本發(fā)明屬于工業(yè)隧道窯爐尾氣脫硝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種使用SCR方法處理工業(yè)隧道窯爐尾氣中NOx的工藝技術(shù)。

背景技術(shù)：

由于工業(yè)隧道窯爐排煙溫度偏低，一般在工業(yè)窯爐排煙風(fēng)機(jī)出口出的溫度只有180-200℃，在脫硝處理方面遇到了很大的難題。這這個(gè)工況條件下，選用SCR脫硝工藝來進(jìn)行脫硝，如選用低溫催化劑，需要的脫硝催化劑的體積會比中溫催化劑多很多，按照理論計(jì)算，在溫度為180-210℃的工況下需要的低溫脫硝催化劑的體積為310℃的工況下需要的中溫脫硝催化劑的體積的1.6倍左右。同時(shí)現(xiàn)有的低溫脫硝催化劑的穩(wěn)定性遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如中溫脫硝催化劑，一般低溫脫硝催化劑的設(shè)計(jì)化學(xué)壽命為2年（16000h），中溫脫硝催化劑設(shè)計(jì)的化學(xué)壽命為3年（24000h），相比之下，選用中溫脫硝催化劑相比低溫脫硝催化劑具有更大的優(yōu)勢。

本技術(shù)方案從工業(yè)隧道窯爐急冷段處引出一定量的煙氣，通過增加接力風(fēng)機(jī)的方式，將高溫?zé)煔庖氲剿淼栏G爐窯頭排煙風(fēng)機(jī)管道內(nèi)，對隧道窯爐窯頭排煙煙氣進(jìn)行混合后提溫，在進(jìn)入SCR反應(yīng)器前的煙道中設(shè)計(jì)還原劑噴淋系統(tǒng)，將SCR脫銷催化系統(tǒng)設(shè)計(jì)在現(xiàn)有的窯頭引風(fēng)機(jī)前，確保進(jìn)入SCR脫硝反應(yīng)器的溫度大于310℃，確保SCR脫硝反應(yīng)器內(nèi)部為負(fù)壓環(huán)境，從而實(shí)現(xiàn)使用SCR脫硝工業(yè)對工業(yè)隧道窯爐尾氣進(jìn)行脫硝的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種窯爐SCR脫銷工藝及其專用設(shè)備，提升了工業(yè)隧道窯爐排煙溫度，能夠滿足在工業(yè)隧道窯爐上使用中溫段脫硝催化劑的條件，為工業(yè)隧道窯爐尾氣脫硝選用SCR脫硝工藝提供了必備條件；本發(fā)明解決的第二個(gè)技術(shù)問題是，通過在SCR脫銷催化系統(tǒng)前加裝還原劑噴淋系統(tǒng)的方式，令煙氣與還原劑充分混合均勻，再進(jìn)行脫銷作業(yè)，效果更佳；本發(fā)明解決的第三個(gè)技術(shù)問題是，通過對還原劑噴淋系統(tǒng)，尤其是雙流體噴槍的結(jié)構(gòu)改造，令還原劑的噴淋細(xì)度和勻度更佳，令煙氣脫銷效果增益明顯。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種窯爐SCR脫銷工藝，其特征在于包括如下步驟：

（1）提取窯爐急冷段高溫?zé)煔庖粮G頭處，與窯頭內(nèi)的煙氣混合，令窯頭內(nèi)煙氣的溫度升至大于310攝氏度；

（2）將中高溫?zé)煔庖朊撓鯁卧羞M(jìn)行脫銷反應(yīng)；

1>通過還原劑噴淋系統(tǒng)對煙氣進(jìn)行噴淋預(yù)處理；

2>將預(yù)處理過的煙氣引入SCR脫銷催化系統(tǒng)中，通過脫銷催化劑進(jìn)行脫銷反應(yīng)。

優(yōu)選的，所述還原劑噴淋系統(tǒng)內(nèi)的還原劑采用18-20%的氨水；所述還原劑在噴淋前預(yù)加熱升溫至200攝氏度以上。

一種窯爐SCR脫銷工藝專用設(shè)備，其特征在于包括引風(fēng)加熱單元和脫銷單元；

所述引風(fēng)加熱單元包括三根以上的引風(fēng)管，所述引風(fēng)管的一端聯(lián)通窯爐急冷段，引風(fēng)管的另一端通過接力風(fēng)機(jī)聯(lián)通窯爐窯頭；

