本实用新型专利技术公开一种回转窑烟气脱硝系统及装置，回转窑燃烧器燃烧产生的高温烟气与上游来流物料逆向流动，两者相互混合、完成热量交换，烟气温度沿程逐渐降低。在烟气温度为850～1050℃回转窑本体段设置喷枪，将脱硝剂雾化后喷入回转窑本体，脱硝剂和NOx混合反应，完成脱硝过程。脱硝剂则由地面脱硝剂供应模块提供，脱硝剂和雾化空气经一种转动套管结构输送到转动的回转窑本体，实现由静设备向动设备输送介质这一过程，然后脱硝剂经两级喷嘴组喷入回转窑内，进行脱硝反应。为防止烟气对喷枪本体高温辐射，喷枪采用外置套筒结构，当喷枪随回转窑本体由低位回转到高位时，自动打开套筒清灰阀，清理套筒内积存的物料，保护喷嘴、套筒不受物料堵塞。本实用新型专利技术成功解决了回转窑等转动窑炉脱硝难题，且具有系统简单、能耗低、占地小、投资低等优点，在日益严苛的环保形势下具有很大运用前景。
A flue gas denitration system and device of rotary kiln
【技术实现步骤摘要】
一种回转窑烟气脱硝系统及装置
本技术涉及烟气治理领域，具体涉及一种回转窑烟气脱硝系统及装置。
技术介绍
随着我国经济的快速发展，环保这一话题受到了极大的关注。目前国内火电、化工、钢铁、有色等行业烟气排放都出台了相关政策，要求严格控制氮氧化物、二氧化硫和粉尘的排放。经过各方几年的努力，已取得了长足的进步，蓝天保卫战效果初显。下一阶段污染物排放控制将在各分散排放源全面展开。水泥、石灰等行业都采用回转窑进行煅烧物料，属于分散排放源，国内回转窑烟气治理体量大。回转窑烟气治理一直以来备受关注，是目前环保行业公认的控制难点，尤其是氮氧化物(NOx)脱除。常规烟气脱硝技术有SCR(选择性催化还原法)、SNCR(非选择性催化还原法)两种脱硝工艺。近几年氧化法脱硝技术正在逐步兴起，氧化法脱硝主要利用氧化剂氧化氮氧化物，将其转化为高价态氮氧化物，高价态氮氧化物易溶于水，因此利用烟气下游脱硫工段可将氮氧化物吸收脱除。由于回转窑生产线最终排烟温度较低，仅120～180℃左右，而高温烟气区域通常含灰量巨大(大于100g/Nm3)，因而，已有的成熟脱硝工艺难以照搬利用。目前已有一个采用高温SCR脱硝的工程案例，将脱硝反应器布置在高灰位置，烟气进入反应器时先预除尘处理，然后再进行脱硝。此种工艺对高温电除尘器(320℃以上)设计、运行极为考验，国内没有大型高温电除尘器的设计经验，该种工艺可靠性有待考究；部分行业人员推荐采用低温SCR脱硝，将反应器布置于除尘器后方，以减少灰分对催化剂的影响。但低温脱硝需要将烟气温度由120～180℃升高到230℃以上温度，这造成了大量的能源浪费。且回转窑烟气二氧化硫浓度通常为200mg/Nm3，硫酸氢铵露点温度高，极易冷凝堵塞催化剂孔，此种工艺存在较大风险；氧化法脱硝不适用于回转窑脱硝，主要是由于目前回转窑大多数未在尾部设置湿法/半干法脱硫，缺少对高价态氮氧化物的吸收段，且氧化剂价格昂贵，运行费用极高。经检索，有技术专利CN208574451U，该技术提供了一种石灰窑联合脱硝系统，所述系统将还原剂和脱硝剂分别喷入石灰窑燃烧器处，利用还原剂和脱硝剂分别脱除部分烟气中的NOx。该系统虽然可以实现脱硝功能，但存在以下问题。首先，燃气器处烟气温度高，通常能达到1200～1500℃，喷枪工作条件较为恶劣，同时，这会对脱硝剂造成二次氧化，脱硝剂经氧化会生成NOx，导致系统整体脱硝效率较低。其次，由于燃烧器处过流空间较大，脱硝剂和还原剂从燃烧器处喷射后和NOx混合均匀性差，导致脱硝效率进一步降低。