一种用于水泥烟气的SCR脱硝系统技术方案

本发明专利技术提供一种用于水泥烟气的SCR脱硝系统，所述系统设置于水泥生产装置的余热锅炉与生料磨之间，包括依次连接的预除尘装置、还原剂喷射装置以及SCR反应器，所述余热锅炉与所述预除尘装置相连，所述生料磨与所述SCR反应器相连；所述还原剂喷射装置与还原剂制备系统相连；所述SCR反应器与空气吹灰系统相连。所述系统解决了SCR脱硝工艺应用于水泥生产线时，催化剂积灰堵塞，容易碱中毒的问题，延长催化剂的适用寿命，并充分利用窑尾烟气热量，不增设额外热源，节能高效，系统运行成本低。

SCR denitration system for cement fume

The invention provides an SCR denitration system for cement flue gas, the system is arranged between the waste heat boiler of the cement production device and the raw meal mill, including the pre dedusting device, the reductant injection device and the SCR reactor, the waste heat boiler is connected with the pre dedusting device, the raw meal mill is connected with the SCR reactor, and the reductant injection device is connected with the reduction. The SCR reactor is connected with the air soot blowing system. The system solves the problem of catalyst ash blocking and easy alkali poisoning when SCR denitration process is applied to cement production line, prolongs the applicable life of catalyst, makes full use of the heat of flue gas at kiln tail, does not add additional heat source, saves energy and high efficiency, and the system operation cost is low.

