水泥迴轉窯幹法脫硝設備的製作方法
2023-04-24 18:06:56
水泥迴轉窯幹法脫硝設備的製作方法
【專利摘要】水泥迴轉窯幹法脫硝設備，屬於水泥脫硝【技術領域】。包括五級旋風預熱器，五級旋風預熱器的第五級預熱器（18）通過平行煙道連接分解窯（19），第五級預熱器（18）底部連接迴轉窯（20），其特徵在於：在水泥窯爐迴轉窯（20）窯尾平行煙道至五級旋風預熱器的第五級預熱器（18）下部的一段窯爐上開口插入吹送管（10），吹送管（10）連接尿素吹送裝置。本實用新型技術裝置改動投資小，一次脫硝完成，本技術為幹法脫硝，不會對窯內增加大量水分，不影響窯內氣氛，不會造成熱量流失。反應徹底不會造成?氨逃逸。
【專利說明】水泥迴轉窯幹法脫硝設備
【技術領域】
[0001]水泥迴轉窯幹法脫硝設備，屬於水泥脫硝【技術領域】。
【背景技術】
[0002]水泥窯爐的生產過程伴隨產生大量的氮氧化合物，這類氮氧化物是主要的大氣汙染物之一。傳統的煙氣脫硝技術是SCR技術和SNCR技術，SCR技術脫硝效率高，但是系統複雜，催化劑壽命短，運行成本高。而SNCR技術運行成本少，系統簡單，但其脫硝效率低，不能達到現在排放的標準。
[0003]中國專利CN 102512925 B《一種水泥窯爐煙氣脫硝工藝及脫硝裝置》公開了一種溼法脫硝後再結合SCR技術二次脫硝的水泥窯爐脫硝技術。該技術在水泥分解窯的尾部煙氣管道的二分之一處噴入還原劑，還原劑的噴入速度優選lOm/slOm/s。還原劑噴入量為還原劑中的NH3與煙氣中的NOx的摩爾比為1.1:1?2.5:1。然後煙氣再進入SCR反應器利用催化劑進行二次脫硝。其中所用的還原劑為液氨、氨水或者尿素中的一種或幾種。該脫硝工藝適合水泥窯爐煙氣脫硝，脫硝效率高。但是對水泥窯爐改動較大，工藝明顯模仿燃煤鍋爐的脫硝，需要二次脫硝才能達到預期的效果。且其還原劑的噴入方式沒有擺脫溼法脫硝的限制，需要將還原劑製備為溶液或液態才能實現按流速噴入。這種溼法脫硝使用的還原劑溶液存在易燃、易爆、易腐蝕、不易運輸，儲存困難的缺點，運行費用高。再者噴射脫硝劑內含有大量水分，影響水泥煅燒質量和窯內氣氛，最主要是造成水泥窯爐熱量流失，增加煤耗。運行時操作要求嚴格，其過量加入的氨氣容易造成氨逃逸，形成二次汙染；否則則需要增加氨氣的尾氣處理系統。由於其裝置特性在使用唯一運輸方便的尿素還原劑時也需要先製備成尿素溶液，尿素溶液中的大量水分造成水泥窯爐熱量流失的問題。尿素在水溶液中對熱不穩定，加熱到80°C就可以分解為氨氣和二氧化碳。實際效果與氨水幾乎沒有差另1J。
實用新型內容
[0004]本實用新型要解決的技術問題是:克服現有技術的不足，提供一種工藝流程短、運行費用抵、水泥窯內熱量流失小的水泥迴轉窯幹法脫硝設備。
[0005]本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是:該水泥迴轉窯幹法脫硝設備，包括五級旋風預熱器，五級旋風預熱器的第五級預熱器通過平行煙道連接分解窯，第五級預熱器底部連接迴轉窯，其特徵在於:在水泥窯爐迴轉窯窯尾平行煙道至五級旋風預熱器的第五級預熱器下部的一段窯爐上開口插入吹送管，吹送管連接尿素吹送裝置。
