CN219784324U - 一种水泥生产超净排放系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种水泥生产超净排放系统，包括：依次连接的脱硝剂输送喷射模块、ERD+燃煤饱和蒸汽催化燃烧脱硝模块、和尾排烟气净化模块。本实用新型通过重螺旋输送机和罗茨风机提升了脱硝剂的输送效率，通过引入饱和蒸汽后提高煤粉燃烧速度的同时还提升了还原区还原剂浓度，两个还原区增加了氮氧化物与还原剂反应的时间，从而提高脱硝效率；通过净化塔的吸收喷淋层和水洗喷淋层两个阶段的净化，很大程度上提升了处理氨逃逸的效果，有效减少环境污染，降低对人体健康危害，达到节能减排的目的。此外，通过对净化塔内氧化生成副产物，再对副产物进一步过滤提取得到铵肥产品。
Description
技术领域
本实用新型涉及环保技术领域，特别涉及一种水泥生产超净排放系统。
背景技术
水泥行业超净排放主要涉及到四大污染物，分别为粉尘、二氧化硫、氮氧化物和氨逃逸；粉尘、二氧化硫治理难度最低，国内基本能够做到优于排放标准要求。超净排放难点是氮氧化物及治理氮氧化物产生的氨逃逸。然而，在现有技术中，处理氨逃逸以及脱硝的效果依然达不到要求，而且也没有对排出产物做进一步提取利用。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的问题，本实用新型的至少一个实施例提供了一种水泥生产超净排放系统，从很大程度上提升了处理氨逃逸和脱硝的效果以及能更好地对排出产物做进一步提取利用。
本实用新型实施例提出一种水泥生产超净排放系统，包括：
ERD+燃煤饱和蒸汽催化燃烧脱硝模块，用于通过SNCR喷枪以及分解炉中的还原区、主燃区、再燃区和燃尽区对煤产生催化还原反应去除氮氧化物；
脱硝剂输送喷射模块，用于通过活化料斗、计量给料机、螺旋输送机、气固分离器、送料器以及罗茨风机对脱硝剂进行加速输送喷射；
尾排烟气净化模块，用于通过净化塔内的吸收喷淋层和水洗喷淋层对烟气进行循环净化，并且过滤提取副产物；
所述脱硝剂输送喷射模块、ERD+燃煤饱和蒸汽催化燃烧脱硝模块和尾排烟气净化模块依次连接。
在一些实施例中，本实用新型提供的一种水泥生产超净排放系统，ERD+燃煤饱和蒸汽催化燃烧脱硝模块包括分解炉，分解炉的底部设有三次风入口，三次风入口与分解炉连接；分解炉由下至上包括还原区、主燃区、再燃区、燃尽区，在还原区、再燃区分别安装有还原区饱和蒸汽催化燃烧器、再燃区饱和蒸汽催化燃烧器；还原区饱和蒸汽催化燃烧器、再燃区饱和蒸汽催化燃烧器与蒸汽流量计量装置连接，蒸汽流量计量装置与蒸汽稳压罐连接，蒸汽稳压罐与蒸汽主管道连接，主燃区和燃尽区分别与三次风和燃尽风连接；
主燃区设有第四级预热分离器下料管入分解炉的第一生料入口，还原区设有第四级预热分离器下料管入分解炉的第二生料入口，第四级预热分离器下料管中设置电动三通阀门；分解炉出口设有第五级预热分离器，第五级预热分离器的出口设有SNCR喷枪，SNCR喷枪均匀布置在第五级预热分离器的出口的圆周壁面上；分解炉的顶部所设的分解炉出口烟道设置SNCR喷枪，SNCR喷枪上设智能型电磁流量计。
在一些实施例中，本实用新型提供的一种水泥生产超净排放系统，主燃区设有三次风入口，分解炉的上段设置燃尽区以及燃尽风入口；燃尽风入口与三次风入口、水泥回转窑的三次风管连接。
在一些实施例中，本实用新型提供的一种水泥生产超净排放系统，从煤粉仓输送来的煤粉通过还原煤粉管道、主燃煤粉管道和再燃煤粉管道分别进入分解炉的还原区、主燃区、再燃区；还原煤粉管道、主燃煤粉管道和再燃煤粉管道均安装有耐磨陶瓷电动阀门。
在一些实施例中，本实用新型提供的一种水泥生产超净排放系统，蒸汽流量计量装置中设置智能型涡街流量计、温度变送器和压力变送器。
在一些实施例中，本实用新型提供的一种水泥生产超净排放系统，脱硝剂输送喷射模块包括料仓、活化料斗、气动插板阀、计量给料机、称重螺旋输送机、气固分离器、送料器、罗茨风机和出料管；料仓的顶端设置有进料口，料仓的下端与活化料斗的顶端连通，活化料斗的底端连通计量给料机的进口端；活化料斗与计量给料机之间设置有气动插板阀，计量给料机的出口端连通称重螺旋输送机的进口端，称重螺旋输送机的出口端连通气固分离器，气固分离器连通送料器，送料器连通出料管；出料管的一端连接罗茨风机，出料管的另一端连接分解炉，料仓内的侧壁设置有气动破拱器及振动器。
在一些实施例中，本实用新型提供的一种水泥生产超净排放系统，料仓包括由上至下依次设置的圆柱段及圆锥段，气动破拱器设置为复数个且位于圆柱段及圆锥段的侧壁上，振动器设置于圆锥段的侧壁上。
在一些实施例中，本实用新型提供的一种水泥生产超净排放系统，气动破拱器设置于圆柱段侧壁的不同高度位置上。
