CN218924302U - 双膛竖窑选择性非催化还原工艺的烟气脱硝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于脱硝装置，特别是指一种双膛竖窑选择性非催化还原工艺的烟气脱硝装置。双膛竖窑选择性非催化还原工艺的烟气脱硝装置包括双膛竖窑，物料出口设于双膛竖窑内部的尿素喷枪，与尿素喷枪连接的且盛装有含氮还原剂的原料罐；所述的尿素喷枪设于双膛竖窑环形通道上开设的拨火孔内。本实用新型有效解决了现有技术存在的脱硝药剂与烟气接触时间短、脱硝效果不达标等技术问题，具有结构设计紧凑、脱硝药剂施加精确、脱硝效果好等优点。

Description

双膛竖窑选择性非催化还原工艺的烟气脱硝装置

技术领域

本实用新型属于脱硝装置，特别是指一种双膛竖窑选择性非催化还原工艺的烟气脱硝装置。

背景技术

双膛石灰窑设有并列设置的窑膛A及窑膛B两个窑膛，窑膛有预热带、煅烧带和冷却带，窑膛之间通过环形通道连接。双膛窑煅烧时为窑膛A在燃烧，窑膛B在蓄热且周期性(12～15分钟)交替进行，在燃烧堂炉料(石灰石)、燃料和燃烧空气三者都是自上而下朝同一个方向运动，称为“并流”运动。蓄热就是窑膛A的煅烧产物、高温废气通过两窑膛下部的环形通道进入窑膛B，在窑膛B中高温废气向上流动，将预热带的石灰石预热至较高温度并积蓄热量，同时高温废气下降到低温后排出窑膛，冷却空气和热石灰发生交换后亦将热量储存参与冷的石灰石热交换，充分利用了废气和石灰余热，保证了很高的热效率。经过蓄热膛后从窑顶排除的烟气温度在100℃～160℃，采用普通除尘滤料(除尘布袋)即可实现除尘，除尘运行成本低。石灰窑烟气中含有大量的氮氧化物(NO_X)，氮氧化物排放到大气中会形成光化学烟雾和酸雨，危害人体健康。《河北省工业炉窑污染物排放标准》明确要求氮氧化物小时排放浓度≤150mg/m³，双膛石灰窑生产过程中未采用脱硝措施情况下，氮氧化物小时浓度平均值在200mg/m³以上，无法达到环保要求，因此双膛石灰窑采取脱硝措施不可或缺。

现行的双膛石灰窑脱硝工艺主要包括选择性催化还原工艺(简称SCR)和选择性非催化还原工艺(简称SNCR)两种工艺。SNCR工艺主要是将含氮还原剂(尿素、氨水或液氨)经雾化后，采用尿素喷枪喷入到温度为850℃～1100℃的高温烟气中，使其发生还原反应脱除NO_X，生产氮气和水。由于在一定温度范围及有氧情况下，含氮还原剂对NO_X的还原具有选择性，优于其他反应而进行，同时在反应中不需要催化剂，因此称之为选择性非催化还原。SNCR系统的主要设备均采用模块化设计，由还原剂储存与输送模块、稀释水模块、混合计量模块、喷射模块组成。由于SNCR工艺具有安全性高、设备投资及运行成本低等技术优势导致其成为双膛石灰窑行业的首选，基于对废气处理传统认识，现有SNCR技术中尿素喷枪位于窑炉排放尾气的交叉通道位置，氮氧化物小时浓度平均值在160～190mg/m³左右，如需要实现氮氧化物排放达标，则需另行斥巨资(数百万元)购置环保处理设备，不仅极大增加了生产及运行成本，而且影响SNCR技术在双膛窑行业大面积推广应用。上述现有技术问题存在的主要原因一是因脱硝药剂自进入至排出炉膛行程较短，与烟气的接触时间短，导致反应不完全、原料浪费严重且脱硝效果低；二是排放尾气的交叉通道附近烟气温度较低，远不能达到脱硝反应温度，导致不能充分满足脱硝反应的工艺条件要求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种双膛竖窑选择性非催化还原工艺的烟气脱硝装置，通过优化尿素喷枪设置位置，有效改善脱硝剂与烟气的反应环境，克服脱硝效率低，排放不达标的技术弊端。

本实用新型的整体技术构思是：

双膛竖窑选择性非催化还原工艺的烟气脱硝装置，包括双膛竖窑，物料出口设于双膛竖窑内部的尿素喷枪，与尿素喷枪连接的且盛装有含氮还原剂的原料罐；所述的尿素喷枪设于双膛竖窑环形通道上开设的拨火孔内。

本实用新型的具体技术构思还有：

为便于实现尿素喷枪输出的脱硝剂与烟气的充分接触，提高脱硝效果，优选的技术实现手段是，所述的尿素喷枪间隔分布在双膛竖窑环形通道上开设的拨火孔内。

为便于实现脱硝剂的计量输送，优选的技术实现手段是，所述的尿素喷枪通过流量计、输送泵、控制阀及管路与盛装有含氮还原剂的原料罐连通。

为便于尿素喷枪与工作介质的连通，优选的技术实现手段是，所述的尿素喷枪上开设有用于输送含氮还原剂的第一接口、接雾化风的第二接口、接冷却风的第三接口。

在本实用新型的描述中，术语“内部”指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于简化描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型所取得的技术进步在于：

