一种利用水泥厂烟气调温喷氨脱硝的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用水泥厂烟气调温喷氨脱硝的装置和方法，该装置包括水泥预热器、分解炉、回转窑、篦冷机、氨水气化装置及将上述部件依次相连的输送管道，氨水气化装置外接有氨水供应管道，所述水泥预热器和分解炉同时与氨水气化装置通过输送管道相连，所述水泥预热器与氨水气化装置之间输送低温烟气，所述篦冷机和氨水气化装置之间输送高温烟气；所述工艺方法通过控制高低温烟气配比和氨水流量，将高低温烟气与氨水在装置中进行混合气化后，获得适合脱硝反应的最佳温度。不仅充分可以利用烟气余热，而且极大地提高了分解炉内脱硝反应的效率，实现了超低排放，降低了水泥工业排放的氮氧化物对环境的污染。氮氧化物对环境的污染。氮氧化物对环境的污染。

A device and method for temperature regulation and ammonia injection denitration of cement plant flue gas

【技术实现步骤摘要】
一种利用水泥厂烟气调温喷氨脱硝的装置和方法


[0001]本专利技术涉及一种调温喷氨脱硝的装置和方法，尤其涉及一种利用水泥厂烟气调温喷氨脱硝的装置和方法。

技术介绍

[0002]降低NO
x
排放是当前水泥生产企业面临的一个重要问题。目前常用的NO
x
脱除手段包括低NO
x
燃烧器、分级燃烧技术、非选择性催化还原(SNCR)、选择性催化还原(SCR)等。由于回转窑的温度较高，很难明显的降低回转窑中产生的热力型NO
x
,所以降低NO
x
的主要措施落在了可调性较强的分解炉上。分解炉内主要以煤燃烧产生的燃料型NO
x
为主，通过调节分解炉内配风及加煤方式可以实现炉内分级燃烧，减少NO
x
的生成，此外通过炉内SNCR喷氨系统，对烟气中的NO
x
进行还原，可以进一步降低分解炉NO
x
排放量。然而采用喷氨进行脱硝时，由于喷入分解炉内的氨水与烟气发生的物理化学反应较为复杂，粒径小的氨水液滴穿透能力差，穿透距离较短，与烟气混合效果差，进而影响脱硝效率；粒径大的氨水液滴会导致蒸发时间变长，影响炉内反应流场，并有可能产生氨逃逸的现象。并且目前氨水进入分解炉脱硝的温度并不是氨水发生化学反应的最佳温度，影响了氨水脱硝的效率。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术旨在提供一种能实现脱硝效率高、氮氧化物超低排放的利用水泥厂烟气调温喷氨脱硝的装置，可以充分利用水泥厂预热器出口烟气和篦冷机出口烟气用于氨水气化，降低氨水脱硝的整体运行成本；本专利技术的另一目的在于提供一种运行成本低、脱硝效率高的利用上述装置进行调温喷氨脱硝的方法。
[0004]技术方案：本专利技术所述的利用水泥厂烟气调温喷氨脱硝的装置，包括水泥预热器、分解炉、回转窑、篦冷机、氨水气化装置及将上述部件依次相连的输送管道，氨水气化装置外接有氨水供应管道，所述水泥预热器和分解炉同时与氨水气化装置通过输送管道相连，所述水泥预热器与氨水气化装置之间输送低温烟气，所述篦冷机和氨水气化装置之间输送高温烟气。
[0005]优选地，所述水泥预热器为五级旋风筒预热器，各级旋风筒预热器之间由气体管道相连，第四级旋风预热器和第五级旋风预热器均与分解炉连接。
[0006]优选地，所述氨水供应管道依次设有氨水供应泵、计量装置和控制装置；所述输送管道上均设有引风机、计量装置和控制装置。所述控制装置连接至计算机，通过计算机进行调控物料流量和温度；所述计量装置包括温度计量装置、压力计量装置和流量计量装置。
[0007]优选地，所述氨水气化装置进出口呈逆流布置，其结构为卧式或立式型。
[0008]上述装置的利用水泥厂烟气调温喷氨脱硝的方法，包括以下步骤：（1）经水泥预热器喂入生料，进入分解炉内后加入煤粉进行燃烧；分解炉的主要作用是生料中的碳酸盐进行分解，碳酸盐分解属于吸热反应，为了维持炉内稳定，在分解炉内需加入一定量的煤粉作为燃烧释放热量。煤粉燃烧会释放大量燃料型NO
x
，且由于分解炉处
于较高温度，在分解过程会产生热力型NO
x
。由于要满足大气污染物国家排放标准和保护环境的需要，急需对分解炉产生的NO
x
进行处理。本专利技术采用水泥厂烟气调温进行喷氨脱硝的方法；（2）燃烧后通过分解炉出口的NO
x
测量值计算脱硝反应所需的氨水质量；（3）通过氨水供应管道将氨水喷入氨水气化装置中进行气化；（4）分解炉的气流流经水泥预热器后，通过输送管道，引入290~310℃的低温烟气，从氨水气化装置上口进入；回转窑窑尾烟气流经篦冷机后，通过输送管道，引入1000~1100℃的高温烟气，从氨水气化装置下口进入，形成逆流布置，氨水和烟气接触，会在装置内产生扰流，氨水不断气化，并和烟气进行充分混合，充分利用了水泥预热器出口烟气和篦冷机出口烟气用于氨水气化；（5）测得分解炉氨气反应区的温度，根据测得的温度信号调节进入氨水气化装置中的高低温烟气流量和氨水流量，并获得脱硝的反应温度；（6）将氨水通入氨水气化装置，与高低温烟气充分混合后，经输送管道通入分解炉中，与氮氧化物在步骤（5）所述的反应温度下进行反应。
[0009]以氨水作为还原剂进行脱硝的主要化学反应如下所示：4NH3+4NO+O2→
4N2+6H2O4NH3+2NO+2O2→
3N2+6H2O8NH3+6NO2→
7N2+12H2O。
[0010]优选地，步骤（5）中所述反应温度为870~1100℃。
[0011]优选地，所述高低温烟气进入氨水气化装置的比例从10%~90%变化，具体比例依据当时产生的NO
x
数值以及氨水用量，由计算机根据热力平衡公式计算获得：传热方程Q=KAΔT，热平衡方程Q=c1m1(t2–
t2＇)=c2m2(t1＇
‑
t1)，其中K为氨水气化装置的传热系数，A为气化装置的传热面积，t1、t2为冷热流体的进口温度，t1＇、t2＇分别为冷热流体的出口温度。
[0012]上述技术方案中，所述的氨水气化装置若选择直接接触式换热器进行氨水气化，需注意的是，直接接触式换热器适用于气体和气化压力较低的液体，若通入分解炉的喷氨气流需要较高压力，可在输送管道处通过加压泵进行输送，以达到运行效果。
[0013]上述技术方案中，所述的氨水气化装置若采用间壁式换热器，利用了中介物的热传导，冷、热两种介质被固体间壁隔开，并通过间壁进行热量交换。这种换热器结构简单，操作可靠，可用于各种结构材料制造，且能在高温高压下使用，应用较为广泛。
[0014]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下显著优点：（1）脱硝效率高，氨水在进入分解炉之前先和高低温烟气混合气化，通过调节烟气和氨水流量，使氨水脱硝反应达到合适的温度和流量，显著改善了喷氨的效率，实现脱硝效率高达95%以上；（2）运行成本低，NO
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排放少，本专利技术利用了水泥厂预热器出口烟气和篦冷机出口烟气用于氨水气化，采用简单的装置结构，不仅优化了原有的脱硝方法，降低能耗，节约能源，而且降低了氨水脱硝的整体运行成本，可实现系统NO
x
排放浓度从原来400~800 mg/Nm3降低至60 mg/Nm3以下，不仅达到国家规定的NO
x
排放标准，而且实现了超低排放，降低了水泥工业排放的氮氧化物对环境的污染。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的装置结构示意图。
具体实施方式
[0016]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0017]如图1所示的一种利用水泥厂烟气调温喷氨脱硝的装置，包括水泥预热器1、分解炉2、回转窑3、篦冷机4、引风机5、计量装置6、控制装置7、计算机8、氨水气化装置9、氨水供应泵10、氨水供应管道11。
[0018]各装置的连接方式为：水泥预热器1、分解炉6、回转窑7、篦本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用水泥厂烟气调温喷氨脱硝的装置，包括水泥预热器（1）、分解炉（2）、回转窑（3）、篦冷机（4）、氨水气化装置（9）及将上述部件依次相连的输送管道，其特征在于：氨水气化装置（9）外接有氨水供应管道（11），所述水泥预热器（1）和分解炉（2）同时与氨水气化装置（9）通过输送管道相连，所述水泥预热器（1）与氨水气化装置（9）之间输送低温烟气，所述篦冷机（4）和氨水气化装置（9）之间输送高温烟气。2.根据权利要求1所述的利用水泥厂烟气调温喷氨脱硝的装置，其特征在于：所述水泥预热器（1）为五级旋风筒预热器，各级旋风筒预热器之间由气体管道相连，第四级旋风预热器和第五级旋风预热器均与分解炉（2）连接。3.根据权利要求1所述的利用水泥厂烟气调温喷氨脱硝的装置，其特征在于：所述氨水供应管道（11）依次设有氨水供应泵（10）、计量装置（6）和控制装置（7）；所述输送管道上均设有引风机（5）、计量装置（6）和控制装置（7）。4.根据权利要求3所述的利用水泥厂烟气调温喷氨脱硝的装置，其特征在于：所述计量装置（6）包括温度计量装置、压力计量装置和流量计量装置。5.根据权利要求3所述的利用水泥厂烟气调温喷氨脱硝的装置，其特征在于：所述控制装置（7）连接至计算机（8），通过计算机（8）进行调控物料流量和温度。6.根据权利要求1所述的利用水泥厂烟气调温喷氨脱硝的装置，其特征在于：所述氨水气化装置（9）进出口呈逆流布置。7.根据权利要求1所述的利用水泥厂烟气调温喷氨脱硝的装置，其特征在于：所述氨水气化装置（9）为卧式或立式型。8.一种权利要求1所述装置的利用水泥厂烟气调...

【专利技术属性】
技术研发人员：周斌，朱刚，陈蕾，陈翼，赵小亮，朱永长，赵美江，钟文琪，戚子豪，陈曦，周冠文，徐越，
申请(专利权)人：中国中材国际工程股份有限公司，
类型：发明
国别省市：