CN110282889B - 水泥自脱硫装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种水泥自脱硫装置及方法。该装置包括分解炉、余热锅炉、若干预热器和最上级预热器出口管道；所述的最上级预热器出口管道的两端分别连接最上级预热器和余热锅炉，其还包括：热烟气抽取管道，其一端与分解炉连接；所述的最上级预热器出口管道靠近最上级预热器的位置设置有接口；所述的热烟气抽取管道通过所述的接口与最上级预热器出口管道连接，用于将由热烟气抽取管道从分解炉抽取的含热生料的烟气经最上级预热器出口管道输送至余热锅炉内。通过该方法与装置，利用水泥生产过程产生的热生料进行烟气干法脱硫，显著提高了现有水泥烟气干法脱硫的效率，同时降低了设备投资与运行成本，从而更加适于实用。

Description

水泥自脱硫装置及方法

技术领域

本发明属于水泥制造技术领域，特别是涉及一种减少污染物排放的水泥自脱硫装置及方法。

背景技术

二氧化硫(SO₂)是常见的大气污染物之一，其除了能形成酸雨，破坏生态环境，还能形成PM2.5，诱发灰霾，影响人体健康。而在水泥煅烧过程中，又会产生大量的SO₂。据统计，我国SO₂年排放量在2000万吨以上，其中水泥行业占到3～4％。

2013年12月，环境保护部和国家质量监督检验检疫总局发布了水泥工业大气污染物排放标准GB4915-2013代替原有标准GB4915-2004，规定现有水泥厂SO₂排放浓度不超过200mg/Nm³；重点地区低于100mg/Nm³。新标准的出台使得水泥脱硫面临着巨大的压力。

实际情况中，因地域的限制引起水泥原料硫含量有较大差异，导致不同水泥企业的SO₂排放浓度差别非常大。部分生产线原料中硫含量较少或不含硫，烟气SO₂排放浓度低于200mg/Nm³，甚至检测不到SO₂排放，但部分生产线原燃料中硫含量较高，导致SO₂排放浓度较高，有的甚至高达1000mg/Nm³以上。

针对水泥行业的热生料喷注法脱硫技术，目前广泛采用将分解炉或末级预热器下料管已发生分解的生料取出，其主要成分为CaO，经过冷却后喂入斗式提升机，随生料一起进入预热器，在预热器内吸收SO₂。实践表明，该技术在不增加额外脱硫剂成本的基础上，当钙硫比为5～10时其脱硫效率仅能达到20～30％。该脱硫技术由于生产过程中需要取料、分离、冷却等过程，其设备投资高，运行操作难度大，且脱硫效率偏低。因此开发一种成本低、操作难度小、对原有系统没有影响或影响很小的脱硫技术对于水泥行业脱硫具有重大意义。

发明内容

本发明的主要目的在于提出一种减少污染物排放的水泥自脱硫装置及方法，所要解决的技术问题是通过该方法与装置，利用水泥生产过程产生的热生料进行烟气干法脱硫，显著提高了现有水泥烟气干法脱硫的效率，同时降低了设备投资与运行成本，从而更加适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种水泥自脱硫装置包括分解炉、余热锅炉、若干预热器和最上级预热器出口管道；所述的最上级预热器出口管道的两端分别连接最上级预热器和余热锅炉，其还包括：热烟气抽取管道，其一端与分解炉连接；所述的最上级预热器出口管道靠近最上级预热器的位置设置有接口；所述的热烟气抽取管道通过所述的接口与最上级预热器出口管道连接，用于将由热烟气抽取管道从分解炉抽取的含热生料的烟气经最上级预热器出口管道输送至余热锅炉内。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的水泥自脱硫装置，其中所述的分解炉通过鹅颈管与末级预热器连接；所述的分解炉的顶部还设置有分解炉出口；所述的热烟气抽取管道与所述的分解炉出口连接；或者，所述的热烟气抽取管道与分解炉连接鹅颈管的接口相连接。

