CN208612147U

CN208612147U - 一种水泥行业除尘脱硝设备

Info

Publication number: CN208612147U
Application number: CN201821118034.0U
Authority: CN
Inventors: 隋明洁; 王作杰; 张松; 于浩波; 李志军; 彭学平; 陈昌华
Original assignee: Tianjin Cement Industry Design and Research Institute Co Ltd; Sinoma Technology and Equipment Group Co Ltd
Current assignee: TIANJIN SINOMA ENGINEERING RESEARCH CENTER CO LTD; Tianjin Cement Industry Design and Research Institute Co Ltd
Priority date: 2018-07-13
Filing date: 2018-07-13
Publication date: 2019-03-19
Anticipated expiration: 2028-07-13

Abstract

本实用新型属于除尘脱硝领域，特别涉及一种水泥行业除尘脱硝设备，所述水泥行业除尘脱硝设备包括SNCR脱硝处理设备、多级旋风筒预热器、高温除尘器、喷氨系统、SCR反应器和余热锅炉，所述SNCR脱硝处理设备、多级旋风筒预热器和高温除尘器依次相连，所述高温除尘器的出口与SCR反应器的入口相连，所述喷氨系统被置于高温除尘器之前或者被置于高温除尘器和SCR反应器之间，所述SCR反应器的出口与所述余热锅炉的入口相连。本实用新型供一种解决SCR催化剂在高浓度粉尘环境中，易磨损，中毒，堵塞问题，同时解决余热锅炉磨损，管壁积灰问题，提高脱硝效率，节省设备占地，大大提高换热效率及锅炉寿命的水泥行业除尘脱硝设备。

Description

一种水泥行业除尘脱硝设备

技术领域

本实用新型属于除尘脱硝领域，特别涉及一种水泥行业除尘脱硝设备。

背景技术

随着国家环保标准的不断提高，水泥行业现有的脱硝技术(包括SNCR脱硝，低氮燃烧，分级燃烧等)脱硝效率低，一般在60％～80％左右，已无法满足更高的NOx排放标准，需采用更为高效的SCR脱硝技术。受SCR催化剂最佳反应温度和硫酸氢铵影响，进行SCR脱硝的最佳位置在预热器出口附近。预热器出口烟气中的高浓度粉尘，很快会使得SCR催化剂产生磨损，碱金属中毒，堵塞等现象，大幅降低SCR催化剂的脱硝效率和寿命，因此，在进行SCR脱硝之前需进行高温除尘。但现有水泥生产工艺设备多，空间紧凑，没有多余空间放置高温除尘器。同时，现有余热利用工艺高浓度粉尘进入余热锅炉会造成换热管磨损，积灰，降低换热效率等问题。

因此，基于这些问题，提供一种解决SCR催化剂在高浓度粉尘环境中，易磨损，中毒，堵塞问题，同时解决余热锅炉磨损，管壁积灰问题，提高脱硝效率，节省设备占地，大大提高换热效率及锅炉寿命的水泥行业除尘脱硝设备具有重要的现实意义。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种解决SCR催化剂在高浓度粉尘环境中，易磨损，中毒，堵塞问题，同时解决余热锅炉磨损，管壁积灰问题，提高脱硝效率，节省设备占地，大大提高换热效率及锅炉寿命的水泥行业除尘脱硝设备。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种水泥行业除尘脱硝设备，所述水泥行业除尘脱硝设备包括SNCR脱硝处理设备、多级旋风筒预热器、高温除尘器、喷氨系统、SCR反应器和余热锅炉，所述SNCR脱硝处理设备、多级旋风筒预热器和高温除尘器依次相连，所述高温除尘器的出口与SCR反应器的入口相连，所述喷氨系统被置于高温除尘器之前或者被置于高温除尘器和SCR反应器之间，所述SCR反应器的出口与所述余热锅炉的入口相连。

本实用新型还可以采用以下技术方案：

在上述的水泥行业除尘脱硝设备中，进一步的，所述高温除尘器的入口与所述SCR反应器的出口之间通过旁路管路连接。

在上述的水泥行业除尘脱硝设备中，进一步的，所述SCR反应器和所述高温除尘器设计为一体设备，记为高温除尘SCR脱硝一体设备，所述喷氨系统被置于所述高温除尘SCR脱硝一体设备之前。

