带有脱硝设备的双膛石灰窑的制作方法

本发明属于工业炉窑尾气处理技术领域，涉及一种带有脱硝设备的双膛石灰窑。

背景技术：

烟气是石灰窑的主要排放物，为可燃物在窑膛内燃烧和石灰石分解产生的混合气体。由于烟气中含有大量的氮氧化物nox，如no，这些氮氧化物如果直接排放到大气中，会污染空气，形成光化学烟雾和酸雨，危害人体健康，因此烟气在排放之前必须经过脱氮（即脱硝）处理。

目前烟气脱硝技术主要有两种：选择性催还还原（scr）技术和选择性非催化还原（sncr）技术。选择性非催化还原（sncr）脱硝是把含有氨基的还原剂在不适用催化剂的条件下均匀喷入烟气温度为850-50℃的区域，选择性的把烟气中的nox还原为n2和h2o，以达到减排氮氧化物的目的。另外发现向高温烟气中喷入甲烷、氢气、一氧化碳等还原剂也有一定的脱硝效果。现有技术的sncr脱硝工艺应用在循环流化床锅炉上，脱硝效率在30-50%之间，尚未发现sncr脱硝应用于石灰窑烟气脱硝领域，现有技术不能充分满足石灰窑烟气排放的质量要求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种带有脱硝设备的双膛石灰窑，提高脱硝效果，以降低石灰窑排放烟气的氮氧化物含量，满足烟气排放标准。

本发明的技术方案是：带有脱硝设备的双膛石灰窑，包括两个窑膛、供料系统、出灰系统、燃料系统、供风系统和废气排放系统。窑膛的上部设有进料口和烟气出口，窑膛的下部设有出料口。窑膛内设有预热带、煅烧带和冷却带，煅烧带设置有插入式烧嘴。双膛石灰窑设有脱硝剂制备单元，每个窑膛内设有至少1根脱硝梁，脱硝梁安装在煅烧带或预热带。脱硝梁设有脱硝喷嘴，脱硝梁连接到脱硝剂制备单元。

脱硝梁包括但不限于圆筒型结构或箱体型结构，脱硝喷嘴包括但不限于位于圆筒型结构或箱体型结构的下部。脱硝梁设有冷却介质流通的通道，冷却介质流通的通道与导热油循环系统连接，冷却介质包括但不限于导热油或空气。

两个窑膛下部设有烟气通道，烟气通道设有脱硝喷枪，脱硝喷枪连接到脱硝剂制备单元。脱硝梁替换为周边脱硝喷嘴，用周边脱硝喷嘴代替脱硝梁喷洒脱硝剂进行脱硝。周边脱硝喷嘴可以插入石灰窑中，使脱硝剂喷洒更为均匀。

脱硝剂制备单元包括脱硝剂储罐、液体蒸发罐、缓冲罐、混合器和风机，脱硝剂储罐通过液体蒸发罐和缓冲罐连接到混合器，风机通过风管路连接到混合器。混合器连接到两侧窑膛的脱硝梁和脱硝喷枪。脱硝剂储罐中脱硝剂包括但不限于质量浓度20%～25%的氨水或质量浓度为30%~50%的尿素溶液

废气排放系统设有烟囱、引风机和除尘器，两侧窑膛的烟气出口通过三通阀连接到除尘器，除尘器出口通过引风机连接到烟囱。双膛石灰窑的操作制度包括但不限于以下制度：窑膛a燃烧时，窑膛b中脱硝梁和窑膛a侧的烟气通道的脱硝喷枪同时喷入脱硝剂；换向后，窑膛b燃烧，窑膛a中脱硝梁和窑膛b侧的烟气通道的脱硝喷枪同时喷入脱硝剂。通过脱硝分管路上的阀门10的开闭实现换向操作。

通过在双膛石灰窑中增设脱硝梁和脱硝喷枪，利用脱硝梁的脱硝喷嘴和烟气通道的脱硝喷枪将脱硝剂喷入双膛窑的预热带或煅烧带，有效脱除石灰石煅烧过程中烟气的氮氧化合物，降低石灰窑排放烟气的氮氧化物含量，nox排放浓度降低到符合国家排放标准，减轻了大气污染，有利于保护自然环境，具有显著的社会效益。