在一些实施例中，本实用新型提供的一种水泥生产超净排放系统，料仓的侧壁设置有三个料位计，料位计分别设置于圆柱段的上部、圆柱段与圆锥段的连接处、圆锥段的下部。
在一些实施例中，本实用新型提供的一种水泥生产超净排放系统，料仓的顶部设置有安全阀，罗茨风机为变频式罗茨风机。
在一些实施例中，本实用新型提供的一种水泥生产超净排放系统，出料管上设置有压力变送器，压力变送器设置于罗茨风机与送料器之间。
在一些实施例中，本实用新型提供的一种水泥生产超净排放系统，尾排烟气净化模块包括烟囱、净化塔、用于对净化塔中输送氧气使其内发生氧化反应的氧化模块、用于通过净化塔内的吸收喷淋层和水洗喷淋层对烟气进行循环净化的循环净化模块、用于对净化塔排出的副产物进行过滤提取的副产物提取模块，氧化模块、循环净化模块和副产物提取模块分别连接于净化塔。
在一些实施例中，本实用新型提供的一种水泥生产超净排放系统，烟囱通过隔断模块连接于净化塔，隔断模块包括净化入口挡板门、净化出口挡板门和烟道隔断挡板门；净化入口挡板门设置在烟气通向净化塔的入口气路通道中，净化出口挡板门设置在净化塔的出口通向烟囱的气路通道中，烟道隔断挡板门设置在烟气通向烟囱的气路通道中。
在一些实施例中，本实用新型提供的一种水泥生产超净排放系统，氧化模块包括用于向净化塔鼓入空气的氧化风机。
在一些实施例中，本实用新型提供的一种水泥生产超净排放系统，副产物提取模块包括副产物排出泵、结晶槽、结晶槽排出泵、蒸发加热器、分离室和分离排出泵，结晶槽内设有搅拌器；副产物排出泵的输入端连接于净化塔，副产物排出泵的输出端连接于结晶槽；结晶槽排出泵的输入端连接于结晶槽，结晶槽排出泵的输出端连接于蒸发加热器；蒸发加热器的输出端连接于分离室的输入端，分离室的输出端连接于分离排出泵。
在一些实施例中，本实用新型提供的一种水泥生产超净排放系统，副产物提取模块还包括旋流器和离心机，分离排出泵连接于旋流器，旋流器连接于离心机；净化塔的水洗喷淋层设置在吸收喷淋层的上方，水洗喷淋层的下方设有填料；循环净化模块包括循环泵、水洗循环泵、水洗循环槽、冷凝液排出泵和冷凝水槽，循环泵连接于净化塔的吸收喷淋层；水洗循环泵的输入端连接于水洗循环槽，水洗循环泵的输出端连接于净化塔的水洗喷淋层；冷凝液排出泵的输入端连接于冷凝水槽，冷凝液排出泵的输出端连接于水洗循环槽。
在一些实施例中，本实用新型提供的一种水泥生产超净排放系统，还包括地坑模块，地坑模块用于对净化塔中溶液进行溢流和回流，地坑模块连接于净化塔；地坑模块包括地坑和回流泵；回流泵的输入端连接于地坑，回流泵的输出端连接于净化塔。
在一些实施例中，本实用新型提供的一种水泥生产超净排放系统，还包括工艺水冲洗模块，工艺水冲洗模块用于冲洗净化塔，工艺水冲洗模块连接于净化塔；工艺水冲洗模块包括工艺水槽和冲洗泵，冲洗泵的输入端连接于工艺水槽，冲洗泵的输出端连接于净化塔。
在一些实施例中，本实用新型提供的一种水泥生产超净排放系统，还包括吸收剂平衡模块，吸收剂平衡模块用于通过吸收剂平衡二氧化硫和氨的浓度比，吸收剂平衡模块连接于净化塔。
在一些实施例中，本实用新型提供的一种水泥生产超净排放系统，吸收剂平衡模块包括氨水存储罐、氨水泵、硫酸计量箱和硫酸计量泵，氨水存储罐通过氨水泵连接于净化塔，硫酸计量箱通过硫酸计量泵连接于净化塔。
可见，本实用新型实施例的一种水泥生产超净排放系统，通过重螺旋输送机和罗茨风机提升了脱硝剂的输送效率，通过引入饱和蒸汽后提高煤粉燃烧速度的同时还提升了还原区还原剂浓度，两个还原区增加了氮氧化物与还原剂反应的时间，从而提高脱硝效率；通过净化塔的吸收喷淋层和水洗喷淋层两个阶段的净化，很大程度上提升了处理氨逃逸的效果，有效减少环境污染，降低对人体健康危害，达到节能减排的目的。此外，通过对净化塔内氧化生成副产物，再对副产物进一步过滤提取得到铵肥产品。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1显示为本实用新型实施例中一种水泥生产超净排放系统的框架示意图；
图2显示为本实用新型实施例中ERD+燃煤饱和蒸汽催化燃烧脱硝模块的结构示意图；
图3显示为本实用新型实施例中脱硝剂输送喷射模块的结构示意图；
图4显示为本实用新型实施例中尾排烟气净化模块的结构示意图。
对应说明书附图内的附图标记参考如下：
