CN111256484A - 一种水泥窑脱硝装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水泥窑脱硝装置，包括窑尾烟室，窑尾烟室上设有管道状的气化炉，气化炉包括倾斜状的第一气化管，第一气化管的侧壁连接有第一生料管，第一气化管的下端连接窑尾烟室，第一气化管的上端连接有第二气化管，第二气化管上端连接有弯管，弯管的另一端连接有第三气化管，第三气化管连接有连接管，连接管上端连接有分解炉，弯管的高度高于分解炉的高度，连接管的侧壁连接有三次风管，连接管下端设有偏心锥，偏心锥连接有烟室生料管，烟室生料管连接窑尾烟室，本发明能大大减少氨水的消耗量，及氨水逃逸，无需催化剂且不造成二次环境污染，产能、温度适应性强，不易造成系统堵塞，后期维护工作量小，可大大减少氮氧化物的排放。

Description

一种水泥窑脱硝装置
技术领域
本发明涉及水泥生产设备技术领域，具体涉及一种水泥窑脱硝装置。
背景技术
水泥窑炉是典型高排放工业窑炉，尤其是氮氧化物的排放，氮氧化物能够引起酸雨和光化学烟雾，危害人们身体健康，污染大气环境，随着人们环保意识的提高，对降低水泥行业氮氧化物排放的呼声越来越高，水泥行业已成为继电力、汽车之后的第三大氮氧化物排放源。随着我国经济的快速发展，对水泥的需求量仍居高不减，致使氮氧化物排放不断增加，而国家对水泥行业氮氧化物的排放标准越来越严格。
回转窑和分解炉是水泥生产系统的两个热工设备，也是氮氧化物产生的设备，基于我国国情，目前水泥行业主要以煤为燃料。在回转窑中，温度高达1800℃，煤粉在高温中燃烧产生大量热力型和燃料型 NOx。分解炉中温度虽低于回转窑，但分解炉中喷入的煤粉量大，可产生大量燃料型NOx。现有的SNCR脱硝系统主要由分解炉完成，但是其无法满足对氮氧化物超低排放的要求，而且氨水消耗量大，且容易造成二次环境污染，产能、温度适应性差，容易造成系统堵塞，后期维护工作多等诸多问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水泥窑脱硝装置，解决现有的水泥窑脱硝装置氮氧化物排放量高的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种水泥窑脱硝装置，包括窑尾烟室，所述窑尾烟室上设有管道状的气化炉，所述气化炉包括倾斜状的第一气化管，所述第一气化管的侧壁连接有第一生料管，所述第一气化管的下端连接所述窑尾烟室，所述第一气化管的上端连接有第二气化管，所述第二气化管上端连接有弯管，所述弯管的另一端连接有第三气化管，所述第三气化管连接有连接管，所述连接管上端连接有分解炉，所述弯管的高度高于所述分解炉的高度，所述连接管的侧壁连接有三次风管，所述连接管下端设有偏心锥，所述偏心锥连接有烟室生料管，所述烟室生料管连接所述窑尾烟室。
进一步的技术方案是，所述三次风管与所述窑尾烟室之间设有烟室回灰管，所述烟室回灰管的上端设有连接部，所述连接部连接所述三次风管的弯头部，所述连接部上设有捅料孔，所述烟室回灰管由上往下依次设有截止阀和第一单向阀。
更进一步的技术方案是，所述分解炉的下部侧壁连接有第二生料管，所述第一生料管与所述第二生料管的上端通过三通管连接有旋风筒，所述第一生料管与所述第二生料管上均设有第二单向阀。
更进一步的技术方案是，所述第一生料管上与所述第一气化管的连接处设有用于将生料分撒在所述第一气化管内的冲击滑板。
更进一步的技术方案是，所述第一生料管上还设有空气喷嘴，所述空气喷嘴的喷气方向朝向所述冲击滑板。
更进一步的技术方案是，所述第一气化管、第二气化管、弯管、第三气化管的内壁均设有绝热层，所述绝热层上设有耐磨层，所述绝热层与所述耐磨层通过耙钉固定在管道内壁上。
更进一步的技术方案是，所述第一气化管、第二气化管、弯管、第三气化管上均设有膨胀节，所述膨胀节内设有陶瓷纤维毯。
更进一步的技术方案是，烟室回灰管、烟室生料管、偏心锥的外壁上均安装有空气炮。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
