CN213643740U - Scr压缩空气换热节能系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了SCR压缩空气换热节能系统，其特征在于：在回转窑筒体外壁设置换热装置，所述换热装置包括围绕所述回转窑筒体布置的换热板，及设于所述换热板上的换热管道，所述换热管道的进气接口端连接至空压机系统，所述换热管道另一端为出口端。本实用新型SCR压缩空气换热节能系统，结构简单，布置合理，节能环保，有效降低系统耗电，具有较强的实用性和较好的应用前景。

Description

SCR压缩空气换热节能系统

技术领域

本实用新型属于水泥熟料生产线SCR脱硝技术领域，更具体地说，涉及SCR压缩空气换热节能系统。

背景技术

(1)熟料生产过程：

按照一定比例配制的物料由预热器顶部喂入，经旋风预热器预热后进入分解炉，在其中分解后入回转窑进行煅烧，之后进入篦式冷却机冷却，最后得到我们所需要的熟料。

(2)水泥生产线脱硝技术背景

水泥是国民经济的重要支柱产业，中国水泥工业由于经济发展的需要，近二十年总产量呈现出快速增长态势，截至2019年底，全国新型干法水泥生产线累计1600多条，水泥产能23.3亿吨。

城市化进程与经济的快速发展离不开水泥工业的贡献，但同时也带来了不可忽视的环境问题，由于水泥熟料生产中需要燃料燃烧提供熟料矿物形成热，在此过程中会产生一定量的氮氧化物，为此国家和地方政府颁布了一系列的法律法规，以限制NOx的排放。

现有规定，一般地区NOx排放浓度控制在≤400mg/Nm3，重点地区NOx控制≤320mg/Nm3，而且地方政府环保部门也颁布了地方条例和法规，严格控制污染物排放，例如，江苏、山东、河南、浙江等地区将实施100mg/Nm3控制指标要求，为了控制污染，山东、河北、陕西、山西、安徽、江苏、浙江等地区实施错峰生产。

(3)NOx减排技术情况

目前，国家执行标准为GB4915-2013《水泥工业大气污染物排放标准》，一般地区NOx排放浓度控制在≤400mg/Nm3，重点地区NOx控制≤320mg/Nm3，氨逃逸≤8mg/Nm3，为了达到满足国家环保或地方环保要求，越来越多的水泥工厂采用低氮燃烧器、分级燃烧脱硝技术、SNCR脱硝技术，SCR脱硝技术也在水泥行业得到应用。

1)分级燃烧技术

采用分解炉分级燃烧技术，对分解炉进行燃料分级燃烧改造，将燃料分级加入，在分解炉锥部形成还原区，还原窑内产生的热力型NOx，并抑制燃料型NOx的产生；同时配合操作优化调整，控制窑内燃烧气氛，减少窑头煤粉燃烧空气过剩系数，降低窑尾烟气氧含量，从而降低并稳定NOx的减排效果。

2)选择性非催化还原技术

选择性非催化还原(SNCR)脱硝技术是把含有NHx基的还原剂(如氨气、氨水或者尿素等)喷入分解炉温度为850℃～970℃的区域，在该温度区域的停留时间为1～2s，该还原剂迅速热分解成NH3和其它副产物，随后NH3与烟气中的NOx进行SNCR反应而生成N2，该技术的脱硝效率一般为30％～60％。

