水泥回轉(zhuǎn)窯干法脫硝設(shè)備的制作方法
【專利摘要】水泥回轉(zhuǎn)窯干法脫硝設(shè)備，屬于水泥脫硝【技術(shù)領(lǐng)域】。包括五級旋風(fēng)預(yù)熱器，五級旋風(fēng)預(yù)熱器的第五級預(yù)熱器（18）通過平行煙道連接分解窯（19），第五級預(yù)熱器（18）底部連接回轉(zhuǎn)窯（20），其特征在于：在水泥窯爐回轉(zhuǎn)窯（20）窯尾平行煙道至五級旋風(fēng)預(yù)熱器的第五級預(yù)熱器（18）下部的一段窯爐上開口插入吹送管（10），吹送管（10）連接尿素吹送裝置。本實用新型技術(shù)裝置改動投資小，一次脫硝完成，本技術(shù)為干法脫硝，不會對窯內(nèi)增加大量水分，不影響窯內(nèi)氣氛，不會造成熱量流失。反應(yīng)徹底不會造成?氨逃逸。
【專利說明】水泥回轉(zhuǎn)窯干法脫硝設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]水泥回轉(zhuǎn)窯干法脫硝設(shè)備，屬于水泥脫硝【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]水泥窯爐的生產(chǎn)過程伴隨產(chǎn)生大量的氮氧化合物，這類氮氧化物是主要的大氣污染物之一。傳統(tǒng)的煙氣脫硝技術(shù)是SCR技術(shù)和SNCR技術(shù)，SCR技術(shù)脫硝效率高，但是系統(tǒng)復(fù)雜，催化劑壽命短，運行成本高。而SNCR技術(shù)運行成本少，系統(tǒng)簡單，但其脫硝效率低，不能達到現(xiàn)在排放的標(biāo)準。
[0003]中國專利CN 102512925 B《一種水泥窯爐煙氣脫硝工藝及脫硝裝置》公開了一種濕法脫硝后再結(jié)合SCR技術(shù)二次脫硝的水泥窯爐脫硝技術(shù)。該技術(shù)在水泥分解窯的尾部煙氣管道的二分之一處噴入還原劑，還原劑的噴入速度優(yōu)選lOm/slOm/s。還原劑噴入量為還原劑中的NH3與煙氣中的NOx的摩爾比為1.1:1?2.5:1。然后煙氣再進入SCR反應(yīng)器利用催化劑進行二次脫硝。其中所用的還原劑為液氨、氨水或者尿素中的一種或幾種。該脫硝工藝適合水泥窯爐煙氣脫硝，脫硝效率高。但是對水泥窯爐改動較大，工藝明顯模仿燃煤鍋爐的脫硝，需要二次脫硝才能達到預(yù)期的效果。且其還原劑的噴入方式?jīng)]有擺脫濕法脫硝的限制，需要將還原劑制備為溶液或液態(tài)才能實現(xiàn)按流速噴入。這種濕法脫硝使用的還原劑溶液存在易燃、易爆、易腐蝕、不易運輸，儲存困難的缺點，運行費用高。再者噴射脫硝劑內(nèi)含有大量水分，影響水泥煅燒質(zhì)量和窯內(nèi)氣氛，最主要是造成水泥窯爐熱量流失，增加煤耗。運行時操作要求嚴格，其過量加入的氨氣容易造成氨逃逸，形成二次污染；否則則需要增加氨氣的尾氣處理系統(tǒng)。由于其裝置特性在使用唯一運輸方便的尿素還原劑時也需要先制備成尿素溶液，尿素溶液中的大量水分造成水泥窯爐熱量流失的問題。尿素在水溶液中對熱不穩(wěn)定，加熱到80°C就可以分解為氨氣和二氧化碳。實際效果與氨水幾乎沒有差另1J。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型要解決的技術(shù)問題是:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝流程短、運行費用抵、水泥窯內(nèi)熱量流失小的水泥回轉(zhuǎn)窯干法脫硝設(shè)備。