一种水泥窑烟气脱硝脱汞脱硫系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种水泥窑烟气脱硝脱汞脱硫系统，包括按顺序依次相连的窑尾预热器、高温风机、内含脱硝脱汞催化剂的脱硝脱汞装置、原料磨、收尘器、尾排风机及烟囱；所述高温风机与脱硝脱汞装置间的连接风管上设有氨水施加装置，所述脱硝脱汞装置与原料磨间的连接风管上设有脱硫剂喷射装置，该脱硫剂喷射装置与脱硫剂粉仓相连。本发明专利技术还提供一种基于上述系统的水泥窑烟气脱硝脱汞脱硫方法。本发明专利技术操作方便，对窑尾烟气中的NOx、Hg和SO2脱除效率高，且系统占地面积小，设备投资成本低，是目前实现水泥窑烟气NOx、SO2和Hg超低排放的有效手段。

A system and method of flue gas denitrification, mercury removal and desulfurization in cement kiln

【技术实现步骤摘要】
一种水泥窑烟气脱硝脱汞脱硫系统及方法
本专利技术涉及水泥窑烟气处理
，特别是一种水泥窑烟气脱硝脱汞脱硫系统及方法。
技术介绍
《水泥工业发展规划》提出加强技术创新，实施创新驱动，鼓励研发烟气深度脱硫、脱硝及其集成协同控制技术装备。《水泥工业大气污染物排放标准》规定重点地区NOx排放标准为320mg/Nm3，SO2排放标准为100mg/Nm3，Hg及其化合物排放标准为50μg/Nm3。江苏省明确将在非电行业实现达标排放基础上，大力推进焦化、钢铁、水泥、玻璃等行业氮氧化物深度减排，水泥窑烟气NOx排放浓度不高于100mg/Nm3；河南省鼓励水泥企业进行超低排放改造，改造后二氧化硫、氮氧化物排放浓度要分别不高于50mg/Nm3、100mg/Nm3。然而，传统的分级燃烧和SNCR技术已无法满足水泥窑烟气NOx深度减排要求，对水泥生产企业来说，必须要对脱硝工艺路线进行全新升级，由SNCR脱硝技术全面转向SCR脱硝技术。水泥工业烟气中二氧化硫主要来自于原料中的硫化物、硫酸盐及燃料中的硫，由于生料中的氧化钙能够脱除大多数二氧化硫，使得尾部烟气中SO2浓度较低，一般排放浓度为30-100mg/Nm3。采用低成本无二次污染的脱硫技术已成为水泥工业烟气深度减排不可缺少的手段。我国针对燃煤烟气中汞的排放已经出台多个国家和地方标准，但未来随着环保要求的提高，汞排放标准将趋严，水泥工业烟气中汞污染控制技术将成为热点。水泥窑脱汞国内目前鲜有实施的案例，国外烟气脱汞以活性炭/活性焦吸附为主。水泥窑控制汞排放可采用以下措施：降低水泥窑排烟温度，但目前水泥窑尾烟气广泛用于余热发电及烘干生料，窑尾烟气温度并不能大幅降低；活性炭/活性焦吸附，此方法成本高，吸附后的活性炭/活性焦难以二次利用；湿法脱硫兼有脱汞功能，但湿法脱硫存在二次污染问题。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种操作简便、运行高效的水泥窑烟气脱硝脱汞脱硫系统及方法，实现了水泥窑烟气NOx、SO2和Hg的超低排放。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：本专利技术首先提供一种水泥窑烟气脱硝脱汞脱硫系统，包括按顺序依次相连的窑尾预热器、高温风机、内含脱硝脱汞催化剂的脱硝脱汞装置、原料磨、收尘器、尾排风机及烟囱；所述高温风机与脱硝脱汞装置间的连接风管上设有氨水施加装置，所述脱硝脱汞装置与原料磨间的连接风管上设有脱硫剂喷射装置，该脱硫剂喷射装置与脱硫剂粉仓相连。