在上述的水泥行业除尘脱硝设备中，进一步的，所述高温除尘SCR脱硝一体设备由增湿塔改造而成，所述增湿塔外壳内的喷水系统被去除，所述增湿塔外壳内设有滤筒和孔板，所述滤筒和孔板将增湿塔分隔成含尘室和净气室。

在上述的水泥行业除尘脱硝设备中，进一步的，所述多级旋风筒预热器包括依次相连的一级筒、二级筒、三级筒、四级筒和五级筒。

在上述的水泥行业除尘脱硝设备中，进一步的，所述余热锅炉下游还依次连接有高温风机、生料磨、除尘器和尾排风机。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1、现有SNCR技术脱硝效率60～80％，本实用新型使得水泥行业可以采用SCR脱硝技术或SNCR+SCR脱硝技术，实现脱硝效率90％以上，可满足粉尘和NOx的超低排放要求。同时，采用高温除尘，高温烟气经除尘后经过SCR催化剂，催化剂不受粉尘影响，可提高脱硝效率，减少催化剂用量，大幅提高催化剂使用寿命。

2、本实用新型在高温除尘器前或在高温除尘器和SCR反应器之间设有喷氨系统，可对原有风管进行调整。

3、本实用新型的高温烟气经除尘脱硝后进入后级余热锅炉，可大幅减少余热锅炉磨损，管壁积灰，减少设备维护工作和资金，同时，可提高换热效率，使得设备长期高效运转。

4、本实用新型由于设置有旁路，若高温除尘器、SCR反应器或高温除尘SCR脱硝一体化设备故障或检修时，烟气可通过旁路从预热器直接进入余热发电系统，从而保证不因高温除尘脱硝系统故障和检修影响整个生产系统的正常运转。

5、本实用新型改造利用原有增湿塔的空间位置，在SNCR脱硝处理设备与余热锅炉之间连接高温除尘器和SCR脱硝反应器，无需额外占地面积，为改造提供有利条件。

6、本实用新型利用原增湿塔的空间位置，将原有增湿塔替换为高温除尘SCR脱硝一体化设备，改造利用原有增湿塔的空间位置，无需额外占地面积，为改造提供有利条件。

7、本实用新型对余热锅炉出口处的高温风机进行扩容改造，以克服将增湿塔改造为高温除尘器和SCR反应器，所来带的阻力增加。

附图说明

以下将结合附图和实施例来对本实用新型的技术方案作进一步的详细描述，但是应当知道，这些附图仅是为解释目的而设计的，因此不作为本实用新型范围的限定。此外，除非特别指出，这些附图仅意在概念性地说明此处描述的结构构造，而不必要依比例进行绘制。

图1是现有技术的结构示意图；

图2是实施例一的结构示意图；

图3是实施例二的结构示意图；

图4是现有技术的设备布置图；

图5是实施例一的设备布置图；

图6是实施例二的设备布置图；

图7是增湿塔改造前的结构示意图；

图8是增湿塔改造后的结构示意图。

图中：

1、SNCR脱硝处理设备，2、多级旋风筒预热器，3、高温除尘器，4、喷氨系统，5、SCR反应器，6、余热锅炉，7、旁路管路，8、高温除尘SCR脱硝一体设备，9、水泥窑，10、分解炉，11、一级筒，12、二级筒，13、三级筒，14、四级筒，15、五级筒，16、增湿塔，17、高温风机，18、生料磨，19、除尘器，20、尾排风机，21、喷水系统，22、含尘室，23、净气室，24、滤筒，25、孔板。

具体实施方式

首先，需要说明的是，以下将以示例方式来具体说明本实用新型的水泥行业除尘脱硝设备的具体结构、特点和优点等，然而所有的描述仅是用来进行说明的，而不应将其理解为对本实用新型形成任何限制。此外，在本文所提及各实施例中予以描述或隐含的任意单个技术特征，或者被显示或隐含在各附图中的任意单个技术特征，仍然可在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行任意组合或删减，从而获得可能未在本文中直接提及的本实用新型的更多其他实施例。另外，为了简化图面起见，相同或相类似的技术特征在同一附图中可能仅在一处进行标示。

