一种用于高温炉窑的SNCR和PNCR协同联合脱硝系统及烟气脱硝方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于高温炉窑的SNCR和PNCR协同联合脱硝系统及烟气脱硝方法，高温炉窑烟气处理领域，包括SNCR预处理系统和PNCR系统；所述SNCR预处理系统，包括氨系还原剂储罐、计量系统、SNCR均分系统、空气压缩系统、氨系还原剂喷射系统，控制NOx出口浓度在200‑250mg/m

A Synergistic Combined SNCR and PCCR Denitrification System for High Temperature Furnace and its Flue Gas Denitrification Method

【技术实现步骤摘要】
一种用于高温炉窑的SNCR和PNCR协同联合脱硝系统及烟气脱硝方法
本专利技术涉及高温炉窑烟气处理领域，具体涉及一种用于高温炉窑的SNCR和PNCR协同联合脱硝系统及烟气脱硝方法。
技术介绍
目前水泥窑系等高温炉窑的尾气NOx减排基本采用一次减排和二次治理技术组合方式，由于NOx的一次减排技术属于NOx生成中的燃烧控制技术，因其投资省，见效快，对正常生产几乎无任何影响，因此被广泛的应用，但是其15％～30％的脱硝效率使得其在NOx排放的控制上必须结合二次治理技术。当前，水泥窑系等高温炉窑的尾气NOx二次治理所采用的脱硝技术主要有两种，SNCR选择性非催化还原法(简称SNCR法)和SCR选择性催化还原法(简称SCR法)。SNCR法在水泥窑系等生产中被普遍应用，其特点是：采用20％～25％浓度的氨水或液氨为还原剂，技术投资低，脱硝效率不高，仅为30％～50％，而SCR法的技术特点同样是可采用20％～25％浓度的氨水或液氨为还原剂，反应需借助催化剂完成，具有技术投资高，脱硝效率高，可达90％以上的特点，但因无法适应水泥炉窑等的高尘、高硫的环境，因此在水泥、建材等行业中鲜有应用。随着环保标准的进一步提高，普遍采用的SNCR由于效率低，使其在实际使用中需加大还原剂投放量。而还原剂的大量使用，导致还原反应迅速饱和，氨逃逸数值呈倍数级上升，大大超出环保标准。同时炉窑系内物料吸附的过量氨，也随着物料的流转而传播，进一步造成了环境的污染，此外过量氨与炉窑内高硫等生成的化合物，也加剧了设备的腐蚀，造成炉壁等破洞、漏风，炉窑极易出现“红河”现象，预热器内壁顶部、中部或锥底螺栓等部位因腐蚀加剧而出现失效、垮塌等事故，甚至在停炉检查时部件表面看似完好，随后出现部件失效或垮塌，严重影响炉窑系整体的安全稳定。综上，业内普遍认为SNCR法稳定控制NOx排放极限值在200mg/m3左右，在此指标下，水泥炉窑等才能长期安全运行。PNCR脱硝技术属于新型高分子粉剂脱硝法，工艺上粉末状高分子脱硝剂与NOx进行还原反应。
技术实现思路
本专利技术目的在于针对现有技术中的不足，提供一种用于高温炉窑的SNCR和PNCR协同联合脱硝系统，本系统包含SNCR预处理系统、PNCR系统和公用电气控制系统，SNCR预处理系统和PNCR系统两套系统的协同工作，充分发挥原有SNCR的投资低、成本低和PNCR的高效、稳定、无污染特点，有效避免SNCR技术效率低和氨逃逸超标问题，从而使整个水泥窑系等高温炉窑在安全稳定的前提下满足国家环保NOx超低排放要求。一种用于高温炉窑的SNCR和PNCR协同联合脱硝系统，其特征在于，包括SNCR预处理系统和PNCR系统；所述SNCR预处理系统，包括氨系还原剂储罐、计量系统、SNCR均分系统、空气压缩系统、氨系还原剂喷射系统，控制NOx出口浓度在200-250mg/m3；所述PNCR系统，包括风机系统、除湿工作间、PNCR均分系统、PNCR粉剂喷枪系统，稳定控制烟气NOx排放浓度小于100mg/m3。