来自水泥熟料生产的排气的处理制造技术

一种用于处理来自回转窖中的水泥熟料生产的排气的方法，其中原材料在磨机中被研磨以形成生料，生料在预加热器中与来自回转窖的排气以逆流构造被预加热并且可选地被预煅烧，被预加热且可能的被预煅烧的生料被供应到回转窖并且在回转窖中燃烧以形成水泥，在进入预加热器之前，来自回转窖的排气通过使用提供氨的试剂以选择性非催化氮氧化物还原的方式被脱氮，并且其中，根据本发明专利技术，来自预加热器的排气经历气体调制和氨的催化氧化。所述目标此外通过用于气体调制和催化氧化的装置来实现，所述装置被设置在预加热器和磨机之间。

Treatment of exhaust from cement clinker production

A method for processing the exhaust from rotary kiln cement clinker production, the raw material in the mill is ground to form raw materials, raw materials in the pre heater and from rotary kiln exhaust in the counter current structures are pre heating and optionally be pre calcined by pre heating and may be pre calcined raw material is supplied to the rotary kiln and rotary kiln combustion to form cement, before entering the pre heater, exhaust gas from rotary kiln by using ammonia reagent with selective non catalytic reduction of nitrogen oxides by means of nitrogen removal, and in which, according to the invention, the exhaust from the pre heater through catalytic oxidation and ammonia gas modulation the. The target is also realized by a device used for gas modulation and catalytic oxidation, and the device is arranged between the pre heater and the mill.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】来自水泥熟料生产的排气的处理
本专利技术涉及用于处理在回转窑中生产水泥熟料期间产生的排气的方法和装置。
技术介绍
通过燃烧生料（rawmeal）以形成熟料的水泥生产需要高温，在该高温时不能够阻止各种污染物（特别是氮氧化物）的形成。鉴于对污染物排放的日益降低的限制值，已经研发了各种方法来从排气移除它们。下述提议展示了现有技术，特别是关于脱氮。第一方法包括通常在900至1000℃下使用氨或尿素溶液转换氮氧化物，即NO和NO2，其被统称为NOx。这种方法被称为选择性非催化还原，或者简称为SNCR。这种方法的示例是WO2012/17616A1，其描述了如下方法，其中氨或释放氨的化合物（例如尿素）作为试剂被供应给生料预加热部。为了改善混合，从预加热部无灰尘地移除排气，并且之后向该排气添加试剂。之后，被加有试剂的被除尘的气体返回到预加热器。能够借助于选择性催化还原（简称为SCR）来实现更有效的脱氮。氨（可选地由释放氨的化合物在原地生成的氨）也被用作试剂。反应在催化剂上执行，所述催化剂主要由二氧化钛构成并且掺杂有五氧化二钒（vanadiumpentoxide）和三氧化钨（tungstentrioxide）。一种示例是CN102698600A，根据该申请，来自生料预加热部的排气至少部分经过对应的催化剂。DE102011001773A1提出了也将来自预干燥的替代燃料的排气供应到相同的催化剂，以致其内含有的含碳有气味物质和氨也在催化剂上反应。