CN110756049A - 一种自解析scr脱硝系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种自解析SCR脱硝系统，包括预热组件、第一生料喂料装置、第二生料喂料装置、流通组件、一级预除尘装置、二级精除尘装置、喷射装置、SCR反应器和窑灰收集装置；一级预除尘装置的出风口与二级精除尘装置的进风口相连；SCR反应器的进风口与二级精除尘装置的出风口相连；一级预除尘装置、二级精除尘装置和SCR反应器的出料口均与窑灰收集装置相连，喷射装置设置在二级精除尘装置和SCR反应器之间，喷射装置的出料口与二级精除尘装置的出风口相连，预热组件通过流通组件与一级预除尘装置相连；本发明有效提高了预热组件的出口烟气风温，利于在硫酸氢铵堵塞催化剂时自动解析硫酸氢铵以提高脱硝效率。
Description
技术领域
本发明涉及烟气净化技术领域，尤其涉及一种自解析SCR脱硝系统。
背景技术
随着国家对环保要求的提高，水泥企业氮氧化物的排放标准也随之提高，各地区积极响应国家倡导，目标是控制氮氧化物的排放在100mg/m3以下，同时氨逃逸不超过8mg/Nm3。
为了保证氮氧化物的排放达标的同时，氨逃逸也达到国际标准，水泥行业积极推广SCR脱硝技术路线，主要有如下三种方案：第一种方案是安装在预热组件出口的高温方案，其中可以细分为“SCR烟气脱硝”高温高尘方案和“电除尘器+SCR烟气脱硝”高温中尘方案两种；第二种方案是安装在余热发电锅炉后的中温方案，以“除尘器+SCR烟气脱硝”中温低尘方案较为常见；第三种方案是安装在窑尾袋收尘之后的“SCR烟气脱硝”低温方案；第一种方案对于6级预热器的生产线，硫酸氢铵堵塞催化剂的风险较高；对于生产热耗控制较好的5级预热器的生产线，随着时间的积累也存在硫酸氢铵堵塞催化剂的风险；在第二种方案和第三种方案中，硫酸氢铵堵塞催化剂的风险非常高。
总体来讲，目前的水泥行业SCR脱硝技术方案主要存在两个问题：首先，是生成硫酸氢铵粘附在催化剂表面，使催化剂钝化失效，在焦化等其他行业，一般会采用燃烧清洁燃料的热风炉定期对SCR反应器进行气化解析，常用的燃料是焦化厂内的水煤气等，但是在水泥行业，水泥厂烟气量是焦化厂的10倍左右，而且水泥厂没有类似水煤气的清洁燃料，如燃烧天燃气，成本非常高，而且大部分厂不具备配套清洁燃料热风炉的条件；其次，是粉尘堵塞催化剂，并且粉尘中的CaO与SO3反应形成的CaSO4吸附在催化剂表面，会阻止反应物向催化剂表面扩散并进入催化剂内部，导致脱硝效率下降，此外，催化剂损耗也较高；因此，有待于进一步改进。
发明内容
针对上述现有技术的现状，本发明所要解决的技术问题在于提供一种利于在硫酸氢铵堵塞催化剂时自动解析硫酸氢铵以提高脱硝效率且成本低，并有效降低烟气含尘量以降低粉尘堵塞催化剂的可能性，同时提高了在线烟气解析硫酸氢铵的效率的自解析SCR脱硝系统。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种自解析SCR脱硝系统，包括预热组件、第一生料喂料装置、第二生料喂料装置、流通组件、一级预除尘装置、二级精除尘装置、喷射装置、SCR反应器和窑灰收集装置，第一生料喂料装置和第二生料喂料装置的出料口均与预热组件相连，其特征在于，所述一级预除尘装置的出风口与二级精除尘装置的进风口相连；所述SCR反应器的进风口与二级精除尘装置的出风口相连；所述一级预除尘装置、二级精除尘装置和SCR反应器的出料口均与窑灰收集装置相连，所述喷射装置设置在二级精除尘装置和SCR反应器之间，所述喷射装置的出料口与二级精除尘装置的出风口相连，所述预热组件通过流通组件与一级预除尘装置相连。