优选地，所述窑尾预热器与高温风机间设有余热锅炉。优选的，所述脱硝脱汞装置内设有用于吹扫催化剂表面积灰的清灰装置。本专利技术还提供一种基于上述系统的水泥窑烟气脱硝脱汞脱硫方法，包括如下步骤：步骤一、将来自窑尾预热器的烟气依次通过余热锅炉、高温风机后进入内含有脱硝脱汞催化剂的脱硝脱汞装置，同时在脱硝脱汞装置的进口风管处喷入氨水，以使得烟气在脱硝脱汞装置内进行脱硝和汞氧化；步骤二、经过脱硫脱硝装置处理后的烟气通过连接风管进入到原料磨内，同时在此连接风管内喷入脱硫剂，以降低烟气中的二氧化硫和进行汞吸附；步骤三、进入到原料磨内的烟气对水泥原料进行烘干，原料磨出口烟气进入袋收尘器对烟气中的粉尘和脱硫剂进行脱除，除尘后的洁净烟气通过尾排风机进入烟囱后排出。优选地，所述窑尾预热器的出口烟气温度为280～350℃，粉尘浓度为80～100g/Nm3。优选地，步骤一中所述高温风机的出口烟气温度为150～250℃，粉尘浓度为60～80g/Nm3。优选地，步骤一中所喷入的氨水的质量浓度10～30％，流量为0.1～1m3/h。优选地，所述脱硫剂粉仓内脱硫剂的粒径≤50μm。本专利技术的积极效果：本专利技术操作方便，对窑尾烟气中的NOx、Hg和SO2脱除效率高，且系统占地面积小，设备投资成本低，是目前实现水泥窑烟气NOx、SO2和Hg超低排放的有效手段。附图说明图1是本专利技术实施例所述水泥窑烟气脱硝脱汞脱硫系统的结构示意图。图中：1、窑尾预热器系统；2、余热锅炉；3、高温风机；4、氨水施加装置；5、脱硝脱汞装置；6、脱硫剂粉仓；7、脱硫剂喷射装置；8、连接风管；9、原料磨；10、收尘器；11、尾排风机；12、烟囱。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细说明。实施例1参照图1，本专利技术优选实施例提供一种水泥窑烟气脱硝脱汞脱硫系统，包括按顺序依次相连的窑尾预热器系统1、高温风机3、内含脱硝脱汞催化剂的脱硝脱汞装置5、原料磨9、收尘器10、尾排风机11及烟囱12；所述高温风机3与脱硝脱汞装置5间的连接风管上(靠近脱硝脱汞装置5的位置处)设有氨水施加装置4，所述脱硝脱汞装置5与原料磨9间的连接风管8上设有脱硫剂喷射装置7，该脱硫剂喷射装置7与脱硫剂粉仓6相连。进一步地，所述窑尾预热器1与高温风机3间设有余热锅炉2，该余热锅炉2的主要作用是对窑尾预热器中出来的高温烟气进行一定程度的热回收，以增加烟气热能利用率。其中，所述脱硝脱汞装置内设有清灰装置，该清灰装置用于吹扫催化剂表面(催化剂为多孔型，其表面包括内表面及外表面)的积灰，以防止粉尘堵塞催化剂。所述清灰装置可以为压缩空气式清灰装置。实施例2本实施例2提供一种基于实施例1所述系统的水泥窑烟气脱硝脱汞脱硫方法，包括如下步骤：步骤一、将来自窑尾预热器的烟气(烟气温度为280～350℃，粉尘浓度为80～100g/Nm3)通过余热锅炉，经余热锅炉热回收利用后的烟气经高温风机后进入内含有脱硝脱汞催化剂的脱硝脱汞装置(高温风机的出口烟气温度为150～250℃，粉尘浓度为60～80g/Nm3)，同时在脱硝脱汞装置的进口风管处喷入氨水(喷入的氨水的质量浓度10～30％，流量为0.1～1m3/h)，以使得烟气在脱硝脱汞装置内进行脱硝和汞氧化，即