对于氮氧化物的大程度反应来说氨必须过量这一事实是SNCR和SCR中存在的问题。大体而言，排放限制值越低，则过量必须越大。然而，极高的过量导致在还原反应之后排气中含有未反应的氨，所谓的氨泄漏（ammoniaslip），而这仅被允许是有限程度的。为了解决这个问题，在US5,510,092A中提出了基本借助于SCR来净化排气并且仅当探测到排气中存在过高的NOx浓度时在SNCR区中额外引入氨。这是为了确保安全地符合排气中的氮氧化物含量非常低，且大的过量的氨不是必须且能够进入排气的。能够在DE102011001933A1中发现用于排气净化的另外的提议。建议在生料预加热部的排气中使用SCR来脱氮。此外，来自原材料磨机（其中原材料被研磨成生料）的排气将使用碱性碳酸氢盐（alkalihydrogencarbonate）和/或碱性碳酸盐（alkalicarbonate）来处理，以便移除酸性污染物，例如硫氧化物、氯化氢和氟化氢。从而也应该实现汞含量的减少。US2009/0252665A1描述了氮氧化物的催化或非催化还原与过量氨的随后催化分解的组合，以用于净化来自蒸汽锅炉、加热单元、窑和生成排气的其它装置的排气。没有关于这种方法如何能够被用于水泥生产中的指示。然而，除了脱氮之外水泥生产中还存在进一步需求。来自预加热部的排气通常被引导到原材料磨机中；在排气出口上游的过滤器处在来自磨机的排气流中发生第一除尘。为了保护磨机和这个主排气过滤器，排气必须根据原材料和燃料材料的成分被脱酸，这通常在气体净化期间通过供应氢氧化钙发生。因此从排气有效移除了硫氧化物和其它酸性气体。如果酸性排气被允许进入主过滤器，则特别是在干净的气体区域内会产生大范围侵蚀。另外的具体问题是在热交换器中预加热生料期间，原材料中含有的氨也被释放。一般来说，来自SNCR的氨和与原材料有关的氨在原材料磨机中被吸附到生料。之后氨积聚在预加热器和原材料磨机和生料仓之间的系统中。原材料磨机平均仅在回转窖工作时间的大约85%的时间操作。在磨机不操作的时间段（所谓的直接操作）期间，来自预加热器的排气直接进入主过滤器。因此，氨被越来越多地吸入排气中，因为其不再被吸附在磨机中的原材料上。在直接操作阶段期间，之前沉积和积聚的氨被额外释放并且导致临时有限的但高的氨排放。在个别情况中，直接操作的百分比能够达到窑操作时间的30%或者甚至仅5%。因此仍然没有完全解决净化来自水泥生产的排气的目标，在该目标中需要满足日益降低的限制值并且成本和能量要求仍保持是可接受的。
技术实现思路
令人惊讶地，现在已经发现通过使用足够高过量的试剂借助于SNCR实现脱氮并使来自预加热部的排气经历组合的气体调制（gasconditioning）和催化氧化能够在水泥生产中实现非常有效的排气净化。因此通过用于净化来自回转窖中的水泥生产的排气的方法来解决上述目标，其中原材料在磨机中被研磨以便形成生料，生料在预加热器中与来自回转窖的排气逆流地被预加热并且可选地被预煅烧，被预加热且可选地被预煅烧的生料被供应到回转窖并且在回转窖中燃烧以形成水泥熟料，在进入预加热器之前，来自回转窖的排气通过使用提供氨的试剂进行选择性非催化还原而被脱氮，并且其中根据本专利技术，来自预加热器的排气经历气体调制和催化氧化。该目标进一步通过用于气体调制和催化氧化的装置来解决，该装置根据本专利技术在用于水泥熟料生产的设施（plant）中被设置在磨机和预加热器之间，该设施包括：磨机，原材料在其中被研磨以形成生料；预加热器，生料在其中与来自回转窖的排气逆流地被预加热并且可选地被预煅烧；回转窖，被预加热且可选地被预煅烧的生料在其中被燃烧以形成水泥熟料；以及在回转窖和预加热器之间的区段，氮氧化物在该区段中被提供氨的试剂还原。气体调制能够有利地包括使用碱性物质（优选地使用氢氧化钙）进行气体净化。用于水泥生产的设施主要地对应于已知设施，因此在此不详细描述已知部分。详细描述能够例如在W.H.Duda；InternationaleVerfahrenstechnikenderZementIndustrie，第1-3卷，1985，BauverlagWiesbadenundBerlin中找到。根据本专利技术，一方面提供已知的SNCR。其被置于回转窑和预加热器之间以便符合830℃至970℃的期望的反应温度。借助于SNCR，通过添加氨或释放氨的化合物作为试剂，已经在回转窖内或在燃烧燃料期间形成的或源自原材料的氮氧化物被还原成氮。