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:該水泥回轉(zhuǎn)窯干法脫硝設(shè)備，包括五級旋風(fēng)預(yù)熱器，五級旋風(fēng)預(yù)熱器的第五級預(yù)熱器通過平行煙道連接分解窯，第五級預(yù)熱器底部連接回轉(zhuǎn)窯，其特征在于:在水泥窯爐回轉(zhuǎn)窯窯尾平行煙道至五級旋風(fēng)預(yù)熱器的第五級預(yù)熱器下部的一段窯爐上開口插入吹送管，吹送管連接尿素吹送裝置。
[0006]所述的尿素吹送裝置包括尿素提升組件、尿素儲存稱重組件、氣流吹送組件，尿素提升組件為底部設(shè)有料斗的斗式提升機，尿素儲存稱重組件包括料倉和螺旋輸送機，斗式提升機頂部通過輸送管線連接至料倉頂部，料倉上貫穿設(shè)置有松動器，料倉底部開口下接螺旋輸送機，螺旋輸送機的出料口連接氣流吹送組件并通過吹送管將尿素吹送至第五級預(yù)熱器。本設(shè)備釆用機械送料和氣力送料聯(lián)合方式，原料入倉釆用提升機輸送，進入原料倉，脫硝劑入窯釆用氣力輸送，釆用空氣壓縮機為風(fēng)動力，利用風(fēng)壓將脫硝劑送入風(fēng)道內(nèi)。
[0007]所述的松動器包括變頻減速電機、攪動桿、攪動葉輪,攪動桿貫穿并凸出于料倉，攪動桿頂部與變頻減速電機相連，攪動桿底部連接至料倉下開口，攪動葉輪螺旋纏繞在攪動桿下端。能夠通過調(diào)節(jié)攪動葉輪轉(zhuǎn)速初步調(diào)節(jié)尿素的加入量。
[0008]所述的螺旋輸送機連接變頻電機。能夠通過調(diào)節(jié)變頻電機轉(zhuǎn)速實時改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)尿素輸送量。
[0009]所述的氣流吹送組件包括空氣壓縮機和文丘里噴射器，空氣壓縮機的出氣口通過壓縮器管線連接文丘里噴射器的進氣口，文丘里噴射器的進料口連接螺旋輸送機的出料口，文丘里噴射器的吹送出口連接吹送管。
[0010]所述的空氣壓縮機進氣口管路連接有氣源罐。
[0011]所述的料倉側(cè)面設(shè)有觀察窗。可以隨時觀察料倉內(nèi)尿素的剩余量。
[0012]所述的第五級預(yù)熱器內(nèi)設(shè)有NOx含量實時檢測裝置，實時對應(yīng)調(diào)整尿素吹入量。在干法煙氣脫硝設(shè)備設(shè)計上采用實時調(diào)節(jié)的方式，通過窯爐的煙氣量、風(fēng)量及煤粉的含氮量，用表比的方法，隨時調(diào)整尿素的吹入量，達到所需的脫硝處理效果。
[0013]本裝置可釆用pic自動控制系統(tǒng)，連接環(huán)保在線檢測設(shè)備端口，可設(shè)定NOx控制濃度，自動給料，由中控室控制。
[0014]由于干法煙氣脫硝設(shè)備采用氣氣混合，只要煙氣溫度> 850°C，即可達到預(yù)期的處理效果。在水泥窯爐的不同負荷條件下，氣氣混合的適應(yīng)性、穩(wěn)定性、脫硝效率在有效溫度區(qū)間內(nèi)比氣液混合更好，對爐內(nèi)工況影響更小。
[0015]干法煙氣脫硝劑(尿素)在煙氣溫度> 850°C時已全部氣化，與煙氣中的NOx發(fā)生還原反應(yīng)，產(chǎn)物為氮氣、二氧化碳和水，不會對窯爐本體造成損壞。
[0016]因干法煙氣脫硝原料(尿素)是袋裝，所以使用人工方法將尿素投入料斗內(nèi)，通過斗式提升機輸送到料倉內(nèi)；從料倉內(nèi)計量并下料直至風(fēng)送至煙道內(nèi)，全程實施定量控制，根據(jù)煙塵排放濃度和控制排放濃度調(diào)節(jié)送料量，并環(huán)保在線檢測儀顯示脫硝是否達到國家排放標(biāo)準。