优选的，前述的水泥自脱硫装置，其中所述的热烟气抽取管道上设置热烟气阀门，用于调节热烟气的抽取量。

优选的，前述的水泥自脱硫装置，其中所述的热烟气抽取管道上还设置有插入热烟气抽取管道内的雾化水枪，用于向热烟气抽取管道内的热烟气喷水。

优选的，前述的水泥自脱硫装置，其中所述的热烟气抽取管道上还设置有插入热烟气抽取管道内的氨水喷枪和/或尿素喷枪；所述的氨水和/或尿素喷枪位于所述的雾化水枪的上游且与脱硝系统相连接，用于削减热烟气中的氮氧化物。

优选的，前述的水泥自脱硫装置，其中所述的最上级预热器出口管道的内壁涂覆含有V₂O₅的浇注料；所述的浇注料中V₂O₅的质量百分含量≤1％。

优选的，前述的水泥自脱硫装置，其还包括：输送装置，其一端连接所述的余热锅炉的窑灰出料口；所述的分解炉设置有窑灰入口；所述的输

优选的，前述的水泥自脱硫装置，其中其还包括输送装置，其一端连接所述的余热锅炉的窑灰出料口；所述的分解炉还设置有窑灰入口；所述的输送装置通过所述的窑灰入口与所述的分解炉连接，以将余热锅炉收集的部分含固硫生料的窑灰输送至分解炉内。

优选的，前述的水泥自脱硫装置，其中所述的输送装置包括依次连接的窑灰仓、窑灰阀门和流量计；所述的窑灰仓的入口连接所述的余热锅炉的窑灰出料口；所述的窑灰阀门和流量计安装于窑灰仓的出口管道上。

优选的，前述的水泥自脱硫装置，其中所述的窑灰入口设置于分解炉中部或中上部；所述的分解炉的下部包括三次风管；所述的窑灰入口与所述的三次风管的距离为分解炉总高度的20％～50％。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下的技术方案来实现。依据本发明提出的一种水泥自脱硫方法，应用前述的水泥自脱硫装置，其包括以下步骤：

通过热烟气抽取管道抽取分解炉内的部分含热生料的烟气，将其通过最上级预热器出口管道输送至余热锅炉内。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

优选的，前述的水泥自脱硫方法，其中所述的水泥自脱硫装置还包括输送装置；所述的水泥自脱硫方法还包括以下步骤：

通过输送装置将余热锅炉收集的部分含固硫生料的窑灰输送至分解炉内。

优选的，前述的水泥自脱硫方法，其中所述的热烟气抽取管道上还设置有雾化水枪；所述的雾化水枪插入热烟气抽取管道内并向热烟气抽取管道内的热烟气喷水；所述的热烟气的水分体积百分含量为4％～10％。

优选的，前述的水泥自脱硫方法，其中以质量份计，通过输送装置送入分解炉内的窑灰占余热锅炉收集的窑灰总量的0～30％。

借由上述技术方案，本发明提出的一种水泥自脱硫装置及方法至少具有下列优点：

1、本发明提出的水泥自脱硫装置及方法，通过在现有水泥窑尾系统上进行简单改造，使其具有显著的脱硫效率，同时显著降低脱硫改造的投资成本；

2、本发明提出的水泥自脱硫装置及方法，通过在现有装置上增加热烟气抽取管道，其能够从分解炉内抽取部分含热生料的烟气，使其与预热器出口的含SO₂的烟气在最上级预热器出口管道及余热锅炉内充分混合并进行反应，从而降低了烟气中排出的SO₂的含量，提高了水泥生产的脱硫效率；

3、本发明提出的水泥自脱硫装置及方法，通过在现有装置的最上级预热器出口管道的内壁涂覆含V₂O₅的浇注料，使热烟气抽取管道成为具有催化氧化功能的场所，将由预热器排出的SO₂催化氧化为SO₃，从而提高了热生料的固硫效率；