3)SCR脱硝技术

SCR法是还原剂(NH3或尿素)在催化剂作用下，选择性地与NOx反应生成N2和H2O，而不是被O2所氧化，故称为“选择性”。主要反应如下：

脱硝原理图见图1所示。

(3)SCR系统压缩空气情况

SCR脱硝技术清灰系统采用耙式清灰器进行清灰，压缩空气作为清灰气源，SCR反应塔内废气温度在280-330℃，而压缩空气温度在60℃左右，为了避免压缩空气与催化剂温度相差较大，影响催化剂的物理结构性能，一般在压缩空气后端增设加热器，将气体温度加热至120℃以上，加热后的气体通过耙式清灰器后，以一定的压力将催化剂表面灰吹走，从而保证催化器不堵塞。一般一条5000t/d生产线SCR脱硝系统压缩空气用量50m3/min，加热器为150kW，正常情况下，加热器增加了系统电耗约0.6kwh/t.cl。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种结构简单，布置合理，节能环保，有效降低系统耗电的SCR压缩空气换热节能系统。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：所提供的这种SCR压缩空气换热节能系统，其特征在于：在回转窑筒体外壁设置换热装置，所述换热装置包括围绕所述回转窑筒体布置的换热板，及设于所述换热板上的换热管道，所述换热管道的进气接口端连接至空压机系统，所述换热管道另一端为出口端。

为使上述技术方案更加详尽和具体，本实用新型还提供以下更进一步的优选技术方案，以获得满意的实用效果：

所述出口端连接至压缩空气储罐。

所述换热板与所述回转窑筒体外壁间隔一段距离布置。

两个或四个所述换热板可转动开合的拼接成围绕所述回转窑筒体的圆筒形结构。

所述换热板一侧边与相邻布置换热板通过转动活页连接，另一侧边为活动开合边。

所述换热板上设置所述转动活页的一侧边通过支撑座固定连接在支撑轨道上。

所述支撑轨道固定连接在回转窑平台上。

所述换热管道蛇形排布在所述换热板靠近所述回转窑筒体一侧的内壁上。

相邻所述换热板之间的换热管道通过可拆卸软管过渡连接。

所述换热板上设有筒扫区域。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：本实用新型SCR压缩空气换热节能系统，结构简单，布置合理，节能环保，有效降低系统耗电，具有较强的实用性和较好的应用前景。

附图说明

下面对本说明书的附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为脱硝原理图；

图2为本实用新型换热节能系统布置结构示意图；

图3为本实用新型换热装置结构示意图；

图4为本实用新型换热装置结构示意图；

图5为图3中A处局部放大结构示意图。

图中标记为：1、回转窑筒体，2、换热装置，21、换热板，22、换热管道，3、压缩空气储罐，4、空压机系统，5、转动支撑端，51、支撑轨道，52、支撑座，6、转动活页，7、筒扫区域。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施例的描述，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。

本实用新型这种SCR压缩空气换热节能系统，如图2中所示，在回转窑筒体1外壁设置换热装置2，换热装置2包括围绕回转窑筒体1布置的换热板21，及设于换热板21上的换热管道22，换热管道22的进气接口端连接至空压机系统4，换热管道22另一端为出口端。本实用新型中，出口端连接至压缩空气储罐3。

本实用新型中，如图3、4中所示，换热板21与回转窑筒体1外壁间隔一段距离布置。可采用两个或四个换热板21可转动开合的拼接成围绕回转窑筒体1的圆筒形结构，此种结构可较大的利用换热面，且方便调整布置，也方便回转窑筒体的检测维修。在换热板21上布置换热管道22，进行换热，提高换热效率。图4中所示，为四个换热板21的分布结构，位于同一直径线上的两端设有两个转动支撑端5。

本实用新型中，转动支撑端5的结构如图5中所示，换热板21一侧边与相邻布置换热板21通过转动活页6连接，另一侧边为活动开合边。换热板21上设置转动活页6的一侧边通过支撑座52固定连接在支撑轨道51上。支撑轨道51固定连接在回转窑平台上。通过支撑轨道51支撑换热板21，换热板21一端支撑，另一端与相邻换热板21之间拼合形成完整的圆柱形换热板结构，换热管道固定连接在换热板21上，相邻换热板之间的换热管道22可通过可拆卸的软管过渡连接，便于转动开合控制换热板21。