煤粉11，还原区12，主燃区13，再燃区14，第一生料入口15，第二生料入口16，水泥回转窑17，三次风入口18，燃尽风入口19，蒸汽主管道110，蒸汽稳压罐111，蒸汽流量计量装置112，原区饱和蒸汽催化燃烧器113，再燃区饱和蒸汽催化燃烧器114，分解炉116，燃尽区117，电动三通实用新型118，分解炉出口烟道119，右侧第四级预热分离器C4A，左侧第四级预热分离器C4B，右侧第五级预热分离器C5A，左侧第五级预热分离器C5B，还原煤粉管道12A，主燃煤粉管道13A，再燃煤粉管道14A，料仓21，料位计22，活化料斗23，安全阀24，气动破拱器25，计量给料机26，气动插板阀27，气固分离器28，压力变送器29，罗茨风机210，送料器211，称重螺旋输送机212，进料口213，振动器214，出料管215，槽车216，烟囱31，净化入口挡板门311，净化出口挡板门312，烟道隔断挡板门313，净化塔32，氧化风机33，副产物排出泵341，结晶槽342，搅拌器3421，结晶槽排出泵343，蒸发加热器344，分离室345，分离排出泵346，旋流器347，离心机348，循环泵351，水洗循环泵352，水洗循环槽353，冷凝液排出泵354，冷凝水槽355，地坑361，回流泵362，工艺水槽371，冲洗泵372，氨水存储罐381，氨水泵382，硫酸计量箱383，硫酸计量泵384。
具体实施方案
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
本方案实用新型人发现，在现有技术中，处理氨逃逸以及脱硝的效果依然达不到要求，而且也没有对排出产物做进一步提取利用。本实用新型实施例提供如下方案：
如图1所示，本实用新型实施例提供一种水泥生产超净排放系统，包括依次连接的脱硝剂输送喷射模块、ERD+燃煤饱和蒸汽催化燃烧脱硝模块和尾排烟气净化模块。ERD+燃煤饱和蒸汽催化燃烧脱硝模块，用于通过SNCR喷枪以及分解炉116中的还原区12、主燃区13、再燃区14和燃尽区117对煤产生催化还原反应去除氮氧化物。脱硝剂输送喷射模块，用于通过活化料斗、计量给料机、螺旋输送机、气固分离器、送料器以及罗茨风机对脱硝剂进行加速输送喷射。尾排烟气净化模块，用于通过净化塔内的吸收喷淋层和水洗喷淋层对烟气进行循环净化，并且过滤提取副产物。
如图2所示，ERD+燃煤饱和蒸汽催化燃烧脱硝模块包括分解炉116，分解炉116的底部设有三次风入口，三次风入口与分解炉116连接；分解炉116由下至上包括还原区12、主燃区13、再燃区14、燃尽区117，在还原区12、再燃区14分别安装有还原区饱和蒸汽催化燃烧器113、再燃区饱和蒸汽催化燃烧器114。还原区饱和蒸汽催化燃烧器113、再燃区饱和蒸汽催化燃烧器114与蒸汽流量计量装置112连接，蒸汽流量计量装置112与蒸汽稳压罐111连接，蒸汽稳压罐111与蒸汽主管道110连接，主燃区13和燃尽区117分别与三次风和燃尽风连接。
主燃区13设有第四级预热分离器下料管入分解炉的第一生料入口15，还原区设有第四级预热分离器下料管入分解炉的第二生料入口16，第四级预热分离器下料管中设置电动三通阀门118。第四级预热分离器设有右侧第四级预热分离器C4A和左侧第四级预热分离器C4B。分解炉出口设有第五级预热分离器，第五级预热分离器设有右侧第五级预热分离器C5A和左侧第五级预热分离器C5B。第五级预热分离器出口设有SNCR喷枪，SNCR喷枪均匀布置在第五级预热分离器出口的圆周壁面上。分解炉116的顶部所设的分解炉出口烟道119设置SNCR喷枪，SNCR喷枪上设智能型电磁流量计。
主燃区13设有三次风入口18，分解炉116的上段设置燃尽区以及燃尽风入口19。燃尽风入口19与三次风入口18、水泥回转窑17的三次风管连接。从煤粉仓输送来的煤粉11通过还原煤粉管道12A、主燃煤粉管道13A和再燃煤粉管道14A分别进入分解炉116的还原区12、主燃区13、再燃区14；还原煤粉管道12A、主燃煤粉管道13A和再燃煤粉管道14A均安装有耐磨陶瓷电动阀门。蒸汽流量计量装置112中设置智能型涡街流量计、温度变送器和压力变送器。
如图3所示，脱硝剂输送喷射模块包括料仓21、活化料斗23、气动插板阀27、计量给料机26、称重螺旋输送机212、气固分离器28、送料器211、罗茨风机210和出料管215。料仓21的顶端设置有进料口213，料仓21的下端与活化料斗23的顶端连通，活化料斗23的底端连通计量给料机26的进口端；活化料斗23与计量给料机26之间设置有气动插板阀27，计量给料机26的出口端连通称重螺旋输送机212的进口端，称重螺旋输送机212的出口端连通气固分离器28，气固分离器28连通送料器211，送料器211连通出料管215。出料管215的一端连接罗茨风机210，出料管215的另一端连接分解炉，料仓21内的侧壁设置有气动破拱器25及振动器214。
料仓21包括由上至下依次设置的圆柱段及圆锥段，气动破拱器25设置为复数个且位于圆柱段及圆锥段的侧壁上，振动器214设置于圆锥段的侧壁上。气动破拱器25设置于圆柱段侧壁的不同高度位置上。料仓21的侧壁设置有三个料位计22，料位计22分别设置于圆柱段的上部、圆柱段与圆锥段的连接处、圆锥段的下部。料仓21的顶部设置有安全阀，罗茨风机210为变频式罗茨风机。出料管215上设置有压力变送器29，压力变送器29设置于罗茨风机210与送料器211之间。