所述脫銷單元包括還原劑噴淋系統(tǒng)和SCR脫銷催化系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述還原噴淋系統(tǒng)包括氨水儲罐、供氨泵、氨水過濾器和氨水蒸發(fā)器；所述氨水儲罐通過供氨泵進(jìn)入氨水過濾器，再從氨水過濾器進(jìn)入氨水蒸發(fā)器；所述氨水蒸發(fā)器包括螺旋加熱管路、壓縮氣源、高壓氣管和雙流體噴槍；所述雙流體噴槍包括液流接入口和氣流接入口，所述螺旋加熱管盤繞設(shè)置在窯頭的煙道內(nèi)，螺旋加熱管路一端連接氨水過濾器，另一端連接雙流體噴槍的液流接入口；壓縮氣源通過高壓氣管連接雙流體噴槍的氣流接入口。

優(yōu)選的，雙流體噴槍包括氣液混合器和液流加速器，氣液混合器通過輸液管連接液流加速器，在液流加速器上開設(shè)高壓噴口。

優(yōu)選的，所述氣液混合器包括進(jìn)氣管和進(jìn)液管，在進(jìn)氣管和進(jìn)液管的交匯處設(shè)置混合腔；

所述進(jìn)氣管呈環(huán)形，在進(jìn)氣管上開設(shè)氣流接入口，高壓氣流從氣流接入口進(jìn)入進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣方向與環(huán)形進(jìn)氣管相切；在氣流接入口兩側(cè)的進(jìn)氣管上分別開設(shè)液流接入口，所述兩個(gè)液流接入口連接螺旋加熱盤管，氨水從螺旋加熱盤管中升溫后由液流接入口進(jìn)入進(jìn)液管；

在混合腔內(nèi)開設(shè)一個(gè)以上的混流插槽，在混流插槽中設(shè)置氣液混合整流器，所述氣液混合整流器包括前網(wǎng)板、混合葉輪和后網(wǎng)板，混合葉輪設(shè)置在前、后網(wǎng)板之間，氣體和液體的流動力能夠帶動混合葉輪高速旋轉(zhuǎn)；所述混流插槽通過輸液管連通液流加速器。

優(yōu)選的，在前后網(wǎng)板上分別開設(shè)前、后混流孔，混流孔的軸截面呈梯形；前后混流孔的大徑端相對設(shè)置。

優(yōu)選的，所述液流加速器包括環(huán)形加速腔體和通流管道，所述通流管道與環(huán)形加速腔體聯(lián)通并相切設(shè)置；在環(huán)形加速腔體中設(shè)置懸磁加速塊，懸磁加速塊內(nèi)設(shè)置內(nèi)磁體；在環(huán)形加速腔體的環(huán)形中心位置設(shè)置加速電機(jī)，所述加速電機(jī)通過懸臂連接外磁體；加速電機(jī)能夠通過懸臂令外磁體高速轉(zhuǎn)動，外磁體通過磁吸力帶動內(nèi)磁體在環(huán)形加速腔體中高速旋轉(zhuǎn)，給通過通流管道的氣液混合體加速后，氣液混合體從高壓噴口霧化噴出。

優(yōu)選的，SCR脫銷催化系統(tǒng)包括鋼構(gòu)支撐架，在鋼構(gòu)支撐架內(nèi)安裝至少兩層脫銷催化劑層，每層脫銷催化劑層中安裝兩套脫銷催化劑模塊；在每層脫銷催化劑層之間安裝吹灰系統(tǒng)。