4、本发明提出的水泥自脱硫装置及方法，通过将余热锅炉收集的部分含固硫生料的窑灰通过输送装置直接喂入分解炉内，使分解炉内的活性氧化钙和由此部分含固硫生料的窑灰分解而产生的SO₂充分反应，减少了水泥生产的SO₂的排放；同时，由于部分含固硫生料的窑灰直接进入分解炉，因此加入预热器的含固硫生料的窑灰的数量减少，从而降低了在预热器及其换热管道内释放的SO₂的含量，从而降低了烟气中排出的SO₂的含量，提高了水泥生产的脱硫效率；

5、本发明提出的水泥自脱硫装置及方法，通过采用上述的几个技术手段，合理控制热烟气抽取管道抽取的热烟气的流速以及输送装置直接喂入分解炉的含固硫生料的窑灰比例，通过强化热烟气中CaO与SO₂的混合效果、延长热生料与SO₂的反应时间，大幅度提高了热生料固硫效率，降低了水泥生产SO₂排放水平。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明提出的水泥自脱硫装置及自脱硫工艺示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种水泥自脱硫装置及方法，其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

如附图1所示，本发明提出一种水泥自脱硫装置，包括分解炉600、余热锅炉700、若干预热器和最上级预热器出口管道85；所述的最上级预热器出口管道85的两端分别连接最上级预热器100和余热锅炉700，其还包括：热烟气抽取管道5，其一端与分解炉600连接；所述的最上级预热器出口管道85于靠近最上级预热器100的位置设置有接口；所述的热烟气抽取管道5通过所述的接口与最上级预热器出口管道85连接，用于将由热烟气抽取管道5从分解炉600抽取的含热生料的烟气经最上级预热器出口管道85输送至余热锅炉700内。

余热锅炉又称为窑尾余热锅炉。

所述的热烟气抽取管道5连接最上级预热器100的旋风筒出口，其中，对于双系列预热器，热烟气抽取管道的数量为2根，分别接入每个系列最上级预热器的旋风筒出口；对于单系列预热器，热烟气抽取管道的数量为1根，接入最上级预热器的旋风筒出口。

现有的水泥生产装置包含五个预热器，由上至下依次为C1预热器100、C2预热器200、C3预热器300、C4预热器400和C5预热器500。所述的C1预热器100又称为最上级预热器；所述的C5预热器500又称为末级预热器；分解炉600产生的烟气通过分解炉出口，依次经过管道80、C5预热器500、管道81、C4预热器400、管道82、C3预热器300、管道83、C2预热器200、管道82、C1预热器100，进入最上级预热器出口管道85。在水泥生产过程中，将均化后的生料通过生料入口加入预热器中。生料入口一般设置在管道84上，所加入的生料依次沿管道84、C1预热器100、管道91、管道83、C2预热器200、管道92、管道82、C3预热器300、管道93、管道81、C4预热器400和管道94，最后进入分解炉600内。

水泥行业SO₂的排放主要来源于原料中的硫化物和有机硫等。当含元素硫的原料进入预热器后，在400℃左右就开始氧化并释放出SO₂，此反应主要发生在第一、二级旋风筒；部分硫化物会在500～600℃发生氧化生成SO₂气体，此反应主要发生在二级筒。而分解炉和回转窑内喷入的燃料硫绝大部分会与分解炉中大量的活性CaO反应，生成硫酸碱，并被水泥熟料带走，而不会排放到大气中。因此，绝大多数情况下，水泥窑SO₂的排放主要来源于原料中的硫。

通过上述的烟气物流通道、生料物流通道以及SO₂的主要来源分析可见，影响现有的热生料干法脱硫技术脱硫效率的主要因素包括以下几点：①喂入预热器的热生料经过撒料板分散后与烟气相混合；通常来讲，由于撒料板分散效果有限，热生料并不能均匀分散到烟气中，因此热生料与烟气中的SO₂混合效果较差；②热生料与烟气中SO₂接触时间很短，如上所述，热生料与SO₂的接触主要发生在C1预热器100及换热管道84、C2预热器200及换热管道83内，其总计停留时间小于2s；③烟气中CO₂的影响，当烟气中CO₂浓度较高时，CaO与SO₂的吸收反应会受到CO₂的制约，尤其是在400℃以上。