如图4所示，尾排烟气净化模块包括烟囱31、净化塔32、氧化模块、循环净化模块、副产物提取模块、地坑模块、工艺水冲洗模块和吸收剂平衡模块，氧化模块、循环净化模块、副产物提取模块、地坑模块、工艺水冲洗模块和吸收剂平衡模块分别连接于净化塔2，各模块均能被控制系统进行远程控制。
烟囱31通过隔断模块连接于净化塔32，隔断模块包括净化入口挡板门311、净化出口挡板门312和烟道隔断挡板门313。净化入口挡板门311设置在烟气通向净化塔32的入口气路通道中，净化出口挡板门312设置在净化塔32的出口通向烟囱31的气路通道中，烟道隔断挡板门313设置在烟气通向烟囱31的气路通道中。当烟气进入净化塔32进行处理时，烟道隔断挡板门313关闭，烟气经由净化入口挡板门311引入净化塔32，处理后从净化塔32排出经过净化出口挡板门312后排放至烟囱31。
循环净化模块用于通过净化塔内的吸收喷淋层和水洗喷淋层对烟气进行循环净化。循环净化模块包括循环泵351、水洗循环泵352、水洗循环槽353、冷凝液排出泵354和冷凝水槽355。
循环泵351连接于净化塔32的吸收喷淋层，循环泵351还配置有配套的压力、喷嘴和管道组件。吸收喷淋层设置为2-3层，独立的循环泵351对应喷淋层，喷嘴全塔截面覆盖，保证200％的覆盖率，使烟气全数被浆液捕捉洗涤，不发生烟气短路。
水洗循环泵352的输入端连接于水洗循环槽353，水洗循环泵352的输出端连接于净化塔32的水洗喷淋层。冷凝液排出泵354的输入端连接于冷凝水槽355，冷凝液排出泵354的输出端连接于水洗循环槽353。净化塔32的水洗喷淋层设置在吸收喷淋层的上方，水洗喷淋层的下方设有填料，增加气液传质作用，对烟气有可能带入的逃逸氨进行有效的拦截。设置水洗循环槽353为保证洗涤循环水始终处于较低的密度，来自厂区补充的工艺水可以直接加在水循环槽内，洗涤循环水作为吸收段的补充水来源。
对烟气进行一阶段循环净化，脱除氨、二氧化硫、少量的氮氧化物、粉尘，同时对烟气进行增湿降温，生成铵盐溶液，随后烟气上升至二级净化段。在二级净化段内，烟气与雾化的吸收循环液充分接触反应，进一步除去烟气中的二氧化硫、氨。为了减少吸收喷淋层带入上层的氨、硫铵及亚铵等物质，在吸收喷淋层上方设气液固分离器。
吸收剂平衡模块用于通过吸收剂平衡二氧化硫和氨的浓度比，吸收剂平衡模块包括氨水存储罐381、氨水泵382、硫酸计量箱383和硫酸计量泵384，氨水存储罐381通过氨水泵382连接于净化塔32，硫酸计量箱383通过硫酸计量泵384连接于净化塔32。二氧化硫吸收中间产物亚硫酸铵经强制氧化形成硫铵，当烟气中的二氧化硫和氨平衡时，不用添加额外的吸收剂，即可很好的将二氧化硫和氨吸收，如果两者的化学计量比不平衡，即浓度比不平衡，通过添加硫酸或氨水，来平衡两者的化学计量比，保证排放指标。
地坑模块用于对净化塔中溶液进行溢流和回流，地坑模块包括地坑361和回流泵362。回流泵362的输入端连接于地坑361，回流泵362的输出端连接于净化塔32。
氧化模块用于对净化塔中输送氧气使其内发生氧化反应，氧化模块包括氧化风机33，氧化风机33用于向净化塔32鼓入空气。氧化风机33向净化塔32鼓入洁净空气，使得净化塔32内发生强制氧化反应。
副产物提取模块用于对净化塔排出的副产物进行过滤提取，副产物提取模块包括副产物排出泵341、结晶槽342、结晶槽排出泵343、蒸发加热器344、分离室345、分离排出泵346、旋流器347和离心机348，结晶槽342内设有搅拌器3421。结晶槽342用于产生硫酸铵结晶或促进硫酸铵晶体生长的浆池，分离室345用于将二次蒸汽中夹带的雾沫分离出来。离心机348可以将悬浮液中的固体颗粒与液体分开，或将乳浊液中两种密度不同、又互不相溶的液体分开。
副产物排出泵341的输入端连接于净化塔32，副产物排出泵341的输出端连接于结晶槽342。结晶槽排出泵343的输入端连接于结晶槽342，结晶槽排出泵343的输出端连接于蒸发加热器344。蒸发加热器344的输出端连接于分离室345的输入端，分离室345的输出端连接于分离排出泵346。分离排出泵346连接于旋流器347，旋流器连接于离心机348。副产物经过结晶、加热、分离过滤被提取出来。
工艺水冲洗模块用于冲洗净化塔32，工艺水冲洗模块包括工艺水槽371和冲洗泵372，冲洗泵372的输入端连接于工艺水槽371，冲洗泵372的输出端连接于净化塔32。
