CN202725014U - 水泥干法窑的节能脱硝装置 - Google Patents

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钱明毅
盛法大
施正
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肖开标
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Abstract

本实用新型公开了一种水泥干法窑的节能脱硝装置,包括分解炉1、水泥窑2、窑头富氧助燃喷煤管3、窑尾富氧助燃喷煤管6、富氧输送管道4、煤粉输送管道5、富氧制备装置7、煤粉制备装置8、还原剂喷头9和还原剂储备装置10构成;所述还原剂储备装置10通过管道连接还原剂喷头9伸入分解炉1内,所述分解炉1的下端与水泥窑2的窑尾连接,所述富氧制备装置7和煤粉制备装置8分别通过富氧输送管道4和煤粉输送管道5与安装在水泥窑2窑头的窑头富氧助燃喷煤管3和安装在分解炉1的窑尾富氧助燃喷煤管6连接。本实用新型较大幅度地削减氮氧化物的排放,脱硝法场地位置可布置,投资省,节能,不增加生产成本。

Description

水泥干法窑的节能脱硝装置
技术领域
本实用新型涉及一种水泥干法窑的氮氧化物减排装置,属于建材行业节能减排技术领域。
背景技术
现在运行的水泥新型干法窑氮氧化物排放的浓度大约在800~1600mg/Nm3之间,已建在生产的水泥厂执行的氮氧化物排放标准是(GB4915-2004)800mg/Nm3,而未来水泥行业氮氧化物排放标准要求将提高到500mg/Nm3以下。对已建在生产的水泥厂,由于场地空间条件的限制,无法使用选择性催化还原技术(SCR)工艺来减少烟气中的氮氧化物。可用选择性非催化还原(SNCR)脱硝法来减少水泥窑氮氧化物的排放,削减效果在60%。可是即使这样,仍难以稳定连续地使氮氧化物排放浓度达到即将修订的国家排放标准要求。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种不增加生产成本,能降低水泥窑氮氧化物排放浓度的处理装置及方法。
为解决上述问题,本实用新型采用如下技术方案:水泥干法窑的节能脱硝装置,包括分解炉1、水泥窑2、窑头富氧助燃喷煤管3、窑尾富氧助燃喷煤管6、富氧输送管道4、煤粉输送管道5、富氧制备装置7、煤粉制备装置8、还原剂喷头9和还原剂储备装置10构成;所述还原剂储备装置10通过管道连接还原剂喷头9伸入分解炉1内,所述分解炉1的下端与水泥窑2的窑尾连接,所述富氧制备装置7和煤粉制备装置8分别通过富氧输送管道4和煤粉输送管道5与安装在水泥窑2窑头的窑头富氧助燃喷煤管3和安装在分解炉1的窑尾富氧助燃喷煤管6连接。
本实用新型的优点:本实用新型装置采用选择性非催化还原(SNCR)脱硝法,可以较大幅度地削减氮氧化物的排放,削减效果达60%;采用富氧燃烧技术可使炉内火焰温度升高200~300℃,达到节能的目的;更重要的是用普通空气助燃,约五分之四的氮气不但不参与燃烧,且带走大量热能,用富氧助燃,氮气量要减少,燃烧后的排气量也减少,热损失减少。一般氧气浓度每增加1%烟气量约下降2~4.5%,从而提高燃烧效率,增加热量利用率。普通空气助燃,当加热温度为1300℃,其可利用的热量为42%;而用26%富氧空气助燃时,可利用热量为56%,节能10%,氮氧化物排放减少20%。SNCR脱硝法场地位置可布置,SCR脱硝法场地空间无法布置;投资省,SNCR脱硝法是SCR脱硝法的1/4;富氧燃烧和SNCR脱硝DCS系统,用氮氧化物排放浓度控制还原剂和富氧助燃浓度;富氧燃烧节能减排,所节费用抵消SNCR脱硝的费用,不增加生产成本。
附图说明
图1是本实用新型的装置结构示意图;
图中符号说明:分解炉1、水泥窑2、窑头富氧助燃喷煤管3、富氧输送管道4、煤粉输送管道5、窑尾富氧助燃喷煤管6、富氧制备装置7、煤粉制备装置8、还原剂喷头9、还原剂储备装置10。
具体实施方式
下面用最佳的实施例对本实用新型做详细的说明。
参照图1在本实施中,水泥干法窑的节能脱硝装置,包括分解炉1、水泥窑2、窑头富氧助燃喷煤管3、窑尾富氧助燃喷煤管6、富氧输送管道4、煤粉输送管道5、富氧制备装置7、煤粉制备装置8、还原剂喷头9和还原剂储备装置10构成;所述还原剂储备装置10通过管道连接还原剂喷头9伸入分解炉1内,所述分解炉1的下端与水泥窑2的窑尾连接,所述富氧制备装置7和煤粉制备装置8分别通过富氧输送管道4和煤粉输送管道5与安装在水泥窑2窑头的窑头富氧助燃喷煤管3和安装在分解炉1的窑尾富氧助燃喷煤管6连接。