将理解，当据称将部件“连接”到另一个部件时，它可以直接连接到另一个部件或可以存在中间部件。相反，当据称将部件“直接连接”到另一个部件时，则表示不存在中间部件。

图1给出了现有技术的结构示意图，并且通过图2示出了实施例一的结构示意图，并且通过图3示出了实施例二的结构示意图，并且通过图4示出了现有技术的设备布置图，并且通过图5示出了实施例一的设备布置图，并且通过图6示出了实施例二的设备布置图，并且通过图7示出了增湿塔改造前的结构示意图，并且通过图8示出了增湿塔改造后的结构示意图，下面就结合图1至图8来具体说明本实用新型。

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

一种水泥行业除尘脱硝设备，所述水泥行业除尘脱硝设备包括SNCR脱硝处理设备1、多级旋风筒预热器2、高温除尘器3、喷氨系统4、SCR反应器5和余热锅炉6，所述SNCR脱硝处理设备1、多级旋风筒预热器2和高温除尘器3依次相连，所述高温除尘器3的出口与SCR反应器5的入口相连，所述喷氨系统4被置于高温除尘器3之前或者被置于高温除尘器3和SCR反应器5之间，所述SCR反应器5的出口与所述余热锅炉6的入口相连。

现有SNCR技术脱硝效率60～80％，本实用新型使得水泥行业可以采用SCR脱硝技术或SNCR+SCR脱硝技术，实现脱硝效率90％以上，可满足粉尘和NO_x的超低排放要求。同时，采用高温除尘，高温烟气经除尘后经过SCR催化剂，催化剂不受粉尘影响，可提高脱硝效率，减少催化剂用量，大幅提高催化剂使用寿命。

更进一步来讲，还可以在本实用新型中考虑，所述高温除尘器3的入口与所述SCR反应器5的出口之间通过旁路管路7连接。

本实用新型由于设置有旁路，若高温除尘器3、SCR反应器5或高温除尘SCR脱硝一体设备8故障或检修时，烟气可通过旁路管路7从预热器直接进入余热发电系统，从而保证不因高温除尘脱硝系统故障和检修影响整个生产系统的正常运转。

需要指出的是，所述SCR反应器5和所述高温除尘器3设计为一体设备，记为高温除尘SCR脱硝一体设备8，所述喷氨系统4被置于所述高温除尘SCR脱硝一体设备8之前。

作为举例，在本实施例中，高温除尘器3可为高温电除尘器，也可为高温滤筒24除尘器，其过滤材质可为陶瓷纤维、陶瓷膜、金属纤维、金属膜，所述高温除尘脱硝一体化设备采用的过滤材质可为陶瓷纤维、陶瓷膜、金属纤维、金属膜。

需要指出的是，多级旋风筒预热器2包括依次相连的一级筒11、二级筒12、三级筒13、四级筒14和五级筒15，所述余热锅炉6下游还依次连接有高温风机17、生料磨18、除尘器19和尾排风机20。

作为举例，在本实施例中，水泥行业除尘脱硝设备采取以下步骤实施：

步骤一：对烟气进行高温除尘；

步骤二：对经步骤一处理的烟气进行SCR脱硝反应。

更进一步来讲，还可以在本实用新型中考虑，在所述步骤一之前对所述烟气进行SNCR脱硝处理。

SNCR系统设备主要有氨储罐，泵组和喷枪等，在本工艺改造中，不对SNCR系统进行任何改变，只是将SNCR系统和我们所改的后面高温除尘加SCR脱硝系统进行串联，为现有技术，因此申请文件不做详细描述。

更进一步来讲，还可以在本实用新型中考虑，在所述步骤一之前或步骤一与步骤二之间增加喷氨处理。

本实用新型在高温除尘器3前或在高温除尘器3和SCR反应器5之间设有喷氨系统4，可对原有风管进行调整。喷氨装置主要是泵组和喷枪，均布装置，主要作用就是将氨气均匀喷入管道，使得氨气和高温烟气充分混合，提高反应效率。喷氨的作用是：氨气NH₃是脱硝反应的还原剂，是必须参与反应的反应物。目前喷氨有几种，一是采用尿素，对其进行热解，产生氨气，喷入管道，二是采用液氨，直接喷入管道，直接气化为氨气，三是采用氨水，同样直接喷入管道，直接气化为氨气。

需要指出的是，对所述步骤二处理后的所述烟气进行余热回收。

本实用新型的高温烟气经除尘脱硝后进入后级余热锅炉6，可大幅减少余热锅炉6磨损，管壁积灰，减少设备维护工作和资金，同时，可提高换热效率，使得设备长期高效运转。

实施例一：

上述的水泥行业除尘脱硝设备为经过所述水泥行业利用增湿塔16进行除尘脱硝改造方法进行改造后的水泥行业除尘脱硝设备，所述水泥行业利用增湿塔16进行除尘脱硝改造方法包括以下步骤：

步骤一：将原有增湿塔16壳体拆除，利用其空间位置，在SNCR脱硝处理设备1与余热锅炉6之间连接高温除尘器3和SCR反应器5；

步骤二：在高温除尘器3和SCR反应器5之间的管道上增加喷氨系统4。

作为举例，在本实施例中，先将原有增湿塔16壳体拆除，利用其空间位置，放置高温除尘器3和SCR反应器5，在高温除尘器3和SCR反应器5之间的管道上增加喷氨系统4。对原有风管进行调整，烟气从预热器出来后，接入高温除尘器3，经高温除尘后接入SCR反应器5，经SCR反应器5后接入余热锅炉6进行余热回收，最后接入后级工艺系统。对高温风机17进行扩容改造，以克服将增湿塔16改造为高温除尘器3和SCR反应器5，所来带的阻力增加。

本实用新型改造利用原有增湿塔16的空间位置，在SNCR脱硝处理设备1与余热锅炉6之间连接高温除尘器3和SCR反应器5，无需额外占地面积，为改造提供有利条件。

实施例二：

步骤一：将原有增湿塔16壳体拆除，利用其空间位置，放置高温除尘SCR脱硝一体设备8；

步骤二：在所述高温除尘SCR脱硝一体设备8之前增加喷氨系统4。

本实用新型利用原增湿塔16的空间位置，将原有增湿塔16替换为高温除尘SCR脱硝一体化设备，改造利用原有增湿塔16的空间位置，无需额外占地面积，为改造提供有利条件。

更进一步来讲，还可以在本实用新型中考虑，对所述余热锅炉6出口处的高温风机17进行扩容改造。

本实用新型对余热锅炉6出口处的高温风机17进行扩容改造，风机压头需增大，以克服将增湿塔16改造为高温除尘器3和SCR反应器5，所来带的阻力增加。

作为举例，在本实施例中，或先将原有增湿塔16壳体拆除，利用其空间位置，放置高温除尘SCR脱硝一体设备8，在高温除尘SCR脱硝一体设备8之前增加喷氨系统4。对原有风管进行调整，烟气从预热器出来后，接入高温除尘SCR脱硝一体设备8，经高温除尘SCR脱硝一体设备8后接入余热锅炉6进行余热回收，最后接入后级工艺系统。对高温风机17进行扩容改造，以克服将增湿塔16改造为高温除尘器3和SCR反应器5，所来带的阻力增加。

实施例三：

如说明书附图7和说明书附图8所示，将增湿塔16的喷水系统21去除后，增加滤筒24和孔板25，将增湿塔16分隔成含尘室22和净气室23。

本实用新型利用水泥窑9尾原有增湿塔16的基础、壳体或其空间位置，放置新增的高温除尘器3、SCR反应器5和喷氨系统4；或利用水泥窑9尾原有增湿塔16的基础、壳体或其空间位置，放置新增的高温除尘SCR脱硝一体设备8和喷氨系统4。从而，实现水泥窑9尾先高温除尘再SCR脱硝再进入余热利用系统的工艺过程，且此两种系统可与原有SNCR系统共存，达到最佳脱硝效率。

