工业炉窑燃烧、脱硝一体化系统及方法技术方案

本发明专利技术提供的一种工业炉窑燃烧、脱硝一体化系统及方法，属于工业炉窑技术领域，该系统包括安装在工业炉窑本体上的燃烧/脱硝共体装置以及并列连接在燃烧/脱硝共体装置上呈相对独立的燃料单元、助燃空气单元、脱硝剂单元、压缩空气单元；燃料单元通过管道向燃烧/脱硝共体装置提供燃料，助燃空气单元通过助燃风机向燃烧/脱硝共体装置提供助燃空气，脱硝剂单元通过脱硝剂溶化装置向燃烧/脱硝共体装置提供脱硝剂水溶液，压缩空气单元通过空气压缩机向燃烧/脱硝共体装置提供压缩空气。本发明专利技术可实现工业炉窑本体内物料的加热和烟气中NOx的有效脱除，且装置简单、更换方便、占据空间小、投资较小，可有效应用于已建或在建的工业炉窑装置。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于工业炉窑燃烧、烟气排放污染控制脱硝
，具体涉及一种工业炉窑燃烧、脱硝一体化系统及方法。
技术介绍
能源是人类社会赖以生存和发展的物质基础，能源的每一次改进和更替都大大推进了人类文明的进步，但能源资源在为人类创造极大财富的同时也带来了一系列的环境污染问题。NOx就在其中扮演了十分重要的角色，是造成硝酸型酸雨、形成光化学烟雾、破坏臭氧层的元凶之一。工业炉窑是一种利用燃料燃烧释放的能量来加热物料的装置，在我国工业领域中广泛应用于物料的焙烧、干燥、熔化、熔炼、加热和热处理等生产环节，在燃料的燃烧过程中产生了部分NOx，是NOx的来源之一。为脱除烟气中的NOx，大量的脱硝技术不断涌现，但是现有的部分工业炉窑装置(尤其是燃气、燃油的工业炉窑)在设计之初并没有考虑到烟气脱硝的问题，而且新建的燃气工业炉窑，其烟气中含有的NOx量十分少，只略高于国家标准。而现有的应用效率最高、最广泛的选择性催化还原脱硝技术占地广泛、管道系统复杂、投资较高，主要安装于工业炉窑烟气管道处，现有的工业炉窑空间不足，新建炉窑采用此种脱硝装置投资过大。因此为了解决这一问题，本专利技术提出了一种集燃烧、脱硝一体化的系统和方法，将脱硝系统安装在燃烧系统之上，即可单独使用燃烧系统或脱硝系统，也可使燃烧系统和脱硝系统同时使用。该系统设计巧妙、节省空间、脱硝效率高、降低成本、提高了系统效率。
技术实现思路
针对当前工业炉窑采用现有脱硝技术空间不足、造价过高等问题，本专利技术提出了一种燃烧、脱硝一体化系统和方法。为达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案来实现的：本专利技术提供的一种工业炉窑燃烧、脱硝一体化系统，包括安装在工业炉窑本体上的燃烧/脱硝共体装置以及并列连接在燃烧/脱硝共体装置上呈相对独立的燃料单元、助燃空气单元、脱硝剂单元、压缩空气单元；所述燃料单元通过管道向燃烧/脱硝共体装置提供燃料，所述助燃空气单元通过助燃风机向燃烧/脱硝共体装置提供助燃空气，所述脱硝剂单元通过脱硝剂溶化装置向燃烧/脱硝共体装置提供脱硝剂水溶液，所述压缩空气单元通过空气压缩机向燃烧/脱硝共体装置提供压缩空气。通过采用上述方案，本专利技术可实现工业炉窑本体内物料的加热和烟气中NOx的有效脱除，具有结构简单、更换方便、占据空间小、投资较小等优点。进一步，为更好的实现本专利技术，能根据工程实际需要可调整为燃烧系统、脱销系统，燃烧/脱销协同系统三种工作状态，特设置呈下述结构：所述燃料单元和助燃空气单元组合形成燃烧系统，或所述脱硝剂单元和压缩空气单元组合形成脱硝系统，或所述燃烧系统、脱硝系统和燃烧/脱硝共体装置组合形成燃烧/脱硝协同系统。