(20)，氨水输送支管(20)连接分解窑(2)，从氨水输送泵(13)中流出的一部分氨水通过氨水输送支管(20)的输出端连入分解窑(2)中。
7.根据权利要求6所述的水泥窑炉烟气脱硝装置，其特征在于，氨水输送支管(20)上还安装有流量计(15)和调节阀(14)。
8.根据权利要求6所述的水泥窑炉烟气脱硝装置，其特征在于，氨水输送支管(20)的输出端安装双流体喷枪(18)。
9.根据权利要求1所述的水泥窑炉烟气脱硝装置，其特征在于，喷氨格栅(7)包括主管道(71)、支管道(72)和喷嘴(73)，若干支管道(72)与主管道(71)连通，喷嘴(73)均布在支管道(72)上，主管道(71)中氨气进入支管道(72)经过喷嘴(73)均匀喷出。
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