本发明通过上述的技术方案，由热烟气抽取管道5输送的热生料与含SO₂的烟气在最上级预热器出口管道85和窑尾余热锅炉内充分接触，进行混合和反应，从而提高了热生料的固硫效率，降低了水泥生产所排放的SO₂的浓度。

优选的，前述的水泥自脱硫装置，其中所述的分解炉600通过鹅颈管80与末级预热器500连接；所述的分解炉600还包括分解炉出口；所述的热烟气抽取管道5与分解炉出口或与分解炉连接鹅颈管的接口相连接。

所述的热烟气抽取管道5与分解炉600的连接位置的选取，其标准是使得被热烟气抽取管道所抽取的烟气中的单位风量的热生料含量越高越好，同时所抽取的热烟气中SO₂含量＜50mg/Nm³。

所述的末级预热器500内，对由鹅颈管输入的烟气进行气固分离，气体进入C4预热器400，固体则进入回转窑。

优选的，前述的水泥自脱硫装置，其中所述的热烟气抽取管道5上设置热烟气阀门6，用于调节热烟气的抽取量；通过调节热烟气阀门6的开度，控制由热烟气抽取管道5所抽取的热烟气中的CaO的含量，使其与由预热器释放的SO₂的摩尔比为5～10。

通过调节热烟气阀门6的开度，可以控制热烟气的抽取量；同时选用合适管径的热烟气抽取管道5，可以控制热烟气抽取管道5内的热烟气流速，使得由热烟气抽取管道5抽取至最上级预热器出口管道85的热烟气中的氧化钙含量可根据需要随意调整。

优选的，前述的水泥自脱硫装置，其中所述的热烟气抽取管道5上还设置有插入热烟气抽取管道内的雾化水枪7，用于向热烟气抽取管道5内的热烟气喷水。

所述的雾化水枪7通过水管与水泵连接，水泵连接水源；所述的水泵通过水管将水输送至雾化水枪7，根据需要向热烟气抽取管道5内的热烟气喷入雾化水来增大热烟气的水分含量，从而有助于脱硫反应进行。

优选的，前述的水泥自脱硫装置，其中所述的热烟气抽取管道5上还设置有插入热烟气抽取管道内的氨水和/或尿素喷枪8，所述的氨水和/或尿素喷枪8位于所述的雾化水枪7的上游且与水泥厂现有的SNCR脱硝系统相连接，用于削减热烟气中的氮氧化物。

根据水泥生产的实际需要，可以通过所述的氨水和/或尿素喷枪向热烟气抽取管道内的热烟气中喷入氨水和/或尿素，以便于脱除其中的NOx，防治NOx排放超标；其中，氨水或尿素的喷入量需要根据NOx排放浓度来确定，当热烟气抽取后不增加NOx排放浓度时可不喷入氨水或尿素，当热烟气抽取后NOx浓度增加较高时，可喷入较多量的氨水或尿素。

所述的氨水和/或尿素喷枪位于所述的雾化水枪的上游旨在避免雾化水枪喷水后使热烟气温度降低太多而影响氨水和/或尿素的脱硝效率。

优选的，前述的水泥自脱硫装置，其中所述的最上级预热器出口管道85的内壁涂覆含有V₂O₅的浇注料；所述的浇注料中V₂O₅的质量百分含量≤1％。

所述的最上级预热器出口管道85内壁涂覆含有V₂O₅的浇注料旨在在该管道内形成具有催化氧化功能的场所，将由预热器排出的SO₂催化氧化为SO₃，从而降低了水泥生产的SO₂排放水平。

优选的，前述的水泥自脱硫装置，其还包括：输送装置，其一端连接所述的余热锅炉的窑灰出料口；所述的分解炉设置有窑灰入口；所述的输送装置通过所述的窑灰入口与所述的分解炉连接，以将余热锅炉收集的部分含固硫生料的窑灰输送至分解炉内。