进一步，为更好的实现本专利技术，能使脱硝水溶液具有良好的雾化效果，且不会在燃烧/脱硝共同装置出现较大的液滴，特设置呈下述结构：所述脱硝剂单元和压缩空气单元并列后通过管道与燃烧/脱硝共体装置连接，使脱硝剂水溶液呈雾化状进入燃烧/脱硝共体装置。进一步，为更好的实现本专利技术，能使工业炉窑中的NOx得到有效脱除，特设置呈下述结构：所述脱硝剂水溶液的用量可根据工业炉窑本体内烟气中NOx的含量来确定，且氨氮比应大于1小于1.6，并在工业炉窑本体内的反应温度为900～1150℃。进一步，为更好的实现本专利技术，能使经脱硝剂溶化装置出来后的脱硝剂水溶液快速有效的进入燃烧/脱硝共体装置，并随燃烧/脱硝共体装置中的燃烧烟气喷入工业炉窑本体内，特设置呈下述结构：所述脱硝剂溶化装置的出口设置有加压装置，所述加压装置为加压泵或增压泵或高压泵。本专利技术利用上述的工业炉窑燃烧、脱硝一体化系统的方法，具体包括如下步骤：S1.在工业炉窑本体上设置有燃烧/脱硝共体装置；S2.在燃烧/脱硝共体装置上并列设置有呈相对独立的的燃料单元、助燃空气单元、脱硝剂单元、压缩空气单元，并利用燃料单元的管道向燃烧/脱硝共体装置提供燃料，利用助燃空气单元的助燃风机向燃烧/脱硝共体装置提供助燃空气，利用脱硝剂单元的脱硝剂溶化装置向燃烧/脱硝共体装置提供脱硝剂水溶液，利用压缩空气单元的空气压缩机向燃烧/脱硝共体装置提供压缩空气；S3.经燃烧/脱销共体装置将燃烧后的烟气和/或喷吹的脱硝剂水溶液进入工业炉窑本体内，以实现对工业炉窑本体内物料的加热和/或烟气中的NOx的脱除。进一步，在步骤S2中，利用燃料单元和助燃空气单元组合形成燃烧系统，或利用脱硝剂单元和压缩空气单元组合形成脱硝系统，或利用燃烧系统、脱硝系统和燃烧/脱硝共体装置组合形成燃烧/脱硝协同系统。进一步，在步骤S2中，将脱硝剂单元和压缩空气单元并列后通过管道与燃烧/脱硝共体装置连接，使脱硝剂水溶液呈雾化状进入燃烧/脱硝共体装置；在脱硝剂溶化装置的出口设置有加压装置。进一步，在仅靠脱硝剂单元或脱硝系统工作且脱硝效果不理想的情况下，可打开部分燃料单元或燃烧系统，并和脱硝剂水溶液一起喷吹，且CO和氨的摩尔比可控制在0.5以下，H2和氨的摩尔比可控制在3以下。进一步，在步骤S3中，控制工业炉窑本体烟道尾部的排烟烟气中NH3浓度低于10μl/L，且排烟温度高于150℃。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：本专利技术的燃烧、脱硝一体化系统可实现工业炉窑本体内物料的加热和烟气中NOx的有效脱除，且装置简单、更换方便、占据空间小、投资较小，可有效应用于已建或在建的工业炉窑装置。本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步的详细描述，其中：图1为工业炉窑燃烧、脱硝一体化系统及方法的原理图；附图标记：1为助燃空气单元，11为助燃风机；2为燃料单元；3为脱硝剂单元，31为脱硝剂溶化装置，32为加压装置；4为压缩空气单元，41为空气压缩机；5为燃烧/脱硝共体装置；6为工业炉窑本体。具体实施方式以下将对本专利技术的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本专利技术，而不是为了限制本专利技术的保护范围。