能大大减少氨水的消耗量，及氨水逃逸，无需催化剂且不造成二次环境污染，产能、温度适应性强，不易造成系统堵塞，后期维护工作量小，可大大减少氮氧化物的排放。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的侧视结构示意图。
图3为本发明第一生料管的局部结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参考图1-3所示，本发明的一个实施例是：
一种水泥窑脱硝装置，包括窑尾烟室1，所述窑尾烟室1上设有管道状的气化炉，所述气化炉包括倾斜状的第一气化管2，所述第一气化管2的侧壁连接有第一生料管3，所述第一气化管2的下端连接所述窑尾烟室1，所述第一气化管2的上端连接有第二气化管4，所述第二气化管4上端连接有弯管5，所述弯管5的另一端连接有第三气化管6，所述第三气化管6连接有连接管7，所述连接管7上端连接有分解炉8，所述弯管5的高度高于所述分解炉8的高度，所述连接管7的侧壁连接有三次风管9，所述连接管7下端设有偏心锥10，所述偏心锥10连接有烟室生料管11，所述烟室生料管11连接所述窑尾烟室1。
具体来说，连接管7设置在所述分解炉的正下方，所述连接管7的一侧侧壁连接所述第三气化管6，连接管7的另一侧侧壁连接所述三次风管9。
生产时，回转窑产生的窑尾废气经窑尾烟室1进入气化炉的第一气化管2内，过量的煤粉由第一生料管3进入第一气化管2内，在第一气化管、第二气化管、弯管、第三气化管、构成的气化炉内，由于管道内氧含量仅来自窑尾废气，其含量非常低，来自窑尾废气中的二氧化碳被过量添加的碳还原形成一氧化碳，在高温作用下，未完全燃烧的烟气形成很好的还原气氛，具有很好的亲和势，进而使一氧化碳将氮氧化物还原成氮气，减少氮氧化物的排放，从而完成脱硝。
但是其无法满足对氮氧化物超低排放的要求，而且氨水消耗量大，且容易造成二次环境污染，产能、温度适应性差，容易造成系统堵塞，后期维护工作多等诸多问题。
而向上倾斜设置的第一气化管，第二气化管，并经弯管，第三气化管，延长了窑尾废气的行径路程，进而延长整体气化反应的过程，使气化反应充分进行，大大减少氨水的消耗量，及氨水逃逸，无需催化剂且不造成二次环境污染，产能、温度适应性强，不易造成系统堵塞，后期维护工作量小，可大大减少氮氧化物的排放，实现氮氧化物的排放浓度达到在50mg/Nm3以下。
还原后的废气与三次风管供应的燃烧空气在连接管内汇合，并沿着连接管引导进入分解炉中，窑尾废气在到分解炉8下方时仅与生料接触，三次风管中的氧气则直接进入分解炉8，实际的生料分解在分解炉中进行。
在上实施例的基础上，所述三次风管9与所述窑尾烟室1之间设有烟室回灰管12，所述烟室回灰管12的上端设有连接部13，所述连接部13连接所述三次风管9的弯头部，所述连接部13上设有捅料孔14，所述烟室回灰管12由上往下依次设有截止阀15和第一单向阀16。
三次风管9弯头部的灰尘沉积物可通过烟室回灰管12回入窑尾烟室1内，若有灰尘沉积在截止阀15上，截止阀15可局部打开，以便灰尘排出，保证三次风管通风顺畅。
设置的第一单向阀可有效防止气流通过烟室回灰管12进入窑尾烟室1内，保证气流通过三次风管进入。
设置的捅料孔方便清理弯头部内沉积的灰尘，保证三次风管通风顺畅。
在上实施例的基础上，所述分解炉8的下部侧壁连接有第二生料管17，所述第一生料管3与所述第二生料管17的上端通过三通管连接有旋风筒，所述第一生料管3与所述第二生料管17上均设有第二单向阀18。
具体来说，第一生料管3的上端连接旋风筒，为气化炉提供生料，同时方便在达到临界温度时进行温度控制。第二生料管17的上端连接旋风筒，为分解炉提供生料。
设置的第二单向阀18，避免气流由第一生料管或第二生料管进入旋风筒内。
在上实施例的基础上，所述第一生料管3上与所述第一气化管2的连接处设有用于将生料分撒在所述第一气化管2内的冲击滑板19。
具体的，冲击滑板19滑动安装在第一生料管的滑动门壳中，并通过伸缩杆进行控制驱动，冲击滑板19在第一生料管进料过程中将物料冲击分撒在第一气化管2内，为气化炉提供很好的生料分布，避免物料成簇的进入请卸妆的第一气化管内，可有效防止物料逆气流向下运动。
在上实施例的基础上，为避免冲击滑板19上物料堆积，第一生料管3上还设有空气喷嘴20，所述空气喷嘴20的喷气方向朝向所述冲击滑板19。