本发明的水泥自脱硫装置还包括窑灰处理系统，其将余热锅炉收集的含有固硫生料的窑灰分两路处理，一路送入生料均化库，并按现有技术的操作随均化后的生料喂入预热器内；另一路送入分解炉内，使得部分由固硫生料分解产生的SO₂直接被分解炉内大量CaO吸收，从而降低了由一、二级预热器及其换热管道所释放的SO₂的含量。

本发明通过上述的技术方案，将窑尾余热锅炉所收集到的部分含固硫生料的窑灰通过输送装置直接加入到分解炉内与其中的活性氧化钙反应，降低了加入预热器中的固硫生料的比例，使在C1-C4预热器及其换热管道内所释放的SO₂减少，大幅度地降低了由预热器进入最上级预热器出口管道的烟气中SO₂含量，从而提高了热生料干法脱硫的效率，实现了水泥生产过程的自脱硫。

优选的，前述的水泥自脱硫装置，其中所述的输送装置依次包括窑灰仓1、窑灰阀门2和流量计3；所述的窑灰仓1的入口连接所述的余热锅炉的窑灰出料口；所述的窑灰阀门2和流量计3安装于窑灰仓1的出口管道上。

所述的余热锅炉收集的含固硫生料的窑灰通过管道输送至窑灰仓1内并储存。通过窑灰阀门2和流量计3控制窑灰的流量，窑灰通过传送件4送入斗式提升机，经斗式提升机提升后，通过空气输送斜槽喂入分解炉内。

优选的，前述的水泥自脱硫装置，其中所述的窑灰入口设置于分解炉中部或中上部；所述的分解炉的下部设置有三次风管；所述的窑灰入口距离所述的三次风管垂直距离为分解炉总高度的20％～50％。

通过控制窑灰入口至三次风管的垂直距离，旨在使由此部分固硫生料分解形成的SO₂能够在分解炉内被完全吸收，同时也使此部分固硫生料被充分预热，不致影响入窑生料的整体温度。

本发明还提出一种水泥自脱硫方法，应用前述的水泥自脱硫装置，其包括以下操作：通过热烟气抽取管道5抽取分解炉内的部分含热生料的烟气，将其通过最上级预热器出口管道85输送至余热锅炉内。

优选的，前述的水泥自脱硫方法，其中所述的水泥自脱硫装置还包括输送装置；所述的水泥自脱硫方法还包括以下操作：通过输送装置将余热锅炉收集的部分含固硫生料的窑灰输送至分解炉内。

优选的，前述的水泥自脱硫方法，其中所述的热烟气抽取管道5上还包括插入热烟气抽取管道内的雾化水枪7，用于向热烟气抽取管道5内的热烟气喷水，控制其喷水量使热烟气抽取管道内的热烟气的水分体积百分含量为4％～10％。

当喷水量过小时，对脱硫反应的促进效果有限；而喷水量过大时，则会使得烟气温度降低过多，从而不利于后续脱硫反应进行。

优选的，前述的水泥自脱硫方法，其中以质量份计，通过输送装置送入分解炉内的窑灰占余热锅炉收集的窑灰总量的0～30％。

通过上述的描述可见，本发明在做设备改造时新增的装置包括：窑灰仓1、窑灰阀门2、流量计3、传送件4、热烟气抽取管道5、烟气阀门6、雾化水枪7；同时在最上级预热器出口管道85内壁涂覆了含有V₂O₅的浇注料。在原有窑尾系统的基础上，从分解炉出口的位置抽取部分含热生料的热风，经过热烟气抽取管道5，接入最上级预热器出口管道85的接口上，其中在热烟气抽取管道5上设置有用于调节抽热风风量的烟气阀门6，和用于提高脱硫效率的热烟气增湿装置7，含热生料的热烟气与含SO₂的烟气在最上级预热器出口管道85中进行混合和脱硫反应，其中最上级预热器出口管道85内部涂覆有含不超过1％的V₂O₅，用于将SO₂催化氧化为SO₃；进一步，热生料与SO₂、SO₃在余热锅炉内发生化学反应，形成固硫生料；固硫生料送入窑灰仓1储存，窑灰仓1内的固硫生料分两路，一路进入生料均化库，并随原有生料一起喂入预热器，另一路通过窑灰阀门2、流量计3喂入分解炉内；喂入分解炉的窑灰入口位于分解炉中部或上部，从而在保证固硫生料分解的SO₂被完全吸收的同时，固硫生料得到充分预热。

