一种水泥窑尾烟气脱硝及余热回收的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种水泥窑尾烟气脱硝及余热回收的系统，包括预热器、余热锅炉、高热风机、高温袋除尘器、SCR脱硝反应器、生料磨、窑尾除尘器、引风机、换热器和烟囱，水泥回转窑窑尾的烟气出口通过管道与预热器下部的入口连通，预热器顶部的出口通过管道与余热锅炉顶部的入口连通；余热锅炉下部的出口通过管道与高温袋除尘器入口连通，高温袋除尘器出口通过管道与SCR脱硝反应器的入口连通，SCR脱硝反应器底部的出口通过管道与生料磨的入口连通；生料磨的出口通过管道与窑尾除尘器的入口连通。本实用新型专利技术提供了超低温余热利用与污染物超低排放的有效协同研究。能低能耗、高效率的降低水泥窑烟气中NOx的含量，最终实现烟气的清洁排放。

A system for denitration and waste heat recovery of flue gas from cement kiln

【技术实现步骤摘要】
一种水泥窑尾烟气脱硝及余热回收的系统
本技术涉及大气污染物治理
，特别是一种水泥窑尾烟气脱硝及余热回收的系统。
技术介绍
水泥行业NOx排放总量居工业排放第二位，仅次于电力行业，在电力、钢铁均已实施超低改造的情况下，实现水泥行业污染物超低排放是大势所趋。国家对水泥行业污染物的排放标准也日趋严格。水泥行业已应用的低氮燃烧、分级燃烧和SNCR技术减排效率难以满足日趋严格的标准要求，因此，推进水泥行业的氮氧化物控制技术势在必行。采用SCR脱硝技术是水泥行业实现超低排放的必由之路，虽然SCR技术在燃煤烟气的使用已经比较成熟，但水泥生产工艺特点和烟气工况与电厂有很大差别，无法直接照搬电厂SCR技术，因此需要结合水泥生产及烟气条件研发适用于水泥窑烟气特性的SCR脱硝技术。目前SCR脱硝技术在国外水泥生产中已有应用，但实际案例不多，例如2000年德国Solnhofen水泥厂采用高尘布置SCR，脱硝效率达到80%，存在的问题是：第一，运行时间短，容易出现催化剂系统堵塞；第二，催化剂需要频繁更换，系统停用频繁，严重运行了设备连续运转；第三，运行成本不可控。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种水泥窑尾烟气脱硝及余热回收的系统，要解决现阶段水泥窑烟气全过程氮氧化物超低排放控制过程复杂、脱硝效率低、能源消耗大且余热无法利用、催化剂易堵塞孔道等技术问题。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：本技术提供一种水泥窑尾烟气脱硝及余热回收的系统，包括预热器、余热锅炉、高热风机、高温袋除尘器、SCR脱硝反应器、生料磨、窑尾除尘器、引风机、换热器和烟囱，水泥回转窑窑尾的烟气出口通过管道与预热器下部的入口连通，预热器顶部的出口通过管道与余热锅炉顶部的入口连通；余热锅炉下部的出口通过管道与高温袋除尘器入口连通，高温袋除尘器出口通过管道与SCR脱硝反应器的入口连通，SCR脱硝反应器底部的出口通过管道与生料磨的入口连通；生料磨的出口通过管道与窑尾除尘器的入口连通，窑尾除尘器的出口通过管道与换热器连通，经换热器降温后的气体通过管道从烟囱排出。进一步，SCR脱硝反应器出口处的氮氧化物含量低于50mg/Nm3。进一步，余热锅炉与高温袋除尘器之间的管道上、靠近高温袋除尘器入口的一侧设置有高热风机。进一步，窑尾除尘器与换热器之间的管道上设置有引风机。进一步，SCR脱硝反应器的顶部设置有氨水补水口。(氨水补水口由自有氨水系统提供)进一步，还包括旁路系统；旁路系统一端和预热器与余热锅炉之间的管路连通，旁路系统另一端和余热锅炉与高温袋除尘器之间的管路连通。（旁路系统可以是原有系统中的支路也可以是应急支路系统）进一步，还包括增湿塔；增湿塔的入口通过支管和SCR脱硝反应器与生料磨之间的管路连通，增湿塔的出口通过支管和生料磨与窑尾除尘器之间的管路连通。进一步，换热器上设置有入水口和出水口；出水口通过管路与余热锅炉底部连通。进一步，高温袋除尘器为金属间化合物柔性膜高温高精度除尘器；处理后的粉尘不高于30mg/Nm3。进一步，高温袋除尘器与窑尾除尘器的入口和出口处均设置有挡板门。进一步，生料磨的的入口和出口处均设置有挡板门。进一步，SCR脱硝反应器的入口和出口处均设置有挡板门。本技术的有益效果体现在：1，本技术提供的一种水泥窑尾烟气脱硝及余热回收的系统，提供了高温除尘器和SCR脱硝工艺系统的耦合研究及应用方式。同时进行了超低温余热利用与污染物超低排放的有效协同研究。能低能耗、高效率的降低水泥窑烟气中NOx的含量，最终实现烟气的清洁排放。2，通常当水泥窑尾烟气中氧化钙等碱金属含量超过80%，远高于电站锅炉5-10%的水平，易引起催化剂的中毒，降低催化剂的活性。本技术提供的一种水泥窑尾烟气脱硝及余热回收的系统，对水泥生产过程中的高碱、高钙对SCR催化剂的影响做了细致的研究。3，在窑尾高温风机出口后先设置高温袋除尘器和窑尾除尘器，将烟气中的粉尘浓度降低，之后进入SCR反应器，喷射的还原剂在低温催化剂的作用下将低温、低尘的烟气条件下完成脱硝反应，最终将氮氧化物含量降至50mg/Nm3以下。通过余热回收装置实现余热利用。完成了固废、危废协同处置产生的有害气体对SCR催化剂的影响研究。克服了传统的纤维布袋除尘器在高温烟气环境中容易产生“烧袋现象”，针对水泥窑的烟气参数，采用“金属间化合物柔性膜高温高精度除尘器”，可实现粉尘不高于30mg/Nm3的超低排放。4，针对水泥炉窑高活性低温SCR催化剂的研究及应用。由于烟气中的SO2浓度极低，故而使用了中温催化剂，催化温度为200-300℃。催化剂的反应温度与余热锅炉后高温风机出口烟气温度（220-280℃）能较好的匹配，粉尘浓度为50-80g/Nm3。使用时，有效的防止催化剂堵塞的情况，无需增大原本催化剂的体积，并且催化剂寿命较长，后期更换费用低。本技术是针对水泥行业典型生产工艺烟气污染物排放特征，结合源头过程及末端控制，研发水泥窑烟气全过程氮氧化物超低排放控制技术，为改善大气环境质量提供重要技术支撑。具有较好的推广作用。本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的主要目的和其它优点可通过在说明书中所特别指出的方案来实现和获得。附图说明下面结合附图对本技术做进一步详细的说明。图1是本技术一种水泥窑尾烟气脱硝及余热回收的系统结构示意图。附图标记：1-预热器、2-余热锅炉、3-高温风机、4-高温袋除尘器、5-SCR脱硝反应器、6-生料磨、7-窑尾除尘器、8-引风机、9-换热器、10-烟囱、11-氨水补入口、12-增湿塔、13-水泥回转窑、14-自有氨水系统、15-旁路系统、16-挡板门。具体实施方式以下通过实施例来详细说明本技术的技术方案，以下的实施例仅仅是示例性的，仅能用来解释和说明本技术的技术方案，而不能解释为对本技术技术方案的限制。如图1所示，针对水泥行业典型生产工艺及烟气污染物排放特征，结合源头过程减排及末端协同控制，本技术提供一种水泥窑尾烟气脱硝及余热回收的系统，用以实现氮氧化物超低排放。具体的，包括预热器1、余热锅炉2、高热风机3、高温袋除尘器4、SCR脱硝反应器5、生料磨6、窑尾除尘器7、引风机8、换热器9、增湿塔12和烟囱10，水泥回转窑13窑尾的烟气出口通过管道与预热器1下部的入口连通，水泥窑尾余热锅炉出口烟温一般在220℃-300℃，完全满足低温催化剂的反应温度。故将SCR脱硝反应器5布置在余热锅炉2的出口处。本技术较好的克服了现有技术中的如下问题：第一，由于预热器旋风筒出口温度约为350-400℃，粉尘浓度80-100g/Nm3偏高，同时为防止催化剂堵塞而选择使用大孔催化剂的情况。第二，使用的催化剂的体积进一步增大，烟气中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水泥窑尾烟气脱硝及余热回收的系统，其特征在于：包括预热器（1）、余热锅炉（2）、高热风机（3）、高温袋除尘器（4）、SCR脱硝反应器（5）、生料磨（6）、窑尾除尘器（7）、引风机（8）、换热器（9）和烟囱（10），水泥回转窑（13）窑尾的烟气出口通过管道与预热器（1）下部的入口连通，预热器（1）顶部的出口通过管道与余热锅炉（2）顶部的入口连通；/n余热锅炉（2）下部的出口通过管道与高温袋除尘器（4）入口连通，高温袋除尘器（4）出口通过管道与SCR脱硝反应器（5）的入口连通，SCR脱硝反应器（5）底部的出口通过管道与生料磨（6）的入口连通；/n生料磨（6）的出口通过管道与窑尾除尘器（7）的入口连通，窑尾除尘器（7）的出口通过管道与换热器（9）连通，经换热器（9）降温后的气体通过管道从烟囱（10）排出。/n