优选地，所述流通组件包括旁路烟道、第一旁路风门、主路烟道、第一主路风门、余热锅炉、第一高温风机和收尘装置；所述主路烟道的一端与第一旋风筒的出风口相连，所述主路烟道的另一端与一级预除尘装置的进风口相连，所述第一主路风门设置在主路烟道上；所述旁路烟道的一端与第二旋风筒的出风口相连，所述旁路烟道的另一端也与一级预除尘装置的进风口相连，所述第一旁路风门设置在旁路烟道上；所述余热锅炉的进风口与SCR反应器的出风口相连，所述余热锅炉的出风口通过第一高温风机与收尘装置相连。
优选地，所述流通组件包括旁路烟道、第一旁路风门、主路烟道、第一主路风门、余热锅炉、第一高温风机和收尘装置；所述主路烟道的一端与第一旋风筒的出风口相连，所述主路烟道的另一端与一级预除尘装置的进风口相连，所述第一主路风门设置在主路烟道上；所述旁路烟道的一端与第二旋风筒的出风口相连，所述第一旁路风门设置在旁路烟道上；所述余热锅炉和高温风机均设置在主路烟道上并设于第一主路风门的下游侧；所述高温风机设于余热锅炉的下游侧，所述收尘装置连接在SCR反应器的出风口上。
优选地，所述流通组件还包括第二主路风门，所述第二主路风门设置在主路烟道上并设于余热锅炉和高温风机之间，所述旁路烟道的另一端接入到主路烟道上并设于第二主路风门和高温风机之间。
优选地，所述流通组件包括旁路烟道、第一旁路风门、主路烟道、第一主路风门、余热锅炉、第一高温风机和收尘装置；所述主路烟道的一端与第一旋风筒的出风口相连，所述主路烟道的另一端与SCR反应器的进风口相连并设于喷射装置的上游侧，所述第一主路风门设置在主路烟道上，所述余热锅炉、高温风机和收尘装置沿烟气流动方向依次设在主路烟道上并均设于第一主路风门的下游侧，所述旁路烟道的一端与第二旋风筒的出风口相连，所述旁路烟道的另一端与一级预除尘装置的进风口相连，所述第一旁路风门设置在旁路烟道上。
优选地，所述流通组件还包括第二旁路风门、第三主路风门和第二高温风机；所述第三主路风门设置在主路烟道上并设于收尘装置的下游侧，所述第二高温风机和第二旁路风门沿烟气流动方向依次设置在主路烟道的另一端与二级精除尘装置的出风口之间。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明通过喂料方式和出风方式的转换，有效提高了预热组件的出口烟气风温，利于在硫酸氢铵堵塞催化剂时自动解析硫酸氢铵以提高脱硝效率，成本低；另外，通过设置一级预除尘装置和或二级精除尘装置，有效降低烟气含尘量，降低粉尘堵塞催化剂的可能性；同时提高了在线烟气解析硫酸氢铵的效率，从而有效保证烟气稳定地达到环保排放指标，具有显著的经济效益和社会效益。
附图说明
图1为本发明实施例1的结构原理图；
图2为本发明实施例2的结构原理图；
图3为本发明实施例3的结构原理图。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，一种自解析SCR脱硝系统，包括预热组件、第一生料喂料装置2、第二生料喂料装置3、流通组件、一级预除尘装置8、二级精除尘装置9、喷射装置10、SCR反应器11和窑灰收集装置15；一级预除尘装置8的出风口与二级精除尘装置9的进风口相连；SCR反应器11的进风口与二级精除尘装置9的出风口相连；一级预除尘装置8、二级精除尘装置9和SCR反应器11的出料口均与窑灰收集装置15相连，喷射装置10设置在二级精除尘装置9和SCR反应器11之间，喷射装置10的出料口与二级精除尘装置9的出风口相连，预热组件通过流通组件与一级预除尘装置8相连，第一生料喂料装置2和第二生料喂料装置3的出料口均与预热组件相连。