将氮氧化物转化为氮气和水，将单质汞转化为化合物，降低烟气中氮氧化物与单质汞含量(具体为烟气中NOx与喷入的NH3.H2O在脱硝脱汞催化剂作用下进行催化氧化还原反应生成N2和H2O，同时烟气中的Hg被氧化成Hg2+)；步骤二、经过脱硫脱硝装置处理后的烟气通过连接风管进入到原料磨内，同时向此连接风管内(靠近脱硫脱汞装置)喷入脱硫剂(细粉)，以降低烟气中的二氧化硫和进行汞吸附(脱硫剂与烟气中的SO2和Hg2+分别发生酸碱反应和吸附反应，从而实现烟气的深度脱硝脱硫脱汞)；步骤三、进入到原料磨内的烟气对水泥原料进行烘干，原料磨出口烟气进入袋收尘器对烟气中的粉尘和脱硫剂进行脱除，除尘后的洁净烟气通过尾排风机进入烟囱后排出。其中，所述脱硝拖汞催化剂及脱硫剂均为现有技术中的催化剂，所述脱硫剂粉仓内脱硫剂的粒径≤50μm。本专利技术利用脱硝脱汞催化剂为水泥窑烟气NOx反应提供催化活性位，并能氧化Hg；利用脱硫剂的碱性与SO2发生酸碱反应，生成硫酸盐，同时脱硫剂对Hg2+有很强的吸附性，将Hg2+吸附脱除。实施例3利用实施例1所述系统对某水泥生产企业窑尾烟气进行脱硝拖汞脱硫处理，其中企业窑尾烟气重NOx含量为175.74～400mg/Nm3，平均浓度为287.84mg/Nm3；SO2含量为75.60～100mg/Nm3，平均浓度为87.80mg/Nm3；Hg含量为27.51～50μg/Nm3，平均浓度为38.75μg/Nm3。高温风机出口烟气温度为150～250℃，粉尘浓度为60～80g/N本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水泥窑烟气脱硝脱汞脱硫系统，其特征在于：包括按顺序依次相连的窑尾预热器、高温风机、内含脱硝脱汞催化剂的脱硝脱汞装置、原料磨、收尘器、尾排风机及烟囱；所述高温风机与脱硝脱汞装置间的连接风管上设有氨水施加装置，所述脱硝脱汞装置与原料磨间的连接风管上设有脱硫剂喷射装置，该脱硫剂喷射装置与脱硫剂粉仓相连。

【技术特征摘要】
1.一种水泥窑烟气脱硝脱汞脱硫系统，其特征在于：包括按顺序依次相连的窑尾预热器、高温风机、内含脱硝脱汞催化剂的脱硝脱汞装置、原料磨、收尘器、尾排风机及烟囱；所述高温风机与脱硝脱汞装置间的连接风管上设有氨水施加装置，所述脱硝脱汞装置与原料磨间的连接风管上设有脱硫剂喷射装置，该脱硫剂喷射装置与脱硫剂粉仓相连。2.根据权利要求1所述的一种水泥窑烟气脱硝脱汞脱硫系统，其特征在于：所述窑尾预热器与高温风机间设有余热锅炉。3.根据权利要求1或2所述的一种水泥窑烟气脱硝脱汞脱硫系统，其特征在于：所述脱硝脱汞装置内设有用于吹扫催化剂表面积灰的清灰装置。4.一种基于权利要求1所述系统的水泥窑烟气脱硝脱汞脱硫方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、将来自窑尾预热器的烟气依次通过余热锅炉、高温风机后进入内含有脱硝脱汞催化剂的脱硝脱汞装置，同时在脱硝脱汞装置的进口风管处喷入氨水，以使得烟气在脱硝脱汞装置内进行脱硝和汞氧化；步骤二、经...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘猛，桑圣欢，康宇，李安平，
申请(专利权)人：南京凯盛国际工程有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32