[0017]尿素做為脫硝劑最主要的工藝選擇是吹入位置的溫度。也就是選擇水泥窯爐煙塵流向的最佳溫度點，因為尿素在200°C ^250°C (我查的是160°C)時即可氣化熱分解，在850°C、50°C時達到還原最佳效果，在此溫度下，分解產(chǎn)物與NOx產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，再加上水泥窯爐預(yù)熱器的特殊旋風(fēng)結(jié)構(gòu)，分解產(chǎn)物中還原態(tài)的氮與NOx在預(yù)熱器內(nèi)循環(huán)流動，依次經(jīng)過五級旋風(fēng)預(yù)熱器后，將會達到預(yù)期的脫硝效果，不會產(chǎn)生逃逸和二次污染。
[0018]吹送管插入第五級預(yù)熱器的噴頭為耐熱鋼管。
[0019]水泥廠不用增加和改造工藝、設(shè)備，只需在窯尾預(yù)熱器旁增加一套尿素吹送裝置即可。
[0020]不用安排專業(yè)生產(chǎn)崗位，因本工藝原料入倉要求是人工投料，可根據(jù)每天的脫硝劑使用量安排工人一次性投料入倉，裝置安排巡檢工定期巡檢即可。
[0021]料倉釆用電子秤重；料倉下料釆用變頻螺旋下料，根據(jù)電腦控制確定下料數(shù)量，同時解決下料口易堵問題；倉下輸送釆用電子秤，隨時根據(jù)NOx濃度自動調(diào)整脫硝劑用量。
[0022]在水泥窯爐回轉(zhuǎn)窯窯尾平行煙道至五級旋風(fēng)預(yù)熱器的第五級預(yù)熱器下部的一段窯爐上開口并風(fēng)送吹入尿素顆粒；所述開口位置溫度在850°C、50°C，尿素在此高溫下熱分解為氨氣和氰酸，尿素的熱分解產(chǎn)物在五級旋風(fēng)預(yù)熱器內(nèi)隨煙氣循環(huán)流動，在依次經(jīng)過五級旋風(fēng)預(yù)熱器的過程中與煙氣中NOx發(fā)生非催化還原反應(yīng)，達到脫硝的效果；其中尿素的加入量與第五級預(yù)熱器的煙氣中NOx的摩爾比為廣2.5:3。
[0023]所述的尿素顆粒的粒徑為0.5mnT2mm。
[0024]干法脫硝技術(shù)以高反應(yīng)活性的尿素為原料，尿素作為一種固體氨基還原劑(NR3)在850°C、50°C吹入溫度范圍內(nèi)，迅速與NOx發(fā)生還原反應(yīng)而達到脫硝目的。它具有運輸、儲存方便，耗能少等諸多優(yōu)點。利用尿素進行干法脫硝技術(shù)是利用氨基還原劑(NR3)在中等反應(yīng)溫度、無需催化劑條件下與NOx發(fā)生反應(yīng)而達到脫硝目的。干法脫硝技術(shù)在脫硝過程中不引入水分，不會因為降低溫度增加煤耗，也不會破壞窯內(nèi)氣氛。
[0025]干燥條件下的尿素在高溫下分解產(chǎn)生氨氣和氰酸，處于還原態(tài)的氮元素以氨氣和氰酸兩種形式存在，高溫分解過程中不會產(chǎn)生水和二氧化碳而影響窯內(nèi)氣氛和水泥煅燒質(zhì)量。氨氣和氰酸在高溫下對NOx進行脫硝反應(yīng)，實現(xiàn)低摩爾比的高效脫除。氰酸在高溫下作為NOx的一種快速分解劑，能夠發(fā)生8HNC0+6N02=7N2+8C02+4H20的反應(yīng)。由于氨氣與氰酸和NOx反應(yīng)時的需求溫度不同，所以本實用新型中還原態(tài)的氮元素適應(yīng)的溫度范圍更寬，在五級旋風(fēng)預(yù)熱器內(nèi)能夠?qū)Ox進行更徹底脫硝。NOx —次脫除徹底，無需二次脫硝，簡化工藝流程，簡化水泥設(shè)備改動。消除了濕法脫硝因脫硝效率低，過量氨投入不能與NOx充分反映造成氨逃逸的問題，或需要后續(xù)進行氨尾氣處理的問題。
