一種窯外分解幹法水泥窯熱碳還原脫硝技術的製作方法
2023-12-02 19:03:56
專利名稱：一種窯外分解幹法水泥窯熱碳還原脫硝技術的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種窯外分解幹法水泥窯熱碳還原脫硝工藝與技術，屬於環境保護領域。
背景技術：
氮氧化物控制技術，如，燃燒後脫硝技術，主要應用於燃煤電廠的脫硝。燃燒後脫硝技術主要包括非催化性還原技術、催化性還原技術、活性炭吸附、電子束脫硝等。催化性還原技術在我國燃煤電廠應用得較為普遍、較為成熟。催化還原脫硝技術，是在有催化劑的作用下，在相對較低的溫度下，利用尿素或氨水等還原劑選擇性地將NOx還原成N2的一種脫硝方法。雖然催化還原脫硝技術脫硝效率高，但該方法不太適合水泥行業。對於水泥行 業來說，因其生產中煙氣溫度高、粉塵濃度大，很多脫硝技術均不太適用。
發明內容
針對目前我國水泥行業煙氣溫度高、粉塵濃度大的生產環境，申請人根據實踐經驗和多次試驗，開發出一種窯外分解幹法水泥窯的高效脫硝技術，本技術具有實施簡單、建設和運行成本低、脫硝效率高的特點。本發明的目的在於提供一種窯外分解幹法水泥窯熱碳還原脫硝技術，包括步驟I)製備脫硝劑，存儲備用；2)以冷卻熟料的餘熱空氣作為輸送介質，將燃燒發熱量相當於40%燃料發熱量的脫硝劑，噴入水泥窯頭部，並保持過量空氣係數a為0.9 0.95，使該區域形成還原區A，部分NOx在此處被還原；3)將燃燒發熱量相當於60%燃料發熱量的脫硝劑，仍以冷卻熟料的餘熱空氣作為輸送介質，噴入預分解窯900°C-1100°C的區域，預分解窯內保持過量空氣係數0.8 0. 95， 使該區域形成還原區B，大量的NOx在此被還原，脫除了煙氣中的NOx ；4)繼續將冷卻熟料的餘熱空氣引入第四級原料預熱器，並使該區域過量空氣係數I. 05 I. 2，形成燃盡區Y ;使煙氣中的未燃燒完的脫硝劑燃盡同時預熱原料；所述冷卻熟料的餘熱空氣的溫度保持在350 450°C。為了獲得更好的效果，脫硝劑噴入預分解窯時呈扇面分布並可調整方向和角度，以便均勻地噴入預分解窯內各角落；脫硝劑噴入爐膛的速度為40m/s 60m/s，保持脫硝劑在還原區B停留的時間超過2s。本發明的另一個目的在於提供一種脫硝劑，用於窯外分解幹法水泥窯熱碳還原脫硝。本發明脫硝劑的質量百分比組成為煤粉90 97%，釩渣1_5%，硫酸銅渣1-5%，鈦渣1_5%。所述煤粉是水泥窯中燃燒發熱的煤粉。為了獲得更好的效果，本脫硝劑可以粉磨至細度為75pm篩篩餘< 10%。
本發明的優點和特點I)實現了窯外分解幹法水泥窯熱碳還原脫硝，脫硝效率可以達到70%以上。2)本發明技術投資成本小、運行費用低，運行過程安全性好。3)本發明技術實施簡單，對水泥窯的改造較小。
圖I.窯外分解幹法水泥窯熱碳還原脫硝工藝流程圖其中，I或10 :高溫風機；2 :—級預熱器；3 :二級預熱器；4 :三級預熱器；5 :四級預熱器；6 :預分解窯；7 :水泥迴轉窯；8或11 :脫硝劑倉；9或12 :餵煤系統。
具體實施例方式為了更好地理解本發明，下面通過實施例作進一步的說明，但不限制本發明。實施例I按質量取水泥窯中燃燒發熱的煤粉95%、釩渣2%的、酸銅渣1%的硫和鈦渣2%，混合磨細至75 y m篩篩餘6%，得脫硝劑。實施例2取實施例I製備的脫硝劑，存儲於煤粉倉8和11中備用。將生料從一級預熱器2入口管道輸入，與二級預熱器3出口的熱氣體混合，進行有效的氣固熱交換，然後在一級預熱器內進行氣固分離，含少量粉塵的尾氣自頂部排出至電除塵器進一步淨化；之後被一次預熱的生料粉輸入至二級預熱器3入口管道；如此經三級預熱器4、四級預熱器5反覆進行換熱，最後，將從四級預熱器5出來的已被預熱到780°C左右的生料粉送入預分解窯6，使其中90%左右的碳酸鈣分解後入水泥迴轉窯7燒成熟料。