優(yōu)選的，所述吹灰系統(tǒng)為聲波吹灰系統(tǒng)，所述聲波吹灰系統(tǒng)連接定時(shí)器，定時(shí)器能夠控制聲波吹灰系統(tǒng)定時(shí)啟動，清理脫銷催化劑層上的積塵。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明通過引用急冷段的熱量給窯頭內(nèi)煙氣升溫，又通過煙氣溫度給還原劑升溫，提升了工業(yè)隧道窯爐排煙溫度，能夠滿足在工業(yè)隧道窯爐上使用中溫段脫硝催化劑的條件，為工業(yè)隧道窯爐尾氣脫硝選用SCR脫硝工藝提供了必備條件。

2、本發(fā)明通過在SCR脫銷催化系統(tǒng)前加裝還原劑噴淋系統(tǒng)的方式，令煙氣與還原劑充分混合均勻，再進(jìn)行脫銷作業(yè)，效果更佳。

3、本發(fā)明通過對還原劑噴淋系統(tǒng)，尤其是雙流體噴槍的結(jié)構(gòu)改造，令還原劑的噴淋細(xì)度和勻度更佳，令煙氣脫銷效果增益明顯。

4、本發(fā)明通過小試、中試等實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，脫銷效果明顯，適宜在業(yè)界推廣普及。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是雙流體噴槍的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是氣液混合器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是氣液混合整流器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是液流加速器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：A、急冷段；B、窯頭；

1、引風(fēng)管； 2、接力風(fēng)機(jī)；3、壓縮氣源；4、雙流體噴槍；5、氨水過濾器；6、氨水儲罐；7、脫銷單元；8、氣液混合器；9、高壓噴口；10、液流加速器；11、液流接入口；12、氣流接入口；13、進(jìn)氣管；14、氣液混合整流器；15、混合腔；16、進(jìn)液管；17、后網(wǎng)板；18、后混流孔；19、混合葉輪；20、前混流孔；21、前網(wǎng)板；22、通流管道；23、懸磁加速塊；24、輸液管；25、懸臂；26、加速電機(jī)；27、環(huán)形加速腔體。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)介紹。

選擇性催化劑還原脫硝技術(shù)（SCR）是指在催化劑和氧氣存在的條件下，還原劑NH₃有選擇地將煙氣中的NOx還原成為N₂和H₂O，因?yàn)檎麄€(gè)反應(yīng)具有選擇性和催化劑，所以叫選擇性催化還原。

反應(yīng)方程式如下：

4NH₃十4NO十O₂→6H₂O十4N₂

4NH₃十6NO→5N₂十6H₂O

4NH₃十2NO₂十O₂→6H₂O十3N₂

8NH₃十6NO₂→7N₂十12H₂O

工業(yè)隧道窯爐煙氣中含有一定量SO₂，在SCR脫硝反應(yīng)過程中，部分SO₂會氧化成SO₃，在SCR脫硝反應(yīng)過程中，會有一定量的NH₃逃逸出來，這樣逃逸的NH₃、SO₃和煙氣中H₂O的會發(fā)生如下反應(yīng)：

NH₃＋SO₃＋H₂O?NH₄HSO₄

2NH₃＋SO₃＋H₂O?（NH₄）₂SO₄

NH₄HSO₄、（NH₄）₂SO₄這兩種物質(zhì)一般在310℃以上以氣態(tài)形式存在（工業(yè)隧道窯爐尾氣中SO2濃度一般＜500mg/Nm3，在這個(gè)工況下，兩種物質(zhì)以其他形式存在），提高工業(yè)隧道窯爐排煙溫度，就是為確保NH₄HSO₄、（NH₄）₂SO₄這兩種物質(zhì)在這個(gè)溫度工況下以氣態(tài)形式存在，減少這兩種物質(zhì)對后部系統(tǒng)設(shè)備的腐蝕等影響，同時(shí)還可以確保SCR脫硝催化劑在合適的溫度窗口進(jìn)行工作，提高了SCR脫硝催化劑的活性。

