一种水泥窑炉废气氮氧化物超低排放系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种水泥窑炉废气氮氧化物超低排放系统，本系统在分解炉中设置还原区，通过缺氧燃烧，产生CO、固定碳等还原物质，还原氮氧化物为氮气；本系统布置SNCR，在水泥窑中的分解炉布置SNCR喷枪，经SNCR脱硝后的废气进入余热锅炉，余热锅炉出口与主路除尘器相连，除尘器出口与SCR入口相连，SCR系统配备催化剂热解析系统，废气出SCR后可排出到烟囱；废气出SCR后也可以余热深度利用，进入原料磨等设备烘干原料，然后进入支路除尘器，然后排出到烟囱。可以稳定可靠长期实现水泥窑废气超低排放氮氧化物排放浓度不高于50毫克/立方米，并且适应节能型水泥窑炉中低温烟气，适应余热锅炉及发电系统。锅炉及发电系统。锅炉及发电系统。

【技术实现步骤摘要】
一种水泥窑炉废气氮氧化物超低排放系统


[0001]本技术涉及水泥窑炉的废气处理领域，尤其涉及到一种水泥窑炉废气氮氧化物超低排放系统。

技术介绍

[0002]《2019年水泥行业大气污染防治攻坚战实施方案》提出2019年水泥行业，2+26个城市2019年底主要污染物排放达到：颗粒物≤10mg/Nm3；氮氧化物≤100 mg/Nm3；二氧化硫≤50 mg/Nm3；
[0003]浙江省提出：2025年6月底前，水泥窑及窑尾余热利用系统烟气颗粒物≤10mg/Nm3；氮氧化物≤50 mg/Nm3；二氧化硫：≤35 mg/Nm3；
[0004]因此水泥窑NO
x
超低排放深度减排工作势在必行。
[0005]水泥窑烟气中粉尘含量高、粉尘粒径细、成分中大部分为CaO、CaCO3、SiO2，催化剂易磨损、易堵塞；粉尘中含CaO、Na2O、K2O等、部分掺烧垃圾或固废的水泥窑烟气成分更为复杂，催化剂易碱金属中毒；
[0006]新型节能水泥窑排出的废气温度大多低于270度，没有高温催化剂的反应温度空间。
[0007]采用中温SCR和低温SCR时，烟气中的SO2、SO3会使催化剂中毒，造成催化剂低温失活；在生产中由于低负荷运行、氨逃逸、喷氨温度低和温度场不均等原因，造成硫酸氢铵凝结成液态，粘附在催化剂上，造成催化剂活性降低，直至失去活性，因而影响了催化剂的正常使用，只有及时使液态的硫酸氢铵变成气态，才能恢复催化剂活性。
[0008]目前，行业内还没有一种完备的方案，适应节能型水泥窑炉中低温烟气，适应余热锅炉及发电系统，可以稳定可靠长期实现水泥窑废气超低排放氮氧化物排放浓度≤50 mg/Nm3。

技术实现思路

[0009]本技术针对现有技术的不足，提供一种水泥窑炉废气氮氧化物超低排放系统，实现了氮氧化物超低排放，并且实现了脱硝烟气的余热利用。
[0010]本技术是通过如下技术方案实现的，提供一种水泥窑炉废气氮氧化物超低排放系统，包括SNCR装置、余热锅炉、主路除尘器，以及与主路除尘器的出风口连通的SCR装置；SNCR装置与水泥窑炉高温分解区连通；
[0011]主路除尘器的进风口通过第一管路与水泥窑炉烟气出口连通；余热锅炉的进风口和出风口分别通过支管道与第一管路连通，第一管路上安装有位于两支管道之间的阀门。
[0012]本方案通过SNCR装置进行一次脱硝，脱硝后的废气可以直接进入主路除尘器进行除尘处理，也可经过余热锅炉的余热利用后再进入主路除尘器，实际应用中可根据实际生产进行选择，满足了不同的使用要求，经过主路除尘器除尘后的废气进入SCR装置进行二次脱硝处理，先对烟气进行除尘然后再进行SCR脱硝，除去烟尘中的碱金属，使得使用低温催
化剂成为可能，SCR脱硝效率可达到90%，相应NOx排放浓度降至28－40mg/m3，而且可以很好的控制氨逃逸。
[0013]作为优化，SCR装置连通催化剂热解析系统。本优化方案通过设置催化剂热解析系统，利用被加热的窑炉烟气对催化剂进行冲刷，温度升高快，使液态硫酸氢铵向气态的转化更加及时，可随时解析，催化剂热解析系统可采用现有技术实现。
[0014]作为优化，SCR装置的出风口连通原料磨进风口，原料磨出风口连通支路除尘器。本优化方案将二次脱硝后的废气进行深度利用，使其进入原料磨进行烘干原料，然后进入支路除尘器进行除尘，减小了烟尘颗粒排放。
[0015]作为优化，还包括将主路除尘器与SCR装置短接的短路烟道，短路烟道上安装有短路阀门。本优化方案将短路烟道的一端连接在主路除尘器进风口前侧，另一端连接在SCR装置出风口后侧，使烟气绕过主路除尘器和SCR装置，利用短路烟道分流一部分废气，可以提高烘干原料气体的温度。
[0016]作为优化，还包括连通SCR装置出风口与支路除尘器进风口的第二管路。本优化方案通过设置第二管路，使部分二次脱硝的废气绕过原料磨而直接进入支路除尘器，从而提高进入支路除尘器的气体温度，防止酸性气体冷凝。
[0017]作为优化，水泥窑炉的分解炉中（或在烟室和分解炉之间）设置还原燃烧区。通过本优化方案的设置，煤粉经高速喷煤嘴喷射至还原燃烧区后，煤粉在还原燃烧区内缺氧燃烧，产生C、CO等还原物质，还原氮氧化物为无污染的氮气，实现脱氮还原。
[0018]本技术的有益效果为：使用SNCR可以低廉地脱除废气中大部分氮氧化物，使用SCR可以高效率的深度脱除氮氧化物，而且可以可靠地控制氨逃逸，稳定可靠长期实现氮氧化物超低排放浓度不高于50毫克/立方米，适应节能型水泥窑炉中低温烟气；主路除尘器与SCR布置在余热锅炉之后，避免对余热发电造成不利影响，适应余热锅炉及发电系统；脱硝后的烟气进行原料烘干，实现了余热深度利用；适合现有的水泥生产工艺，对余热利用影响小，具有很好的应用前景。
附图说明
[0019]图1为本技术流程示意图。
具体实施方式
[0020]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。
[0021]如图1所示一种水泥窑炉废气氮氧化物超低排放系统，包括SNCR装置、余热锅炉、主路除尘器，以及与主路除尘器的出风口连通的SCR装置，经SNCR脱硝后的废气进入余热锅炉，余热锅炉出口（或中部）与主路除尘器相连，除尘器出口与SCR入口相连，SCR系统配备催化剂热解析系统，废气出SCR后可排出到烟囱。
[0022]本实施例的SNCR装置与水泥窑炉高温分解区连通，SNCR喷枪朝向高温分解区喷入氨水或尿素溶液，高温分解区为分解炉或者其它800~1050℃的高温区域，在分解炉中（或在烟室和分解炉之间）设置还原燃烧区，煤粉经高速喷煤嘴喷射至还原燃烧区后，煤粉在还原燃烧区内缺氧燃烧，产生C、CO等还原物质，还原氮氧化物为无污染的氮气，实现脱氮还原。具体的，在烟室和分解炉之间建立还原燃烧区，将原分解炉用煤的一部分均布到该区域内，
使其缺氧燃烧（第一级燃烧区域内空气过剩系数小于1）以便产生 CO、CH4、H2、HCN 和固定碳等还原剂，这些还原剂与窑尾烟气中的NO
x
发生反应，将NO
x
还原成N2等无污染的惰性气体。此外，煤粉在缺氧条件下燃烧也抑制了自身燃料型NO
x
产生，从而实现水泥生产过程中的NO
x
减排。初始NO
x
浓度通常为800~1000 mg/m3。大约可降低20%~30%的NO
x
排放量，相应NO
x
排放浓度降至600~700 mg/m3。
[0023]SNCR脱氮技术，将氨水或尿素溶液通过雾化喷射系统直接喷入分解炉合适温度区域（800~1050℃），雾化后的氨与NO
x
（NO、NO
2 等混合物）进行选择性非催化还原反应，将NO
x
转化成无污染的N2。脱硝效率一般为40%~60%，相应NO
x
排放浓度降至2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水泥窑炉废气氮氧化物超低排放系统，其特征在于：包括SNCR装置、余热锅炉、主路除尘器，以及与主路除尘器的出风口连通的SCR装置；SNCR装置与水泥窑炉高温分解区连通；主路除尘器的进风口通过第一管路与水泥窑炉烟气出口连通；余热锅炉的进风口和出风口分别通过支管道与第一管路连通，第一管路上安装有位于两支管道之间的阀门。2.根据权利要求1所述的一种水泥窑炉废气氮氧化物超低排放系统，其特征在于：SCR装置连通催化剂热解析系统。3.根据权利要求1所述的一种水泥窑炉废气氮氧化物超低排放系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雪梅，
申请(专利权)人：王雪梅，
类型：新型
国别省市：