在生产水泥熟料的装置中、于混合室的多阶段系统中用于使旁通气体脱氮的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及在生产水泥熟料的装置中使旁通废气(9)脱氮的方法和相应装置，其中所述装置具有烧结生料(3)的回转窑(2)和生料脱酸(3)的煅烧炉(7)，所述回转窑(2)具有回转窑入口室(5)，其直接或通过窑炉升井通道(6)连接至煅烧炉(7)，和所述旁通废气(9)在回转窑入口室(5)区域中抽出。根据本发明专利技术，将旁通废气(9)引导入第一混合室(10)，其中旁通废气冷却至800℃至950℃的温度，然后将旁通废气(9)经过安排在管线(13)中的反应区段(15)，其中在反应区段(15)中的停留时间是0.5s至3s，并且根据选择性非催化还原(SNCR)方法注射氨、氨水溶液或氨‑释放物质(14)用于脱氮，然后将旁通废气(9)引导入第二混合室(16)，其中将旁通废气冷却至150℃至250℃的温度，然后将旁通废气(9)引导入至少一个滤器(17)以除尘。

A method and device for denitrification of by-pass gas in a multi stage system for producing cement clinker and in a mixing chamber.

The present invention relates to a device for the production of cement clinker in the exhaust gas bypass (9) denitrification method and corresponding device, wherein the device has the sintering raw material (3) of the rotary kiln (2) and the raw acid (3) calcination furnace (7), the rotary kiln (2) with rotary entrance the kiln chamber (5), which directly or through the kiln or wells channel (6) is connected to the furnace (7), and the bypass exhaust (9) at the entrance of the rotary kiln chamber (5) out of area. According to the invention, the bypass exhaust (9) into the first mixing chamber (10), of which the bypass exhaust gas is cooled to 800 DEG C to 950 DEG C, and then the exhaust gas bypass (9) after arranged in the pipeline (13) in the reaction zone (15), in which the reaction section (15) stop time left the 0.5s to 3S, and according to the selective non catalytic reduction (SNCR) method for injection of ammonia, ammonia solution or ammonia release substances (14) for nitrogen removal, then bypass exhaust (9) into second mixing chamber (16), which will bypass the exhaust gas is cooled to 150 DEG C to 250 DEG C then the bypass exhaust (9) into at least one filter (17) to dust.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在生产水泥熟料的装置中、于混合室的多阶段系统中用于使旁通气体脱氮的方法和装置本专利技术涉及在生产水泥熟料的装置中使旁通废气脱氮的方法，其中该装置具有用于将生料烧结为水泥熟料的回转窑和具有沿窑废气流向的回转窑下游的用于生料脱酸的煅烧炉，回转窑具有回转窑入口室，其直接或经由窑炉升井通道连接至煅烧炉，和旁通废气在回转窑入口室区域中被抽出。本专利技术还涉及在水泥熟料制备中用于使旁通废气脱氮的相应装置，包括将生料烧结为水泥熟料的回转窑，所述回转窑具有回转窑入口室；用于生料脱酸的煅烧炉，所述回转窑入口室直接或经由窑炉升井通道连接至煅烧炉；和用于从回转窑入口室区域将旁通废气抽出的抽吸装置。