系统工作时，粉体脱硝剂经过槽车216的空气压缩机输送至进料口213进入料仓21随后进入活化料斗23。延时打开罗茨风机210、气固分离器28、称重螺旋输送机212和计量给料机26。打开插板阀27，通过给定计量给料机26的频率调整粉体脱硝剂用量，打开气动破拱器25和振动器214进行下料喷射。
粉体脱硝剂经过槽车216的空气压缩机输送至进料口213，粉体脱硝剂进入料仓21内，在气动破拱器25以及振动器214的作用下进入活化料斗23内，并经由活化料斗23添加至计量给料机26内部，再进入称重螺旋输送机212输送至气固分离器28，并经由气固分离器28添加至送料器211内部，罗茨风机210排出的高速气流经送料器211将其内部的粉体脱硝剂喷吹至出料管215，使喷出的粉体脱硝剂以高速喷出，粉体脱硝剂添加速度快，输送效率高。可通过调节罗茨风机210的电机转速控制输出气流速度，进一步控制粉体脱硝剂的使用量，通过称重螺旋输送机212控制粉体脱硝剂的输送量，以提高烟气脱硝的效果，保证了粉体脱硝剂的高效利用。同时该系统设置为自动控制系统，自动状态下，点击自动启动，系统自动运行，按照设定的流量将粉体脱硝剂输送至分解炉。点击停止，设备依次停机，最终保证输送管道内不再有粉剂残留。
生料从生料入口进入分解炉进行分解，从煤粉仓输送来的煤粉11分成三路管道分别进入分解炉的还原区12、主燃区13、再燃区14；还原区12转化来自窑头煤粉燃烧以及高温烟气经过水泥回转窑产生的氮氧化物。主燃区13的煤粉与来自水泥回转窑的高温二次风接触后开始燃烧释放热量。再燃区煤粉与主燃区煤粉燃烧产生的烟气接触制造还原气氛，转化由还原区剩余及主燃区生成的氮氧化物。
饱和蒸汽通过蒸汽主管道110引入蒸汽稳压罐111，再通过蒸汽稳压罐出口设置蒸汽流量计量装置112分别进入还原区饱和蒸汽催化燃烧器113与再燃区饱和蒸汽催化燃烧器114。燃烧器中设置催化剂，饱和蒸汽与煤粉接触混合通过催化剂的作用产生水煤气反应。分解炉出口设有第五级预热分离器，在第五级预热分离器出口接入SNCR喷枪，喷淋氨水。
主燃区13通过三次风入口补入氧气，从三次风管引入燃尽风，从燃尽风入口进入分解炉再燃煤粉的上方建立燃尽区。饱和蒸汽通过蒸汽主管道引入蒸汽稳压罐后，通过减压装置将压力控制在0.5MPa，再进入蒸汽流量计量装置112。蒸汽流量计量装置112用于对蒸汽温度、压力和流量参数进行检测，通过蒸汽调节阀控制蒸汽用量。
从煤粉仓输送来的煤粉11分成三路管道(还原煤粉管道12A，主燃煤粉管道13A，再燃煤粉管道14A)入分解炉116，在分解炉116由下至上分别建立还原区12、主燃区13、再燃区14(煤粉11分成三路管道还原煤粉管道12A，主燃煤粉管道13A，再燃煤粉管道14A分别进入分解炉16的还原区12、主燃区13、再燃区14)。还原区煤粉主要是在分解炉116锥部营造还原区12，转化来自窑头煤粉燃烧以及高温烟气经过水泥回转窑17产生的氮氧化物。主燃区13的煤粉与来自水泥回转窑17的高温二次风接触后开始燃烧释放热量，通过三次风入口18补入的氧气使得主燃煤粉充分燃烧，保证了生料的分解效率。再燃区14煤粉是与主燃区13煤粉燃烧产生的烟气接触制造还原气氛(在分解炉116中部形成第二个还原区)，转化由还原区12剩余及主燃区13生成的氮氧化物。同时，为了保证再燃煤粉的充分燃烧，需要从三次风管引入一股燃尽风从燃尽风入口19进入分解炉116再燃煤粉的上方建立燃尽区117，来保证再燃煤粉的充分燃烧，提升窑炉温度，提高生料的分解率。饱和蒸汽通过厂区蒸汽主管道110引入蒸汽稳压罐111，再通过蒸汽稳压罐111出口设置蒸汽流量计量装置112分别进入还原区饱和蒸汽催化燃烧器113与再燃区饱和蒸汽催化燃烧器114从而进入分解炉116中营造的还原区12以及再燃区14，燃烧器中设置催化剂，饱和蒸汽与煤粉接触混合通过催化剂的作用产生水煤气反应，生成CO和H 2对NO产生还原作用，另外，饱和蒸汽的加入使得部分煤粉从非均相燃烧转化为均相燃烧，对煤粉的燃烧起到促进作用，气体的快速燃烧也造成了周围的氧气消耗，还原性气氛的形成也抑制了NO的生成。另外生料通过调配、研磨、预热后，从生料入口处进入分解炉116进行分解。生料通过生料入口15进入分解炉116，通过调整分料分成两路入口，第四级预热分离器下料管入分解炉的第一生料入口15，第四级预热分离器下料管入分解炉的第二生料入口16进入分解炉116，使煤粉燃烧放出的热量，充分被生料吸收，第四级预热分离器下料管中设置电动三通阀门118用于分料并能在中控操作，能实现自动分料，保证在实现高效脱硝的同时提高生料分解率，提升窑况质量；另外，生料的吸热速率越快，越有利于煤粉的燃烧，而且，可以平衡分解炉116内温度，避免分解炉116内高温区的产生。上升高温烟气经过分解炉116后，氮氧化物的含量大大降低，但仍有可能超过国家的排放标准，因此在第五级预热分离器出口设置SNCR喷枪，SNCR喷枪均匀布置在第五级预热分离器出口的圆周壁面上，SNCR喷枪上设智能型电磁流量计用于调节喷氨流量，配合ERD高效再燃脱硝系统中分解炉116的顶部所设的分解炉出口烟道119处设置SNCR喷枪进一步地脱除残余的氮氧化物，达到80％以上的无氨脱硝标准，综合95％以上的脱硝效率。节省企业负担，完全可以满足国家对水泥厂进一步严苛的排放标准。