下面通过具体的应用案例做进一步的说明。

实施例1：

5000t/d的水泥生产线，预热器出口SO₂排放浓度为400mg/Nm³(折算到10％氧气浓度，下同)；经过生料磨固硫后烟囱出口O₂浓度为10％，SO₂排放浓度为200mg/Nm³。为了将SO₂控制在100mg/Nm³以内，采用本专利所述的技术方案对系统进行改造。增设了引自分解炉出口的热烟气抽取管道，即热烟气抽取管道及烟气阀门，热烟气抽取管道的直径为φ600mm，所抽取的热烟气直接接入了最上级预热器的出口管道；最上级预热器的出口管道的内壁用浇注料中掺入V₂O₅，质量分数为0.5％；在热烟气抽取管道上增设喷水装置，使烟气水分体积分数控制在8％；调节烟气阀门在不同的开度时，测量其热烟气抽取量及脱硫效果，如下表1所示。

表1本实施例的水泥生产自脱硫工艺及装置实际效果

注：热烟气CaO理论量是通过测量实施例1的系统在阀门全开时所抽取的热烟气的CaO平均含量(本系统测量值为420g/Nm³)计算所得。

由表1的数据可知，随着阀门开度增加，脱硫用的钙硫摩尔比从2.32增大至11.58，脱硫效率也从13％增加到65％。由此可见，本发明所述的水泥自脱硫装置及方法脱硫用的钙硫摩尔比和脱硫效率是可控的。

当阀门开度为20％和40％时，热烟气的风速为4.13m/s和10.31m/s，管道风速过低，说明：此处的热烟气的风速是根据该温度下的实际体积计算的，而非标准条件下的体积，其存在4.2倍的换算关系。虽然理论上脱硫用钙硫摩尔比达到了2.32和5.78，但是实际上只有部分颗粒细度较小的热生料颗粒通过热烟气抽取管道进入预热器一级筒出口，引起实际钙硫摩尔比较理论值严重偏低，脱硫效率自然也不理想。

随着阀门开度的增加，管道风速逐步增大。当阀门开度为60％时，管道风速达到了16.50m/s(说明：指该温度下的实际风速)，热烟气中几乎所有的热生料颗粒会随烟气进入最上级预热器的出口，使得脱硫用钙硫摩尔比达到了9.26，脱硫效率超过了60％；进一步增加阀门开度，虽然钙硫摩尔比进一步增加到11.58，但是脱硫效率只增加了4.5％，达到65％。其原因一是由于影响脱硫效率的因素除了钙硫摩尔比之外，还有热生料细度，其影响了SO₂在热生料中的扩散情况；二是部分脱硫产物CaSO₃再次随生料喂入预热器，并在进入分解炉之前发生了分解，分解产生的SO₂引起预热器出口SO₂浓度增加，使得脱硫效率无法进一步增大。

实施例2：

2500t/d水泥生产线，预热器出口SO₂排放浓度为600mg/Nm³(折算到10％氧气浓度，下同)；经过生料磨固硫后烟囱出口O₂浓度为10％，SO₂排放浓度为350mg/Nm³。为了降低SO₂排放水平，采用本专利所述的技术方案对该系统进行改造。增设了引自分解炉出口的热烟气抽取管道及烟气阀门，热烟气抽取管道的直径为φ500mm，所抽取的热烟气直接接入了最上级预热器出口管道；最上级预热器出口管道的内壁用浇注料中掺入V₂O₅，质量分数为0.5％；在热烟气抽取官道上增设喷水装置，使烟气水分体积分数控制在8％；余热锅炉收集的窑灰中部分送入分解炉；实际生产中固定热烟气阀门开度为40％不变。分析了窑灰中CaSO₄、CaSO₃的含量及其不同喂入比例对预热器出口SO₂排放浓度的影响，其中窑灰中CaSO₄含量为2.37％，CaSO₃含量为0.59％，不同窑灰喂入分解炉比例对预热器出口SO₂排放浓度的影响如表2所示。