[0006]所述的尿素吹送裝置包括尿素提升組件、尿素儲存稱重組件、氣流吹送組件，尿素提升組件為底部設有料鬥的鬥式提升機，尿素儲存稱重組件包括料倉和螺旋輸送機，鬥式提升機頂部通過輸送管線連接至料倉頂部，料倉上貫穿設置有鬆動器，料倉底部開口下接螺旋輸送機，螺旋輸送機的出料口連接氣流吹送組件並通過吹送管將尿素吹送至第五級預熱器。本設備釆用機械送料和氣力送料聯合方式，原料入倉釆用提升機輸送，進入原料倉，脫硝劑入窯釆用氣力輸送，釆用空氣壓縮機為風動力，利用風壓將脫硝劑送入風道內。
[0007]所述的鬆動器包括變頻減速電機、攪動杆、攪動葉輪,攪動杆貫穿並凸出於料倉，攪動杆頂部與變頻減速電機相連，攪動杆底部連接至料倉下開口，攪動葉輪螺旋纏繞在攪動杆下端。能夠通過調節攪動葉輪轉速初步調節尿素的加入量。
[0008]所述的螺旋輸送機連接變頻電機。能夠通過調節變頻電機轉速實時改變轉速調節尿素輸送量。
[0009]所述的氣流吹送組件包括空氣壓縮機和文丘裡噴射器，空氣壓縮機的出氣口通過壓縮器管線連接文丘裡噴射器的進氣口，文丘裡噴射器的進料口連接螺旋輸送機的出料口，文丘裡噴射器的吹送出口連接吹送管。
[0010]所述的空氣壓縮機進氣口管路連接有氣源罐。
[0011]所述的料倉側面設有觀察窗。可以隨時觀察料倉內尿素的剩餘量。
[0012]所述的第五級預熱器內設有NOx含量實時檢測裝置，實時對應調整尿素吹入量。在幹法煙氣脫硝設備設計上採用實時調節的方式，通過窯爐的煙氣量、風量及煤粉的含氮量，用表比的方法，隨時調整尿素的吹入量，達到所需的脫硝處理效果。
[0013]本裝置可釆用pic自動控制系統，連接環保在線檢測設備埠，可設定NOx控制濃度，自動給料，由中控室控制。
[0014]由於幹法煙氣脫硝設備採用氣氣混合，只要煙氣溫度> 850°C，即可達到預期的處理效果。在水泥窯爐的不同負荷條件下，氣氣混合的適應性、穩定性、脫硝效率在有效溫度區間內比氣液混合更好，對爐內工況影響更小。
[0015]幹法煙氣脫硝劑(尿素)在煙氣溫度> 850°C時已全部氣化，與煙氣中的NOx發生還原反應，產物為氮氣、二氧化碳和水，不會對窯爐本體造成損壞。
[0016]因幹法煙氣脫硝原料(尿素)是袋裝，所以使用人工方法將尿素投入料鬥內，通過鬥式提升機輸送到料倉內；從料倉內計量並下料直至風送至煙道內，全程實施定量控制，根據煙塵排放濃度和控制排放濃度調節送料量，並環保在線檢測儀顯示脫硝是否達到國家排放標準。
[0017]尿素做為脫硝劑最主要的工藝選擇是吹入位置的溫度。也就是選擇水泥窯爐煙塵流向的最佳溫度點，因為尿素在200°C ^250°C (我查的是160°C)時即可氣化熱分解，在850°C、50°C時達到還原最佳效果，在此溫度下，分解產物與NOx產生化學反應，再加上水泥窯爐預熱器的特殊旋風結構，分解產物中還原態的氮與NOx在預熱器內循環流動，依次經過五級旋風預熱器後，將會達到預期的脫硝效果，不會產生逃逸和二次汙染。
[0018]吹送管插入第五級預熱器的噴頭為耐熱鋼管。
[0019]水泥廠不用增加和改造工藝、設備，只需在窯尾預熱器旁增加一套尿素吹送裝置即可。
[0020]不用安排專業生產崗位，因本工藝原料入倉要求是人工投料，可根據每天的脫硝劑使用量安排工人一次性投料入倉，裝置安排巡檢工定期巡檢即可。
[0021]料倉釆用電子秤重；料倉下料釆用變頻螺旋下料，根據電腦控制確定下料數量，同時解決下料口易堵問題；倉下輸送釆用電子秤，隨時根據NOx濃度自動調整脫硝劑用量。