【技术实现步骤摘要】
一种用于水泥烟气的SCR脱硝系统
本专利技术属于烟气处理领域，涉及一种用于水泥烟气的SCR脱硝系统。
技术介绍
我国的水泥窑烟气脱硝主要采用有选择性非催化还原(SNCR)技术，NOx脱除效率在60％左右，目前基本满足GB4915-2013《水泥工业大气污染排放标准》，但是其脱硝效率低，氨逃逸量大，难以满足未来必将执行的超低排放标准。选择性催化还原(SCR)脱硝技术反应条件温和，脱硝效率高(90％)，在火电行业应用已经非常成熟。但是水泥行业的SCR脱硝技术应用还较少，因为水泥生产线窑尾烟气的含尘量高达80～120g/Nm3，且粉尘中CaO含量高，将会造成催化剂床层堵塞、中毒和失活，催化剂使用寿命短，系统运行成本高。根据水泥生产线的特性，主要有四种SCR脱硝工艺方案，分别是高温高尘、高温中尘、中温中尘和低温低尘布置方案。高温高尘布置是将SCR装置布置在悬浮预热器C1与余热锅炉之间，此处烟气温度为340～360℃，满足目前成熟的商用催化剂温度要求，但是此处烟气含尘量高，若保证催化剂不堵塞、SCR稳定连续运行，要增大催化剂截面孔径，势必会增大反应器体积，增加占地面积与投资成本。高温中尘布置是在高温高尘的基础上增加SCR反应器前置除尘器，减少进入反应器的粉尘，而在340～360℃下电除尘的效率难以达到要求，布袋除尘器在此温度下运行也需要耐高温的特殊材质布袋。中温中尘布置是将预除尘器和SCR反应器布置在余热锅炉之后，此处烟气温度为180～220℃，目前已有此温度区间成熟的商用催化剂，是一个可行的方案。低温低尘布置是将SCR反应器布置在布袋除尘器之后，此处烟尘含量极低，烟气温度为80～130℃，目前还没有成熟的催化剂产品，而将烟温升至与现有成熟催化剂相适应的温度，将会消耗额外的能源。CN107596917A公开了一种水泥熟料生产线窑尾烟气的SNCR-SCR装置及工艺，利用窑尾预热器下游的中温烟气(340～360℃)实现SCR脱硝段的氨水蒸发，与自窑尾烟囱经由稀释风机引入的低温烟气(90～110℃)混合后送入SCR反应器中，进入SCR反应器的烟气温度满足常规SCR催化剂的要求，能够使脱硝反应高效进行。该专利技术未采用预除尘器，从悬浮预热器出来的高尘烟气直接进入SCR反应器，造成催化剂床层堵塞、中毒和失活，催化剂使用寿命短。该专利技术在SCR反应器的进口烟道上设置盘管氨水蒸发器，氨水走管程，烟气走壳程，利用反应器进口的高温烟气(320～360℃)将盘管内氨水气化。此工艺无需设置额外热源气化氨水，但是管道内的盘管结构复杂，增加总体烟气流动阻力。CN204555717U公开了一种水泥窑尾中温烟气SCR脱硝装置，其脱硝装置在余热锅炉之后，来自窑尾预热器的高温高尘烟气经由余热发电锅炉进行余热利用，烟气温度有所降低后，进入旋风收尘器进行收尘处理，烟气中的粉尘浓度进一步降低，与有还原剂供应系统供应的通过至布置在旋风收尘器前管道上的还原剂喷射装置喷射至烟道内的还原剂一起进入装有催化剂的中温脱硝装置进行脱硝。此工艺在SCR反应器前布置了旋风收尘器，可以降低进入SCR反应器的粉尘，但是水泥窑烟气粉尘颗粒细小，旋风收尘器效率有限。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种用于水泥烟气的SCR脱硝系统，所述系统解决了SCR脱硝工艺应用于水泥生产线时，催化剂积灰堵塞，容易碱中毒的问题，延长催化剂的适用寿命，并充分利用窑尾烟气热量，不增设额外热源，节能高效，系统运行成本低。为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：本专利技术提供一种用于水泥烟气的SCR脱硝系统，所述系统设置于水泥生产装置的余热锅炉与生料磨之间，包括依次连接的预除尘装置、还原剂喷射装置以及SCR反应器，所述余热锅炉与所述预除尘装置相连，所述生料磨与所述SCR反应器相连；所述还原剂喷射装置与还原剂制备系统相连；所述SCR反应器与空气吹灰系统相连。作为本专利技术优选的技术方案，所述余热锅炉的入口与吹灰空气加热装置的烟气出口相连，吹灰空气加热装置的烟气入口与窑尾烟道相连。作为本专利技术优选的技术方案，所述预除尘装置包括电除尘器、布袋除尘器或电袋复合除尘器中的任意一种。作为本专利技术优选的技术方案，所述还原剂喷射装置为格栅型，涡流型或混合型中的任意一种。作为本专利技术优选的技术方案，所述还原剂制备系统包括还原剂稀释风机、氨水蒸发器、氨水储罐、氨水泵以及氨水喷枪。优选地，所述还原剂稀释风机入口与所述预除尘装置的出口烟道相连，所述还原剂稀释风机出口与氨水蒸发器入口相连，所述氨水蒸发器出口与还原剂喷射装置相连，所述氨水蒸发器内部设置有所述氨水喷枪，所述氨水喷枪与所述氨水泵的出口相连，所述氨水泵的入口与所述氨水储罐相连。其中，所述氨水蒸发器内设置有2到3个氨水喷枪，氨水喷枪将氨水泵送来的氨水雾化成小液滴喷入氨水蒸发器内；还原剂稀释风机从预除尘器后引出热烟气，从氨水蒸发器底部送入，利用烟气的热量将氨水蒸发成气体，并稀释成大约20％氨气浓度的混合气，从氨水蒸发器顶部送出，至还原剂喷射装置。稀释风量通过稀释风机调节。氨水泵连接氨水储罐，将氨水抽出并泵送至氨水喷枪，氨水喷射量通过氨水泵调节。SCR工艺可以选用液氨、尿素、氨水作为还原剂。液氨具有一定的危险性，易燃易爆，且有一定毒性，使用液氨作为还原剂，对设备单的安全等级要求高。采用尿素作为还原剂，还原剂制备系统复杂，投资费用和运行费用高。所以本专利技术采用氨水作为还原剂，安全经济高效。作为本专利技术优选的技术方案，所述空气吹灰系统包括吹灰喷嘴、所述吹灰空气加热装置以及压缩空气储罐，所述压缩空气储罐出口与所述吹灰空气加热装置空气进口相连，所述吹灰空气加热器空气出口与所述吹灰喷嘴相连，所述吹灰喷嘴位于所述SCR反应器内部。为防止催化剂积灰，本专利技术设置催化剂吹灰装置。催化剂吹灰有声波吹灰，蒸汽吹灰和压缩空气吹灰几种形式。声波吹灰能量较小，只能使积灰松散脱离，无法彻底清除颗粒小的浮灰，对粘结性积灰和严重堵灰无法清除；蒸汽吹灰湿度大，腐蚀催化剂，降低催化剂活性，减少催化剂使用寿命；压缩空气吹灰效率高，可以吹去粘结性灰尘，运行可靠性高，所以本专利技术采用压缩空气吹灰。为防止催化剂骤冷开裂，消除吹灰后的升温启动时间，提高脱硝效率，减少氨气逃逸，吹灰压缩空气温度要和催化剂反应温度一致。本专利技术利用窑尾高温烟气加热压缩空气，不必设置独立热源。优选地，所述压缩空气储罐内部的压力为0.6～1.0MPa，如0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa、0.9MPa或1.0MPa等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述压缩空气经所述烟气加热装置加热后的温度为200～280℃，如200℃、210℃、220℃、230℃、240℃、250℃、260℃、270℃或280℃等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选地，所述吹灰喷嘴喷出的压缩空气的压力为0.5～1.9MPa，如0.5MPa、0.6MPa、0.7MPa、0.8MPa、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于水泥烟气的SCR脱硝系统，其特征在于，所述系统设置于水泥生产装置的余热锅炉与生料磨之间，包括依次连接的预除尘装置、还原剂喷射装置以及SCR反应器，所述余热锅炉与所述预除尘装置相连，所述生料磨与所述SCR反应器相连；/n所述还原剂喷射装置与还原剂制备系统相连；/n所述SCR反应器与空气吹灰系统相连。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于水泥烟气的SCR脱硝系统，其特征在于，所述系统设置于水泥生产装置的余热锅炉与生料磨之间，包括依次连接的预除尘装置、还原剂喷射装置以及SCR反应器，所述余热锅炉与所述预除尘装置相连，所述生料磨与所述SCR反应器相连；
所述还原剂喷射装置与还原剂制备系统相连；
所述SCR反应器与空气吹灰系统相连。