[0026]同時因為本實用新型尿素的吹入點選擇在回轉(zhuǎn)窯窯尾平行煙道至五級旋風(fēng)預(yù)熱器的第五級預(yù)熱器下部的一段窯爐上，該段窯爐內(nèi)的煙塵流向處于旋風(fēng)形成點使得尿素的熱分解產(chǎn)物在五級旋風(fēng)預(yù)熱器內(nèi)循環(huán)流動，增加了接觸時間，充分的與NOx發(fā)生反應(yīng)。在其他位置加入尿素因為不是處于旋風(fēng)形成點，還原態(tài)的氮元素全部不能或不能全部參與五級旋風(fēng)預(yù)熱器內(nèi)循環(huán)流動，脫硝效率降低。
[0027]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的水泥回轉(zhuǎn)窯干法脫硝工藝及其設(shè)備所具有的有益效果是:本實用新型技術(shù)釆用脫硝原料為顆粒狀尿素，無毒、無味、無任何影響安全生產(chǎn)的因素，運輸儲存方便。
[0028]本實用新型技術(shù)在實際應(yīng)用時設(shè)備、裝置改動投資小，一次脫硝完成，無需增加二次脫硝設(shè)備，工藝流程短。無需增加尿素熔融設(shè)備，設(shè)備運行費用低。本技術(shù)為干法脫硝，不會對窯內(nèi)增加大量水分，不影響窯內(nèi)氣氛，不會造成熱量流失，水泥窯內(nèi)熱量流失小。
[0029]本實用新型反應(yīng)徹底不會造成氨逃逸。因釆用尿素為脫硝原料，而輸送方式為機械和氣力混合方式，料倉、管道、附屬裝置均不必使用防腐材料，節(jié)約了設(shè)備制造成本和維修成本。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1是本實用新型水泥回轉(zhuǎn)窯干法脫硝工藝的一種尿素吹送裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖2是本實用新型水泥回轉(zhuǎn)窯干法脫硝工藝的尿素吹入口位置示意圖。
[0032]其中:1、料斗2、斗式提升機3、松動器4、料倉5、螺旋輸送機6、文丘里噴射器7、空氣壓縮機8、氣源罐9、壓縮器管線10、吹送管11、變頻減速電機12、攪動桿13、攪動葉輪14、第一級預(yù)熱器15、第二級預(yù)熱器16、第三級預(yù)熱器17、第四級預(yù)熱器18、第五級預(yù)熱器19、分解窯20、回轉(zhuǎn)窯。

【具體實施方式】
[0033]圖Γ2是本實用新型的最佳實施例，下面結(jié)合附圖Γ2對本實用新型做進一步說明。
[0034]參照附圖1、2:本實用新型的一種水泥回轉(zhuǎn)窯干法脫硝設(shè)備，包括五級旋風(fēng)預(yù)熱器，五級旋風(fēng)預(yù)熱器的第五級預(yù)熱器18通過煙道連接分解窯19，第五級預(yù)熱器18底部通過平行煙道連接回轉(zhuǎn)窯20，第五級預(yù)熱器18內(nèi)設(shè)有NOx含量實時檢測裝置，實時對應(yīng)調(diào)整尿素吹入量。