[發明專利]一種水泥爐窯煙氣中NOx濃度的控制方法和裝置

有效

• 申請號: 201210385631.0
• 申請日: 2012-10-11
• 公開（公告）號: CN102921284A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 顧震宇;韋彥斐;金瑞奔;朱虹;范海燕;周榮;陸建海;汪昊其
• 申請（專利權）人: 浙江省環境保護科學設計研究院
• 主分類號: B01D53/79
• 分類號: B01D53/79;B01D53/56
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及化工環保技術領域，具體涉及一種水泥爐窯煙氣中NO_x濃度的控制方法和裝置。?

背景技術

根據水泥行業NOx的生成機理，針對NOx的控制技術主要分兩類，一類對燃燒過程進行控制，降低NOx的生成；另一類針對已經生成的NOx采取脫除措施。針對燃燒過程的控制技術主要有低NOx燃燒器、燃料分級燃燒、空氣分級燃燒等手段從控制氧氣供給或降低煙氣溫度等方面著手，降低熱力型NOx的生成。通過對燃燒過程的監控，如回轉窯的過量空氣系數和煙氣溫度，以及煙囪出口處的NOx、CO等污染物濃度，優化燃燒。在滿足熟料煅燒要求的前提下，盡量降低回轉窯的過量空氣系數和煙氣溫度。但是降低回轉窯內氧氣含量和煙氣溫度，影響水泥熟料煅燒品質。故水泥爐窯采用低NOx燃燒技術來降低氮氧化物的應用空間有限，脫硝效率一般不高于30％。?

針對燃燒后煙氣脫除技術，主要有選擇性催化還原技術(SelectiveCatalytic?Reduction，即SCR技術)和選擇性非催化還原技術(SelectiveNon-Catalytic?Reduction，即SNCR技術)。?

SCR技術為含有氨基的還原劑與催化劑在溫度窗口約為200～450℃區間，快速、高效地將水泥窯內煙氣中生成的NOx選擇性的還原為N₂。水泥窯SCR布置方式可采取高塵(High?dust?System)和低溫低塵(Tail-endSystem)這兩種布置方式。高塵布置方式的SCR反應器布置在第一級旋風預熱器之后，此處煙氣溫度與催化劑活性溫度窗口較為吻合。由于水泥爐窯灰塵含量高達80～100g/Nm³，易造成催化劑孔隙堵塞，使系統壓降迅速增加，從而給引風機正常運行產生嚴重威脅，從而影響水泥窯生產線長期穩定運行；同時水泥窯煙氣中鈉、鉀等水溶性堿金屬化合物易與催化劑中V₂O₅反應導致催化劑中毒，降低其活性；另外煙氣中高濃度CaO，與?經催化劑氧化而成的SO₃生成CaSO₄，覆蓋在催化劑表面，降低其活性。一旦發生催化劑磨損、中毒或失活嚴重時，均須停運SCR系統，進行催化劑的更換。?

SNCR技術為在水泥窯的適當位置噴入含有氨基的還原劑，使煙氣中已生成的NOx被還原為N₂。含有氨基的還原劑主要有氨氣、液氨、氨水和尿素。對于不同還原劑，對應的溫度窗口亦有所區別，以NH₃為還原劑的最佳溫度窗口在760～930℃之間，以尿素為還原劑，對應的脫硝反應最佳溫度窗口為950～1040℃，較之氨氣稍高。據文獻報道，氨水作為水泥窯SNCR法脫硝最適合還原劑。?

SNCR技術關鍵是還原劑噴射在合適的溫度窗口以及噴入的還原劑與煙氣中的NOx能夠進行充分混合，從而實現較高的脫硝效率，提高還原劑利用率，降低還原劑耗量和尾部氨逃逸。?

發明內容

本發明提供了一種水泥爐窯煙氣中NO_x濃度的控制方法和裝置，采用多位點聯合控制向分解爐中噴入還原劑，無需采用SNCR和SCR的聯合技術就能實現NO_x的高去除率。?

一種水泥爐窯煙氣中NO_x濃度的控制裝置，包括分解窯、預熱器和還原劑供給裝置，所述分解窯底部通過進口煙道與所述水泥爐窯的窯尾煙囪連通，所述分解窯的頂部通過出口煙道與所述預熱器連通，所述分解窯的中上部或/和所述出口煙道中分層設有若干把與所述還原劑供給裝置相連通的噴槍；還包括連接至所述還原劑供給裝置的中央控制器和監控所述窯尾煙囪中NO_x濃度、煙氣流量及煙氣溫度信息并傳輸給所述中央控制器的煙氣自動監控系統。?

在分解窯的中上部及連接分解窯與預熱器的出口煙道中，溫度保持在800～950℃，在此范圍內噴入還原劑氨水，氨水與煙氣中的NO_x能夠充分混合反應，實現高脫硝效率，提高還原劑的利用率，降低還原劑消耗量及尾部氨逃逸，且經本發明裝置處理后的煙氣滿足排放標準，不需要再行設置SCR脫硝裝置，脫硝成本大大降低。?

優選地，所述分解窯的中上部設置1～3層所述噴槍，每層設置2～8把。?

優選地，所述出口煙道豎直向上，經一倒U型管轉向后豎直向下與所述預熱器連通，所述出口煙道的豎直部分分層設置若干把所述噴槍。?

更優選地，所述出口煙道中設置1～3層所述噴槍，每層設置2～8把。?