预热组件包括多个相互串联的旋风筒，为现有技术，连接原理如下：第二旋风筒C2的出风口与第一旋风筒C1的进风口相连，第一旋风筒C1的出料口与第二旋风筒C2的进风口相连，第三旋风筒C3的出风口与第二旋风筒C2的进风口相连，第二旋风筒C2的出料口与第三旋风筒C3的进风口相连，以此类推；第一生料喂料装置2的出料口与第一旋风筒C1的进风口相连，第二生料喂料装置3的出料口与第二旋风筒C2的进风口相连。
流通组件包括旁路烟道4、第一旁路风门5、主路烟道6、第一主路风门7、余热锅炉12、第一高温风机13和收尘装置14；主路烟道6的一端与第一旋风筒C1的出风口相连，主路烟道6的另一端与一级预除尘装置8的进风口相连，第一主路风门7设置在主路烟道6上；旁路烟道4的一端与第二旋风筒C2的出风口相连，旁路烟道4的另一端也与一级预除尘装置8的进风口相连，第一旁路风门5设置在旁路烟道4上；余热锅炉12的进风口与SCR反应器11的出风口相连，余热锅炉12的出风口通过第一高温风机13与收尘装置14相连。
工艺流程：当SCR反应器11处于高温工况时，打开第一主路风门7并启动第一生料喂料装置2进料，关闭第一旁路风门5并关停第二生料喂料装置3；高温水泥窑的烟气从第三旋风筒C3的进风口进入第三旋风筒C3内部，再进入第二旋风筒C2内部，最后从第一旋风筒C1的出风口出来后经由主路烟道6进入一级预除尘装置8；一级预除尘装置8会对烟气进行第一级除尘，接着，烟气进入二级精除尘装置9进行第二级除尘；烟气从二级精除尘装置9的出风口出来时，喷射装置10向烟气喷射氨水，混有氨水的烟气进入SCR反应器11进行脱硝反应；一级预除尘装置8、二级精除尘装置9和SCR反应器11中产生的烟灰均排入到窑灰收集装置15中进行收集；从SCR反应器11出风口出来的烟气进入余热锅炉12以回收烟气中的残留热量，烟气在余热锅炉12中产生的烟灰在第一高温风机13的带动下进入收尘装置14中进行收集。
当第一旋风筒C1的出口烟气温度在260℃左右时，烟气到SCR反应器11内的温度约为250℃；当脱硝效率下降时，即当硫酸氢铵堵塞催化剂时，有三种方法可以自解析硫酸氢铵。
第一种方法：开启第二生料喂料装置3，关闭第一生料喂料装置2，其余操作与正常运行时保持一样，预热组件的出口烟气温度在320℃左右，烟气到SCR反应器11的温度约为310℃，温度的升高可以自动解析催化剂上粘附的硫酸氢铵。
第二种方法：保持正常运行时，开启第一生料喂料装置2并关停第二生料喂料装置3，将第一主路风门7和第一旁路风门5均开启但均调节到较小的通量，从而将预热组件的出口烟气温度平稳调整至320～400℃左右。
第三种方法：同时开启第一生料喂料装置2和第二生料喂料装置3，将第一主路风门7和第一旁路风门5均开启但均调节到较小的通量，从而将预热组件出口温度平稳调整至320～400℃左右。
当第一旋风筒C1的出口烟气温度在300℃左右，烟气进入到SCR反应器11内的温度约为290℃，并发现硫酸氢铵堵塞催化剂时，也有三种方法可以自解析硫酸氢铵；三种方法基本与出口烟气温度在260℃时的操作方法相同，不同点在于：采用第一种方法时，预热组件的出口烟气温度在360℃左右。
实施例2：
