水泥干法窑的节能脱硝装置和方法
【专利摘要】本发明公开了一种水泥干法窑的节能脱硝装置和方法，装置包括分解炉、水泥窑、富氧助燃喷煤管、输送管道、富氧制备装置、煤粉制备装置、还原剂喷头，还原剂储备装置通过管路连接还原剂喷头伸入分解炉内，分解炉连接水泥窑，煤粉制备装置通过输送管道、富氧助燃喷煤管分别与水泥窑和分解炉连接，富氧制备装置也通过输送管道、富氧助燃喷煤管分别与水泥窑和分解炉连接。方法包括步骤一：用SNCR脱硝，来降低水泥窑氮氧化物的排放；步骤二：用OEC富氧燃烧，将空气中的氧含量提纯到25～30％输送到水泥窑和分解炉助燃；步骤三：设富氧燃烧和SNCR脱硝DCS系统，用氮氧化物排放浓度控制调节还原剂和富氧助燃浓度，达到文明生产。
【专利说明】水泥干法窑的节能脱硝装置和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种水泥干法窑的节能脱硝装置和方法，属于建材行业节能减排【技术领域】。
【背景技术】
[0002]现在运行的水泥新型干法窑氮氧化物排放的浓度大约在800?1600mg/Nm3之间，已建在生产的水泥厂执行的氮氧化物排放标准是(GB4915-2004) 800mg/Nm3,而未来水泥行业氮氧化物排放标准要求将提高到500mg/Nm3以下。对已建在生产的水泥厂，由于场地空间条件的限制，无法使用选择性催化还原技术(SCR)工艺来减少烟气中的氮氧化物。可用选择性非催化还原(SNCR)脱硝法来减少水泥窑氮氧化物的排放，削减效果在60%。可是即使这样，仍难以稳定连续地使氮氧化物排放浓度达到即将修订的国家排放标准要求。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种不增加生产成本，能降低水泥窑氮氧化物排放浓度的处
理装置及方法。
[0004]为解决上述问题，本发明采用如下技术方案:水泥干法窑的节能脱硝装置，包括分解炉1、水泥窑2、窑头富氧助燃喷煤管3、窑尾富氧助燃喷煤管6、富氧输送管道4、煤粉输送管道5、富氧制备装置7、煤粉制备装置8、还原剂喷头9和还原剂储备装置10构成；所述还原剂储备装置10通过管道连接还原剂喷头9伸入分解炉I内，所述分解炉I的下端与水泥窑2的窑尾连接，所述富氧制备装置7和煤粉制备装置8分别通过富氧输送管道4和煤粉输送管道5与安装在水泥窑2窑头的窑头富氧助燃喷煤管3和安装在分解炉I的窑尾富氧助燃喷煤管6连接。
[0005]本发明还包括水泥干法窑的节能脱硝装置的方法，它包括以下步骤:
[0006]步骤一:用选择性非催化还原(SNCR)脱硝法，来降低水泥窑氮氧化物的排放。在分解炉850?1050°C部位喷入浓度为20?25%的氨水或尿素溶液作为还原剂，使其与烟气中的氮氧化物结合，并将其还原成氮气和水；
[0007]步骤二:用富氧燃烧技术；将含氧浓度高的富氧空气进行燃烧，称为富氧燃烧(oxygen enriched combustion)，简称0EC,将空气中的氧含量从21 %提纯到25?30%,应用到水泥窑的窑头和窑尾分解炉助燃，这样可使炉内火焰温度升高200?300°C，达到氮气量减少，燃烧后的排放量也减少和节能的目的。
[0008]步骤三:建立富氧燃烧和SNCR脱硝DCS中央控制系统；用氮氧化物排放浓度控制调节还原剂浓度和富氧助燃浓度，掌控水泥窑的生产和排放情况，达到文明生产。事实上，用本发明的装置和方法，只需原有技术的成本即可降低水泥窑氮氧化物排放浓度，减少污染排放。
[0009]本发明的目的之一，尤其是其中方法的目的:采用选择性非催化还原(SNCR)脱硝法可以较大幅度地削减氮氧化物的排放，削减效果达60%，减少污染排放；[0010]本发明的目的之二是用富氧燃烧技术可使炉内火焰温度升高200?300°C，达到节能的目的；更重要的是用普通空气助燃，约五分之四的氮气不但不参与燃烧，且带走大量热能，用富氧助燃，氮气量要减少，燃烧后的排气量也减少，热损失减少。一般氧气浓度每增加I %烟气量约下降2?4.5%，从而提高燃烧效率，增加热量利用率。普通空气助燃，当加热温度为1300°C，其可利用的热量为42%;而用26%富氧空气助燃时，可利用热量为56%，节能10%,氮氧化物排放减少20% ；