最后，该系统采用甲烷、氢气等易燃易爆气体作为还原剂还原NOx，存在一定爆炸风险，未反应的的还原剂在尾部烟道堆积存在爆炸的风险。又有技术专利CN207996557U，该技术提供了一种水泥回转窑脱硝装置，所述装置在回转窑烟气出口和C1旋风筒入口之间设置分解炉，向分解炉下部补燃升温，上部喷射氨水溶液，进行脱硝，最后一部分高温排烟经引风机抽回至分解炉上部循环利用。该系统严格意义上讲属于复合型SNCR脱硝，但系统设计存在部分不合理地方，首先烟气需要在分解炉中加热到较高的温度才能完成SNCR脱硝反应，能耗较高。其次，经C1旋风筒返回的部分烟气，在还原塔中进行二次脱硝，属于多余之举，烟气经五级旋风换热器换热后，余温已很低，远低于SNCR脱硝反应需要温度窗口，几乎没有脱硝能力。最后，系统设计过于复杂，需增设设备过多。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术公开了一种新型的回转窑烟气脱硝系统，本系统属于SNCR脱硝范畴，直接找到回转窑850～1050℃温度段，将脱硝剂喷射入回转窑内和烟气直接接触完成脱硝反应。本系统不增加额外能源消耗，仅在回转窑本体喷射少量脱硝剂溶液，对原有回转窑煅烧过程影响很小，且系统简单、占地少。为达到上述目的，本技术的技术方案如下：一种回转窑烟气脱硝系统及装置，属于SNCR脱硝范畴。脱硝剂由布置于地面的脱硝剂供应模块提供，脱硝剂可以是氨水溶液、尿素溶液或者三聚氰胺乳浊液。脱硝剂经转动套管由地面输送到转动的回转窑本体。其过程如下，脱硝剂溶液经管道输送到与回转窑连接的转动套管，转动套管定子端与回转窑一起旋转，定子端出口与喷枪组相连，转子端和输送模块出口管路相连，这样实现了向转动设备物料供应。压缩空气供应和脱硝剂供应类似。脱硝剂和压缩空气沿固定在回转窑本体上的管道输送到喷枪组，经喷头雾化喷射进回转窑内部，与高温烟气完成脱硝反应；喷嘴组采用两级布置，主要是保证回转窑在启机及变负荷条件下，保证大部分脱硝剂喷射处温度窗口处在850～1050℃范围内。由于高温烟气(850～1050℃)对喷枪有强烈的辐射作用，为了避免喷枪受损，喷枪采用套筒结构，即在喷枪本体外侧套一个大直径圆管，屏蔽高温烟气对其辐射作用。因为喷枪安装于回转窑本体上，当喷枪随回转窑本体旋转到下方时，回转窑炉体内大量物料会灌入套筒内，造成套筒堵塞，由于灰料属于优良的传热导体，运行时间过久喷枪依旧会受热变形、甚至损坏，需要当喷枪旋转到回转窑上方时用压缩空气将套筒内堆积灰料吹扫干净。因此，在回转窑本体一定高度处为每只喷枪设置一台接近开关，接近开关传感器侧安装于接近开关支架上，安装高度需保证套管倾斜角度大于灰料自身休止角，当回转窑旋转到设定高度时，接近开关电极会和固定住的传感器本体接触，以此信号作为套管喷吹清灰信号。本技术的有益效果是：本技术所述的一种回转窑烟气脱硝系统及装置，成功地将SNCR引入回转窑脱硝，实现了回转窑的经济、节能脱硝。首先，能耗低，由于本系统不增设额外烟气加热系统，整体能耗较仅为脱硝供应模块循环泵的电耗。同时，脱硝效率较高，利用烟气和物料间剧烈掺混，烟气中NOx和脱硝剂混合均匀，经数值模拟计算，断面氨氮混合均匀系数达到5％，混合效果非常好，脱硝效率可达到70-80％。最后，投资成本低，仅增设一些喷枪、转动套管、供应模块等设备，工程量很少。