如图2所示，一种自解析SCR脱硝系统，包括预热组件、第一生料喂料装置2、第二生料喂料装置3、流通组件、一级预除尘装置8、二级精除尘装置9、喷射装置10、SCR反应器11和窑灰收集装置15；一级预除尘装置8的出风口与二级精除尘装置9的进风口相连；SCR反应器11的进风口与二级精除尘装置9的出风口相连；一级预除尘装置8、二级精除尘装置9和SCR反应器11的出料口均与窑灰收集装置15相连，喷射装置10设置在二级精除尘装置9和SCR反应器11之间，喷射装置10的出料口与二级精除尘装置9的出风口相连，预热组件通过流通组件与一级预除尘装置8相连，第一生料喂料装置2和第二生料喂料装置3的出料口均与预热组件相连。
预热组件包括多个相互串联的旋风筒，为现有技术，连接原理如下：第二旋风筒C2的出风口与第一旋风筒C1的进风口相连，第一旋风筒C1的出料口与第二旋风筒C2的进风口相连，第三旋风筒C3的出风口与第二旋风筒C2的进风口相连，第二旋风筒C2的出料口与第三旋风筒C3的进风口相连，以此类推；第一生料喂料装置2的出料口与第一旋风筒C1的进风口相连，第二生料喂料装置3的出料口与第二旋风筒C2的进风口相连。
流通组件包括旁路烟道4、第一旁路风门5、主路烟道6、第一主路风门7、余热锅炉12、第一高温风机13和收尘装置14；主路烟道6的一端与第一旋风筒C1的出风口相连，主路烟道6的另一端与一级预除尘装置8的进风口相连，第一主路风门7设置在主路烟道6上；旁路烟道4的一端与第二旋风筒C2的出风口相连，第一旁路风门5设置在旁路烟道4上；余热锅炉12和高温风机13均设置在主路烟道6上并设于第一主路风门7的下游侧；高温风机13设于余热锅炉12的下游侧；流通组件还包括第二主路风门7-1，第二主路风门7-1设置在主路烟道6上并设于余热锅炉12和高温风机13之间，旁路烟道4的另一端接入到主路烟道6上并设于第二主路风门7-1和高温风机13之间，收尘装置14连接在SCR反应器11的出风口上。
本实施例适用于当SCR反应器11处于中温工况时，正常操作时，烟气到SCR反应器11内的温度约为200℃；烟气从第一旋风筒C1的出风口出来后经由主路烟道6的一端流经余热锅炉12，然后再依次流经一级预除尘装置8、二级精除尘装置9、SCR反应器11和收尘装置14。
当硫酸氢铵堵塞催化剂时，可采取以下三种方法：
第一种方法：开启第二生料喂料装置3，关闭第一生料喂料装置2，其余操作与正常运行时保持一样，预热组件的出口烟气温度在220℃左右，烟气到SCR反应器11的温度约为200℃，温度的升高可以自动解析催化剂上粘附的硫酸氢铵。
第二种方法：保持正常运行时，开启第一生料喂料装置2并关停第二生料喂料装置3，将第一主路风门7、第二主路风门7-1和旁路风门5均开启但均调节到较小的通量，从而将预热组件的出口烟气温度平稳调整至约200℃左右。
第三种方法：同时开启第一生料喂料装置2和第二生料喂料装置3，将第一主路风门7、第二主路风门7-1和旁路风门5均开启但均调节到较小的通量，从而将预热组件出口温度平稳调整至约200℃左右。
实施例3：
如图3所示，一种自解析SCR脱硝系统，包括预热组件、第一生料喂料装置2、第二生料喂料装置3、流通组件、一级预除尘装置8、二级精除尘装置9、喷射装置10、SCR反应器11和窑灰收集装置15；一级预除尘装置8的出风口与二级精除尘装置9的进风口相连；SCR反应器11的进风口与二级精除尘装置9的出风口相连；一级预除尘装置8、二级精除尘装置9和SCR反应器11的出料口均与窑灰收集装置15相连，喷射装置10设置在二级精除尘装置9和SCR反应器11之间，喷射装置10的出料口与二级精除尘装置9的出风口相连，预热组件通过流通组件与一级预除尘装置8相连，第一生料喂料装置2和第二生料喂料装置3的出料口均与预热组件相连。