表2实施例2的水泥生产自脱硫工艺及装置实际效果

由表2可知，随着窑灰喂入分解炉比例的增大，由于进入预热器内的CaSO₃量降低，因此在预热器系统中因CaSO₃分解产生的SO₂量减少，所以预热器出口SO₂浓度整体降低，脱硫效率则从44.08％增加至50.35％。

同时，由于喂入分解炉的窑灰数量增大，当分解炉喂煤量不变时，引起入窑生料温度降低。窑灰入分解炉比例从0增加至30％时，入窑生料温度从870℃降低至843℃。

为了使得入窑生料温度不降低，在实际生产中增大了分解炉喂煤比例。当窑灰喂入分解炉比例从0增加至30％时，分解炉喂煤比例增加值从0到1.82％。

由上述的数据可见，将部分窑灰喂入分解炉内有提高脱硫效率的作用，但是，当窑灰喂入量过大时，因过多的冷窑灰直接喂入分解炉内，引起分解炉出口温度的降低。为了保证入窑生料的温度不变，必须增大喂煤量。本发明综合考虑脱硫效率和喂煤量的平衡，以质量份计，优选通过分解炉的窑灰入口喂入分解炉内的窑灰比例占窑灰总量的0～30％。

实施例3

同实施例1，其最上级预热器的出口管道的内壁未涂覆掺入V₂O₅的浇注料。此时，不同阀门开度时水泥生产自脱硫工艺及装置实际效果如表3所示。

表3实施例3的水泥生产自脱硫工艺及装置实际效果

由表3可知，当最上级预热器出口管道内部未涂覆V₂O₅时，较实施例1，脱硫效率明显降低。如当阀门开度为20％时，其脱硫效率只有相同条件下实施例1的81％；当阀门开度为60％时，其脱硫效率只有相同条件下实施例1的83％。由此可见，采用本发明专利所述的最上级预热器出口管道内壁涂覆V₂O₅的方法对于提高热生料的脱硫效率是有显著效果的。

实施例4

同实施例1，固定阀门开度为60％，并改变热烟气抽取管道上喷水量，检测不同喷水量时，抽取热烟气湿度变化及由此带来的脱硫效率的变化，结果如表4所示。

表4实施例4时水泥生产自脱硫工艺及装置实际效果

由表4可知，改变喷水量和烟气水分含量时会对脱硫效率有一定程度的影响。当不喷水时，烟气水分含量为4％，热烟气温度为870℃，并没有降低，此时脱硫效率为55.5％；当喷水量为64kg/h时，烟气水分含量提高到了6％，热烟气温度为805℃，但脱硫效率有所增加，增大至58％；进一步，如实施例1所示，当喷水量为128kg/h时，烟气水分含量为8％，热烟气温度为739℃，但脱硫效率提高至60.5％；进一步增大喷水量至193kg/h时，烟气水分含量增大至10％，但温度降低至674℃，脱硫效率为59％，有所降低。

由上述实施例1至实施例4的测试数据可见，本发明采用所述的技术方案对水泥生产的装置进行改造，在发挥热生料脱硫投资、运行成本低的基础上，极大地改善了其脱硫效率，具有很好的有益效果。

本发明权利要求和/或说明书中的技术特征可以进行组合，其组合方式不限于权利要求中通过引用关系得到的组合。通过权利要求和/或说明书中的技术特征进行组合得到的技术方案，也是本发明的保护范围。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (13)