附图说明图1为整个装置脱硝系统示意图；图2为两级喷枪布置示意图；图3为转动套管结构示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本技术而不用于限制本技术的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。分别如图1、图2、图3所示，本技术所述的一种回转窑烟气脱硝系统及装置主要包含回转窑本体(6)、转动套管(1)、转动套管固定支架(7)、喷嘴组(2)、无线开关阀(3)、接近开关(4)、接近开关调整支架(5)、脱硝剂供应模块(8)、空压站(9)。其特征在于，脱硝剂溶液由供应模块(8)提供，溶液输入管道和转向套管(1)转子端(101)连接，溶液输出管道和转向套管定子端(102)连接，压缩空气由空压站(9)提供，压缩空气输入管道和转动套管(1)转子端(101)连接，压缩空气输出管道和转向套管定子端(102)本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种回转窑烟气脱硝系统及装置，包含回转窑本体(6)、转动套管(1)、转动套管固定支架(7)、喷嘴组(2)、无线开关阀(3)、接近开关(4)、接近开关调整支架(5)、脱硝剂供应模块(8)、空压站(9)；其特征在于：脱硝剂溶液由供应模块(8)提供，溶液输入管道和转动套管(1)转子端(101)连接，溶液输出管道和转向套管定子端(102)连接，压缩空气由空压站(9)提供，压缩空气输入管道和转动套管(1)转子端(101)连接，压缩空气输出管道和转向套管定子端(102)连接，转动套管脱硝剂输出管道分别和一级喷嘴组(2)、二级喷嘴组(2)溶液入口相连，从空压站(9)输送来的压缩空气经转动套管后分两路，一路和喷嘴组压缩空气入口相连，另一路和无线开关阀(3)相连，无线开关阀(3)出口与喷枪套筒相连；在所述回转窑端头基础上设置一接近开关调整支架(5)，接近开关调整支架上安装有接近开关(4)，接近开关(4)极性端头安装于回转窑本体上。/n
【技术特征摘要】
1.一种回转窑烟气脱硝系统及装置，包含回转窑本体(6)、转动套管(1)、转动套管固定支架(7)、喷嘴组(2)、无线开关阀(3)、接近开关(4)、接近开关调整支架(5)、脱硝剂供应模块(8)、空压站(9)；其特征在于：脱硝剂溶液由供应模块(8)提供，溶液输入管道和转动套管(1)转子端(101)连接，溶液输出管道和转向套管定子端(102)连接，压缩空气由空压站(9)提供，压缩空气输入管道和转动套管(1)转子端(101)连接，压缩空气输出管道和转向套管定子端(102)连接，转动套管脱硝剂输出管道分别和一级喷嘴组(2)、二级喷嘴组(2)溶液入口相连，从空压站(9)输送来的压缩空气经转动套管后分两路，一路和喷嘴组压缩空气入口相连，另一路和无线开关阀(3)相连，无线开关阀(3)出口与喷枪套筒相连；在所述回转窑端头基础上设置一接近开关调整支架(5)，接近开关调整支架上安装有接近开关(4)，接近开关(4)极性端头安装于回转窑本体上。
2.如权利要求1所述的一种回转窑烟气脱硝系统及装置，其特征在于，所述的转动套管(1)同轴安装于回转窑端头，即回转窑转动中心和转动套管转动中心重合，转动套管位置由转动套管固定...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘爱平，马小明，
申请(专利权)人：南京碧霞环保工程有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。