[发明专利]一种用于水泥炉窑烟气脱硝的余热锅炉中内嵌SCR烟气脱硝反应器及方法

说明书

本发明公开了一种用于水泥炉窑烟气脱硝的余热锅炉中内嵌SCR烟气脱硝反应器及方法，包括余热锅炉，余热锅炉的顶部烟气入口接入竖向的余热锅炉入口烟道，余热锅炉入口烟道顶端连接水泥炉窑窑尾预热器C1级旋风筒出口，余热锅炉内带有若干层水平换热管；余热锅炉内且位于最上层水平换热管与顶部烟气入口之间增设竖直扩容段，竖直扩容段内及余热锅炉本体段内沿烟气流向间隔设置若干层催化剂层；每层催化剂层上方对应设置吹灰装置；顶层催化剂层上方设置整流器，整流器上方设置喷氨装置。本发明直接对余热锅炉适当改造，改变了常规思路常常独立设置SCR脱硝反应器，在增设SCR反应器的同时，避免系统压力损失大、流程长、温降大等问题。

技术领域

本发明涉及一种工业炉窑烟气氮氧化物治理技术，特别是应用于水泥 熟料生产线窑尾高粉尘烟气的选择性催化还原脱硝技术(Selective Catalytic Reduction,SCR)。

背景技术

针对水泥炉窑的NOx控制技术主要有三类：低氮燃烧技术(Low NOx burner,LNB)、选择性非催化还原脱硝技术(Selective Non-Catalytic Reduction,SNCR)和选择性催化还原脱硝技术(Selective Catalytic Reduction,SCR)。依脱硝效率由低到高，低氮燃烧技术约为10％-30％， SNCR脱硝技术约为50％-70％，SCR脱硝高达80-90％以上。

常规SCR脱硝技术是独立于原生产系统，对烟道实施合理改造后， 在外部串联设置装载有催化剂的SCR反应器，在反应器入口烟道喷入合 适的氨基还原剂，将烟气中的氮氧化物快速、高效地将水泥窑烟气中生成 的NOx选择性的还原为N₂，脱硝效率一般认为在80％-90％以上。

例如，公开号为CN107596917A的中国发明专利申请公开了一种水泥 熟料生产线窑尾烟气的SNCR-SCR装置及工艺，利用所述水泥熟料生产 线窑尾烟气SNCR-SCR装置，水泥炉窑分解炉出口烟气依次经过预热器、 SCR反应装置、余热锅炉、生料磨和除尘器处理后由窑尾烟囱排出，氨水 经由氨水入口送入氨蒸发器内，来自预热器且温度范围在320-360℃内的 烟气将氨水完全气化，气化后氨引入氨/烟气混合其中，与来自窑尾烟囱温 度在100-180℃范围内的烟气混合并稀释至设定浓度后送入氨喷射器，再 由氨喷射器喷入入口烟道内，在SCR反应器催化反应。公告号为 CN 208599489U的中国实用新型专利公开了一种水泥窑烟气SCR脱硝系 统，包括预热器系统、还原剂供给系统、余热发电系统、高温风机、原料磨及废气处理系统、除尘装置、SCR反应器装置、风机和解析装置；该实 用新型将SCR脱硝系统设置在高温风机的后端，使得烟气在高温环境下 进行脱硝。上述SCR脱硝反应器都是独立于余热锅炉设置(以下简称外 置式SCR反应器)

基于水泥厂的SCR脱硝技术仍然集中在余热锅炉前端(350℃温度段) 增设外置式SCR反应器，目前国内尚无全烟气量实施案例。主要在于： 外置式SCR反应器改造工程量大、适宜的点位位置高，全部为高空作业 (80m以上)，实施难度大；第二，外置式SCR反应器对于烟道的改造量 大，系统运行能耗高；第三，外置式SCR反应器温度损失大，降低了余 热锅炉热能利用率。

发明内容

针对常规独立的外置式SCR反应器改造难度大、温降大、阻力损失 大等问题，发明提供一种余热锅炉中内嵌SCR烟气脱硝反应器及烟气脱 硝方法，直接对余热锅炉适当改造后将SCR反应器内嵌于余热锅炉内部， 利用余热锅炉内嵌SCR烟气脱硝反应器的技术方法，改变了常规思路常 常独立设置SCR脱硝反应器，在增设SCR反应器的同时，避免系统压力损失大、流程长、温降大等问题。