水泥干法窑的节能脱硝装置的方法,它包括如下步骤:
步骤一:用选择性非催化还原(SNCR)脱硝法,来降低水泥窑氮氧化物的排放。在分解炉850~1050℃部位喷入浓度为20~25%的氨水或尿素溶液作为还原剂,使其与烟气中的氮氧化物结合,并将其还原成氮气和水;
4NO+4NH3+O2——4N2+6H2O
2NO2+4NH3+O2——3N2+6H2O
在具体实现的过程中:在用浓度为26%富氧助燃,分解炉温度为850~1050℃时,供氨水量按NH3/NO=1.1,输送压力为3kg/cm3的情况下,测得不同的还原剂浓度有不同的氮氧化物排放浓度。(见下表)随着氨水溶液浓度的增加,氮氧化物排放浓度逐渐减少,但成本也在增加。
  实例   氨水溶液浓度(%)   氮氧化物排放浓度(mg/Nm3)
  1   20   256
  2   21   244
  3   22   235
  4   23   229
  5   24   225
  6   25   223
这一步由还原剂储备装置10和还原剂喷头9完成。根据窑尾排放的氮氧化物浓度,还原剂储备装置10在设定范围内调节好还原剂的浓度,经还原剂喷头9喷入水泥窑分解炉1内。
步骤二:用富氧燃烧技术;将空气中的氧含量提纯到25~30%,输送到水泥窑的窑头和窑尾分解炉助燃,这样可使炉内火焰温度升高200~300℃,达到氮气量减少,燃烧后的排放量也减少和节能的目的。
在具体实现的过程中:在未开启SNCR脱硝装置的情况下,测得不同的富氧助燃浓度与氮氧化物排放和节能的情况。(见下表)提取冨氧浓度越高,氮氧化物排放越少,节能效果越好,但费用也越大。
  实例   富氧浓度(%)   含氮浓度(%)   氮氧化物排放减少(%)   节能(%)
  1   21   79   0   0
  2   23   77   8   5
  3   25   75   16   8
4 26 74 20 10
  5   27   73   24   15
  6   28   72   28   20
  7   29   71   32   25
  8   30   7Q   36   30
这一步由富氧制备装置7、煤粉制备装置8、富氧输送管道4、煤粉输送管道5、窑头富氧助燃喷煤管3、窑尾富氧助燃喷煤管6共同完成。富氧制备装置7根据窑尾排放的氮氧化物浓度,在设定范围内调节好制备富氧的浓度,经富氧输送管道4、窑头富氧助燃喷煤管3、窑尾富氧助燃喷煤管6、分别送入水泥窑2(窑头)和分解炉1(窑尾)助燃;同时,煤粉也经煤粉制备装置8、煤粉输送管道5、窑头富氧助燃喷煤管3和窑尾富氧助燃喷煤管6,分别送入水泥窑2(窑头)和分解炉1(窑尾)中燃烧。
步骤三:建立富氧燃烧和SNCR脱硝DCS中央控制系统;用窑尾排放的氮氧化物浓度来控制调节还原剂浓度和富氧助燃浓度,全面掌控水泥窑的生产和排放情况,达到文明生产。
经过实践测得,水泥窑在设定浓度为26%的富氧助燃时,对分解炉喷入浓度为22%的氨水溶液的还原下,窑尾氮氧化物排放浓度为235mg/Nm3,此时,氮氧化物排放减少80%,节能10%,经济性能最佳。
最后应说明的是:显然,上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例,而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (1)

1.水泥干法窑的节能脱硝装置,包括分解炉1、水泥窑2、窑头富氧助燃喷煤管3、窑尾富氧助燃喷煤管6、富氧输送管道4、煤粉输送管道5、富氧制备装置7、煤粉制备装置8、还原剂喷头9和还原剂储备装置10构成;所述还原剂储备装置10通过管道连接还原剂喷头9伸入分解炉1内,所述分解炉1的下端与水泥窑2的窑尾连接,所述富氧制备装置7和煤粉制备装置8分别通过富氧输送管道4和煤粉输送管道5与安装在水泥窑2窑头的窑头富氧助燃喷煤管3和安装在分解炉1的窑尾富氧助燃喷煤管6连接。
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