把输入进净化塔32的烟气通过净化塔的吸收喷淋层进行一阶段循环净化。当烟气被输入进净化塔32时，通向烟囱31的气路通道关闭，通向净化塔32的气路通道打开。当烟气被净化处理后，净化塔32的排气端通向烟囱1的气路通道打开，排放至烟囱1。
吸收浆液通过喷嘴雾化喷入净化塔32，分散成细小的液滴并覆盖净化塔的整个断面。这些液滴与塔内烟气逆流接触，发生传质与吸收反应，烟气中的氨、氮氧化合物和二氧化硫被吸收。
把一阶段循环净化后的烟气增加湿度降低温度，通过水洗喷淋层进行二阶段循环净化。当烟气中的二氧化硫和氨的浓度比不平衡时，通过添加硫酸和氨水平衡二氧化硫和氨的浓度比，保证排放指标。
把循环净化后的产物进行氧化生成副产物，对副产物进行过滤提取。对副产物进行过滤提取包括把副产物依次通过结晶槽342、蒸发加热器344、分离室345、旋流器347和离心机348，副产物经过结晶、加热、分离过滤被提取出来。
化学过程描述如下：
吸收反应：
烟气与喷嘴喷出的循环浆液在净化塔内有效接触,循环浆液吸收大部分SO2，反应如下：
SO2+H2O→H2SO3，
氧化反应：
亚硫酸铵在氧化槽中被氧化空气完全氧化，反应如下：
2NH4HSO3+O2→2NH4HSO4，
2(NH4)2SO3+O2→2(NH4)2SO4，
中和反应：
吸收剂浆液被引入净化塔内中和氢离子，使吸收液保持一定的pH值。中和后的浆液在净化塔内再循环。中和反应如下：
NH4HSO3+NH4OH→(NH4)2SO3+H2O，
(NH4)2SO3+SO2+H2O→2NH4HSO3。
本工艺方法氨回收率高，采用烟气降温、净化、最后洗涤除雾的工艺路线，有效地回收了净烟气中烟气夹带的吸收液，排放烟气的雾滴含量低于50mg/Nm3，氨的回收率>99％。在净化塔内集成硫酸铵溶液氧化、氨和二氧化硫吸收、粉尘净化等功能，在塔上部设置水洗回收段，大量的水在净化塔内与脱硫后的湿烟气接触，烟气中的硫铵液滴及游离氨被充分吸收，设置水洗喷淋层进一步脱除烟气中的颗粒物。
氨吸收的特殊之处在于氨常温常压易挥发，与二氧化硫在反应时易生成亚微米级的亚硫酸铵和硫酸铵在气相形成亚硫酸氢氨的固体，即气相沉淀。由于在净化过程中，热烟气与水溶液接触，在液体表面，饱和水蒸汽向气相传递，超细的固体颗粒会成为水蒸汽冷凝结露的核心或晶种，氨回收率在99％以上。
净化塔内循环浆液经增浓后达到一定浓度后由排出泵送往铵盐后处理系统，生产铵肥产品。净化后的烟气经塔上部的除雾器除去烟气中的微小液滴、粉尘，最终洁净的烟气经塔顶排入烟囱，实现烟气NH3＜5mg/Nm3、SO2＜20mg/Nm3、NOx＜35mg/Nm3、粉尘＜5mg/Nm3的超洁净排放。
本系统为窑尾烟气的后端处理，绝大部分系统为常温常压运行，大部分为常规通用设备，自由度及安全系数较高。而且可根据控制反馈适时跟进生产波动，全时段保证净化指标。
烟气净化工艺目前主要应用在湿法脱硫和SCR(Selective CatalyticReduction，选择性催化还原，脱硝)后部分指标不能达标，做进一步洁净吸收的企业，在氨逃逸高的案例应用显示：氨逃逸可由300～500ppm控制到3mg/Nm3以下，SO2在5mg/Nm3左右达标排放，并可吸收烟气中少量的氮、粉尘，使工厂最终排放烟气达到NH3＜5mg/Nm3、SO2＜20mg/Nm3、NOx＜35mg/Nm3、粉尘＜5mg/Nm3的超洁净排放要求。与现有超净排放技术对比如表1所示：
表1
综上所述，本实用新型实施例的一种水泥生产超净排放系统，通过重螺旋输送机和罗茨风机提升了脱硝剂的输送效率，通过引入饱和蒸汽后提高煤粉燃烧速度的同时还提升了还原区还原剂浓度，两个还原区增加了氮氧化物与还原剂反应的时间，从而提高脱硝效率；通过净化塔的吸收喷淋层和水洗喷淋层两个阶段的净化，很大程度上提升了处理氨逃逸的效果，有效减少环境污染，降低对人体健康危害，达到节能减排的目的。此外，通过对净化塔内氧化生成副产物，再对副产物进一步过滤提取得到铵肥产品。
以上内容仅为本申请的具体实施方式，本申请的保护范围并不局限于此。本领域技术人员在本申请所公开的技术范围内可以进行变化或替换，这些变化或替换都应当在本申请的保护范围之内。
本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。
虽然结合附图描述了本实用新型的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (20)
1.一种水泥生产超净排放系统，其特征在于，包括：
ERD+燃煤饱和蒸汽催化燃烧脱硝模块，用于通过SNCR喷枪以及分解炉(116)中的还原区(12)、主燃区(13)、再燃区(14)和燃尽区(117)对煤产生催化还原反应去除氮氧化物；
脱硝剂输送喷射模块，用于通过活化料斗、计量给料机、螺旋输送机、气固分离器、送料器以及罗茨风机对脱硝剂进行加速输送喷射；
尾排烟气净化模块，用于通过净化塔内的吸收喷淋层和水洗喷淋层对烟气进行循环净化，并且过滤提取副产物；
所述脱硝剂输送喷射模块、ERD+燃煤饱和蒸汽催化燃烧脱硝模块和尾排烟气净化模块依次连接。
2.根据权利要求1所述的一种水泥生产超净排放系统，其特征在于：所述ERD+燃煤饱和蒸汽催化燃烧脱硝模块包括分解炉(116)，所述分解炉(116)的底部设有三次风入口，所述三次风入口与分解炉(116)连接；所述分解炉(116)由下至上包括还原区(12)、主燃区(13)、再燃区(14)、燃尽区(117)，在所述还原区(12)、再燃区(14)分别安装有还原区饱和蒸汽催化燃烧器(113)、再燃区饱和蒸汽催化燃烧器(114)；所述还原区饱和蒸汽催化燃烧器(113)、再燃区饱和蒸汽催化燃烧器(114)与蒸汽流量计量装置(112)连接，所述蒸汽流量计量装置(112)与蒸汽稳压罐(111)连接，所述蒸汽稳压罐(111)与蒸汽主管道(110)连接，所述主燃区(13)和燃尽区(117)分别与三次风和燃尽风连接；
所述主燃区(13)设有第四级预热分离器下料管入分解炉的第一生料入口(15)，所述还原区设有第四级预热分离器下料管入分解炉的第二生料入口(16)，第四级预热分离器下料管中设置电动三通阀门(118)；分解炉出口设有第五级预热分离器，第五级预热分离器出口设有SNCR喷枪，所述SNCR喷枪均匀布置在所述第五级预热分离器出口的圆周壁面上；所述分解炉(116)的顶部所设的分解炉出口烟道(119)设置SNCR喷枪，所述SNCR喷枪上设智能型电磁流量计。
3.根据权利要求2所述的一种水泥生产超净排放系统，其特征在于：所述主燃区(13)设有三次风入口(18)，所述分解炉(116)的上段设置燃尽区以及燃尽风入口(19)；所述燃尽风入口(19)与所述三次风入口(18)、水泥回转窑(17)的三次风管连接。
4.根据权利要求2所述的一种水泥生产超净排放系统，其特征在于：从煤粉仓输送来的煤粉(11)通过还原煤粉管道(12A)、主燃煤粉管道(13A)和再燃煤粉管道(14A)分别进入所述分解炉(116)的还原区(12)、主燃区(13)、再燃区(14)；所述还原煤粉管道(12A)、主燃煤粉管道(13A)和再燃煤粉管道(14A)均安装有耐磨陶瓷电动阀门。
5.根据权利要求2所述的一种水泥生产超净排放系统，其特征在于：所述蒸汽流量计量装置(112)中设置智能型涡街流量计、温度变送器和压力变送器。
6.根据权利要求1所述的一种水泥生产超净排放系统，其特征在于：所述脱硝剂输送喷射模块包括料仓(21)、活化料斗(23)、气动插板阀(27)、计量给料机(26)、称重螺旋输送机(212)、气固分离器(28)、送料器(211)、罗茨风机(210)和出料管(215)；所述料仓(21)的顶端设置有进料口(213)，所述料仓(21)的下端与活化料斗(23)的顶端连通，所述活化料斗(23)的底端连通所述计量给料机(26)的进口端；所述活化料斗(23)与计量给料机(26)之间设置有气动插板阀(27)，所述计量给料机(26)的出口端连通所述称重螺旋输送机(212)的进口端，所述称重螺旋输送机(212)的出口端连通所述气固分离器(28)，所述气固分离器(28)连通所述送料器(211)，所述送料器(211)连通所述出料管(215)；所述出料管(215)的一端连接所述罗茨风机(210)，所述出料管(215)的另一端连接分解炉，所述料仓(21)内的侧壁设置有气动破拱器(25)及振动器(214)。
7.根据权利要求6所述的一种水泥生产超净排放系统，其特征在于：所述料仓(21)包括由上至下依次设置的圆柱段及圆锥段，所述气动破拱器(25)设置为复数个且位于所述圆柱段及圆锥段的侧壁上，所述振动器(214)设置于所述圆锥段的侧壁上。
8.根据权利要求7所述的一种水泥生产超净排放系统，其特征在于：所述气动破拱器(25)设置于所述圆柱段侧壁的不同高度位置上。
9.根据权利要求7所述的一种水泥生产超净排放系统，其特征在于：所述料仓(21)的侧壁设置有三个料位计(22)，所述料位计(22)分别设置于所述圆柱段的上部、所述圆柱段与所述圆锥段的连接处、所述圆锥段的下部。
