[發明專利]用于水泥回轉窯的SNCR脫硝裝置和方法

有效

• 申請號: 201210301178.0
• 申請日: 2012-08-22
• 公開（公告）號: CN102806003A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 宋薔;姚強;付世龍
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B01D53/79
• 分類號: B01D53/79;B01D53/56
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 黃家俊

技術領域

本發明屬于水泥回轉窯污染物排放控制技術領域，特別涉及一種用于水泥回轉窯的SNCR脫硝裝置和方法。

背景技術

氮氧化合物NO_x是大氣的主要污染物之一，它主要由NO和NO₂兩種物質組成。各種工業設備高溫燃燒產生的NO_x主要以NO的形式存在，NO排放到大氣中后很容易和大氣中的O₂反應生成NO₂，引發酸雨、光化學煙霧等污染現象，對人類的健康造成巨大的不良影響，同時也會對生態環境和工業設備、建筑等造成嚴重的損害。隨著我國社會經濟的快速發展，我國水泥的用量和產量都有大幅度的攀升。由于水泥的生產存在高溫煅燒階段，故需要大量的化石燃料提供能量，因此會排放大量的NO_x。目前在我國，水泥生產已經成為繼火力發電、汽車尾氣和工業鍋爐之后第四大NO_x排放源。根據水泥回轉窯NO_x的生成機理，控制其排放的主要手段包括低NO_x燃燒技術和燃燒后脫硝技術，綜合考慮控制技術成本和脫硝性能，選擇性非催化還原（Selective?Non-catalytic?Reduction，SNCR）脫硝技術是最佳選擇。SNCR脫硝技術主要應用于水泥回轉窯的分解爐段，采用還原劑在850-1100℃的溫度范圍內將NO_x還原為N₂。水泥回轉窯內CaO等粉塵對還原劑有催化氧化作用，從而影響了SNCR脫硝性能。

發明內容

針對水泥回轉窯內CaO等粉塵對還原劑有催化氧化作用，從而影響了SNCR脫硝性能這一問題，結合水泥回轉窯NO_x的生成主要集中在水泥回轉窯和分解爐這兩部分的特點，本發明提出了一種適用于水泥回轉窯的SNCR脫硝裝置和方法，將還原劑用兩級噴槍噴射，一級噴槍布置在水泥回轉窯尾部或分解爐底部，溫度滿足950~1150℃區間的要求，利用一級噴射區的高溫環境加快SNCR氣相脫硝反應速度，從而抑制了CaO等粉塵對還原劑的催化氧化作用，通過一級噴槍的還原劑噴射，有效減少了水泥回轉窯區域生成的NO_x；二級噴槍布置在分解爐燃燒區之后（按煙氣流向計），溫度滿足800~1050℃區間的要求，利用二級噴槍的還原劑噴射，將分解爐燃燒區生成的NO_x和水泥回轉窯煙氣中未被脫除的NO_x脫除。

本發明的一種用于水泥回轉窯的還原劑多級噴射選擇性非催化還原脫硝裝置結構如下：

所述的用于水泥回轉窯的還原劑多級噴射選擇性非催化還原脫硝裝置包括還原劑制備和存儲系統、還原劑輸運系統、還原劑噴射系統和控制系統；所述的還原劑制備和存儲系統包括還原劑貯存罐和還原劑溶解罐，二者通過管路直接相連；所述的還原劑輸運系統包括輸送泵和輸送管路，輸送泵一端和還原劑溶解罐通過管路相連，另一端由輸送管路通過調節閥和加壓泵相連；所述的還原劑噴射系統包括一個加壓泵、一個一級噴槍和一個二級噴槍；所述的控制系統包括兩個流量計和兩個流量計控制器，一個流量計的一端通過管路和加壓泵相連，另一端通過管路和一級噴槍相連，另一個流量計的一端通過管路和加壓泵相連，另一端通過管路和二級噴槍相連；每個流量計控制器和一個流量計相連；

根據具體水泥生產線的溫度分布，確定一級噴槍和二級噴槍的位置：一級噴槍布置在水泥回轉窯尾部或分解爐底部，溫度滿足950~1150℃區間的要求；二級噴槍布置在分解爐燃燒區之后（按煙氣流向計），溫度滿足800~1050℃區間的要求；每級噴槍均布置一層或多層，每層采用3-6只噴槍沿截面周向均勻布置；

一級噴槍和二級噴槍共用還原劑制備和存儲系統，每級噴槍的還原劑流量由流量計單獨計量，并通過流量計控制器分別控制；

分別在一級噴槍和二級噴槍的下游10-20m的位置安裝NO_x在線檢測儀表，在線測量每級噴槍后NO_x的凈化情況；

一種利用上述裝置進行水泥回轉窯的還原劑多級噴射選擇性非催化還原脫硝的方法，其特征如下：