【技术特征摘要】
1.一种水泥窑尾烟气脱硝及余热回收的系统，其特征在于：包括预热器（1）、余热锅炉（2）、高热风机（3）、高温袋除尘器（4）、SCR脱硝反应器（5）、生料磨（6）、窑尾除尘器（7）、引风机（8）、换热器（9）和烟囱（10），水泥回转窑（13）窑尾的烟气出口通过管道与预热器（1）下部的入口连通，预热器（1）顶部的出口通过管道与余热锅炉（2）顶部的入口连通；
余热锅炉（2）下部的出口通过管道与高温袋除尘器（4）入口连通，高温袋除尘器（4）出口通过管道与SCR脱硝反应器（5）的入口连通，SCR脱硝反应器（5）底部的出口通过管道与生料磨（6）的入口连通；
生料磨（6）的出口通过管道与窑尾除尘器（7）的入口连通，窑尾除尘器（7）的出口通过管道与换热器（9）连通，经换热器（9）降温后的气体通过管道从烟囱（10）排出。


2.如权利要求1所述的水泥窑尾烟气脱硝及余热回收的系统，其特征在于，SCR脱硝反应器（5）出口处的氮氧化物含量低于50mg/Nm3。


3.如权利要求1所述的水泥窑尾烟气脱硝及余热回收的系统，其特征在于，余热锅炉（2）与高温袋除尘器（4）之间的管道上、靠近高温袋除尘器（4）入口的一侧设置有高热风机（3）。


4.如权利要求1所述的水泥窑...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙丽，王玉龙，段威，付月，姚宣，唐坚，
申请(专利权)人：北京国电龙源环保工程有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11