2.根据权利要求1所述的SCR脱硝系统，其特征在于，所述余热锅炉的入口与吹灰空气加热装置的烟气出口相连，吹灰空气加热装置的烟气入口与窑尾烟道相连。


3.根据权利要求1或2所述的SCR脱硝系统，其特征在于，所述预除尘装置包括电除尘器、布袋除尘器或电袋复合除尘器中的任意一种。


4.根据权利要求1-3任一项所述的SCR脱硝系统，其特征在于，所述还原剂喷射装置为格栅型，涡流型或混合型中的任意一种。


5.根据权利要求1-4任一项所述的SCR脱硝系统，其特征在于，所述还原剂喷射装置与还原剂制备系统相连；
优选地，所述还原剂制备系统包括还原剂稀释风机、氨水蒸发器、氨水储罐、氨水泵以及氨水喷枪；
优选地，所述还原剂稀释风机入口与所述预除尘装置的出口烟道相连，所述还原剂稀释风机出口与氨水蒸发器入口相连，所述氨水蒸发器出口与还原剂喷射装置相连，所述氨水蒸发器内部设置有所述氨水喷枪，所述氨水喷枪与所述氨水泵的出口相连，所述氨水泵的入口与所述氨水储罐相连。

【专利技术属性】
技术研发人员：朱廷钰，郭旸旸，朱思佳，
申请(专利权)人：中国科学院过程工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11