本發(fā)明所述的一種窯爐SCR脫銷工藝，通過引用急冷段的熱量給窯頭內(nèi)煙氣升溫，又通過煙氣溫度給還原劑升溫，提升了工業(yè)隧道窯爐排煙溫度，能夠滿足在工業(yè)隧道窯爐上使用中溫段脫硝催化劑的條件，為工業(yè)隧道窯爐尾氣脫硝選用SCR脫硝工藝提供了必備條件。

本工藝包括如下步驟：

（1）提取窯爐急冷段高溫?zé)煔庖粮G頭處，與窯頭內(nèi)的煙氣混合，令窯頭內(nèi)煙氣的溫度升至大于310攝氏度；

（2）將中高溫?zé)煔庖朊撓鯁卧羞M(jìn)行脫銷反應(yīng)；

1>通過還原劑噴淋系統(tǒng)對煙氣進(jìn)行噴淋預(yù)處理；

2>將預(yù)處理過的煙氣引入SCR脫銷催化系統(tǒng)中，通過脫銷催化劑進(jìn)行脫銷反應(yīng)。

所述還原劑噴淋系統(tǒng)內(nèi)的還原劑采用18-20%的氨水；所述還原劑在噴淋前預(yù)加熱升溫至200攝氏度以上。

如圖1所示，本發(fā)明所述的一種窯爐SCR脫銷工藝專用設(shè)備，包括引風(fēng)加熱單元和脫銷單元。

所述引風(fēng)加熱單元包括三根以上的引風(fēng)管，所述引風(fēng)管的一端聯(lián)通窯爐急冷段，引風(fēng)管的另一端通過接力風(fēng)機(jī)聯(lián)通窯爐窯頭。

所述脫銷單元包括還原劑噴淋系統(tǒng)和SCR脫銷催化系統(tǒng)。

所述還原噴淋系統(tǒng)包括氨水儲罐、供氨泵、氨水過濾器和氨水蒸發(fā)器；所述氨水儲罐通過供氨泵進(jìn)入氨水過濾器，再從氨水過濾器進(jìn)入氨水蒸發(fā)器；所述氨水蒸發(fā)器包括螺旋加熱管路、壓縮氣源、高壓氣管和雙流體噴槍；所述雙流體噴槍包括液流接入口和氣流接入口，所述螺旋加熱管盤繞設(shè)置在窯頭的煙道內(nèi)，螺旋加熱管路一端連接氨水過濾器，另一端連接雙流體噴槍的液流接入口；壓縮氣源通過高壓氣管連接雙流體噴槍的氣流接入口。

如圖2所示，雙流體噴槍包括氣液混合器和液流加速器，氣液混合器通過輸液管連接液流加速器，在液流加速器上開設(shè)高壓噴口。

如圖3所示，所述氣液混合器包括進(jìn)氣管和進(jìn)液管，在進(jìn)氣管和進(jìn)液管的交匯處設(shè)置混合腔。

所述進(jìn)氣管呈環(huán)形，在進(jìn)氣管上開設(shè)氣流接入口，高壓氣流從氣流接入口進(jìn)入進(jìn)氣管，所述進(jìn)氣方向與環(huán)形進(jìn)氣管相切；在氣流接入口兩側(cè)的進(jìn)氣管上分別開設(shè)液流接入口，所述兩個(gè)液流接入口連接螺旋加熱盤管，氨水從螺旋加熱盤管中升溫后由液流接入口進(jìn)入進(jìn)液管；

如圖3和4所示，在混合腔內(nèi)開設(shè)一個(gè)以上的混流插槽，在混流插槽中設(shè)置氣液混合整流器，所述氣液混合整流器包括前網(wǎng)板、混合葉輪和后網(wǎng)板，混合葉輪設(shè)置在前、后網(wǎng)板之間，氣體和液體的流動力能夠帶動混合葉輪高速旋轉(zhuǎn)；所述混流插槽通過輸液管連通液流加速器。在前后網(wǎng)板上分別開設(shè)前、后混流孔，混流孔的軸截面呈梯形；前后混流孔的大徑端相對設(shè)置。氣液混合整流器能夠令氨水和高壓氣體充分混合均勻。