煤粉倉8中的脫硝劑經餵煤系統9通過高溫風機10引入的冷卻熟料餘熱空氣，通過設置於水泥窯頭部的噴頭噴入水泥窯頭部；煤粉倉11中的脫硝劑經餵煤系統12通過高溫風機I引入的冷卻熟料餘熱空氣送入預分解窯6中燃燒。煅燒熟料所需的40%熱量，由煤粉倉8經餵煤系統9通過高溫風機10引入的冷卻熟料餘熱空氣噴入的脫硝劑提供；其餘60%熱量，由煤粉倉11中的脫硝劑經餵煤系統12通過高溫風機I引入的冷卻熟料餘熱空氣送入預分解窯6中燃燒而得。熟料出迴轉窯時溫度很高，用空氣冷卻以回收餘熱；部分餘熱空氣經高溫風機10引入供窯內煤粉燃燒用，另一部分餘熱空氣經高溫風機I引入作為助燃空氣。在水泥迴轉窯7中，由於噴入脫硝劑，且保持該區域過量空氣係數a為0.9
0.95，由此形成還原區A ;在此區域，產生的NOx —部分得到還原；在預分解窯6內，因餘熱空氣作為輸送介質將脫硝劑噴入預分解窯900°C -IlOO0C區域，且保持該區域過量空氣係數0. 8 0. 95，而形成還原區B。脫硝劑噴入預分解窯時，呈扇面分布並可調整方向和角度，脫硝劑噴入爐膛的速度為40m/s 60m/s，保持脫硝劑在還原區B停留的時間超過2s。在還原區B，煙氣中的NOx被大量脫除。在第四級預熱器U型管道部分的C區域，引入餘熱空氣使該區域過量空氣係數
1.05 I. 2，形成燃盡區Y ;不僅燃盡未燃燒完的脫硝劑並且作為原料的熱交換氣體。
在整個過程中，冷卻熟料的餘熱空氣的溫度保持在350 450°C。經檢測，本方法總脫硝率為76%。實施例3 按質量取水泥窯中燃燒發熱的煤粉97%、釩渣I %、硫酸銅渣1%和鈦渣1%，混合磨細至75 y m篩篩餘8%，得脫硝劑。實施例4取實施例3製備的脫硝劑，存儲於煤粉倉8和11中備用。按實施例2的工藝操作進行脫硝。經檢測，本方法總脫硝率為72%。實施例5按質量取水泥窯中燃燒發熱的煤粉93%、釩渣3%、硫酸銅渣1%和鈦渣3%，混合磨細至75 y m篩篩餘5%，得脫硝劑。實施例6取實施例5製備的脫硝劑，存儲於煤粉倉8和11中備用。按實施例2的工藝操作，進行脫硝。經檢測，本方法總脫硝率為80%。
權利要求
1.一種窯外分解幹法水泥窯熱碳還原脫硝技術，其特徵在於包括步驟 1)以冷卻熟料的餘熱空氣作為輸送介質，將燃燒發熱量相當於40%燃料發熱量的脫硝齊U，噴入水泥窯頭部，並保持該區域過量空氣係數a為0.9 0.95，使該區域形成還原區A ； 2)仍以冷卻熟料的餘熱空氣作為輸送介質，將燃燒發熱量相當於60%燃料發熱量的脫硝劑，噴入預分解窯900°C-1100°C的區域，保持該區域過量空氣係數0.8 0. 95，使該區域形成還原區B ； 3)繼續將冷卻熟料的餘熱空氣引入第四級原料預熱器，並使該區域過量空氣係數為I. 05 I. 2，形成燃盡區Y ; 所述冷卻熟料的餘熱空氣的溫度為350 450°C。
2.如權利要求I所述的一種窯外分解幹法水泥窯熱碳還原脫硝技術，其特徵在於脫硝劑噴入預分解窯時，呈扇面分布並可調整方向和角度，脫硝劑噴入爐膛的速度為40m/s 60m/s，保持脫硝劑在還原區B停留的時間超過2s。
3.如權利要求I所述的一種窯外分解幹法水泥窯熱碳還原脫硝技術，其特徵在於所述脫硝劑由以下質量分數的組分組成煤粉90 97 %，釩渣1-5 %，硫酸銅渣1-5%，鈦渣1-5% ； 所述煤粉是水泥窯中燃燒發熱的煤粉。
4.如權利要求I所述的一種窯外分解幹法水泥窯熱碳還原脫硝技術，其特徵在於所述脫硝劑的細度為75iim篩篩餘< 10%。
全文摘要
本發明公開了一種窯外分解幹法水泥窯熱碳還原脫硝工藝與技術，本發明方法實現了窯外分解幹法水泥窯熱碳還原脫硝，脫硝效率在70％以上，本發明技術實施簡單，投資成本小，運行費用低，運行過程安全性好。
文檔編號B01D53/56GK102745920SQ20121024844
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月18日 優先權日2012年7月18日
發明者張磊, 楊久俊, 楊永, 楊沛森, 王雪萍, 趙明銀 申請人:天津城市建設學院