氨或尿素优选地被用作试剂，特别是水溶液。试剂与氮氧化物的比和馈送点被选择成使得氮氧化物尽可能完全地反应。例如，1.1至2.5（优选地1.3至1.6）的试剂摩尔比（其被计算为氨与氮氧化物（NH3:NOx）的摩尔比）是合适的。根据本专利技术，比在现有技术中更少地考虑可能的氨泄漏。这使得其可以实现广泛的转变而不需要SCR催化剂，这限制了设施成本。通常实现了<200mg/m3且甚至150mg/m3的排气中的氮氧化物含量。SNCR发生在设施中排气处于适当温度（例如从800至1000℃，优选地从830至950℃）的位置处。因此，SNCR不需要额外能量，并且氨的量（其在其它情况下对于还原将是无效的并且可能燃烧自身以形成NOx）保持较低。根据本专利技术，选择性催化氧化（SCO）和气体调制（GK）额外地发生在预加热器和磨机之间。对于直接操作，用于绕过磨机的分支位于使用催化氧化进行气体调制之后，以致仅已经根据本专利技术使用SNCR且使用SCO和GK二者处理的排气被供应到主排气过滤器。催化氧化用于氧化与SNCR有关的氨和排气中的原材料以形成氮。适当的催化剂是本领域技术人员已知的；例如它们被用于肥料生产中的排气处理中。也能够使用基于掺杂有五氧化二钒或者三氧化钨的二氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于净化来自回转窖（6）中的水泥熟料生产的排气的方法，其中，原材料在磨机（1）中被研磨以形成生料，所述生料在预加热器（5）中与来自所述回转窖（6）的排气逆流地被预加热并且可选地被预煅烧，所述被预加热且可选地被预煅烧的生料被供应到所述回转窖（6）并且在所述回转窖（6）中燃烧以形成水泥熟料，在进入所述预加热器（5）之前，来自所述回转窖（6）的所述排气通过使用提供氨的试剂进行选择性非催化还原而被脱氮，其特征在于，来自所述预加热器（5）的所述排气经历催化氧化（13）和气体调制（14）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.04.24 EP 15001227.61.一种用于净化来自回转窖（6）中的水泥熟料生产的排气的方法，其中，原材料在磨机（1）中被研磨以形成生料，所述生料在预加热器（5）中与来自所述回转窖（6）的排气逆流地被预加热并且可选地被预煅烧，所述被预加热且可选地被预煅烧的生料被供应到所述回转窖（6）并且在所述回转窖（6）中燃烧以形成水泥熟料，在进入所述预加热器（5）之前，来自所述回转窖（6）的所述排气通过使用提供氨的试剂进行选择性非催化还原而被脱氮，其特征在于，来自所述预加热器（5）的所述排气经历催化氧化（13）和气体调制（14）。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用碱性物质、优选地使用氢氧化钙的气体净化被执行为气体调制（14）。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，氨水或尿素溶液被用作所述试剂。4.根据权利要求1到3中任一项所述的方法，其特征在于，试剂的添加被测量成使得在所述非催化还原之后所述排气中的氮氧化物浓度低于450mg/m3，优选地低于200mg/m3，特别地低于150mg/m3。5.根据权利要求1到4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述SNCR中氨与氮氧化物的摩尔比被调整成1.1至2.5，优选地1.3至1.6。6.根据权利要求1到5中任一项所述的方法，其特征在于，试剂的添加发生在所述排气具有800至1000℃、优选地从830至950℃的温度的点处。7.根据权利要求1到6中任一项所述的方法，其特征在于，氧化催化剂的横截面和类型以及通过所述催化剂的所述排气的流动速率被选择成使得在催化氧化之后所述排气中的氨浓度低于30mg/m3，优选地低于10mg/m3。8.根据权利要求1到7中任一项所述的方法，其特征在于，借助于来自回转单元（11）的压缩空气不时地、通常每0.2至2个小时地将所述氧化催化剂（13）吹扫干净。9.根据权利要求8所...

【专利技术属性】
技术研发人员：S费德亨，
申请(专利权)人：海德堡水泥公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE