CN210674787U - 一种水泥窑氮氧化物深度治理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水泥窑氮氧化物深度治理系统，属于燃煤烟气治理领域，所述系统包括水泥窑预热器、高温除尘器、喷氨装置、静态混合器、SCR反应器、声波吹灰器、耙式吹灰器、余热锅炉、原料磨和氨气制备装置。该系统通过设置静态混合器，强化混合，SCR脱硝技术脱硝效率可达95％以上，氨逃逸低(＜3ppm)；利用高温除尘器的预除尘作用，减少了催化剂用量，降低了催化剂的堵塞、磨损和中毒风险，提高了催化剂的使用寿命；该系统通过设置氨气制备装置，利用了水泥窑烟气的余热，节约了能源。相对于传统方案，本系统能够实现氮氧化物50mg/Nm³的排放标准，氨逃逸低、催化剂用量省，具有较好的推广应用前景。

Description

一种水泥窑氮氧化物深度治理系统

技术领域

本实用新型属于燃煤烟气治理领域，尤其涉及一种水泥窑氮氧化物深度治理系统。

背景技术

我国是水泥生产大国，2018年水泥年产量达21.8亿吨。然而水泥生产过程中会产生大量的氮氧化物，污染大气环境。随着我国电力行业逐步实现超低排放，包括水泥行业在内的非电行业已经成为下一阶段大气污染治理的重点。随着环保政策日益趋严，很多地方已经要求水泥行业也实现超低排放，即要求氮氧化物排放浓度≤50mg/Nm³。

水泥窑的传统氮氧化物治理技术不能确保达到超低排放的要求，且存在系统可靠性低、氨逃逸率高等缺点。

SCR脱硝技术在电力行业应用广泛，且长期运行良好。但水泥窑烟气的粉尘浓度高，约为80～120g/Nm³，是电力行业的2～5倍左右，若直接布置SCR系统，则容易造成催化剂的堵塞、磨损和中毒，造成催化剂用量的增加和使用寿命的降低。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有水泥窑氮氧化物治理技术的不足之处，提供一种水泥窑氮氧化物深度治理系统，实现水泥窑氮氧化物超低排放。SCR反应器设置在水泥窑预热器C1出口，烟气温度在280～400℃，满足SCR反应的最佳温度区间；在SCR反应器和水泥窑预热器之间设置高温除尘器，降低了水泥窑烟气高粉尘浓度(80～120g/Nm³)对催化剂的堵塞、磨损和中毒风险；在喷氨装置和SCR反应器之间设置静态混合器，确保烟气、氨气、粉尘在SCR反应器入口的均匀分布，从而提高脱硝效率和系统可靠性；在SCR反应器中每层催化剂上方均布置声波吹灰器和耙式吹灰器，以确保系统运行可靠性；还原剂(液氨、氨水或尿素)利用余热锅炉产生的蒸汽，在氨气制备装置产生氨气，与空气混合形成低于5％浓度的氨/空气混合气进入喷氨装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种水泥窑氮氧化物深度治理系统，所述系统包括水泥窑预热器、高温除尘器、喷氨装置、静态混合器、SCR反应器、钢梁、声波吹灰器、耙式吹灰器、余热锅炉、原料磨和氨气制备装置。所述水泥窑预热器C1出口与高温除尘器入口连接，高温除尘器的出口与喷氨装置的烟气入口连接，喷氨装置的烟气出口与静态混合器的入口连接，静态混合器的出口与SCR反应器的入口连接；所述钢梁设置于SCR反应器内部，所述钢梁至少设置两层，且每层钢梁上设置声波吹灰器和耙式吹灰器；所述SCR反应器的出口与余热锅炉的入口连接，余热锅炉的出口与原料磨连接；氨气制备装置的氨气出口与喷氨装置的入口连接；所述余热锅炉的蒸汽出口与氨气制备装置的蒸汽入口连接。

进一步地，所述水泥窑预热器包括五级旋风分离器。

本实用新型的有益效果是：

1、通过设置静态混合器，强化混合，SCR脱硝技术脱硝效率可达95％以上，氨逃逸低(＜3ppm)；

2、利用高温除尘器的预除尘作用，减少了催化剂用量，降低了催化剂的堵塞、磨损和中毒风险，提高了催化剂的使用寿命；

3、氨气制备装置利用了水泥窑烟气的余热，节约了能源。

该水泥窑氮氧化物深度治理系统能够实现氮氧化物50mg/Nm³的排放标准，氨逃逸低、催化剂用量省，具有较好的推广应用前景。

附图说明

图1为本实用新型一种水泥窑氮氧化物深度治理系统的结构示意图。

图中，水泥窑预热器1、高温除尘器2、喷氨装置3、静态混合器4、SCR反应器5、催化剂6、声波吹灰器7、耙式吹灰器8、余热锅炉9、原料磨10、氨气制备装置11。

具体实施方式

如图1所示，为该水泥窑氮氧化物深度治理系统的结构示意图，包括水泥窑预热器1、高温除尘器2、喷氨装置3、静态混合器4、SCR反应器5、钢梁、催化剂6、声波吹灰器7、耙式吹灰器8、余热锅炉9、原料磨10和氨气制备装置11。本领域技术人员仅需采用含有五级旋风分离器的水泥窑预热器1，并简单将水泥窑预热器1C1出口与高温除尘器2的入口连接，这里本领域技术人员可以使用高温电除尘器作为高温除尘器2，高温除尘器2的出口与喷氨装置3的烟气入口连接，利用高温除尘器的预除尘作用，减少了催化剂用量，降低了催化剂的堵塞、磨损和中毒风险，提高了催化剂的使用寿命。喷氨装置3的烟气出口与静态混合器4的入口连接，静态混合器4的出口与SCR反应器5的入口连接。通过设置静态混合器，强化混合，SCR脱硝技术脱硝效率可达95％以上，氨逃逸低(＜3ppm)。本领域技术人员仅需将所述钢梁设置于SCR反应器5内部，将催化剂6放置于支撑钢梁上，设置钢梁的层数不少于2层，且每层钢梁上均需设置声波吹灰器7和耙式吹灰器8。SCR反应器5的出口与余热锅炉9的入口连接，余热锅炉9的出口与原料磨10连接；氨气制备装置11的出口与喷氨装置3的入口连接，且在喷氨装置3入口处设置空气入口；余热锅炉9的蒸汽出口与氨气制备装置11的蒸汽入口连接，利用了水泥窑烟气的余热，节约了能源。

本实用新型的工作过程如下：水泥窑预热器1C1出口的烟气经过高温除尘器2预除尘后，与喷氨装置3喷入的低于5％浓度的氨/空气混合气在静态混合器4作用下充分混合，进入SCR反应器5，烟气中的氮氧化物在催化剂6的作用下和氨气进行催化还原反应生成氮气和水，以实现氮氧化物治理的目的。反应后的烟气经SCR反应器5出口排至余热锅炉9，经余热锅炉9换热回收烟气余热后排至原料磨10；还原剂(液氨、氨水或尿素)利用余热锅炉9产生的蒸汽，在氨气制备装置11产生氨气，与空气混合形成低于5％浓度的氨/空气混合气进入喷氨装置3；余热锅炉9蒸汽出口与氨气制备装置11蒸汽入口连接。其中，SCR反应器5内装有声波吹灰器7和耙式吹灰器8，以预防催化剂6堵灰，从而提高催化剂6的使用寿命。

本实用新型的系统是通过除尘和催化还原设计，实现水泥窑氮氧化物深度治理的系统。本系统能够实现氮氧化物50mg/Nm³的排放标准、氨逃逸低、催化剂用量省，具有较好的推广应用前景。

Claims (2)

1.一种水泥窑氮氧化物深度治理系统，其特征在于，所述系统包括水泥窑预热器(1)、高温除尘器(2)、喷氨装置(3)、静态混合器(4)、SCR反应器(5)、钢梁、声波吹灰器(7)、耙式吹灰器(8)、余热锅炉(9)、原料磨(10)和氨气制备装置(11)；所述水泥窑预热器(1)C1出口与高温除尘器(2)入口连接，高温除尘器(2)的出口与喷氨装置(3)的烟气入口连接，喷氨装置(3)的烟气出口与静态混合器(4)的入口连接，静态混合器(4)的出口与SCR反应器(5)的入口连接；所述钢梁设置于SCR反应器(5)内部，所述钢梁至少设置两层，且每层钢梁上设置声波吹灰器(7)和耙式吹灰器(8)；所述SCR反应器(5)的出口与余热锅炉(9)的入口连接，余热锅炉(9)的出口与原料磨(10)连接；氨气制备装置(11)的氨气出口与喷氨装置(3)的入口连接；所述余热锅炉(9)的蒸汽出口与氨气制备装置(11)的蒸汽入口连接。

2.根据权利要求1所述系统，其特征在于，所述水泥窑预热器(1)包括五级旋风分离器。

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