一种烟室外旁路NOx减排系统

摘要

一种烟室外旁路NOx减排系统，包括回转窑（1）、烟室（2）、第一预热器（7）、分解炉（8）、第二预热器（9）、下料管道（5），还包括脱硝室（4），所述脱硝室（4）上设有喷射管道（17）、烟气出口（14）、烟气入口（16）、烟气出口（14）与分解炉（8）相通，烟气入口（16）通过第一阀门（13）与烟室（2）相通。

权利要求

1.一种烟室外旁路NOx减排系统，包括回转窑（1）、烟室（2）、第一预热器（7）、分解炉（8）、第二预热器（9）、下料管道（5），其特征在于：还包括脱硝室（4），所述脱硝室（4）上设有喷射管道（17）、烟气出口（14）、烟气入口（16）、烟气出口（14）与分解炉（8）相通，烟气入口（16）通过第一阀门（13）与烟室（2）相通。

2.根据要求要求1所述的一种烟室外旁路NOx减排系统，其特征在于：所述的喷射管道（17）为燃料喷射管路（11）和或脱硝剂喷射管路（13）。

3.根据要求要求2所述的一种烟室外旁路NOx减排系统，其特征在于：所述的燃料喷射管路（11）上设有阀门（10）。

4.根据要求要求2所述的一种烟室外旁路NOx减排系统，其特征在于：所述的脱硝剂喷射管路（13）上设有阀门（12）。

5.根据要求要求1所述的一种烟室外旁路NOx减排系统，其特征在于：所述的喷射管道（17）设置在脱硝室中下部的不同高度上。

6.根据要求要求1所述的一种烟室外旁路NOx减排系统，其特征在于：所述的下料管道（5）连接有第一下料分管道（5-1）和第二下料管道（5-2），第一下料分管道（5-1）和第二下料管道（5-2）分别与分解炉（8）、脱硝室内的下料器（15）相连，下料管道（5）上设有分料阀（6）。

7.根据要求要求6所述的一种烟室外旁路NOx减排系统，其特征在于：脱硝室（4）的中下部设有下料器（15），第二下料管道（5-2）与下料器（15）相连。

8.根据要求要求1所述的一种烟室外旁路NOx减排系统，其特征在于：所述的脱硝室（4）侧壁上设有测温孔（18）。

说明书

一种烟室外旁路NOx减排系统

技术领域

[0001] 本发明涉及烟气脱硝技术领域，尤其涉及水泥行业脱硝技术，具体地说是一种应用于水泥行业的烟气脱硝系统。

背景技术

[0002] 目前的水泥窑炉烟气脱硝工艺中，主要采用燃烧后脱硝技术和低NOx燃烧技术。燃烧后脱硝技术主要包括选择性非催化还原工艺（SNCR）及选择性催化还原工艺（SCR）两种。SNCR工艺主要步骤在于对炉膛温度850～1050℃这一温区内、无催化剂作用下，通过高效雾化喷枪喷入尿素溶液或氨水溶液或碱性工业废液等还原剂与烟气中NOx发生氧化还原反应，降低烟气中NOx比率；SCR工艺主要步骤在于在催化剂的作用下，还原剂NH3在相对较低的温度下(260～450℃)喷入反应区与NOx发生反应，产生N2。SCR工艺下NOx脱除效率通常很高，喷入到烟气中的氨几乎完全和NOx反应，有少量氨逃逸。但是，水泥厂烟气具备高含尘量这一特性，随着催化剂表面被飞灰覆盖或堵塞而失活，氨逃逸量就会增加，为了维持需要的NOx脱除率，就必须增加反应器中NH3/NOx摩尔比（NSR）。此外，SCR脱硝系统投资大，系统复杂，催化剂寿命短，并不是很适用于低温低硫的水泥窑炉。 [0003] 低NOx燃烧技术在水泥窑炉上的主要实现方式是燃料分级燃烧或分级送风。实现燃料分级燃烧的途径主要是把燃料分成两部分（或更多部分），在分解炉的不同位置喷入炉内，在适宜的烟气温度下形成还原性气氛，氮氧化物被还原，未燃尽的物质在分解炉上部进一步燃烧；或者通过燃料分级控制炉内温度，不致产生局部高温，避免或降低氮氧化物的形成。

[0004] 通过我们近年的实施案例发现，对于使用不同原燃料的生产线，使用燃料分级燃烧倘若操作不当会产生一定程度上的结皮或塌料现象，而且由于国内水泥生产线设计时大多并未配备分级燃烧装置，目前在技改过程中我们发现现有部分分解炉存在还原区域小、用于还原反应的燃料和烟气在还原区域内停留时间较短等问题，这直接导致分级燃烧的效果不明显。

[0005] 相较于国内水泥厂正在大规模实施的SNCR脱硝工艺，燃料分级燃烧脱硝技术具有一次投资，终身受益的优势，而现行的SNCR脱硝工艺会带来吨熟料成本增加，且由于氨（胺）类还原剂的持续消耗，将水泥工厂对环境的影响转嫁给了下游还原剂制备企业，并未从根源上节约能源、降低废弃物排放。