预热组件包括多个相互串联的旋风筒，为现有技术，连接原理如下：第二旋风筒C2的出风口与第一旋风筒C1的进风口相连，第一旋风筒C1的出料口与第二旋风筒C2的进风口相连，第三旋风筒C3的出风口与第二旋风筒C2的进风口相连，第二旋风筒C2的出料口与第三旋风筒C3的进风口相连，以此类推；第一生料喂料装置2的出料口与第一旋风筒C1的进风口相连，第二生料喂料装置3的出料口与第二旋风筒C2的进风口相连。
流通组件包括旁路烟道4、第一旁路风门5、主路烟道6、第一主路风门7、余热锅炉12、第一高温风机13和收尘装置14；主路烟道6的一端与第一旋风筒C1的出风口相连，主路烟道6的另一端与SCR反应器11的进风口相连并设于喷射装置10的上游侧，第一主路风门7设置在主路烟道6上，余热锅炉12、高温风机13和收尘装置14沿烟气流动方向依次设在主路烟道6上并均设于第一主路风门7的下游侧，旁路烟道4的一端与第二旋风筒C2的出风口相连，旁路烟道4的另一端与一级预除尘装置8的进风口相连，第一旁路风门5设置在旁路烟道4上；流通组件还包括第二旁路风门5-1、第三主路风门7-2和第二高温风机13-1；第三主路风门7-2设置在主路烟道6上并设于收尘装置14的下游侧，第二高温风机13-1和第二旁路风门5-1沿烟气流动方向依次设置在主路烟道6的另一端与二级精除尘装置9的出风口之间。
本实施例适用于当SCR反应器11处于低温SCR工况下，正常操作时，烟气到SCR反应器11的温度约为100～160℃，打开第一主路风门7、第三主路风门7-2和第二旁路风门5-1，当烟气从第一旋风筒C1的出风口出来后进入主路烟道6中，并在高温风机13的带动下依次流经余热锅炉12和收尘装置14后进入SCR反应器11；从第二旋风筒C2的出风口出来的烟气在第二高温风机13的带动下经由旁路烟道4依次流经一级预除尘装置8和二级精除尘装置9后也进入SCR反应器11。
当硫酸氢铵堵塞催化剂时，可采取以下三种方法：
第一种方法：开启第二生料喂料装置3，关闭第一生料喂料装置2，其余操作与正常运行时保持一样，预热组件的出口烟气温度在320℃左右，烟气到SCR反应器11的温度约为310℃，温度的升高可以自动解析催化剂上粘附的硫酸氢铵。
第二种方法：保持正常运行时，开启第一生料喂料装置2并关停第二生料喂料装置3，将第一主路风门7、第三主路风门7-2、第二旁路风门5-1和第一旁路风门5均开启但均调节到较小的通量，从而将预热组件的出口烟气温度平稳调整至100～160℃左右。
第三种方法：同时开启第一生料喂料装置2和第二生料喂料装置3，将将第一主路风门7、第三主路风门7-2、第二旁路风门5-1和第一旁路风门5均开启但均调节到较小的通量，从而将预热组件出口温度平稳调整至100～160℃左右。
SCR反应器11始终布置在相互串联的一级预除尘装置8和二级精除尘装置9之后，以使进入SCR反应器11内的烟气中粉尘含量降低，解决了高尘方案中的粉尘浓度高的问题；在二级精除尘装置9前设置一级预除尘装置8可以缓解二级精除尘装置9跳停引起的反应器进口粉尘浓度高的问题，从而缓解催化剂的粉尘堵塞风险；同时保证在线烟气进SCR反应器11解析硫酸氢铵的效率。
本发明通过喂料方式和出风方式的转换，有效提高了预热组件的出口烟气风温，利于在硫酸氢铵堵塞催化剂时自动解析硫酸氢铵以提高脱硝效率，成本低；另外，通过设置一级预除尘装置和或二级精除尘装置，有效降低烟气含尘量，降低粉尘堵塞催化剂的可能性；同时提高了在线烟气解析硫酸氢铵的效率，从而有效保证烟气稳定地达到环保排放指标，具有显著的经济效益和社会效益。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行同等替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神与范围。