[0022]在水泥窯爐迴轉窯窯尾平行煙道至五級旋風預熱器的第五級預熱器下部的一段窯爐上開口並風送吹入尿素顆粒；所述開口位置溫度在850°C、50°C，尿素在此高溫下熱分解為氨氣和氰酸，尿素的熱分解產物在五級旋風預熱器內隨煙氣循環流動，在依次經過五級旋風預熱器的過程中與煙氣中NOx發生非催化還原反應，達到脫硝的效果；其中尿素的加入量與第五級預熱器的煙氣中NOx的摩爾比為廣2.5:3。
[0023]所述的尿素顆粒的粒徑為0.5mnT2mm。
[0024]幹法脫硝技術以高反應活性的尿素為原料，尿素作為一種固體氨基還原劑(NR3)在850°C、50°C吹入溫度範圍內，迅速與NOx發生還原反應而達到脫硝目的。它具有運輸、儲存方便，耗能少等諸多優點。利用尿素進行幹法脫硝技術是利用氨基還原劑(NR3)在中等反應溫度、無需催化劑條件下與NOx發生反應而達到脫硝目的。幹法脫硝技術在脫硝過程中不引入水分，不會因為降低溫度增加煤耗，也不會破壞窯內氣氛。
[0025]乾燥條件下的尿素在高溫下分解產生氨氣和氰酸，處於還原態的氮元素以氨氣和氰酸兩種形式存在，高溫分解過程中不會產生水和二氧化碳而影響窯內氣氛和水泥煅燒質量。氨氣和氰酸在高溫下對NOx進行脫硝反應，實現低摩爾比的高效脫除。氰酸在高溫下作為NOx的一種快速分解劑，能夠發生8HNC0+6N02=7N2+8C02+4H20的反應。由於氨氣與氰酸和NOx反應時的需求溫度不同，所以本實用新型中還原態的氮元素適應的溫度範圍更寬，在五級旋風預熱器內能夠對NOx進行更徹底脫硝。NOx —次脫除徹底，無需二次脫硝，簡化工藝流程，簡化水泥設備改動。消除了溼法脫硝因脫硝效率低，過量氨投入不能與NOx充分反映造成氨逃逸的問題，或需要後續進行氨尾氣處理的問題。
[0026]同時因為本實用新型尿素的吹入點選擇在迴轉窯窯尾平行煙道至五級旋風預熱器的第五級預熱器下部的一段窯爐上，該段窯爐內的煙塵流向處於旋風形成點使得尿素的熱分解產物在五級旋風預熱器內循環流動，增加了接觸時間，充分的與NOx發生反應。在其他位置加入尿素因為不是處於旋風形成點，還原態的氮元素全部不能或不能全部參與五級旋風預熱器內循環流動，脫硝效率降低。
[0027]與現有技術相比，本實用新型的水泥迴轉窯幹法脫硝工藝及其設備所具有的有益效果是:本實用新型技術釆用脫硝原料為顆粒狀尿素，無毒、無味、無任何影響安全生產的因素，運輸儲存方便。
[0028]本實用新型技術在實際應用時設備、裝置改動投資小，一次脫硝完成，無需增加二次脫硝設備，工藝流程短。無需增加尿素熔融設備，設備運行費用低。本技術為幹法脫硝，不會對窯內增加大量水分，不影響窯內氣氛，不會造成熱量流失，水泥窯內熱量流失小。
[0029]本實用新型反應徹底不會造成氨逃逸。因釆用尿素為脫硝原料，而輸送方式為機械和氣力混合方式，料倉、管道、附屬裝置均不必使用防腐材料，節約了設備製造成本和維修成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0030]圖1是本實用新型水泥迴轉窯幹法脫硝工藝的一種尿素吹送裝置結構示意圖。
[0031]圖2是本實用新型水泥迴轉窯幹法脫硝工藝的尿素吹入口位置示意圖。