1、本实用新型将尿素喷枪置于双膛石灰窑环形通道的拨火孔处，将脱硝剂喷入双膛石灰窑的环形通道脱硝，延长了脱硝剂与烟气的接触时间，同时因环形通道内的温度可达到850℃～1100℃，更适宜脱硝反应进行。经检测，可有效脱除石灰石煅烧过程中烟气的氮氧化合物，显著降低排放烟气的氮氧化物含量并符合环保要求，有效节约了为满足排放达标产生的尾气处理设备购置费用以及设备运维成本。

2、尿素喷枪间隔布置在环形通道的拨火孔内，实现脱硝药剂与烟气均匀接触，同时因拨火孔为双膛窑的现有构造，主要用于人为观察，因此本实用新型可避免对现有双膛窑进行结构改造即可安装使用，生产制造成本低，且便于对现有设备及工艺进行大面积推广改造。

3、采用尿素喷枪上设置的多个接口接入含氮还原剂、雾化风、冷却风，在满足使用的同时，使尿素喷枪的结构更加紧凑。

4、流量计及输送泵的结构设计，使脱硝药剂可根据需要准确施加，有效节约了脱硝药剂。

附图说明

图1是本实用新型中的尿素喷枪在炉膛中的布置示意图。

图2是图1中的E-E向视图。

图3是图1中的D部局部放大图。

附图中的附图标记如下：

1、尿素喷枪；1A、第一接口；1B、第二接口；1C、第三接口；2、拨火孔；3、流量计；4、原料罐；5、环形通道；6、双膛竖窑。

具体实施方式

以下结合实施例对本实用新型做进一步描述，但不应理解为对本实用新型的限定，本实用新型的保护范围以权利要求记载的内容为准，任何依据说明书所做出的等效技术手段替换，均不脱离本实用新型的保护范围。

本实施例的整体构思如图示，双膛竖窑选择性非催化还原工艺的烟气脱硝装置，包括双膛竖窑6，物料出口设于双膛竖窑6内部的尿素喷枪1，与尿素喷枪1连接的且盛装有含氮还原剂的原料罐4；所述的尿素喷枪1间隔分布在双膛竖窑6环形通道上开设的拨火孔2内。

所述的尿素喷枪1通过流量计3、输送泵、控制阀及管路与盛装有含氮还原剂的原料池4连通。

所述的尿素喷枪1自上至下开设有用于输送含氮还原剂的第一接口1A、接雾化风的第二接口1B、接冷却风的第三接口1C。

本实施例的工作原理如下：

本实施例中的含氮还原剂采用尿素溶液，尿素溶液经管路、过滤器、尿素泵分配器接尿素喷枪1上开设的第一接口1A，尿素溶液充分雾化所需要的压缩空气接第二接口1B，尿素喷枪所用冷却风接第三接口1C，采用SNCR技术脱硝。

当双膛石灰窑的窑膛A煅烧且窑膛B蓄热时，窑膛A上部的煤粉喷枪喷入燃料参与燃烧，同时窑膛A的拨火孔处尿素喷枪将混有冷却风(利用石灰窑现有的压缩空气管道连接至第三接口1C)的尿素溶液喷入窑膛A内(窑膛温度850℃～1100℃)，雾化后(利用石灰窑现有的压缩空气管道连接至第二接口1B)的尿素溶液与烟气充分混合后，将烟气中的氮氧化物(NO_X)还原脱除，生成氮气和水，随着烟气经环形通道至窑膛B排出；当窑膛B煅烧且窑膛A蓄热时，窑膛B的煤粉喷枪喷入燃料参与燃烧，同时窑膛B的拨火孔处尿素喷枪将混有冷却风的尿素溶液喷入窑膛B内进行脱硝。与目前采用的窑膛A煅烧窑膛B喷脱硝剂的方式完全不同。

为验证本申请的技术效果，申请人进行了如下检测：

双膛竖窑生产过程采取现有脱硝措施的情况下，氮氧化物小时浓度平均值在160mg/m³～190mg/m³左右；采用本实用新型中的烟气脱硝装置，尿素喷枪布置在双膛竖窑环形通道上开设的拨火孔内，申请人委托第三方检测公司对石灰窑排放口的氮氧化物小时排放浓度进行检测，氮氧化物小时浓度平均值控制在90mg/m³～110mg/m³左右，可稳定达到氮氧化物排放标准限值。

根据河北省在线监测平台采用CEMS在线监测设备监测结果来看，采用现有方式脱硝的尾气中氮氧化物平均浓度为179.5mg/m³，使用本实用新型中的烟气脱硝装置后，平均浓度降至100.6mg/m³，脱硝效果明显优于现有技术。

Claims (4)

1.双膛竖窑选择性非催化还原工艺的烟气脱硝装置，包括双膛竖窑(6)，物料出口设于双膛竖窑(6)内部的尿素喷枪(1)，与尿素喷枪(1)连接的且盛装有含氮还原剂的原料罐(4)；其特征在于所述的尿素喷枪(1)设于双膛竖窑(6)环形通道上开设的拨火孔(2)内。

2.根据权利要求1所述的双膛竖窑选择性非催化还原工艺的烟气脱硝装置，其特征在于所述的尿素喷枪(1)间隔分布在双膛竖窑(6)环形通道上开设的拨火孔(2)内。

3.根据权利要求1所述的双膛竖窑选择性非催化还原工艺的烟气脱硝装置，其特征在于所述的尿素喷枪(1)通过流量计(3)、输送泵、控制阀及管路与盛装有含氮还原剂的原料罐(4)连通。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的双膛竖窑选择性非催化还原工艺的烟气脱硝装置，其特征在于所述的尿素喷枪(1)上开设有用于输送含氮还原剂的第一接口(1A)、接雾化风的第二接口(1B)、接冷却风的第三接口(1C)。

Images