在回轉(zhuǎn)窯20窯尾平行煙道至第五級預(yù)熱器18下部的一段窯爐上開口插入吹送管10，吹送管10連接尿素吹送裝置，尿素被吹入第五級預(yù)熱器20后熱分解，熱分解產(chǎn)物隨煙氣依次經(jīng)過、第四級預(yù)熱器17、第三級預(yù)熱器16、第二級預(yù)熱器15、第一級預(yù)熱器14循環(huán)并與NOx反應(yīng)；尿素吹送裝置包括底部設(shè)有料斗I的斗式提升機2、料倉4、螺旋輸送機5和氣流吹送組件，斗式提升機2頂部通過輸送管線連接至料倉4頂部，料倉4上貫穿設(shè)置松動器3，松動器3包括變頻減速電機11、攪動桿12、攪動葉輪13，攪動桿12貫穿并凸出于料倉4，攪動桿12頂部與變頻減速電機11相連，攪動桿12底部連接至料倉4下開口，攪動葉輪13螺旋纏繞在攪動桿12下端；通過調(diào)節(jié)變頻減速電機11轉(zhuǎn)速能夠初步調(diào)節(jié)尿素加入量；料倉4底部開口下接螺旋輸送機5，螺旋輸送機5通過變頻電機帶動，能夠?qū)崟r改變轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)尿素輸送量。螺旋輸送機5的出料口連接氣流吹送組件并通過吹送管10將尿素吹送至第五級預(yù)熱器18。氣流吹送組件包括空氣壓縮機7和文丘里噴射器6，空氣壓縮機7進氣口管路連接有氣源罐8。空氣壓縮機7的出氣口通過壓縮器管線9連接文丘里噴射器6的進氣口，文丘里噴射器6的進料口連接螺旋輸送機5的出料口，文丘里噴射器6的吹送出口連接吹送管10。其中，料斗I將脫硝劑送入斗式提升機2 ;斗式提升機2將脫硝劑提升到料倉4 ;松動器3將脫硝劑均勻送入螺旋輸送機5利用變頻減速電機11實現(xiàn)初級計量功能，松動器3底部有攪拌裝置增加脫硝劑流動性；料倉4主要作為脫硝劑容器也設(shè)有稱重功能，螺旋輸送機5稱重并將脫硝劑均勻送入文丘里噴射器6 ;文丘里噴射器6利用文丘里效應(yīng)將脫硝劑尿素增壓后噴入第五級預(yù)熱器18。
[0035]具體實施例:由料斗I處進行一次性投料，經(jīng)斗式提升機2運送到料倉4中儲存?zhèn)溆?，利用松動?控制料倉4下料速度，經(jīng)螺旋輸送機5控制的投放量的尿素經(jīng)文丘里噴射器6吹送到吹送管10內(nèi)，文丘里噴射器6通過空氣壓縮機7和氣源罐8獲得壓縮空氣。
[0036]第五級預(yù)熱器18內(nèi)的NOx含量實時檢測裝置檢測到煙氣內(nèi)NOx濃度為800mg/m3。顆粒的粒徑為0.5mnT2mm的尿素經(jīng)尿素吹送裝置吹送至回轉(zhuǎn)窯20窯尾平行煙道至第五級預(yù)熱器18下部的一段窯爐上的吹入口 ；以尿素的加入量與第五級預(yù)熱器18的煙氣中NOx的摩爾比為廣2.5:3吹入尿素。實時監(jiān)測第五級預(yù)熱器18的開口位置尿素吹入前后溫度；尿素在第五級預(yù)熱器18內(nèi)的高溫下熱分解為氨氣和氰酸，尿素的熱分解產(chǎn)物在五級旋風(fēng)預(yù)熱器內(nèi)隨煙氣循環(huán)流動，在依次經(jīng)過五級旋風(fēng)預(yù)熱器的過程中與煙氣中NOx發(fā)生非催化還原反應(yīng)，第一級預(yù)熱器出口的NOx含量實時檢測裝置檢測到煙氣內(nèi)NOj農(nóng)度為48mg/m3以下，氨氣的濃度為1.2ppm以下。
[0037]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非是對本實用新型作其它形式的限制，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等效實施例。