附图说明

图1为本发明带有脱硝系统的双膛石灰窑的结构示意图；

其中：1—烟囱、2—引风机、3—除尘器、4—三通阀、5—窑膛、6—插入式烧嘴、7—脱硝喷嘴、8—脱硝喷枪、9—进料口、11—脱硝梁、12—出料口、13—混合器、14—缓冲罐、15—液体蒸发罐、16—脱硝剂储罐、17—风机。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。

本发明带有脱硝设备的双膛石灰窑如图1所示，包括两个窑膛5、供料系统、出灰系统、燃料系统、供风系统和废气排放系统。窑膛的上部设有进料口9和烟气出口，窑膛的下部设有出料口12，进料口与供料系统连接，烟气出口通过三通阀连接到废气排放系统，出料口连接到出灰系统。窑膛内设有预热带、煅烧带和冷却带，两个窑膛的下部设有烟气通道，烟气通道设有脱硝喷枪8。煅烧带设有插入式烧嘴6，插入式烧嘴与燃料系统连接。双膛石灰窑设有脱硝剂制备单元，双膛石灰窑两侧的窑膛5内分别设有3根脱硝梁11，脱硝梁11安装在插入式烧嘴6的下部。脱硝梁11为圆筒型结构，圆筒型结构的梁体下部设有脱硝喷嘴7。脱硝梁11设有冷却介质流通的通道，冷却介质流通的通道与导热油循环系统连接，导热油可以被空气替代。脱硝剂制备单元包括脱硝剂储罐16、液体蒸发罐15、缓冲罐14、混合器13和风机17，脱硝剂储罐16的脱硝剂为氨水。脱硝剂储罐16通过液体蒸发罐15和缓冲罐14连接到混合器13，风机17通过风管路连接到混合器13。混合器13通过脱硝管路连接到两侧窑膛的脱硝梁11和烟气通道的脱硝喷枪8，连接管路设有阀门10。废气排放系统设有烟囱1、引风机2和除尘器3，两侧窑膛a和窑膛b的烟气出口通过三通阀连接到除尘器3，除尘器通过引风机连接到烟囱。

本发明带有脱硝设备的双膛石灰窑的运行过程为：⑴液氨由槽车运送到脱硝剂储罐，脱硝剂储罐输出的液氨在液体蒸发器内蒸发为氨气，并将氨气加热到常温后，送到缓冲罐14备用。⑵缓冲罐中的氨气经调压阀减压后，与稀释风机的稀释风通过混合器混合，混合器内氨的浓度远低于爆炸下限，一般控制在5%左右。⑶混合器混合后的脱硝剂经脱硝管路输送到脱硝梁11，经脱硝喷嘴7喷洒到窑膛的煅烧带和经两个窑膛下部烟气通道的脱硝喷枪8喷入烟气中。脱硝剂即氨气混合气与烟气中的氮氧化物发生化学反应，生成氮气和水，去除氮氧化物，从而达到脱硝目的。烟气通道内喷枪喷入脱硝剂为一次脱硝，脱硝梁喷入脱硝剂为二次脱硝。根据工艺要求，通过调节脱硝管路至脱硝梁11和脱硝喷枪8分管路上的阀门10，实现对窑膛内煅烧带和烟气通道脱硝剂喷入量的控制。

窑膛a的脱硝梁和窑膛b的脱硝梁依据煅烧工艺需要通过阀门的开闭进行换向操作。脱硝梁11和脱硝喷枪8可单独使用或联合使用。脱硝梁也可以与设在通道、助燃风入口、插入式烧嘴和石灰冷却风入口的脱硝喷枪配合使用，也可以单独使用。

窑膛a燃烧时，窑膛b中脱硝梁和窑膛a侧的烟气通道的脱硝喷枪同时喷入脱硝剂。换向后，窑膛b燃烧，窑膛a中脱硝梁和窑膛b侧的烟气通道的脱硝喷枪同时喷入脱硝剂。通过脱硝分管路上的阀门10的开闭实现换向操作。

允许使用周边烧嘴代替脱硝梁喷洒脱硝剂进行脱硝，也可以将脱硝喷枪插入石灰窑中，从而使脱硝更为均匀。

允许在通道内进行脱硝，并在通道脱硝的基础上增设脱硝梁，进行二次脱硝。可以在通道内加设脱硝喷枪，并通过通道内的脱硝喷枪进行第一次脱硝。