如圖5所示，所述液流加速器包括環(huán)形加速腔體和通流管道，所述通流管道與環(huán)形加速腔體聯(lián)通并相切設(shè)置；在環(huán)形加速腔體中設(shè)置懸磁加速塊，懸磁加速塊內(nèi)設(shè)置內(nèi)磁體；在環(huán)形加速腔體的環(huán)形中心位置設(shè)置加速電機(jī)，所述加速電機(jī)通過懸臂連接外磁體；加速電機(jī)能夠通過懸臂令外磁體高速轉(zhuǎn)動，外磁體通過磁吸力帶動內(nèi)磁體在環(huán)形加速腔體中高速旋轉(zhuǎn)，給通過通流管道的氣液混合體加速后，氣液混合體從高壓噴口霧化噴出。

經(jīng)過雙流體噴槍噴出的氨水，呈高壓水霧狀，能夠直接與煙氣充分混合均勻，方便后續(xù)的還原脫銷反應(yīng)。

SCR脫銷催化系統(tǒng)包括鋼構(gòu)支撐架，在鋼構(gòu)支撐架內(nèi)安裝至少兩層脫銷催化劑層，每層脫銷催化劑層中安裝兩套脫銷催化劑模塊；在每層脫銷催化劑層之間安裝吹灰系統(tǒng)。所述吹灰系統(tǒng)為聲波吹灰系統(tǒng)，所述聲波吹灰系統(tǒng)連接定時(shí)器，定時(shí)器能夠控制聲波吹灰系統(tǒng)定時(shí)啟動，清理脫銷催化劑層上的積塵。

脫硝催化劑模塊選用的為孔數(shù)為22孔的蜂窩式脫硝催化劑，脫硝反應(yīng)器設(shè)計(jì)3層，每層2套模塊，共計(jì)6套模塊，脫硝催化劑的體積為9.72m3，脫硝催化劑的具體參數(shù)如下表：

本發(fā)明在實(shí)際使用時(shí)，將從工業(yè)隧道窯爐急冷段抽取的高溫?zé)煔猓?00-800℃）通過接力風(fēng)機(jī)引入到工業(yè)隧道窯爐窯頭排煙風(fēng)機(jī)管道內(nèi)，與工業(yè)隧道窯爐窯頭溫度較低的煙氣（180-200℃）進(jìn)行混合，從而獲得溫度大于310℃的適合使用中溫脫硝催化劑的煙氣條件。而后將濃度為18-20%的氨水經(jīng)過雙流體噴槍將霧化均勻后，噴入到煙道內(nèi)，與煙氣進(jìn)行均勻混合?；旌暇鶆蚝蠛邪睔獾臒煔膺M(jìn)入到SCR脫銷催化系統(tǒng)進(jìn)行反應(yīng)，從而達(dá)到處理煙氣中NOx的目的。

本發(fā)明的脫銷效果的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見下表：

選用中溫脫硝催化劑相比于低溫催化劑產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益分析如下：

1、催化劑費(fèi)用

現(xiàn)在市場上低溫催化劑的價(jià)格一般為6萬元/m3，中溫催化劑的價(jià)格為1.5萬元/m3，以上述方案中的工況為例，如選用低溫催化劑需要使用的催化劑的體積為15.55m3，選用中溫催化劑需要的催化劑體積為9.72m3，折算到每年催化劑的成本為：

低溫催化劑每年成本=15.55m3×6萬元/m3÷2年=46.65萬元

中溫催化劑每年成本=9.72m3×1.5萬元/m3÷3年=4.86萬元

2、脫硝工程費(fèi)用

選用低溫催化劑體積與中溫催化劑體積的比值約為1.6:1，所設(shè)計(jì)的反應(yīng)器的尺寸也相應(yīng)變大，這樣項(xiàng)目初期投資的費(fèi)用，低溫催化劑方案相比中溫催化劑方案成本理論計(jì)算也相應(yīng)高出30%左右。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對本發(fā)明作其它形式的限制，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(shí)施例。凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。