但是凡是未脫離本實用新型技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本實用新型的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本實用新型技術(shù)方案的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種水泥回轉(zhuǎn)窯干法脫硝設(shè)備，包括五級旋風(fēng)預(yù)熱器，五級旋風(fēng)預(yù)熱器的第五級預(yù)熱器(18)通過平行煙道連接分解窯(19)，第五級預(yù)熱器(18)底部連接回轉(zhuǎn)窯(20)，其特征在于:在水泥窯爐回轉(zhuǎn)窯(20)窯尾平行煙道至五級旋風(fēng)預(yù)熱器的第五級預(yù)熱器(18)下部的一段窯爐上開口插入吹送管(10)，吹送管(10)連接尿素吹送裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥回轉(zhuǎn)窯干法脫硝設(shè)備，其特征在于:所述的尿素吹送裝置包括尿素提升組件、尿素儲存稱重組件、氣流吹送組件，尿素提升組件為底部設(shè)有料斗(I)的斗式提升機(2)，尿素儲存稱重組件包括料倉(4)和螺旋輸送機(5)，斗式提升機(2)頂部通過輸送管線連接至料倉(4)頂部，料倉(4)上貫穿設(shè)置有松動器(3)，料倉(4)底部開口下接螺旋輸送機(5)，螺旋輸送機(5)的出料口連接氣流吹送組件并通過吹送管(10)將尿素吹送至第五級預(yù)熱器(18)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水泥回轉(zhuǎn)窯干法脫硝設(shè)備，其特征在于:所述的松動器(3 )包括變頻減速電機(11 )、攪動桿(12 )、攪動葉輪(13 )，攪動桿(12 )貫穿并凸出于料倉(4)，攪動桿(12 )頂部與變頻減速電機(11)相連，攪動桿(12 )底部連接至料倉(4)下開口，攪動葉輪(13 )螺旋纏繞在攪動桿(12 )下端。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水泥回轉(zhuǎn)窯干法脫硝設(shè)備，其特征在于:所述的螺旋輸送機(5)連接變頻電機。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水泥回轉(zhuǎn)窯干法脫硝設(shè)備，其特征在于:所述的氣流吹送組件包括空氣壓縮機(7 )和文丘里噴射器(6 )，空氣壓縮機(7 )的出氣口通過壓縮器管線(9)連接文丘里噴射器(6)的進氣口，文丘里噴射器(6)的進料口連接螺旋輸送機(5)的出料口，文丘里噴射器(6 )的吹送出口連接吹送管(10 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種水泥回轉(zhuǎn)窯干法脫硝設(shè)備，其特征在于:所述的空氣壓縮機(7 )進氣口管路連接有氣源罐。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水泥回轉(zhuǎn)窯干法脫硝設(shè)備，其特征在于:所述的料倉(4)側(cè)面設(shè)有觀察窗。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水泥回轉(zhuǎn)窯干法脫硝設(shè)備，其特征在于:所述的第五級預(yù)熱器(18)內(nèi)設(shè)有NOx含量實時檢測裝置，實時對應(yīng)調(diào)整尿素吹入量。
【文檔編號】B01D53/83GK203971747SQ201420422834
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月30日
【發(fā)明者】金山, 宋軍華 申請人:淄博聯(lián)創(chuàng)環(huán)?？萍加邢薰?br>