发明内容

[0006] 针对以上问题本发明提供了一种可实现分级燃烧且稳定高效的烟室外旁路NOx减排系统,包括回转窑、烟室、第一预热器、分解炉、第二预热器、下料管道，其特征在于：还包括脱硝室，所述脱硝室上设有喷射管道、烟气出口、烟气入口、烟气出口与分解炉相通，烟气入口通过第一阀门与烟室相通。

[0007] 所述的喷射管道为燃料喷射管路。所述的燃料喷射管路上设有第二阀门。 [0008] 作为本发明的一种改进，所述的喷射管道为脱硝剂喷射管路或为燃料喷射管路和脱硝剂喷射管路。所述的脱硝剂喷射管路上设有第三阀门。脱硝剂喷射管路的增设进一步提高了氮氧化物还原效果。

[0009] 本发明通过增设脱硝室和喷射管路实现了燃料的分级燃烧，扩大了烟气与燃料和或还原剂的接触、反应时间，而由于低氧高燃料浓度环境产生的还原性气氛可还原烟气中的部分NOx，这种烟室外旁路NOx减排系统相较于原有分解炉分级燃烧的优势在于：将分级燃烧反应的主反应区由分解炉变更至脱硝室，降低了操作失误时产生的塌料、结皮对生产线带来严重影响的可能性。（产生塌料结皮时可关闭第一、第二、第三阀门、停止烟气、燃料、还原剂对于脱硝室的喷入）

[0010] 脱硝室的增设提升了分解炉的炉容，亦可适当提升分解炉的产量，且对于不同种类燃料具有更强的适应性。

[0011] 作为本发明的一种改进，所述的喷射管道设置在脱硝室中下部的不同高度上。其位置的设定，使燃料和或脱硝剂与烟气的充分接触，从而提高了氮氧化物还原效果。 [0012] 作为本发明的一种改进，所述的下料管道连接有第一下料分管道和第二下料管道，第一下料分管道和第二下料管道分别与分解炉、脱硝室相连，下料管道上设有分料阀。第二下料管道、分料阀的设置，进一步控制了出口烟气的温度。

[0013] 作为本发明的一种改进，脱硝室的中下部设有下料器，第二下料管道与下料器相连。下料器设置在中下部可更有效的控制出口烟气温度。

[0014] 作为本发明的一种改进，所述的脱硝室侧壁上设有测温孔。检测脱硝室温度，实现高效安全的炉膛内反应。

附图说明

[0015] 图1为本发明系统的原理图；

[0016] 图2为本发明一种改进的工艺流程图；

[0017] 图3为本发明脱硝室的结构示意图。

具体实施方式

[0018] 下面结合附图对本发明作进一步的描述。

[0019] 如图1至图3所示，本发明提供了一种烟室外旁路NOx减排系统，包括回转窑1、烟室2、第一预热器7、分解炉8、第二预热器9、分料阀6、下料管道5、脱硝室4，所述脱硝室4上设有喷射管道17、烟气出口14、烟气入口16、烟气出口14与分解炉8相通，烟气入口16通过第一阀门13与烟室2相通。所述的喷射管道17为燃料喷射管路11和或脱硝剂喷射管路13。

[0020] 从烟室2抽取一定比例（0～70%）的烟气，经过阀门3控制烟气通过烟气入口16进入脱硝室4，脱硝室4上布置的燃料喷射管路11和或脱硝剂喷射管路13将燃料和或脱硝剂输送至脱硝室4内发生反应，反应后的烟气通过烟气出口14流入分解炉8。 [0021] 本发明可同时利用燃料喷射管路11以及脱硝剂喷射管路13向脱硝室4内喷射燃料以及还原剂，确保脱硝室4出口烟气浓度值达到较低水平。

[0022] 本发明可利用脱硝剂喷射管路13单独对脱硝室4烟气喷射还原剂溶液，此时脱硝室烟气温度区间恰好位于SNCR反应的温度窗口内（850～1050℃）。

[0023] 所述的喷射管道17设置在脱硝室中下部的不同高度上，且在同一高度设有多个。从而使燃料、脱硝剂，烟气接触充分。

[0024] 所述的燃料喷射管路11上设有第二阀门10。

[0025] 所述的脱硝剂喷射管路13上设有第三阀门12。

[0026] 脱硝室4反应产生的NOx烟气浓度通过燃料喷射管路11和或脱硝剂喷射管路13喷入的燃料量和或脱硝剂剂量控制，喷入燃料量和或脱硝剂剂量的多少由第二阀门10和第三阀门12控制。喷入旁路烟气子系统（脱硝室）的脱硝剂是氨基还原剂和或胺基还原剂和或碱性工业废液。

[0027] 所述的下料管道5连接有第一下料分管道5-1和第二下料管道5-2，第一下料分管道5-1和第二下料管道5-2分别与分解炉8、脱硝室4相连，下料管道5上设有分料阀6。 [0028] 脱硝室4的中下部设有下料器15，第二下料管道5-2与下料器15相连。 [0029] 脱硝室4的出口烟气温度通过下料管道5上的分料阀6的分料量控制和或进入脱硝室4的燃料量控制。

[0030] 所述的脱硝室4侧壁上设有测温孔18。用于检测脱硝室4的温度。 [0031] 以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不限制于本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。