在水泥生产的整个过程中使用装置，在所述装置中含硅酸盐的和含碳酸盐的生料在回转窑中烧结为水泥熟料。回转窑中的烧结在多至约1450℃的温度进行，产生作为热废气的烟道气，沿物质流相反的方向通过回转窑的入口室离开回转窑。在正常情况下，窑废气然后流入生料脱酸的煅烧区域。煅烧区域最通常在窑炉升井通道中或在煅烧炉中形成，或者在窑炉升井通道中和煅烧炉下游(沿气体流向)形成。烟道气然后进一步流入换热器中，其设计为例如多阶段旋流器换热器，用来预热生料。影响水泥熟料生产过程的一个问题是一系列有害物质的形成和/或释放。尤其是，由于喷燃器火焰的高温(约1800℃至2000℃)，在回转窑中通过燃烧大气所含的氮形成氮氧化物(NOx)。所需的燃料，特别是使用二次燃料比如得自废料的替换燃料，也是氮氧化物的又一来源。鉴于氮氧化物对人和环境有害-例如导致酸雨和分解平流层臭氧-对于向大气环境中排放氮氧化物存在严格限制。因此，在水泥生产过程中必须采用使烟道气脱氮的方法。又一问题是用于水泥熟料生产的原料以及所用的燃料特别是二次燃料含有次要组分(碱金属化合物，氯，硫化合物，重金属等)，这不仅可以损害燃烧过程和/或水泥熟料的品质，而且还可以形成水泥熟料生产装置内的有害物质循环。例如，在回转窑中存在碱金属硫酸盐和碱金属氯化物例如氯化钾(KCl)的蒸发。这些化合物随着窑废气通过窑入口室进入煅烧区域和换热器，并且它们在冷却器区域中冷凝在生料颗粒上，并且随着物质流返回回转窑，其中它们再一次蒸发。除了所述物质循环在水泥熟料和燃烧过程中的缺点之外，这些化合物的快速冷却和冷凝还通过固化导致在循环的冷却器部分的壁上板结，其可以导致装置随时间被阻塞。出于在水泥熟料生产装置中抑制这种物质循环、以及出于降低循环形成物质的水平的意图，专利说明书DE19718259B4公开了在回转窑入口室区域中作为旁通气体抽出烟道气的一部分，其作为窑废气流自回转窑。表述"在回转窑入口室区域中"在此处和下文中一致地指从回转窑入口室除去或从任何窑炉升井通道的下端(可以存在的)除去。然而，甚至旁通废气也含有较高水平的氮氧化物，因此旁通废气也必须进行烟道气脱氮。用于烟道气脱氮的一种广泛方法牵涉在反应空间中向载有NOx的烟道气添加氨水溶液、氨(NH3)或氨-释放化合物(参见例如包含于EP0854339A1的建议)。然后按照选择性非催化还原(SNCR)方法进行脱氮，其中氨通过与氮氧化物热解转化为氮和水。这些反应优选在800℃至大于950℃的温度窗口进行。另外，为了有效的反应，有必要在反应空间内实现精确调整的时间长度，和至少最小时间。然而在希望的旁通废气脱氮的情况下，按照SNCR方法脱氮被证明是有问题的，原因是抽出的旁通废气的温度过高，此外对反应空间中停留时间的顺从对操作方案强加了严格要求。虽然在窑内的废气温度在进入回转窑入口室和可以存在的任何窑炉升井通道的下部时从多至约1250℃降低，但是此时仍然占优势的约1150℃的气体温度仍然过高以致加入的还原剂会发生燃烧。一种已知程序(DE19718259B4，DE19910927A1)是在混合室中进行热旁通废气流的快速冷却，优选冷却至仅数百℃，其中注射冷却介质比如水或空气并且尽可能广泛地与气体流混合。这确实具有的优势是，从有害物质循环抽出的蒸发物质在粒状固体表面冷凝和能够然后与这些固体一起通过滤尘器除去。然而为了有效脱氮，该操作不是适宜的。德国专利申请102013016701.9公开在生产水泥熟料的装置中用于使旁通废气脱氮的方法：例如，在混合室中最初将旁通废气冷却至260℃至400℃的温度。此后向冷却的旁通废气添加含有氨、含有脲和/或含有铵的物质。这样的结果是，在含氨、脲和/或铵的物质存在下，氮氧化物在催化剂(在陶瓷滤器构造中和/或紧邻陶瓷滤器构造之后)上被选择性化学还原。因此在方法方面，在该情况下脱氮是基于选择性催化还原(SCR)过程。然而，催化剂和/或催化滤器所需的基建投资和操作成本在SCR情况下相对高。特别是在旁通废气的体积流相对低的情况下，该过程可以证明在经济上不是很有利的，这从而显示了备择程序的有利性质。因此，本专利技术的目的是指出在生产水泥熟料的装置中用于使旁通废气脱氮的有效方法，其不牵涉使用SCR催化剂。本专利技术目的的又一部分相应所述方法提出用于使旁通废气脱氮的装置。本专利技术目的如下实现：将旁通废气引入第一混合室，将旁通废气在第一混合室中冷却至800℃至950℃的温度，将旁通废气从第一混合室引导通过导管中配备的反应区段，旁通废气在反应区段中的停留时间是0.5s至3s，和将氨、氨水溶液或氨-释放物质注入反应区段，用于旁通废气按照选择性非催化还原(SNCR)方法脱氮，将旁通废气从反应区段引入第二混合室，将旁通废气在第二混合室中冷却至150℃至250℃的温度，和将旁通废气从第二混合室引至至少一个滤器用于旁通废气除尘。本专利技术方法的进一步有利的实施方式在从属于权利要求1的权利要求中指定。