具体的，所述氨系还原剂储罐，用来储存氨系还原剂；所述计量系统，用于控制氨系还原剂进入SNCR均分系统的使用总量；所述SNCR均分系统，将氨系还原剂均分到各个支线路，通入到氨系还原剂喷射系统中的多个喷射装置中；所述空气压缩系统，所述空气压缩系统的压缩空气可以将进入SNCR均分系统的氨系还原剂雾化；所述氨系还原剂喷射系统，包括一套带管路电磁阀和压缩空气接头的氨系还原剂喷枪及其控制喷枪伸缩的伸缩机构，主要功能是工作时将氨水完全雾化后喷入脱硝第一反应区，以增大扩散混合效果；非工作时启动伸缩机构自动缩回，避免喷枪长时间暴露在高温下，管路电磁阀可以分别控制各喷枪的启停，有效控制喷射的覆盖范围和精准度。所述除湿工作间内设有主料仓、容积式变频计量给料机、文丘里喷射器和除湿空调；所述除湿空调可以自动控制除湿工作间内的相对湿度不高于70％；所述主料仓，用于储存还原剂；所述容积式变频计量给料机，可以精准给定还原剂的供给量，并输送给文丘里喷射器；所述风机系统包括两台罗茨风机，互为联锁，以保证气力输送过程中一用一备，输送风通入文丘里喷射器；所述文丘里喷射器将还原剂掺混，还原剂在输送风带动下，以正压稀相气力输送方式供应给PNCR均分系统；具体的，所述PNCR均分系统将还原剂均匀分配输送至各路支管，各路支管与PNCR粉剂喷射系统的喷枪连通。进一步的，所述用于高温炉窑的SNCR和PNCR协同联合脱硝系统，还包括公用电气控制系统；所述公用电气控制系统，通过公用电气控制系统的监测系统对烟气NOx的排放数据采集计算，分别控制氨系还原剂进入计量系统中的总量，和控制容积式变频计量给料机中还原剂进入文丘里喷射器的粉剂量，协同脱硝，最终满足烟气NOx排放值达标要求。同时，系统还对PNCR粉剂喷枪系统疏通动作进行控制。进一步的，所述SNCR预处理系统，还包括稀释水压力控制系统和供应循环系统；稀释水压力控制系统，可以供应稀释水进入计量系统与高浓度的氨系还原剂混合，降低氨系还原剂的浓度；所述供应循环系统，可以将计量系统中多出的氨系还原剂送回氨系还原剂储罐。进一步的，所述氨系还原剂储罐、供应循环系统、计量系统的下方设置有底盘，底盘下设置有独立的放净管路，可以将维修及设备故障时产生的废液排出。进一步的，所述除湿工作间内还设有自动上料单元，包括底部料斗和管链式输送机，PNCR粉剂运输车运送的还原剂输送到底部料斗内，通过管链式输送机从底部料斗输送到主料仓内。进一步的，所述容积式变频计量给料机设置在主料仓的下方。一种应用所述的用于高温炉窑的SNCR和PNCR协同联合脱硝系统的烟气脱硝方法，包括如下步骤：1)应用所述SNCR预处理系统，对待处理烟气进行初步脱硝，在脱硝第一反应区还原后，将NOx出口浓度控制在200-250mg/m3；2)应用所述PNCR系统，处理经过步骤1)初步脱硝后的烟气，在脱硝第二反应区还原后，将NOx出口浓度稳定控制在100mg/m3以下；3)根据脱硝第一反应区和脱硝第二反应区的烟气中NOx的浓度，采用公用电气控制系统控制SNCR预处理系统和所述PNCR系统的还原剂喷射量。有益效果：1)本专利技术包含SNCR预处理系统和PNCR系统，两套系统协同工作，充分发挥原有SNCR的投资低、成本低和PNCR的高效、稳定、无污染特点，有效避免SNCR技术效率低和氨逃逸超标问题，从而使整个水泥窑等高温炉在安全稳定的前提下满足国家环保NOx超低排放要求。