[0011]本发明还具有以下的优点:一、SNCR脱硝法场地位置可布置，SCR脱硝法场地空间
无法布置；
[0012]二、投资省，SNCR脱硝法是SCR脱硝法的1/4 ；
[0013]三、OEC富氧燃烧和SNCR脱硝DCS系统，用氮氧化物排放浓度控制调节还原剂和富氧助燃浓度；
[0014]四、OEC富氧燃烧节能减排，所节费用抵消SNCR脱硝的费用，不增加生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明的装置结构示意图；
[0016]图中符号说明:分解炉1、水泥窑2、窑头富氧助燃喷煤管3、富氧输送管道4、煤粉输送管道5、窑尾富氧助燃喷煤管6、富氧制备装置7、煤粉制备装置8、还原剂喷头9、还原剂储备装置10。
【具体实施方式】
[0017]下面用最佳的实施例对本发明做详细的说明。
[0018]参照图1在本实施中，水泥干法窑的节能脱硝装置，包括分解炉1、水泥窑2、窑头富氧助燃喷煤管3、窑尾富氧助燃喷煤管6、富氧输送管道4、煤粉输送管道5、富氧制备装置
7、煤粉制备装置8、还原剂喷头9和还原剂储备装置10构成；所述还原剂储备装置10通过管道连接还原剂喷头9伸入分解炉I内，所述分解炉I的下端与水泥窑2的窑尾连接，所述富氧制备装置7和煤粉制备装置8分别通过富氧输送管道4和煤粉输送管道5与安装在水泥窑2窑头的窑头富氧助燃喷煤管3和安装在分解炉I的窑尾富氧助燃喷煤管6连接。
[0019]水泥干法窑的节能脱硝的方法，它包括如下步骤:
[0020]所述步骤一:用选择性非催化还原(SNCR)脱硝法，来降低水泥窑氮氧化物的排放。在分解炉850?1050°C部位喷入浓度为20?25%的氨水或尿素溶液作为还原剂，使其与烟气中的氮氧化物结合，并将其还原成氮气和水；
[0021]4N0+4NH3+02-4N2+6H20
[0022]2N02+4NH3+02-3N2+6H20
[0023]在具体实现的过程中:在用浓度为26%富氧助燃，分解炉温度为850?1050°C时，供氨水量按ΝΗ3/Ν0 = 1.1，输送压力为3kg/cm3的情况下，测得不同的还原剂浓度有不同的氮氧化物排放浓度。(见下表)随着氨水溶液浓度的增加，氮氧化物排放浓度逐渐减少，但成本也在增加。
[0024]
【权利要求】
1.水泥干法窑的节能脱硝装置，包括分解炉1、水泥窑2、窑头富氧助燃喷煤管3、窑尾富氧助燃喷煤管6、富氧输送管道4、煤粉输送管道5、富氧制备装置7、煤粉制备装置8、还原剂喷头9和还原剂储备装置10构成；所述还原剂储备装置10通过管道连接还原剂喷头9伸入分解炉I内，所述分解炉I的下端与水泥窑2的窑尾连接，所述富氧制备装置7和煤粉制备装置8分别通过富氧输送管道4和煤粉输送管道5与安装在水泥窑2窑头的窑头富氧助燃喷煤管3和安装在分解炉I的窑尾富氧助燃喷煤管6连接。
2.水泥干法窑的节能脱硝装置的方法，其特征在于，包括以下步骤: 所述步骤一:用选择性非催化还原(SNCR)脱硝法，来降低水泥窑氮氧化物的排放。在分解炉850?1050°C部位喷入浓度为20?25%的氨水或尿素溶液作为还原剂，使其与烟气中的氮氧化物结合，并将其还原成氮气和水； 所述步骤二:用富氧燃烧技术；将含氧浓度高的富氧空气进行燃烧，称为富氧燃烧(oxygen enriched combustion)，简称OEC,将空气中的氧含量从21 %提纯到25?30%,应用到水泥窑的窑头和窑尾分解炉助燃，这样可使炉内火焰温度升高200?300°C，达到氮气量减少，燃烧后的排放量也减少和节能的目的； 所述步骤三:建立富氧燃烧和SNCR脱硝DCS中央控制系统；用氮氧化物排放浓度控制调节还原剂浓度和富氧助燃浓度，掌控水泥窑的生产和排放情况，达到文明生产。
【文档编号】C04B7/43GK103512373SQ201210212862
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2012年6月26日 优先权日:2012年6月26日
【发明者】肖开标, 施志伟, 钱明毅, 盛法大, 施正, 张福娇 申请人:肖开标