一种水泥窑选择性非催化还原法脱硝用助剂的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种水泥窑选择性非催化还原法脱硝用助剂，该助剂的组成是(重量％)：钠盐，47-95％；钾盐，1-20％；碱土金属化合物，1-13％；有机钠盐，1-20％。在达到同样脱硝效率的情况下采用该助剂能够降低水泥窑脱硝系统的氨水消耗量，从而降低水泥企业减排氮氧化物的运行成本。
【专利说明】一种水泥窑选择性非催化还原法脱硝用助剂
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种水泥窑选择性非催化还原法脱硝用助剂，用于在氨水作为还原剂 的条件下，降低达到同样脱硝效率情况下的氨水消耗量。
【背景技术】
[0002] 在我国，以煤炭为主的能源构成在当前一段时间内不会改变，煤炭燃烧会产生大 量的粉尘、氮氧化物和硫氧化物等有害元素，由于工业规模的庞大，排放形势非常严重，给 环境保护带来了巨大压力。其中氮氧化物已成为一种严重的大气污染物，是我国大部分地 方雾霾天气的成因，危害着人的健康，给交通造成了不便。水泥窑作为一种重要的工业窑 炉，是我国排放氮氧化物的主要污染源头，约占氮氧化物排放总量的7 %，是减排的主要对 象。根据《重点区域大气污染防治十二五规划》，到2015年，重点区域氮氧化物排放量下降 13%。由此政策，水泥窑脱硝目前正在积极的展开。
[0003] 脱硝技术主要包括选择性催化还原技术和选择性非催化还原技术，选择性催化还 原技术的特点是投资大，运行费用高，同时需要更换催化剂。选择性非催化还原技术特点是 采用氨水或尿素作为还原剂，利用泵和压缩空气喷入水泥窑预热器的850-1050°C的区段与 氮氧化物反应，生成没有污染的氮气。由于选择性非催化还原投资省，运行费用低，易维护， 所以应用较多。
[0004] 自从1975年美国的Lyon发明选择性非催化还原以来，国外对它的研究就从未中 断过，研究成果在燃烧设备上进行了工程应用。我国对选择性非催化还原的研究也已从摸 索阶段步入工业使用阶段，目前已有水泥厂选择性非催化还原车间投入运行。为了降低选 择性非催化还原技术的运行成本，一个关键方法是提高还原剂的脱硝效率，这样可以使单 位物质的量的还原剂与更多的氮氧化物反应。通过添加助剂即可达到该效果，并且经济可 行，这是因为助剂添加带来的成本远低于还原剂使用量降低减少的成本。
【发明内容】
[0005] 本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种水泥窑选择性非催化还原 法脱硝用助剂，在达到同样脱硝效率的情况下采用该助剂能够降低水泥窑脱硝系统的氨水 消耗量，从而降低水泥企业减排氮氧化物的运行成本。
[0006] 本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种水泥窑选择 性非催化还原法脱硝用助剂，该助剂的组成是（重量％ ):
[0007] _ 盐 47-95% 钾盐 1-20% 碱上金W化合物 M3% 介机钠盐 1-20%,.
[0008] 所述钠盐为硫代硫酸钠、硝酸钠、碳酸氢钠、碳酸钠、醋酸钠和氯化钠中的至少一 种。
[0009] 所述钾盐为硫酸钾、氯化钾和硝酸钾中的一种或两种。
[0010] 所述碱土金属化合物为氯化镁、氯化钙、硝酸镁、硝酸钙中的一种或两种。
[0011] 所述有机钠盐为柠檬酸钠。
[0012] 本发明具有的优点和积极效果是：通过试验表明：5000t/d的水泥熟料生产线脱 硝系统在添加助剂后，氨水消耗量降低了约0. 30-0. 50m3/h。日氨水消耗量降低7-12m3, 折合约6-11吨。水泥企业可每天减少氨水采购费用0. 5-1万元，年减少氨水采购费用 150-300万元。2500t/d的水泥熟料生产线脱硝系统在添加助剂后，氨水消耗量降低了约 0. 15-0. 26m3/h。日氨水消耗量降低3-6m3,折合约3-5吨。水泥企业可每天减少氨水采购 费用0. 25-0. 5万元，年减少氨水采购费用75-150万元。综上，在达到同样脱硝效率的情况 下采用该助剂能够降低水泥窑脱硝系统的氨水消耗量，从而降低水泥企业减排氮氧化物的 运行成本。
【具体实施方式】
[0013] 为能进一步了解本发明的
【发明内容】
、特点及功效，兹例举以下实施例进行详细说 明如下：
[0014] 实施例1 :
[0015] 助剂的组成为（重量％ ):
[0016] 钠盐 95% _盐 2% 誠上金W化合物 1% 打机钠盐 2%
[0017] 采用本实施例中的助剂在广东省一水泥厂1号窑进行了为期3天的试验，该窑为 新型干法水泥回转窑5000t/d熟料生产线，试验期间窑操作不变，烟气量和本地氮氧化物 排放在一个小范围内波动，采用浓度为20%的氨水，结果表明未添加助剂喷射时，脱硝效率 为60 %的氨水溶液耗量为2. 63-2. 94m3/h ;添加助剂喷射时，脱硝效率为60 %的氨水消耗 量在2. 12-2. 75m3/h，助剂与氨水溶液的质量比为万分之一。
[0018] 实施例2:
[0019] 助剂的组成为：
[0020] 钠盐 90% 钾盐 1% 碱上金W化介物 8% Yi'机钠盐 I %