[0032]其中:1、料鬥2、鬥式提升機3、鬆動器4、料倉5、螺旋輸送機6、文丘裡噴射器7、空氣壓縮機8、氣源罐9、壓縮器管線10、吹送管11、變頻減速電機12、攪動杆13、攪動葉輪14、第一級預熱器15、第二級預熱器16、第三級預熱器17、第四級預熱器18、第五級預熱器19、分解窯20、迴轉窯。
【具體實施方式】
[0033]圖Γ2是本實用新型的最佳實施例，下面結合附圖Γ2對本實用新型做進一步說明。
[0034]參照附圖1、2:本實用新型的一種水泥迴轉窯幹法脫硝設備，包括五級旋風預熱器，五級旋風預熱器的第五級預熱器18通過煙道連接分解窯19，第五級預熱器18底部通過平行煙道連接迴轉窯20，第五級預熱器18內設有NOx含量實時檢測裝置，實時對應調整尿素吹入量。在迴轉窯20窯尾平行煙道至第五級預熱器18下部的一段窯爐上開口插入吹送管10，吹送管10連接尿素吹送裝置，尿素被吹入第五級預熱器20後熱分解，熱分解產物隨煙氣依次經過、第四級預熱器17、第三級預熱器16、第二級預熱器15、第一級預熱器14循環並與NOx反應；尿素吹送裝置包括底部設有料鬥I的鬥式提升機2、料倉4、螺旋輸送機5和氣流吹送組件，鬥式提升機2頂部通過輸送管線連接至料倉4頂部，料倉4上貫穿設置鬆動器3，鬆動器3包括變頻減速電機11、攪動杆12、攪動葉輪13，攪動杆12貫穿並凸出於料倉4，攪動杆12頂部與變頻減速電機11相連，攪動杆12底部連接至料倉4下開口，攪動葉輪13螺旋纏繞在攪動杆12下端；通過調節變頻減速電機11轉速能夠初步調節尿素加入量；料倉4底部開口下接螺旋輸送機5，螺旋輸送機5通過變頻電機帶動，能夠實時改變轉速調節尿素輸送量。螺旋輸送機5的出料口連接氣流吹送組件並通過吹送管10將尿素吹送至第五級預熱器18。氣流吹送組件包括空氣壓縮機7和文丘裡噴射器6，空氣壓縮機7進氣口管路連接有氣源罐8。空氣壓縮機7的出氣口通過壓縮器管線9連接文丘裡噴射器6的進氣口，文丘裡噴射器6的進料口連接螺旋輸送機5的出料口，文丘裡噴射器6的吹送出口連接吹送管10。其中，料鬥I將脫硝劑送入鬥式提升機2 ;鬥式提升機2將脫硝劑提升到料倉4 ;鬆動器3將脫硝劑均勻送入螺旋輸送機5利用變頻減速電機11實現初級計量功能，鬆動器3底部有攪拌裝置增加脫硝劑流動性；料倉4主要作為脫硝劑容器也設有稱重功能，螺旋輸送機5稱重並將脫硝劑均勻送入文丘裡噴射器6 ;文丘裡噴射器6利用文丘裡效應將脫硝劑尿素增壓後噴入第五級預熱器18。
[0035]具體實施例:由料鬥I處進行一次性投料，經鬥式提升機2運送到料倉4中儲存備用，利用鬆動器3控制料倉4下料速度，經螺旋輸送機5控制的投放量的尿素經文丘裡噴射器6吹送到吹送管10內，文丘裡噴射器6通過空氣壓縮機7和氣源罐8獲得壓縮空氣。
[0036]第五級預熱器18內的NOx含量實時檢測裝置檢測到煙氣內NOx濃度為800mg/m3。顆粒的粒徑為0.5mnT2mm的尿素經尿素吹送裝置吹送至迴轉窯20窯尾平行煙道至第五級預熱器18下部的一段窯爐上的吹入口 ；以尿素的加入量與第五級預熱器18的煙氣中NOx的摩爾比為廣2.5:3吹入尿素。實時監測第五級預熱器18的開口位置尿素吹入前後溫度；尿素在第五級預熱器18內的高溫下熱分解為氨氣和氰酸，尿素的熱分解產物在五級旋風預熱器內隨煙氣循環流動，在依次經過五級旋風預熱器的過程中與煙氣中NOx發生非催化還原反應，第一級預熱器出口的NOx含量實時檢測裝置檢測到煙氣內NOj農度為48mg/m3以下，氨氣的濃度為1.2ppm以下。