本实用新型中，优选的，支撑轨道51设计为截面呈工字型，便于支撑座52固定安装。

本实用新型中，换热管道22蛇形排布在换热板21靠近回转窑筒体1一侧的内壁上，长度覆盖整个换热板21长度。相邻换热板21之间的换热管道通过可拆卸软管过渡连接。

本实用新型中，如图3、4中所示，其中一处换热板21上设有筒扫区域7。筒扫区域7处不布置换热管道22，空出以便于后续对筒体进行温度检测，便于监控筒体状况。

本实用新型这种SCR压缩空气换热节能系统，深入分析目前水泥窑生产线窑筒体散热及压缩空气使用情况，通过增加回转窑筒体散热利用装置，提高SCR系统压缩空气温度，将压缩空气温度提升至200℃-250℃，同时降低SCR系统加热器增加系统电耗。

回转窑筒体表面平均温度在270℃左右，在距离筒体500-1000mm距离，延筒体方向增加热辐射换热管道，可将压缩空气温度由60℃左右，加热至230℃左右，压缩空气体积膨胀，从而可降低空压机配置，初步估算，辐射换热面积800m2左右，可将3000Nm3压缩空气水加热至210℃左右，足够SCR脱硝系统清灰系统压缩空气使用。

本实用新型这种SCR压缩空气换热节能系统，可充分进行废热利用，充分利用回转窑散热进行余热回收；压缩空气加热至200-250℃，避免了因温差较大，导致催化剂物理结构性损坏；节省一套压缩空气加热系统，降低了系统运行电耗，节省运行成本；压缩气体加热升温体积膨胀，使气体压力增加，降低了空压机做功负荷。

本发明用于新型干法窑2500t/d～12000t/d熟料线SCR脱硝系统。经初步计算，一般一条5000t/d生产线SCR清灰系统压缩空气加热至210℃足有，可节省一套加热系统，降低正常运行系统电耗0.6kwh/t.cl，一天可节省用电3600kw左右，年可节省118.8万kw，按照0.6元/kw计算，年可节省电费71万元左右。

本实用新型SCR压缩空气换热节能系统，结构简单，布置合理，节能环保，有效降低系统耗电，具有较强的实用性和较好的应用前景。

上面结合附图对本实用新型进行了示例性描述，但是本实用新型并不受限于上述方式，只要采用本实用新型的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进或直接应用于其它场合的，均落在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.SCR压缩空气换热节能系统，其特征在于：在回转窑筒体外壁设置换热装置，所述换热装置包括围绕所述回转窑筒体布置的换热板，及设于所述换热板上的换热管道，所述换热管道的进气接口端连接至空压机系统，所述换热管道另一端为出口端。

2.按照权利要求1所述的SCR压缩空气换热节能系统，其特征在于：所述出口端连接至压缩空气储罐。

3.按照权利要求1所述的SCR压缩空气换热节能系统，其特征在于：所述换热板与所述回转窑筒体外壁间隔一段距离布置。

4.按照权利要求3所述的SCR压缩空气换热节能系统，其特征在于：两个或四个所述换热板可转动开合的拼接成围绕所述回转窑筒体的圆筒形结构。

5.按照权利要求4所述的SCR压缩空气换热节能系统，其特征在于：所述换热板一侧边与相邻布置换热板通过转动活页连接，另一侧边为活动开合边。

6.按照权利要求5所述的SCR压缩空气换热节能系统，其特征在于：所述换热板上设置所述转动活页的一侧边通过支撑座固定连接在支撑轨道上。

7.按照权利要求6所述的SCR压缩空气换热节能系统，其特征在于：所述支撑轨道固定连接在回转窑平台上。

8.按照权利要求1至7任一项所述的SCR压缩空气换热节能系统，其特征在于：所述换热管道蛇形排布在所述换热板靠近所述回转窑筒体一侧的内壁上。

9.按照权利要求8所述的SCR压缩空气换热节能系统，其特征在于：相邻所述换热板之间的换热管道通过可拆卸软管过渡连接。

10.按照权利要求1所述的SCR压缩空气换热节能系统，其特征在于：所述换热板上设有筒扫区域。

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