作为举例，在本实施例中，窑内煅烧的高温烟气经分解炉10，在分解炉10内进行SNCR脱硝，再经预热器逐步换热，烟气温度降至300-350℃，利用改造后的高温除尘器3进行除尘，再进行SCR脱硝，再进入后级余热发电系统。同时，本申请可以不用SNCR，直接预热器出来的高温烟气进行高温除尘后再进行SCR脱硝。也就是可以形成SNCR+高温除尘+SCR脱硝的流程，也可直接采用高温除尘+SCR的流程。

在本实施例中，水泥窑9内的高温烟气，先进入分解炉10，(在分解炉10内进行SNCR脱硝，也可不进行SNCR脱硝，若进行了SNCR脱硝，整个工艺就是SNCR+高温除尘+SCR；若不进行SNCR脱硝，高温烟气只是在分解炉10内穿过，不脱硝，整个工艺就是高温除尘+SCR)，再进预热器，在预热器内完成高温烟气和低温物料的热交换，高温烟气进入用增湿塔16改造的高温除尘器3或一体化设备，进行高温除尘和SCR脱硝后，再进入余热发电系统，进行烟气余热回收，再进入后端工艺系统。

本实施例优点：一是脱硝效率高90％，满足超低排放，二是除尘效率高，进入余热发电系统的粉尘可控制在10mg/m³以下，基本达到无尘状态，从而解决余热锅炉6磨损，管壁积灰，降低换热效率等问题。三是喷氨量少，可节省喷氨量50％。

目前现有技术，单独采用SNCR，在分解炉10内喷氨，烟气的粉尘浓度高，氨气会有一部分被粉尘带走，未参加脱硝反应，造成喷氨量高(运行成本增加)，和氨逃逸(环保不达标)。理论上氨氮摩尔比为1:1，但实际操作中SNCR的氨氮摩尔比要达到1:1.4～1:1.6甚至更高。高温除尘后，采用SCR，喷氨的氨氮摩尔比只需1：1.05。同时存在以下缺点：一是脱硝效率低只能达到60-80％，无法满足更高的环保要求。二是旋风除尘效率低，进入余热发电系统的烟气粉尘含量高60-100g/m³，会导致余热锅炉6磨损，管壁积灰，降低换热效率等问题。

综上所述，本实用新型可提供一种解决SCR催化剂在高浓度粉尘环境中，易磨损，中毒，堵塞问题，同时解决余热锅炉磨损，管壁积灰问题，提高脱硝效率，节省设备占地，大大提高换热效率及锅炉寿命的水泥行业除尘脱硝设备。

以上实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。

Claims

1.一种水泥行业除尘脱硝设备，其特征在于：所述水泥行业除尘脱硝设备包括SNCR脱硝处理设备、多级旋风筒预热器、高温除尘器、喷氨系统、SCR反应器和余热锅炉，所述SNCR脱硝处理设备、多级旋风筒预热器和高温除尘器依次相连，所述高温除尘器的出口与SCR反应器的入口相连，所述喷氨系统被置于高温除尘器之前或者被置于高温除尘器和SCR反应器之间，所述SCR反应器的出口与所述余热锅炉的入口相连。

2.根据权利要求1所述的水泥行业除尘脱硝设备，其特征在于：所述高温除尘器的入口与所述SCR反应器的出口之间通过旁路管路连接。

3.根据权利要求1所述的水泥行业除尘脱硝设备，其特征在于：所述SCR反应器和所述高温除尘器设计为一体设备，记为高温除尘SCR脱硝一体设备，所述喷氨系统被置于所述高温除尘SCR脱硝一体设备之前。

4.根据权利要求1所述的水泥行业除尘脱硝设备，其特征在于：所述高温除尘SCR脱硝一体设备由增湿塔改造而成，所述增湿塔外壳内的喷水系统被去除，所述增湿塔外壳内设有滤筒和孔板，所述滤筒和孔板将增湿塔分隔成含尘室和净气室。

5.根据权利要求1所述的水泥行业除尘脱硝设备，其特征在于：所述多级旋风筒预热器包括依次相连的一级筒、二级筒、三级筒、四级筒和五级筒。

6.根据权利要求1所述的水泥行业除尘脱硝设备，其特征在于：所述余热锅炉下游还依次连接有高温风机、生料磨、除尘器和尾排风机。