10.根据权利要求6所述的一种水泥生产超净排放系统，其特征在于：所述料仓(21)的顶部设置有安全阀(24)，所述罗茨风机(210)为变频式罗茨风机。
11.根据权利要求6所述的一种水泥生产超净排放系统，其特征在于：所述出料管(215)上设置有压力变送器(29)，所述压力变送器(29)设置于所述罗茨风机(210)与送料器(211)之间。
12.根据权利要求1所述的一种水泥生产超净排放系统，其特征在于：所述尾排烟气净化模块包括烟囱(31)、净化塔(32)、用于对所述净化塔中输送氧气使其内发生氧化反应的氧化模块、用于通过所述净化塔内的吸收喷淋层和水洗喷淋层对烟气进行循环净化的循环净化模块、用于对所述净化塔排出的副产物进行过滤提取的副产物提取模块，所述氧化模块、循环净化模块和副产物提取模块分别连接于所述净化塔。
13.根据权利要求12所述的一种水泥生产超净排放系统，其特征在于：所述烟囱(31)通过隔断模块连接于所述净化塔(32)，所述隔断模块包括净化入口挡板门(311)、净化出口挡板门(312)和烟道隔断挡板门(313)；所述净化入口挡板门(311)设置在烟气通向所述净化塔(32)的入口气路通道中，所述净化出口挡板门(312)设置在所述净化塔(32)的出口通向所述烟囱(31)的气路通道中，所述烟道隔断挡板门(313)设置在烟气通向所述烟囱(31)的气路通道中。
14.根据权利要求12所述的一种水泥生产超净排放系统，其特征在于：所述氧化模块包括用于向所述净化塔鼓入空气的氧化风机(33)。
15.根据权利要求12所述的一种水泥生产超净排放系统，其特征在于：所述副产物提取模块包括副产物排出泵(341)、结晶槽(342)、结晶槽排出泵(343)、蒸发加热器(344)、分离室(345)和分离排出泵(346)，所述结晶槽(342)内设有搅拌器(3421)；所述副产物排出泵(341)的输入端连接于所述净化塔(32)，所述副产物排出泵(341)的输出端连接于所述结晶槽(342)；所述结晶槽排出泵(343)的输入端连接于所述结晶槽(342)，所述结晶槽排出泵(343)的输出端连接于所述蒸发加热器(344)；所述蒸发加热器(344)的输出端连接于所述分离室(345)的输入端，所述分离室(345)的输出端连接于所述分离排出泵(346)。
16.根据权利要求15所述的一种水泥生产超净排放系统，其特征在于：所述副产物提取模块还包括旋流器(347)和离心机(348)，所述分离排出泵(346)连接于所述旋流器(347)，所述旋流器连接于所述离心机(348)；所述净化塔(32)的水洗喷淋层设置在吸收喷淋层的上方，所述水洗喷淋层的下方设有填料；所述循环净化模块包括循环泵(351)、水洗循环泵(352)、水洗循环槽(353)、冷凝液排出泵(354)和冷凝水槽(355)，所述循环泵(351)连接于所述净化塔(32)的吸收喷淋层；所述水洗循环泵(352)的输入端连接于所述水洗循环槽(353)，所述水洗循环泵(352)的输出端连接于所述净化塔(32)的水洗喷淋层；所述冷凝液排出泵(354)的输入端连接于所述冷凝水槽(355)，所述冷凝液排出泵(354)的输出端连接于所述水洗循环槽(353)。
17.根据权利要求12所述的一种水泥生产超净排放系统，其特征在于：还包括地坑模块，所述地坑模块用于对净化塔中溶液进行溢流和回流，所述地坑模块连接于所述净化塔；所述地坑模块包括地坑(361)和回流泵(362)；所述回流泵(362)的输入端连接于所述地坑(361)，所述回流泵(362)的输出端连接于所述净化塔(32)。
18.根据权利要求12所述的一种水泥生产超净排放系统，其特征在于：还包括工艺水冲洗模块，所述工艺水冲洗模块用于冲洗所述净化塔(32)，所述工艺水冲洗模块连接于所述净化塔(32)；所述工艺水冲洗模块包括工艺水槽(371)和冲洗泵(372)，所述冲洗泵(372)的输入端连接于所述工艺水槽(371)，所述冲洗泵(372)的输出端连接于所述净化塔(32)。
19.根据权利要求12所述的一种水泥生产超净排放系统，其特征在于：还包括吸收剂平衡模块，所述吸收剂平衡模块用于通过吸收剂平衡二氧化硫和氨的浓度比，所述吸收剂平衡模块连接于所述净化塔(32)。
20.根据权利要求19所述的一种水泥生产超净排放系统，其特征在于：所述吸收剂平衡模块包括氨水存储罐(381)、氨水泵(382)、硫酸计量箱(383)和硫酸计量泵(384)，所述氨水存储罐(381)通过所述氨水泵(382)连接于所述净化塔(32)，所述硫酸计量箱(383)通过所述硫酸计量泵(384)连接于所述净化塔(32)。
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