[0037]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，並非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業的技術人員可能利用上述揭示的技術內容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術方案內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬於本實用新型技術方案的保護範圍。
【權利要求】
1.一種水泥迴轉窯幹法脫硝設備，包括五級旋風預熱器，五級旋風預熱器的第五級預熱器(18)通過平行煙道連接分解窯(19)，第五級預熱器(18)底部連接迴轉窯(20)，其特徵在於:在水泥窯爐迴轉窯(20)窯尾平行煙道至五級旋風預熱器的第五級預熱器(18)下部的一段窯爐上開口插入吹送管(10)，吹送管(10)連接尿素吹送裝置。
2.根據權利要求1所述的一種水泥迴轉窯幹法脫硝設備，其特徵在於:所述的尿素吹送裝置包括尿素提升組件、尿素儲存稱重組件、氣流吹送組件，尿素提升組件為底部設有料鬥(I)的鬥式提升機(2)，尿素儲存稱重組件包括料倉(4)和螺旋輸送機(5)，鬥式提升機(2)頂部通過輸送管線連接至料倉(4)頂部，料倉(4)上貫穿設置有鬆動器(3)，料倉(4)底部開口下接螺旋輸送機(5)，螺旋輸送機(5)的出料口連接氣流吹送組件並通過吹送管(10)將尿素吹送至第五級預熱器(18)。
3.根據權利要求2所述的一種水泥迴轉窯幹法脫硝設備，其特徵在於:所述的鬆動器(3 )包括變頻減速電機(11 )、攪動杆(12 )、攪動葉輪(13 )，攪動杆(12 )貫穿並凸出於料倉(4)，攪動杆(12 )頂部與變頻減速電機(11)相連，攪動杆(12 )底部連接至料倉(4)下開口，攪動葉輪(13 )螺旋纏繞在攪動杆(12 )下端。
4.根據權利要求2所述的一種水泥迴轉窯幹法脫硝設備，其特徵在於:所述的螺旋輸送機(5)連接變頻電機。
5.根據權利要求2所述的一種水泥迴轉窯幹法脫硝設備，其特徵在於:所述的氣流吹送組件包括空氣壓縮機(7 )和文丘裡噴射器(6 )，空氣壓縮機(7 )的出氣口通過壓縮器管線(9)連接文丘裡噴射器(6)的進氣口，文丘裡噴射器(6)的進料口連接螺旋輸送機(5)的出料口，文丘裡噴射器(6 )的吹送出口連接吹送管(10 )。
6.根據權利要求5所述的一種水泥迴轉窯幹法脫硝設備，其特徵在於:所述的空氣壓縮機(7 )進氣口管路連接有氣源罐。
7.根據權利要求2所述的一種水泥迴轉窯幹法脫硝設備，其特徵在於:所述的料倉(4)側面設有觀察窗。
8.根據權利要求1所述的一種水泥迴轉窯幹法脫硝設備，其特徵在於:所述的第五級預熱器(18)內設有NOx含量實時檢測裝置，實時對應調整尿素吹入量。
【文檔編號】B01D53/83GK203971747SQ201420422834
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月30日 優先權日:2014年7月30日
【發明者】金山, 宋軍華 申請人:淄博聯創環保科技有限公司