[實用新型]一種新型干法水泥窯用生物質脫硝系統

有效

• 申請號: 201920186626.4
• 申請日: 2019-02-02
• 公開（公告）號: CN209917627U
• 公開（公告）日: 2020-01-10
• 發明（設計）人: 陳新智;劉寧;張同生;熊紹波;段云牧
• 申請（專利權）人: 廣東萬引科技發展有限公司
• 主分類號: B01D53/83
• 分類號: B01D53/83;B01D53/56
• 代理公司: 11256 北京市金杜律師事務所
• 代理人: 陳文平;黃海波

本申請涉及一種新型干法水泥窯用生物質脫硝系統，其包括用于噴加生物質脫硝粉劑的粉劑噴加裝置和用于噴加生物質脫硝水劑的水劑噴加裝置，所述水劑噴加裝置包括位于水泥窯的回轉窯尾端至三次風管尾端之間的位置(1)處的水劑噴槍，和粉劑噴加裝置包括位于在分解爐中后段至最下一級旋風筒入口之間的位置(2)處的粉劑噴槍。本申請利用分解爐氣氛特點，通過兩種生物質脫硝劑(水劑和粉劑)、三處噴加位置協同搭配，實現經濟、高效、環保的煙氣脫硝，同時具有設備投資少、使用簡單方便、脫硝劑綠色可再生等特點，將有力推動水泥工業NOx減排和環境保護，具有重要的環境、社會和經濟意義。

技術領域

本申請屬于水泥工業煙氣脫硝領域，尤其涉及一種新型干法水泥窯用生物質脫硝系統。

背景技術

隨著我國水泥生產規模的擴大，水泥工業氮氧化物(NOx)排放量成為僅次于火力發電、汽車尾氣之后的第三大污染源，嚴重影響著日益脆弱的生態環境。加之近幾年來霧霾、酸雨等自然災害肆虐全國各大中型城市，水泥行業煙氣脫硝已迫在眉睫。2013年12月環境保護部、國家質量監督檢驗檢疫總局聯合發布了《水泥工業大氣污染物排放標準》GB4915-2013代替原有標準GB4915-2004，規定現有及新建水泥廠NOx(按NO₂計)排放濃度不超過400mg/m³，重點地區執行特別排放限值為150mg/m³。

目前，水泥行業應用最廣泛的煙氣脫硝技術是選擇性非催化還原NOx技術(SNCR)。SNCR法可以使用氨水、氨氣或尿素作為還原劑。該技術脫硝效率較低(一般<60％)，導致水泥企業煙氣脫硝成本較高，也無法滿足越來越嚴格的NOx排放標準(無法將NOx 排放濃度降至150mg/m3)。選擇性催化還原技術(SCR法)普遍使用鈦基釩系催化劑 (V₂O₅-WO₃/TiO₂)。SCR法也可以使用氨水、氨氣或尿素作為還原劑。SCR法活性溫度窗口較高(320～420℃)，需要將SCR裝置安裝在窯尾收塵器之前。然而，該處煙氣中粉塵和SO₂濃度較高，這容易引起催化劑中毒、降低催化劑使用壽命。SCR和SNCR脫硝技術中氨水使用效率為60～80％，溫度過高時氨和氧反應生成NOx，溫度過低則會使 NOx還原速率過低，煙氣中氨逃逸嚴重。此外，氨水也是高能耗、高污染產品，利用氨水脫硝僅僅是將污染從水泥行業轉移到了化肥行業，在國家層面該技術不具備任何減排意義。因此，亟待開發適用于水泥工業的低成本、高效煙氣脫硝技術。

另外，水泥行業中脫硝技術已有技術規范GB 51045-2014《水泥工廠脫硝工程技術規范》，該規范是特別針對脫硝工藝而頒布的。基于脫硝技術本身的脫硝反應原理、目標污染物來源、脫硝反應條件(例如脫硝反應溫度)、反應環境、脫硝劑的選擇等方面的特殊性，該領域技術人員通常認為脫硝技術與其他環保技術例如脫硫工藝等存在明顯差異，繼而不會直接借鑒其他領域中的技術來解決脫硝工藝中的問題。

總體來說，現有技術中脫硝工藝的效率不高、脫硝效果不好，且脫硝劑存在成本高、污染嚴重的問題；而且本領域技術人員在研發脫硝技術時也容易受到技術領域的限制，導致目前仍未出現一種令人滿意的經濟、環保、高效的干法水泥窯用脫硝技術。

另一方面，地球上的生物質資源數量非常龐大且能夠不斷再生，其主要組成元素C,H, O也是現代化學工業中轉化或使用最為頻繁的三種元素。如能將生物質資源高效轉化為可被化學工業利用的起始原料，生物質資源將在人類資源結構中扮演更為重要的角色。因此，從生物質出發制備各種化學品已成為生物質資源高效利用的重要手段，世界各國都將發展生物質化工技術作為其重要的戰略部署并投入大量的人力與物力進行研發。從反應的氧化還原角度來看，生物質中含有的C，H元素具有還原性，如何將其應用于水泥工業中作為氮氧化物還原劑，替代目前使用的高能還原劑氨水是一項前景廣闊，具有重大經濟、社會效益的重要研究目標。

申請人發現，通過使用本申請的脫硝系統，能夠顯著提高脫硝工藝的效率，改善脫硝效果，并降低脫硝成本。

實用新型內容