1.一种水泥自脱硫装置，包括分解炉、余热锅炉、若干预热器和最上级预热器出口管道；所述的最上级预热器出口管道的两端分别连接最上级预热器和余热锅炉，其特征在于，其还包括热烟气抽取管道；所述的分解炉的顶部还设置有分解炉出口；所述的热烟气抽取管道的一端与所述的分解炉出口连接；所述的分解炉出口的位置设置使所述的热烟气抽取管道所抽取的烟气中包括热生料，同时所抽取的热烟气中SO₂含量＜50mg/Nm³；

所述的最上级预热器出口管道靠近最上级预热器的位置设置有接口；所述的热烟气抽取管道通过所述的接口与最上级预热器出口管道连接，用于将由热烟气抽取管道从分解炉抽取的含热生料的烟气与预热器出口的含SO₂的烟气经最上级预热器出口管道输送至余热锅炉内，使二者在最上级预热器出口管道及余热锅炉内充分混合并进行反应。

2.根据权利要求1所述的水泥自脱硫装置，其特征在于，

所述的分解炉通过鹅颈管与末级预热器连接；

或者，所述的热烟气抽取管道与分解炉连接鹅颈管的接口相连接。

3.根据权利要求1所述的水泥自脱硫装置，其特征在于，

所述的热烟气抽取管道上设置热烟气阀门，用于调节热烟气的抽取量。

4.根据权利要求1所述的水泥自脱硫装置，其特征在于，

所述的热烟气抽取管道上还设置有插入热烟气抽取管道内的雾化水枪，用于向热烟气抽取管道内的热烟气喷水。

5.根据权利要求4所述的水泥自脱硫装置，其特征在于，

所述的热烟气抽取管道上还设置有插入热烟气抽取管道内的氨水喷枪和/或尿素喷枪；

所述的氨水和/或尿素喷枪位于所述的雾化水枪的上游且与脱硝系统相连接，用于削减热烟气中的氮氧化物。

6.根据权利要求1至5任一项所述的水泥自脱硫装置，其特征在于，

所述的最上级预热器出口管道的内壁涂覆含有V₂O₅的浇注料；

所述的浇注料中V₂O₅的质量百分含量≤1％。

7.根据权利要求6所述的水泥自脱硫装置，其特征在于，其还包括：

输送装置，其一端连接所述的余热锅炉的窑灰出料口；所述的分解炉还设置有窑灰入口；所述的输送装置通过所述的窑灰入口与所述的分解炉连接，以将余热锅炉收集的部分含固硫生料的窑灰输送至分解炉内。

8.根据权利要求7所述的水泥自脱硫装置，其特征在于，

所述的输送装置包括依次连接的窑灰仓、窑灰阀门和流量计；所述的窑灰仓的入口连接所述的余热锅炉的窑灰出料口；所述的窑灰阀门和流量计安装于窑灰仓的出口管道上。

9.根据权利要求7所述的水泥自脱硫装置，其特征在于，

所述的窑灰入口设置于分解炉中部或中上部；

所述的分解炉的下部包括三次风管；所述的窑灰入口与所述的三次风管的距离为分解炉总高度的20％～50％。

10.一种水泥自脱硫方法，应用权利要求1至9任一项所述的水泥自脱硫装置，其特征在于，其包括以下步骤：

通过热烟气抽取管道抽取分解炉内的部分含热生料的烟气，将其通过最上级预热器出口管道输送至余热锅炉内。

11.根据权利要求10所述的水泥自脱硫方法，其特征在于，

所述的水泥自脱硫装置还包括输送装置；

所述的水泥自脱硫方法还包括以下步骤：通过输送装置将余热锅炉收集的部分含固硫生料的窑灰输送至分解炉内。

12.根据权利要求10或11所述的水泥自脱硫方法，其特征在于，

所述的热烟气抽取管道上还设置有雾化水枪；

所述的雾化水枪插入热烟气抽取管道内并向热烟气抽取管道内的热烟气喷水；

所述的热烟气的水分体积百分含量为4％～10％。

13.根据权利要求11所述的水泥自脱硫方法，其特征在于，

以质量份计，通过输送装置送入分解炉内的窑灰占余热锅炉收集的窑灰总量的0～30％。

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