[实用新型]一种水泥窑综合节能减排一体化系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水泥窑的节能和脱硝装置。 

背景技术

建材工业能源消耗总量在全国工业部门中位于电力、冶金、石化之后，居第四位。水泥行业氮氧化物的排放量占全国工业排放总量的15%左右，已是居火力发电、汽车尾气之后的第三大氮氧化物排放大户。目前应用最广泛的烟气脱硝技术是SNCR技术和SCR技术。SCR技术脱硝效率较高，可达95%以上，但由于该技术投资大，系统复杂，运行成本高等原因，并不适用与水泥窑炉。而SNCR技术相对投资低，运行成本少，系统简单，使用范围广，虽然其脱硝效率较低，但是基本可以满足目前国家制定的排放标准。 

水泥行业有大量的余热产生，其中多数余热都已经被利用，但是还有部分低温余热并未充分进行利用。譬如，水泥窑窑尾旁路放风烟气在经过窑尾旁路放风余热锅炉后，温度一般达到~200度，就进行排放。如何将该部分低温余热充分进行利用，也是业内人士一直考虑的问题。 

目前，在我国并没有水泥窑系统同时进行富氧助燃和烟气脱硝的实例，更没有考虑将水泥窑烟气余热利用与富氧助燃技术和烟气脱硝技术相结合的技术出现。如果简单的将富氧助燃技术和烟气脱硝技术结合不仅系统复杂，设备多，建筑面积大，投资和运行费用都很高。而且，两个独立的系统简单的组合并不能实现高效的节能环保效果。譬如，在采用富氧助燃过程中，为了进一步提高燃烧效率，通常要提高助燃空气的温度，现有技术通常采用电加热对其进行加热，这种方式将会消耗大量的电能。同样，采用SNCR烟气脱硝工艺时，为加快尿素颗粒的溶解、防止尿素溶液的低温结晶，在尿素溶解罐内均设有蒸汽或电加热系统，加热耗费一定量的蒸汽或电量，这样也势必造成高品位能源的浪费。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种工艺系统合理，能充分利用水泥窑余热锅炉及其排放烟气的热量，将富氧燃烧技术及SNCR烟气脱硝技术有机的结合在一起，既能达到节能、脱硝的效果，同时又简化系统，降低整套系统的运行费用的水泥窑综合节能减排一体化系统。 

为了实现上述这种实用新型目的，本实用新型采用如下技术方案： 

本实用新型主要包括：水泥煅烧装置、余热锅炉、除尘装置、富氧发生装置、富氧助燃喷嘴、SNCR（选择性非催化还原反应）装置的尿素溶解罐和SNCR装置的还原剂喷枪。其中，余热锅炉的烟气入口与水泥煅烧装置的烟气取出口相连，该烟气取出口或是水泥煅烧装置窑尾烟室废热烟气取出口，或是水泥煅烧装置多级预热器的废热烟气取出口，或是水泥煅烧装置窑头篦冷机废热烟气取出口。上述余热锅炉的烟气出口与空气预热器的烟气入口相连，该空气预热器的烟气出口与除尘装置入口相连。上述空气预热器的空气入口与外界空气相连，最好通过空气过滤装置与外界空气相连。空气预热器的空气出口与混风装置的一个入口相连，该混风装置的另一个入口与富氧发生装置相连，该混风装置的出口与富氧助燃喷嘴相连，该富氧助燃喷嘴为n（1≤n≤20）个分别设在窑头或窑尾，可以向水泥窑通入一次风、二次风、三次风或在燃烧器附近单独喷入。余热锅炉省煤器的入口与给水平台连接，余热锅炉省煤器的出口一支与汽包相连，另一支与SNCR装置的尿素溶解罐相连，其可以作为尿素溶剂与尿素溶解罐进口相连，其或作为热源与设在尿素溶解罐内的换热盘管热介质入口相连，或既作为尿素溶剂与尿素溶解罐进口相连，又作为热源与设在尿素溶解罐内的换热盘管热介质入口相连。该上部设有尿素入口的SNCR装置的尿素溶解罐尿素溶液出口与稀释模块进口相连，该稀释模块出口与设在窑尾分解炉上的SNCR装置的还原剂喷枪相连，该还原剂喷枪有n（1≤n≤20）个，可以沿分解炉圆周方向均匀布置，还可以在分解炉上分层布置。所述的余热锅炉或是水泥窑窑尾旁路放风余热锅炉，或是水泥窑窑头的余热锅炉，或是水泥窑窑尾余热锅炉；所述的富氧发生装置可以为膜法富氧发生装置，可以为变压吸附法富氧发生装置，还可以为深冷法富氧发生装置。

该系统的工作过程如下：来自水泥煅烧装置的高温烟气经过余热锅炉换热面换热、降温后，从余热锅炉出口引出，进入空气预热器中进行换热，换热后的烟气送至除尘器降尘。冷空气经过空气过滤器过滤后，送至空气预热器中，与烟气换热后，温度升高到设计值；升温后的空气与富氧发生装置产生的富氧在混风装置中混合成所需的温度和浓度后，送至富氧助燃喷嘴。余热锅炉给水装置将除氧水送至余热锅炉的省煤器入口，除氧水经过省煤器受热面加热后，分成两路；其中一路送至余热锅炉汽包中，另一路送至SNCR系统的尿素溶解储罐中，用于尿素的加热和溶解，溶解并达到规定浓度的尿素溶液先送至稀释模块，稀释至设计浓度后最终送至设在窑尾分解炉内的SNCR装置的还原剂喷枪，用于烟气的脱硝。