具体的，空气喷嘴20为倾斜设置的气动喷嘴，其喷气方向朝向所述冲击滑板19，空气喷嘴连接生产系统的压缩空气系统。
在上实施例的基础上，第一气化管2、第二气化管4、弯管5、第三气化管6的内壁均设有绝热层，所述绝热层上设有耐磨层，所述绝热层与所述耐磨层通过耙钉固定在管道内壁上。
为避免热量损失，气化炉的管壁内设有绝热层，避免热量损失，为防止废气中物料冲刷绝热层，绝热层上设置有耐磨层，通过焊接在管道上的耙钉进行加固，提高绝热层及耐磨层的强度，避免脱落。绝热层及耐磨层可根据实际需要采购市面上耐高温材料衬砌即可。
在上实施例的基础上，所述第一气化管2、第二气化管4、弯管5、第三气化管6上均设有膨胀节21，所述膨胀节21内设有陶瓷纤维毯。
设置的膨胀节内设有陶瓷纤维毯，当钢板结构和耐火衬砌发生热膨胀时，该陶瓷纤维毯被压缩；当预热器冷却，钢板结构和耐火衬砌收缩时，陶瓷纤维毯再次膨胀，设置的膨胀节可有效补偿管道中高温产生的管道纵向变化。
在上实施例的基础上，为避免物料在管道内壁堆积造成结皮、结块现象，烟室回灰管12、烟室生料管11、偏心锥10的外壁上均安装有空气炮22。
空气炮22用于清除由管道内壁上的附聚生料引起的堵塞。空气炮排出类似爆炸的空气，产生压力波动，消除堵塞。空气炮由压力罐，填充阀和截止阀以及快速排气阀组成。压力罐连接有外壁压缩空气储罐。
在本说明书中所谈到的多个实施例，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (8)

1.一种水泥窑脱硝装置，包括窑尾烟室（1），其特征在于：所述窑尾烟室（1）上设有管道状的气化炉，所述气化炉包括倾斜状的第一气化管（2），所述第一气化管（2）的侧壁连接有第一生料管（3），所述第一气化管（2）的下端连接所述窑尾烟室（1），所述第一气化管（2）的上端连接有第二气化管（4），所述第二气化管（4）上端连接有弯管（5），所述弯管（5）的另一端连接有第三气化管（6），所述第三气化管（6）连接有连接管（7），所述连接管（7）上端连接有分解炉（8），所述弯管（5）的高度高于所述分解炉（8）的高度，所述连接管（7）的侧壁连接有三次风管（9），所述连接管（7）下端设有偏心锥（10），所述偏心锥（10）连接有烟室生料管（11），所述烟室生料管（11）连接所述窑尾烟室（1）。
2.根据权利要求1所述的一种水泥窑脱硝装置，其特征在于：所述三次风管（9）与所述窑尾烟室（1）之间设有烟室回灰管（12），所述烟室回灰管（12）的上端设有连接部（13），所述连接部（13）连接所述三次风管（9）的弯头部，所述连接部（13）上设有捅料孔（14），所述烟室回灰管（12）由上往下依次设有截止阀（15）和第一单向阀（16）。
3.根据权利要求1所述的一种水泥窑脱硝装置，其特征在于：所述分解炉（8）的下部侧壁连接有第二生料管（17），所述第一生料管（3）与所述第二生料管（17）的上端通过三通管连接有旋风筒，所述第一生料管（3）与所述第二生料管（17）上均设有第二单向阀（18）。
4.根据权利要求1所述的一种水泥窑脱硝装置，其特征在于：所述第一生料管（3）上与所述第一气化管（2）的连接处设有用于将生料分撒在所述第一气化管（2）内的冲击滑板（19）。
5.根据权利要求4所述的一种水泥窑脱硝装置，其特征在于：所述第一生料管（3）上还设有空气喷嘴（20），所述空气喷嘴（20）的喷气方向朝向所述冲击滑板（19）。
6.根据权利要求1所述的一种水泥窑脱硝装置，其特征在于：所述第一气化管（2）、第二气化管（4）、弯管（5）、第三气化管（6）的内壁均设有绝热层，所述绝热层上设有耐磨层，所述绝热层与所述耐磨层通过耙钉固定在管道内壁上。
7.根据权利要求1所述的一种水泥窑脱硝装置，其特征在于：所述第一气化管（2）、第二气化管（4）、弯管（5）、第三气化管（6）上均设有膨胀节（21），所述膨胀节（21）内设有陶瓷纤维毯。
8.根据权利要求2所述的一种水泥窑脱硝装置，其特征在于：所述烟室回灰管（12）、烟室生料管（11）、偏心锥（10）的外壁上均安装有空气炮（22）。
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