如图1所示为本专利技术工业炉窑燃烧、脱硝一体化系统及方法的布置原理示意图，包括安装在工业炉窑本体6上的燃烧/脱硝共体装置5以及并列连接在燃烧/脱硝共体装置5上呈相对独立的燃料单元2、助燃空气单元1、脱硝剂单元3、压缩空气单元4，各单元均由相应的管路、阀门、仪表等组成；该燃料单元2通过管道(未标记)向燃烧/脱硝共体装置5提供燃料，该燃料为碳粉、CO、H2或O2中的一种或多种组合，该助燃空气单元1通过助燃风机11向燃烧/脱硝共体装置5提供助燃空气，该脱硝剂单元3通过脱硝剂溶化装置31向燃烧/脱硝共体装置5提供脱硝剂水溶液，该脱硝剂水溶液由尿素或氨制作而成的烟气脱硝还原剂，优选为尿素，该压缩空气单元4通过空气压缩机41向燃烧/脱硝共体装置5提供压缩空气，该压缩空气可替换为氮气等其他压缩气体。本专利技术可实现工业炉窑本体内物料的加热和烟气中NOx的有效脱除，具有结构简单、更换方便、占据空间小、投资较小等优点。本实施例中，所述燃料单元2和助燃空气单元1组合形成燃烧系统，或所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工业炉窑燃烧、脱硝一体化系统，其特征在于：包括安装在工业炉窑本体上的燃烧/脱硝共体装置以及并列连接在燃烧/脱硝共体装置上呈相对独立的燃料单元、助燃空气单元、脱硝剂单元、压缩空气单元；所述燃料单元通过管道向燃烧/脱硝共体装置提供燃料，所述助燃空气单元通过助燃风机向燃烧/脱硝共体装置提供助燃空气，所述脱硝剂单元通过脱硝剂溶化装置向燃烧/脱硝共体装置提供脱硝剂水溶液，所述压缩空气单元通过空气压缩机向燃烧/脱硝共体装置提供压缩空气。

【技术特征摘要】
1.一种工业炉窑燃烧、脱硝一体化系统，其特征在于：包括安装在工业炉窑本体上的燃烧/脱硝共体装置以及并列连接在燃烧/脱硝共体装置上呈相对独立的燃料单元、助燃空气单元、脱硝剂单元、压缩空气单元；所述燃料单元通过管道向燃烧/脱硝共体装置提供燃料，所述助燃空气单元通过助燃风机向燃烧/脱硝共体装置提供助燃空气，所述脱硝剂单元通过脱硝剂溶化装置向燃烧/脱硝共体装置提供脱硝剂水溶液，所述压缩空气单元通过空气压缩机向燃烧/脱硝共体装置提供压缩空气。2.根据权利要求1所述的工业炉窑燃烧、脱硝一体化系统，其特征在于：所述燃料单元和助燃空气单元组合形成燃烧系统，或所述脱硝剂单元和压缩空气单元组合形成脱硝系统，或所述燃烧系统、脱硝系统和燃烧/脱硝共体装置组合形成燃烧/脱硝协同系统。3.根据权利要求1所述的工业炉窑燃烧、脱硝一体化系统，其特征在于：所述脱硝剂单元和压缩空气单元并列后通过管道与燃烧/脱硝共体装置连接，使脱硝剂水溶液呈雾化状进入燃烧/脱硝共体装置。4.根据权利要求1所述的工业炉窑燃烧、脱硝一体化系统，其特征在于：所述脱硝剂水溶液的用量可根据工业炉窑本体内烟气中NOx的含量来确定，且氨氮比应大于1小于1.6，并在工业炉窑本体内的反应温度为900～1150℃。5.根据权利要求1所述的工业炉窑燃烧、脱硝一体化系统，其特征在于：所述脱硝剂溶化装置的出口设置有加压装置，所述加压装置为加压泵或增压泵或高压泵。6.一种工业炉窑燃烧、脱硝一体化方法，其特征在于包括如下步骤：S1.在工业炉窑本体上设置有燃烧/脱硝共体装置；S2.在燃烧/脱硝共体装置上并...

【专利技术属性】
技术研发人员：李朋，赵建明，周小平，陈地，
申请(专利权)人：重庆赛迪热工环保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50