本专利技术目的进一步通过相应于该方法的装置实现，其在水泥熟料的制备中用于使旁通废气脱氮，具有权利要求6的特征。本专利技术装置的进一步有利的实施方式在从属于权利要求6的权利要求中指定。因此，在转移旁通废气流之后，本专利技术提供多阶段旁通系统，其中热旁通废气首先在第一混合室中冷却至800℃至950℃的温度。在载有NOx的旁通废气中由此建立的温度窗口是有利于SNCR的温度。然后，与旁通废气温度通常一步降低至200℃至400℃的温度的上述常规方法相比，此处的温度并非在一个步骤中降低。如此会排除SNCR途径。通过适当的混合室内部构造、特别是气体流的路径长度，和通过适当计量的所注射的冷却介质，技术人员替代地实现了达到800℃至950℃的希望冷却。在后续方法步骤中继续的是脱氮本身，亦即将氨、氨水溶液或氨-释放物质注入反应器腔(主要作为导管施行)内配备的反应区段。此处脱氮基于SNCR方法，从而与SCR方法相比并不使得任何高成本和操作困难的催化剂成为必要。有效脱氮需要的其它参数，亦即旁通废气在反应区段中的停留时间(0.5至3秒)，通过导管尺度建立，从而更特别地通过其长度及其截面积建立。相应地，一方面广泛脱氮不需过大的构造体积，和另一方面避免不适当的旁通废气流速。根据本专利技术的操作方案然后提供在第二混合室中冷却经脱氮的旁通废气。150℃至250℃的目标最终温度在此通过快速冷却实现，并且如此其它有害物质(如用快速冷却(猝灭)常规方法的情况)在粉尘上冷凝并在下游滤器处与粒状固体一起分离。适宜滤器的实例是织物滤器/衣料滤器/袋式滤器。一种优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
在生产水泥熟料的装置中使旁通废气(9)脱氮的方法,其中‑所述装置具有将生料(3)烧结为水泥熟料的回转窑(2)，和沿窑废气流向位于回转窑(2)下游的使生料(3)脱酸的煅烧炉(7)，‑回转窑(2)具有回转窑入口室(5)，其直接或经由窑炉升井通道(6)连接至煅烧炉(7)，和‑旁通废气(9)在回转窑入口室(5)区域抽出,其特征在于‑将旁通废气(9)引导入第一混合室(10)，其中‑将旁通废气(9)在第一混合室(10)中冷却至800℃至950℃的温度,‑将旁通废气(9)从第一混合室(10)引导通过导管(13)中配备的反应区段(15)，其中‑旁通废气(9)在反应区段(15)中的停留时间是0.5s至3s，和其中‑将氨、氨水溶液或氨‑释放物质(14)注入反应区段(15)，用于按照选择性非催化还原(SNCR)方法使旁通废气(9)脱氮,‑将旁通废气(9)从反应区段(15)引导入第二混合室(16)，其中‑将旁通废气(9)在第二混合室(16)中冷却至150℃至250℃的温度，和在于‑将旁通废气(9)从第二混合室(16)引导入至少一个用于旁通废气(9)除尘的滤器(17)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.04 DE 102015002688.71.在生产水泥熟料的装置中使旁通废气(9)脱氮的方法,其中-所述装置具有将生料(3)烧结为水泥熟料的回转窑(2)，和沿窑废气流向位于回转窑(2)下游的使生料(3)脱酸的煅烧炉(7)，-回转窑(2)具有回转窑入口室(5)，其直接或经由窑炉升井通道(6)连接至煅烧炉(7)，和-旁通废气(9)在回转窑入口室(5)区域抽出,其特征在于-将旁通废气(9)引导入第一混合室(10)，其中-将旁通废气(9)在第一混合室(10)中冷却至800℃至950℃的温度,-将旁通废气(9)从第一混合室(10)引导通过导管(13)中配备的反应区段(15)，其中-旁通废气(9)在反应区段(15)中的停留时间是0.5s至3s，和其中-将氨、氨水溶液或氨-释放物质(14)注入反应区段(15)，用于按照选择性非催化还原(SNCR)方法使旁通废气(9)脱氮,-将旁通废气(9)从反应区段(15)引导入第二混合室(16)，其中-将旁通废气(9)在第二混合室(16)中冷却至150℃至250℃的温度，和在于-将旁通废气(9)从第二混合室(16)引导入至少一个用于旁通废气(9)除尘的滤器(17)。2.根据权利要求1的方法,其中旁通废气(9)在反应区段(15)中的停留时间是1s至2s。3.根据权利要求1和2的方法,其中作为冷却介质-向第一混合室(10)引入选自新鲜空气(11)、水(12)和冷生料(12a)的一种、两种或三种冷却介质，和-向第二混合室(16)引入水(12)和/或新鲜空气(11)。4.根据权利要求1至3中任一项的方法,其中将旁通废气(9)在第二混合室(16)中冷却至180℃至220℃的温度。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·舒尔曼，F·那森斯汀，A·汉德，R·古斯曼，
申请(专利权)人：KHD洪保德韦达克有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE