回转窑烟气脱硝方法及系统与流程

本发明涉及回转窑烟气脱硝方法及系统，属于回转窑污染物排放控制技术领域。

背景技术：

目前，随着国家环保形势的日益严峻和各项环保制度的逐步执行，烟气中污染物排放逐步收紧，各项污染物排放标准越来越严格，《大气污染物综合排放标准》(gb16297-1996)二级标准中规定氮氧化物排放限值为240mg/m³，《水泥工业大气污染物排放标准》(gb4915-2013)规定氮氧化物排放限值为400mg/m³，《火电厂大气污染物排放标准》(gb13223-2011)规定氮氧化物排放限值为100mg/m³。当前，虽然《铝工业污染物排放标准》(gb25465-2010)和《工业炉窑大气污染物排放标准》(gb9078-1996)未对氮氧化物排放限值进行规定，但随着环保排放的逐步严格，氮氧化物排放势必要进行控制。

现阶段，氧化铝回转窑和水泥回转窑中烟气nox排放浓度普遍在500～900mg/m³，远远高于当前《大气污染物排放标准》中排放限值，但是目前还没有专门针对氧化铝回转窑设计的烟气脱硝方法，而且现有的水泥回转窑烟气脱硝方法脱硝效果也并不显著。

技术实现要素：

本发明提供一种回转窑烟气脱硝方法及系统，能够针对回转窑工作中排放的烟气进行安全有效的脱硝处理，脱硝效果显著。

本发明提供一种回转窑烟气脱硝方法，所述回转窑烟气为在回转窑中烧结生料浆所产生的废气，包括如下步骤：

将所述生料浆与还原剂溶液混合搅拌生成混合液，将所述混合液喷入所述回转窑中进行加热，实现所述回转窑烟气的脱硝。

回转窑是一种旋转煅烧窑(俗称旋窑)，属于建材设备类，通过将不同组分的生料浆放入其中进行烧结，能够产出水泥熟料、高铝钒土、氢氧化铝、活性石灰等材料。在对生料浆进行烧结的过程中，不断会有含有氮氧化合物的烟气产出，因此本发明通过将还原剂溶液与生料浆混合，在不影响生料浆组成的同时，使还原剂溶液能够受热分解为氨气以及其他副产物，随后氨气与烟气中的氮氧化合物能够快速反应生成氮气，从而实现了烟气脱硝。

本发明提供的回转窑烟气脱硝方法，能够有效实现湿法回转窑烟气脱硝，并且烟气脱硝率在49.7％以上，安全有效，经济高效。

进一步地，所述还原剂溶液为尿素水溶液或者工业废液，其中，所述工业废液的ph值为12～13。其中，还原剂可以为带有nhx的化合物，具体的可以选择尿素，在使用时一般将尿素配制为质量分数40％的尿素水溶液。除尿素之外，由于工业废液中含有氧化钠，其也可以作为还原剂溶液使用。

进一步地，所述混合液中，所述生料浆与还原剂溶液的体积重量比为1：(5～15)。为了能够使还原剂溶液在最经济的条件下高效实现烟气脱硝，可以将生料浆与还原剂溶液的体积重量比控制在1：(5～15)，即生料浆与还原剂溶液的体积重量比为1m³：(5～15)kg，优选的，生料浆与还原剂溶液的体积重量比为1m³：(6.25～12.5)kg。

进一步地，控制所述混合温度为50～65℃，所述搅拌时间为1～3h；控制所述加热温度为700～1200℃，所述加热时间为0.5～2h。由于回转窑的窑头一般都有加热燃烧器，因此在将还原剂溶液与生料浆混合时，控制回转窑中的温度为50～65℃，并且在该温度下搅拌1～3h，从而生成混合液，在该温度下生料浆并不会在回转窑中发生烧结产生烟气，因此此时还并未发生脱硝反应。当生成混合液后，可以对混合液升温至700～1200℃并使回转窑在该温度下维持工作0.5～2h，此时，生料浆在经历烧结的通时会产生烟气，而还原剂溶液在受热时也分解为氨气，进而，氨气会和烟气中的氮氧化合物发生氧化还原反应生成氮气，而完成烟气的脱硝。优选的，可以对混合液升温至800～1000℃并使回转窑在该温度下维持工作1h。此处需要注意的是，由于生料浆与还原剂溶液是通过回转窑的窑尾喷入至回转窑中的，因此为了保证生料浆或者还原剂溶液不会因溅射或者残留而在窑尾发生析出固化的现 象，通常控制回转窑窑尾的温度为220～260℃。

进一步地，所述加热是通过燃烧煤实现，并且所述生料浆与煤的体积质量比为1：(100～300)。由于回转窑工作时对生料浆的烧结是通过燃烧器供给的热量，因此，当通过在燃烧器中加入煤进行燃烧提供热量时，可以将生料浆与煤的体积质量控制在1：(100～300)，即生料浆与煤的体积质量比为1m³：(100～300)kg，每1m³生料浆可以通过(100～300)kg煤燃烧提供的热量完成烧结与脱硝作业，该比值能够保证在最合理的煤资源利用范围内最大程度的完成生料浆的烧结以及烟气的脱硝。优选的，可以将生料浆与煤的体积质量控制在1m³：(120～200)kg。

进一步地，以质量分数计，所述生料浆的含水量为35～45％；所述生料浆的粒度为100～150目。此处的含水量是指生料浆浆液中的含有的附着水，不包含结晶水，优选的可以将该含水量控制在38～43％。同时，在将生料浆与还原剂溶液混合之前，还可以对生料浆进行研磨，将生料浆中固体颗粒的粒度控制在100～150目，优选为120目。

本发明还提供了一种回转窑烟气脱硝系统，包括还原剂调配输送装置、生料浆存储输送装置、混合装置、喂料装置、回转窑；其中，所述还原剂调配输送装置和生料浆存储输送装置分别与所述混合装置连接；所述混合装置通过所述喂料装置与所述回转窑连接。

具体地，还原剂调配输送系统用来配制还原剂溶液并且将配置完成的还原剂溶液输送至混合装置中，生料浆存储输送装置用来存储生料浆并且将生料浆输送至混合装置中，混合装置用来将所述还原剂与生料浆进行混合生成混合液。随后，喂料装置将混合装置中的混合液喷入回转窑中进行加热脱硝，所述回转窑的加热燃烧器设置在回转窑的窑头用来向回转窑提供热量。

本发明的回转窑烟气脱硝系统构成简单，通过上述部件的合理组装便能够在回转窑中实现烟气脱硝。

进一步地，所述还原剂调配输送装置包括定量给料机，储水罐、配料槽、输送泵和流量计；所述定量给料机和储水罐分别与所述配料槽连接，所述配料槽通过所述输送泵与流量计连接。

其中，定量给料机可以向配料槽中输送指定质量的还原剂，储水罐能够向配料槽中输送指定质量的水，从而在配料槽中生成一定质量浓度的还原剂 溶液。输送泵能够将还原剂溶液向混合装置中输送，同时还可以通过流量计监测还原剂溶液的输送量，从而控制还原剂溶液与生料浆的混合比例。

进一步地，所述生料浆存储输送装置还包括研磨单元，所述研磨单元用来对生料浆进行研磨。该研磨单元可以具体为管磨机或者球磨机，用来对生料浆存储输送装置中的生料浆进行研磨。

进一步地，还包括收尘装置，所述收尘装置与所述回转窑连接。由于烟气在经过脱硝后还会有废气粉尘等，因此可以通过收尘装置对废气粉尘进行过滤环保处理。可想的，在收尘装置后还可连接一烟囱，将经收尘装置处理后的废气烟尘排出。具体地，该收尘装置可以为旋风除尘器和电除尘器。

进一步地，所述喂料装置可以包括驱动装置和雾化装置。其中，驱动装置包括串联离心泵或者隔膜泵，雾化装置包括输送管道和喷枪。驱动装置能够驱动混合装置中的混合液从输送管道中经喷枪雾化为雾状颗粒喷入回转窑中。

在一实施方式中，生料浆存储输送装置中可以包括一驱动泵，用来实现生料浆的输送；混合装置可以包括调配槽和合格槽，其中调配槽在混合装置的入口端，用来实现生料浆与还原剂溶液的混合，合格槽在混合装置的出口端，用来存储混合液，可选地，还可以在调配槽中设置一搅拌装置和加热装置，实现生料浆与还原剂溶液的均匀度。

本发明提供的回转窑烟气脱硝方法及系统，操作简便，能够经济高效的实现湿法回转窑烟气脱硝，烟气脱硝率达49.7％以上。

附图说明

图1为本发明回转窑烟气脱硝系统的结构示意图；

图2为本发明回转窑烟气脱硝系统的还原剂调配输送装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

图1为本发明回转窑烟气脱硝系统的结构示意图。如图1所示，该系统包括还原剂调配输送装置1、生料浆存储输送装置2、混合装置3、喂料装置4、回转窑5；

其中，还原剂调配输送装置1和生料浆存储输送装置2分别与混合装置3连接；混合装置3通过喂料装置4与回转窑5连接。

本实施例提供的回转窑烟气脱硝系统结构简单，通过上述元件的固定连接，便能够有效实现回转窑烟气脱硝处理。

图2为本发明回转窑烟气脱硝系统的还原剂调配输送装置的结构示意图。请参考图2，还原剂调配输送装置1包括定量给料机11，储水罐12、配料槽13、输送泵14和流量计15；定量给料机11和储水罐12分别与配料槽13连接，配料槽13通过输送泵14和流量计15连接。

生料浆存储输送装置2还包括研磨单元(未示出)，研磨单元用来对生料浆进行研磨。

还包括收尘装置(未示出)，收尘单元与回转窑连接。

喂料装置4包括驱动装置(未示出)和雾化装置(未示出)。其中，驱动装置为串联离心泵，雾化装置包括输送管道和喷枪。

混合装置3包括调配槽(未示出)和合格槽(未示出)，其中调配槽在混合装置的入口端，用来实现生料浆与还原剂溶液的混合，合格槽在混合装置的出口端，用来存储混合液，调配槽中设置一搅拌装置和加热装置，实现生料浆与还原剂溶液的均匀度。

实施例二

本实施例为回转窑烟气脱硝方法，其通过上述实施例一的回转窑烟气脱硝系统实现。

以50t/h氧化铝回转窑烟气脱硝为例，其总烟气量约为20×10⁴nm³/h，nox含量为700mg/m³，即每小时排放nox140kg。取摩尔比nh3︰nox＝2︰1的 比例，则还原剂氨的需求量为103.5kg/h(尿素的需求量为365.3kg/h)。

该回转窑烟气脱硝方法包括下述步骤：

1)通过还原剂调配输送装置将10t尿素配制成浓度为40％的尿素水溶液；

2)还原剂调配输送装置将配制好的尿素溶液输送至混合装置中，生料浆存储输送装置将磨制好的含水量为40％、粒度为120目的生料浆输送入混合装置中，其中根据还原剂调配输送装置中的流量计监控，使生料浆与还原剂溶液的体积重量比为1m³：12kg，控制混合液在混合装置中在55℃下搅拌2h。

3)将步骤2)所得的混合液通过串联泵输送至喷枪，经过喷枪雾化将混合液雾化成雾状颗粒喷入回转窑中，在1000℃下加热2h，混合液中的尿素经过烘干、预热，最终分解为氨气，与烟气中氮氧化物进行脱硝反应，实现氮氧化物的转化。该加热通过回转窑窑头燃烧器中的煤燃烧实现，并且控制生料浆与煤的体积质量比为1m³：200kg。

试验结果表明，出口nox浓度分别为195mg/m³，nox去除率为72％。

实施例三

本实施例为回转窑烟气脱硝方法，其通过上述实施例一的回转窑烟气脱硝系统实现。

以50t/h氧化铝回转窑烟气脱硝为例，其总烟气量约为20×10⁴nm³/h，nox含量为700mg/m³，即每小时排放nox140kg。取摩尔比nh3︰nox＝1︰1的比例，则还原剂氨的需求量为51.8kg/h(尿素的需求量为182.7kg/h)。

该回转窑烟气脱硝方法包括下述步骤：

1)通过还原剂调配输送装置将10t尿素配制成浓度为40％的尿素水溶液；

2)还原剂调配输送装置将配制好的尿素溶液输送至混合装置中，生料浆存储输送装置将磨制好的含水量为45％、粒度为150目的生料浆输送入混合装置中，其中根据还原剂调配输送装置中的流量计监控，使生料浆与还原剂溶液的体积重量比为1m³：6kg，控制混合液在混合装置中在65℃下搅拌2h。

3)将步骤2)所得的混合液通过串联泵输送至喷枪，经过喷枪雾化将混合液雾化成雾状颗粒喷入回转窑中，在800℃下加热2h，混合液中的尿素经过烘干、预热，最终分解为氨气，与烟气中氮氧化物进行脱硝反应，实现氮氧化物的转化。该加热通过回转窑窑头燃烧器中的煤燃烧实现，并且控制生 料浆与煤的体积质量比为1m³：150kg。

试验结果表明，出口nox浓度分别为352mg/m³，nox去除率为49.7％。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。