[发明专利]用于水泥回转窑的SNCR脱硝装置和方法

说明书

技术领域

本发明属于水泥回转窑污染物排放控制技术领域，特别涉及一种用于水泥回转窑的SNCR脱硝装置和方法。

背景技术

氮氧化合物NO_x是大气的主要污染物之一，它主要由NO和NO₂两种物质组成。各种工业设备高温燃烧产生的NO_x主要以NO的形式存在，NO排放到大气中后很容易和大气中的O₂反应生成NO₂，引发酸雨、光化学烟雾等污染现象，对人类的健康造成巨大的不良影响，同时也会对生态环境和工业设备、建筑等造成严重的损害。随着我国社会经济的快速发展，我国水泥的用量和产量都有大幅度的攀升。由于水泥的生产存在高温煅烧阶段，故需要大量的化石燃料提供能量，因此会排放大量的NO_x。目前在我国，水泥生产已经成为继火力发电、汽车尾气和工业锅炉之后第四大NO_x排放源。根据水泥回转窑NO_x的生成机理，控制其排放的主要手段包括低NO_x燃烧技术和燃烧后脱硝技术，综合考虑控制技术成本和脱硝性能，选择性非催化还原（Selective Non-catalytic Reduction，SNCR）脱硝技术是最佳选择。SNCR脱硝技术主要应用于水泥回转窑的分解炉段，采用还原剂在850-1100℃的温度范围内将NO_x还原为N₂。水泥回转窑内CaO等粉尘对还原剂有催化氧化作用，从而影响了SNCR脱硝性能。

发明内容

针对水泥回转窑内CaO等粉尘对还原剂有催化氧化作用，从而影响了SNCR脱硝性能这一问题，结合水泥回转窑NO_x的生成主要集中在水泥回转窑和分解炉这两部分的特点，本发明提出了一种适用于水泥回转窑的SNCR脱硝装置和方法，将还原剂用两级喷枪喷射，一级喷枪布置在水泥回转窑尾部或分解炉底部，温度满足950~1150℃区间的要求，利用一级喷射区的高温环境加快SNCR气相脱硝反应速度，从而抑制了CaO等粉尘对还原剂的催化氧化作用，通过一级喷枪的还原剂喷射，有效减少了水泥回转窑区域生成的NO_x；二级喷枪布置在分解炉燃烧区之后（按烟气流向计），温度满足800~1050℃区间的要求，利用二级喷枪的还原剂喷射，将分解炉燃烧区生成的NO_x和水泥回转窑烟气中未被脱除的NO_x脱除。

本发明的一种用于水泥回转窑的还原剂多级喷射选择性非催化还原脱硝装置结构如下：

所述的用于水泥回转窑的还原剂多级喷射选择性非催化还原脱硝装置包括还原剂制备和存储系统、还原剂输运系统、还原剂喷射系统和控制系统；所述的还原剂制备和存储系统包括还原剂贮存罐和还原剂溶解罐，二者通过管路直接相连；所述的还原剂输运系统包括输送泵和输送管路，输送泵一端和还原剂溶解罐通过管路相连，另一端由输送管路通过调节阀和加压泵相连；所述的还原剂喷射系统包括一个加压泵、一个一级喷枪和一个二级喷枪；所述的控制系统包括两个流量计和两个流量计控制器，一个流量计的一端通过管路和加压泵相连，另一端通过管路和一级喷枪相连，另一个流量计的一端通过管路和加压泵相连，另一端通过管路和二级喷枪相连；每个流量计控制器和一个流量计相连；

根据具体水泥生产线的温度分布，确定一级喷枪和二级喷枪的位置：一级喷枪布置在水泥回转窑尾部或分解炉底部，温度满足950~1150℃区间的要求；二级喷枪布置在分解炉燃烧区之后（按烟气流向计），温度满足800~1050℃区间的要求；每级喷枪均布置一层或多层，每层采用3-6只喷枪沿截面周向均匀布置；

一级喷枪和二级喷枪共用还原剂制备和存储系统，每级喷枪的还原剂流量由流量计单独计量，并通过流量计控制器分别控制；

分别在一级喷枪和二级喷枪的下游10-20m的位置安装NO_x在线检测仪表，在线测量每级喷枪后NO_x的净化情况；

一种利用上述装置进行水泥回转窑的还原剂多级喷射选择性非催化还原脱硝的方法，其特征如下：