2)实际应用中，通过采取CFD计算机模拟建立SNCR和PNCR反应的基础环境，确立SNCR和PNCR最优化喷射方案，通过系统的电气控制系统GCU按炉窑尾部的NOx浓度，精准计算、分配和控制各系统的还原剂使用量，保证充分发挥SNCR的效能，有效控制PNCR入口NOx排放在200～250mg/m3，使得SNCR预处理系统和PNCR系统可以在综合运维成本最佳的情况下，达到最大的脱硝效率以及产生最少的氨逃逸。3)本专利技术通过SNCR和PNCR协同联合脱硝，大大降低了SNCR脱硝时的氨系还原剂的使用量，避免了大量氨系还原剂的使用，从而减少了氨逃逸造成的环境污染，也避免了过量氨与炉窑内高硫等生成的化合物造成的设备腐蚀和损坏。4)本专利技术首次将PNCR脱硝技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高温炉窑的SNCR和PNCR协同联合脱硝系统，其特征在于，包括SNCR预处理系统和PNCR系统；所述SNCR预处理系统，包括氨系还原剂储罐(5)、计量系统(3)、SNCR均分系统(2)、空气压缩系统(1)、氨系还原剂喷射系统(21)，控制NOx出口浓度在200‑250mg/m

【技术特征摘要】
1.一种用于高温炉窑的SNCR和PNCR协同联合脱硝系统，其特征在于，包括SNCR预处理系统和PNCR系统；所述SNCR预处理系统，包括氨系还原剂储罐(5)、计量系统(3)、SNCR均分系统(2)、空气压缩系统(1)、氨系还原剂喷射系统(21)，控制NOx出口浓度在200-250mg/m3；所述PNCR系统，包括风机系统(8)、除湿工作间(12)、PNCR均分系统(15)、PNCR粉剂喷枪系统，稳定控制烟气NOx排放浓度小于100mg/m3。2.根据权利要求1所述的用于高温炉窑的SNCR和PNCR协同联合脱硝系统，其特征在于，所述氨系还原剂储罐(5)，用来储存氨系还原剂；所述计量系统(3)，用于控制氨系还原剂进入SNCR均分系统(2)的使用总量；所述SNCR均分系统(2)，用于将氨系还原剂均分到SNCR各个支线管路，通入到氨系还原剂喷射系统(21)中的多个喷射装置中；所述空气压缩系统(1)，用于制备压缩空气，将进入SNCR均分系统(2)的氨系还原剂雾化；所述氨系还原剂喷射系统(21)，包括一套带管路电磁阀和压缩空气接头的氨系还原剂喷枪及控制喷枪伸缩的伸缩机构；所述除湿工作间(12)内设有主料仓(11)、容积式变频计量给料机(13)、文丘里喷射器(22)和除湿空调；所述主料仓(11)，用于储存还原剂；所述容积式变频计量给料机(13)，用于精准给定还原剂的供给量，并输送给文丘里喷射器(22)；所述风机系统(8)包括两台罗茨风机，互为联锁，以保证气力输送过程中一用一备，输送风通入文丘里喷射器(22)；所述文丘里喷射器(22)，用于将还原剂掺混，还原剂在输送风带动下，以正压稀相气力输送方式供应给PNCR均分系统(15)；所述PNCR均分系统(15)，用于将还原剂均匀输送至各路支管，各路支管与PNCR粉剂喷射系统的喷枪连通。3.根据权利要求1所述的用于高温炉窑的SNCR和PNCR协同联合脱硝系统，其特征在于，还包括公用电气控制系统(19)；所述公用电气控制系统(19)，通过公用电气控制系统(19)的监测系统(20)对烟气NOx的排放数据采集计算，分别控制氨系还原剂进入计量系统(3)中的总量和控制容积式变频计量给料机(13)中还原剂进入文丘里喷射器(22)的粉剂量，...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴俊，宁杰，姚建，姚羽思，吴卫民，杨宁强，
申请(专利权)人：南京澎湃动力科技实业有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32