[发明专利]炭素回转窑烟气脱硫脱硝余热利用一体化工艺及系统

权利要求书

1.炭素回转窑烟气脱硫脱硝余热利用一体化工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1)炭素煅烧工序原料进入回转窑，在回转窑内依次经过下料段、预热段、煅烧段、排料段完成煅烧过程；煅烧能量来自于回转窑端部烧嘴，在煅烧过程中来自燃料、原料的硫、氮与氧气反应生成了二氧化硫、氮氧化物；

2)在回转窑的煅烧段，工序温度850～1100℃区间内安装还原剂雾化喷入装置，利用脱硝还原剂与氮氧化物反应进行烟气一级脱硝，脱硝还原剂热分解成NH₃并与烟气中的NOx反应生成N₂和H₂O，反应式如下：

4NH₃+4NO+O₂→4N₂+6H₂O

4NH₃+2NO+2O₂→3N₂+6H₂O

8NH₃+6NO₂→7N₂+12H₂O

3)通过烟气一级脱硝后，氮氧化物浓度降为初始值的50％以下的烟气，在回转窑内依次经过预热段、下料段后，温度达到750℃以上；将这部分高温烟气引入余热锅炉进行余热回收；

4)余热锅炉中，在烟气温度降至350～420℃的区域内，安装催化脱硝装置，利用脱硝催化剂选择还原氮氧化物进行烟气二级脱硝，其反应式为：

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O；

NO+NO₂+2NH₃→2N₂+3H₂O；

烟气二级脱硝的效率在80％以上，经过两级烟气脱硝后，烟气中的氮氧化物浓度已降至50mg/Nm³以下，满足国家氮氧化物超低排放的要求；

5)两级烟气脱硝后的烟气温度降至340～360℃，再次回收热量后，将温度降至130℃以下的烟气送入脱硫装置；脱硫装置采用塔式结构，利用脱硫剂雾化喷淋的方式，将烟气中的二氧化硫进行脱除，并浓缩生产硫铵溶液；反应式如下：

SO₂+H₂O＝H₂SO₃

H₂SO3+NH₃＝NH₄HSO₃

NH₄HSO₃+NH₃＝(NH₄)₂SO₃

2(NH4)₂SO₃+O₂＝2(NH₄)₂SO₄

6)经过脱硫后的烟气满足国家二氧化硫排放的要求，可以直接外排；通过CEMS检测装置对外排净烟气中的污染物实时监测，并通过PID控制器对各阶段脱硝还原剂的供给量进行调配。

2.用于实现权利要求1所述工艺的炭素回转窑烟气脱硫脱硝余热利用系统，其特征在于，包括回转窑、余热锅炉及脱硫塔；所述回转窑按物料流动方向分为下料段、预热段、煅烧段及排料段，其中在煅烧段工序温度850～1100℃区间内安装还原剂雾化喷入装置，下料段一端设高温烟气出口，高温烟气出口连接余热锅炉的高温烟气入口，余热锅炉由余热锅炉主体、催化脱硝段及补充换热段依次连接组成，催化脱硝段内设脱硝催化剂，余热锅炉主体的烟气出口一端与催化脱硝段连接，补充换热段设低温烟气出口连接脱硫塔下部的烟气入口；脱硫塔上部设脱硫液喷淋装置，下部一侧设硫铵溶液采出口；脱硫塔顶部设净烟气出口，净烟气出口设CEMS监测装置；还原剂雾化喷入装置通过还原剂输送管道连接还原剂输送主管，还原剂输送主管与脱硝还原剂储存装置连接，还原剂输送主管上设还原剂供给装置；还原剂输送管道上设流量控制阀，流量控制阀通过PID控制器与CEMS监测装置连接。