[0021] 在福建省一水泥厂，回转窑产量为5000t/d，采用本实施例中的助剂进行了为期 10天的试验，期间窑操作不变，烟气量和本地氮氧化物排放在一个小范围内波动，采用浓 度为20%的氨水溶液，结果表明未添加助剂喷射时，脱硝效率为60%的氨水溶液耗量为 1.77-1.891113/11;添加助剂喷射时，脱硝效率为60%的氨水溶液耗量降低到1.12-1.22111 3/11， 助剂与氨水溶液的质量比为万分之五。
[0022] 实施例3 :
[0023] 助剂的组成为（重量％ ):
[0024] 钠 a 74% 钾盐 5% 喊土金属化介物 1% 介机钠盐 20%
[0025] 在江西省一水泥厂，回转窑产量为5000t/d，采用本实施例中的助剂进行了为期 10天的试验，期间窑操作不变，烟气量和本地氮氧化物排放在一个小范围内波动，采用浓 度为20%的氨水溶液，结果表明未添加助剂喷射时，脱硝效率为60%的氨水溶液耗量为 1.57-1.591113/11;添加助剂喷射时，脱硝效率为60%的氨水溶液耗量降低到1.02-1.04111 3/11， 助剂与氨水溶液的质量比为百分之一。
[0026] 实施例4 :
[0027] 助剂的组成为（重量％ ):
[0028] 钠盐 85% 钾盐 12%
[0029] 贼.I:金W化合物 1% 有机钠盐 2%
[0030] 在湖南省一水泥厂，回转窑产量为2500t/d，采用本实施例中的助剂进行了为期 10天的试验，期间窑操作不变，烟气量和本地氮氧化物排放在一个小范围内波动，采用浓 度为20%的氨水溶液，结果表明未添加助剂喷射时，脱硝效率为60%的氨水溶液耗量为 0.78-0.811113/11;添加助剂喷射时，脱硝效率为60%的氨水溶液耗量降低到0.51-0.55111 3/11， 助剂与氨水溶液的质量比为万分之一。
[0031] 实施例5:
[0032] 助剂的组成为（重量％ ):
[0033] 钠 tt 47% 钾盐 20% 碱土金属化介物 13% 育机_盐 20%
[0034] 在江西省一水泥厂，回转窑产量为2500t/d，采用本实施例中的助剂进行了为期 10天的试验，期间窑操作不变，烟气量和本底氮氧化物排放在一个小范围内波动，采用浓 度为20%的氨水溶液，结果表明未添加助剂喷射时，脱硝效率为60%的氨水溶液耗量为 0.58-0.611113/11;添加助剂喷射时，脱硝效率为60%的氨水溶液耗量降低到0.43-0.46111 3/11， 助剂与氨水溶液的质量比为万分之五。
[0035] 上述实施例中助剂的具体应用方法为：将助剂加入氨水作为还原剂的溶液中，使 之完全溶解，再将溶液用喷射泵提升至喷射点，与压缩空气混合后喷入到烟气中，助剂与还 原剂溶液的质量比为万分之一到百分之一。所述钠盐选自硫代硫酸钠、硝酸钠、碳酸氢钠、 碳酸钠、醋酸钠和氯化钠及其它钠盐中的至少一种，所述钾盐选自硫酸钾、氯化钾、硝酸钾 中的一种或两种，所述碱土金属化合物选自氯化镁、氯化钙、硝酸镁和硝酸钙中的一种或两 种，有机钠盐为朽1檬酸钠。
[0036] 本发明的原理为：
[0037] 以氨水为还原剂的水泥窑选择性非催化还原系统，氨水与一氧化氮发生反应生成 氮气和水，反应的控制步骤是OH活性基团的浓度。加入助剂后，助剂中的碱金属成分发生 循环反应，不断地生成OH活性基团，提高了 OH活性基团的浓度，从而提高了氨水与一氧化 氮的反应速度，改善了脱硝效果。
[0038] 尽管上面结合本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具 体实施方式，上述的【具体实施方式】仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人 员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出 很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1. 一种水泥窑选择性非催化还原法脱硝用助剂，其特征在于，该助剂的组成是（重 量％ ): 納盐 47-95% 钾Ifc 1-20% 碱上金W化合物 1-13% 有机_盐 1-20%,-.
2. 根据权利要求1所述水泥窑选择性非催化还原法脱硝用助剂，其特征在于，所述钠 盐为硫代硫酸钠、硝酸钠、碳酸氢钠、碳酸钠、醋酸钠和氯化钠中的至少一种。
3.根据权利要求2所述水泥窑选择性非催化还原法脱硝用助剂，其特征在于，所述钾 盐为硫酸钾、氯化钾和硝酸钾中的一种或两种。
4.根据权利要求3所述水泥窑选择性非催化还原法脱硝用助剂，其特征在于，所述碱 土金属化合物为氯化镁、氯化钙、硝酸镁、硝酸钙中的一种或两种。
5.根据权利要求4所述水泥窑选择性非催化还原法脱硝用助剂，其特征在于，所述有 机钠盐为柠檬酸钠。
【文档编号】B01D53/79GK104307346SQ201410566256
【公开日】2015年1月28日 申请日期:2014年10月22日 优先权日:2014年10月22日
【发明者】唐新宇, 王永刚, 程兆环, 许佳 申请人:天津中材工程研究中心有限公司, 天津水泥工业设计研究院有限公司, 中材国际环境工程（北京）有限公司