Claims (6)
1.一种自解析SCR脱硝系统，包括预热组件、第一生料喂料装置、第二生料喂料装置、流通组件、一级预除尘装置、二级精除尘装置、喷射装置、SCR反应器和窑灰收集装置，第一生料喂料装置和第二生料喂料装置的出料口均与预热组件相连，其特征在于，所述一级预除尘装置的出风口与二级精除尘装置的进风口相连；所述SCR反应器的进风口与二级精除尘装置的出风口相连；所述一级预除尘装置、二级精除尘装置和SCR反应器的出料口均与窑灰收集装置相连，所述喷射装置设置在二级精除尘装置和SCR反应器之间，所述喷射装置的出料口与二级精除尘装置的出风口相连，所述预热组件通过流通组件与一级预除尘装置相连。
2.根据权利要求1所述的一种自解析SCR脱硝系统，其特征在于，所述流通组件包括旁路烟道、第一旁路风门、主路烟道、第一主路风门、余热锅炉、第一高温风机和收尘装置；所述主路烟道的一端与第一旋风筒的出风口相连，所述主路烟道的另一端与一级预除尘装置的进风口相连，所述第一主路风门设置在主路烟道上；所述旁路烟道的一端与第二旋风筒的出风口相连，所述旁路烟道的另一端也与一级预除尘装置的进风口相连，所述第一旁路风门设置在旁路烟道上；所述余热锅炉的进风口与SCR反应器的出风口相连，所述余热锅炉的出风口通过第一高温风机与收尘装置相连。
3.根据权利要求1所述的一种自解析SCR脱硝系统，其特征在于，所述流通组件包括旁路烟道、第一旁路风门、主路烟道、第一主路风门、余热锅炉、第一高温风机和收尘装置；所述主路烟道的一端与第一旋风筒的出风口相连，所述主路烟道的另一端与一级预除尘装置的进风口相连，所述第一主路风门设置在主路烟道上；所述旁路烟道的一端与第二旋风筒的出风口相连，所述第一旁路风门设置在旁路烟道上；所述余热锅炉和高温风机均设置在主路烟道上并设于第一主路风门的下游侧；所述高温风机设于余热锅炉的下游侧，所述收尘装置连接在SCR反应器的出风口上。
4.根据权利要求3所述的一种自解析SCR脱硝系统，其特征在于，所述流通组件还包括第二主路风门，所述第二主路风门设置在主路烟道上并设于余热锅炉和高温风机之间，所述旁路烟道的另一端接入到主路烟道上并设于第二主路风门和高温风机之间。
5.根据权利要求1所述的一种自解析SCR脱硝系统，其特征在于，所述流通组件包括旁路烟道、第一旁路风门、主路烟道、第一主路风门、余热锅炉、第一高温风机和收尘装置；所述主路烟道的一端与第一旋风筒的出风口相连，所述主路烟道的另一端与SCR反应器的进风口相连并设于喷射装置的上游侧，所述第一主路风门设置在主路烟道上，所述余热锅炉、高温风机和收尘装置沿烟气流动方向依次设在主路烟道上并均设于第一主路风门的下游侧，所述旁路烟道的一端与第二旋风筒的出风口相连，所述旁路烟道的另一端与一级预除尘装置的进风口相连，所述第一旁路风门设置在旁路烟道上。
6.根据权利要求5所述的一种自解析SCR脱硝系统，其特征在于，所述流通组件还包括第二旁路风门、第三主路风门和第二高温风机；所述第三主路风门设置在主路烟道上并设于收尘装置的下游侧，所述第二高温风机和第二旁路风门沿烟气流动方向依次设置在主路烟道的另一端与二级精除尘装置的出风口之间。
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