一种链篦机回转窑脱硝系统的制作方法

本实用新型涉及链篦机回转窑技术领域，尤其是一种链篦机回转窑脱硝系统。

背景技术：

随着国民经济的发展和人民生活水平的日益提高，环境问题得到人们越来越多的重视，而氮氧化物作为与空气质量密切相关的污染物，一直受到国家的重点关注。根据中国环保部统计数据，2015年全国工业废气排放NOx共计1180.9万吨，其中黑色金属冶炼及压延加工排放104万吨，是三大排放源之一。钢铁企业(黑色金属冶炼)的烧结和球团工序是重点NOx排放源，2017年6月中国环境保护部发布“关于征求《钢铁烧结、球团工业大气污染物排放标准》等20项国家污染物排放标准修改单(征求意见稿)意见的函【环办大气函[2017]924号】”，要求将烧结和球团烟气中氮氧化物排放指标从现有的300mg/Nm³修改为100mg/Nm³；而2018年中国许多省市更是将氮氧化物排放要求设定在50mg/Nm³。

链篦机回转窑是国内最重要的大型球团生产工艺，其烟气中氮氧化物排放浓度通常在200mg/Nm³～400mg/Nm³，烟气排放温度多为100℃～180℃，显然氮氧化物排放浓度无法达到修改单中的指标要求，必须增设脱硝设施。

第一种现有技术将全部烟气引出后，通过换热器以及加热装置，将烟温升高后进行SCR(选择性催化还原技术)脱硝。其存在的缺陷是：由于SCR脱硝的应用温度区间通常在300℃～420℃，而链篦机回转窑球团工艺的烟气温度较低，因此需要将全部烟气进行升温以进行SCR脱硝，从而消耗许多能源，运行成本较高；另外整个系统比较复杂，设备较多，操作及维护复杂。

第二种现有技术向链篦机中高温烟气区域喷入还原剂，使用SNCR(选择性非催化还原技术)脱硝。其存在的缺陷是：尽管链篦机中高温烟气区域能满足SNCR反应所需温度，但相比SNCR常规应用的锅炉炉膛等区域，链篦机高温区域空间非常狭小，不足以让SNCR完成充分反应，因此难以有效实现脱硝；另一方面即使SNCR有合适的反应区域和反应时间，脱硝效率仅30～50％，按照通常球团氮氧化物200mg/Nm³～400mg/Nm³的浓度范围，无法实现最新的排放指标。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种链篦机回转窑脱硝系统，以解决现有技术存在的消耗能源高、脱硝效率低的问题。

为达到上述目的，本实用新型提出一种链篦机回转窑脱硝系统，所述链篦机回转窑脱硝系统包括依次连接的链篦机、回转窑和环冷机，所述链篦机包括依次连接的鼓风干燥段、抽风干燥段、第一预热段和第二预热段，所述第二预热段与所述回转窑连接；所述链篦机回转窑脱硝系统还包括设于所述链篦机外部的脱硝反应器，所述第二预热段具有烟气出口，所述抽风干燥段具有烟气入口，所述脱硝反应器连接在所述第二预热段的烟气出口与所述抽风干燥段的烟气入口之间，所述脱硝反应器与所述第二预热段的烟气出口之间还连接有还原剂喷射装置。

如上所述的链篦机回转窑脱硝系统，其中，所述脱硝反应器与所述第二预热段的烟气出口之间还连接有耐热风机。

如上所述的链篦机回转窑脱硝系统，其中，所述耐热风机与所述脱硝反应器之间还连接有增压风机。

如上所述的链篦机回转窑脱硝系统，其中，所述抽风干燥段和所述第一预热段均具有烟气出口，所述抽风干燥段的烟气出口和所述第一预热段的烟气出口均与一主抽风机连接，所述主抽风机连接一烟囱。

如上所述的链篦机回转窑脱硝系统，其中，所述脱硝反应器为SCR反应器。

如上所述的链篦机回转窑脱硝系统，其中，所述脱硝反应器中装填有中温催化剂层。

如上所述的链篦机回转窑脱硝系统，其中，所述中温催化剂层为蜂窝状催化剂或板式催化剂。

如上所述的链篦机回转窑脱硝系统，其中，所述环冷机具有依次连接的第一冷却段、第二冷却段和第三冷却段，所述第一冷却段位于所述环冷机的靠近所述回转窑的出料口的一端；所述第一冷却段具有烟气出口，所述第一预热段具有烟气入口，所述第一冷却段的烟气出口与所述第一预热段的烟气入口之间连接有第一管道；所述第二冷却段和所述第三冷却段均具有烟气出口，所述鼓风干燥段具有烟气入口，所述第二冷却段的烟气出口和所述第三冷却段的烟气出口与所述鼓风干燥段的烟气入口之间连接有第二管道。

如上所述的链篦机回转窑脱硝系统，其中，所述第二管道上连接有鼓风机。

如上所述的链篦机回转窑脱硝系统，其中，所述鼓风干燥段具有用于排放烟气的烟气出口。

本实用新型的链篦机回转窑脱硝系统的特点和优点是：

1、本实用新型的链篦机回转窑脱硝系统，选取第二预热段内的高温烟气作为脱硝处理对象，将第二预热段内的高温烟气引出至链篦机外部，采用脱硝反应器进行脱硝，由于从第二预热段内引出的烟气温度较高，无需对烟气进行加热升温，节约能源，降低运行成本；另外，通过在链篦机外部设置脱硝反应器对烟气进行脱硝处理，反应空间大，脱硝反应更充分，脱硝效率更高，能满足氮氧化物排放浓度要求，脱硝系统结构简单，操作和维护方便；

2、本实用新型的链篦机回转窑脱硝系统，选择性的选取NOx浓度高的烟气进行脱硝处理，而非对全部烟气进行脱硝处理，该部分烟气量不到最终排放烟气量的一半，大大降低脱硝系统投资及运行成本。

附图说明

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1是本实用新型的链篦机回转窑脱硝系统的结构示意图。

主要元件标号说明：

1 链篦机

11 鼓风干燥段 12抽风干燥段

13 第一预热段 14第二预热段

2 回转窑

3 环冷机

31 第一冷却段 32第二冷却段

33 第三冷却段

4 脱硝反应器

5 还原剂喷射装置

6 耐热风机

7 主抽风机

8 烟囱

9 鼓风机

101 第一管道

102 第二管道

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。

如图1所示，本实用新型提供一种链篦机回转窑脱硝系统，或称为链篦机回转窑选择性脱硝系统，其包括依次连接的链篦机1、回转窑2和环冷机3，链篦机1用于干燥、预热生球团，回转窑2用于焙烧经过链篦机1预热后的球团，环冷机用于冷却经过回转窑2焙烧的球团；

链篦机1包括依次连接的鼓风干燥段11、抽风干燥段12、第一预热段13和第二预热段14，第二预热段14与回转窑2连接，第二预热段14的温度高于鼓风干燥段11、抽风干燥段12和第一预热段13中任一者的温度，因此第一预热段13也可称为中温预热段，第二预热段14也可称为高温预热段，是产生NOx的主要场所，NOx浓度较高；

链篦机回转窑脱硝系统还包括设于链篦机1外部的脱硝反应器4第二预热段14具有烟气出口，抽风干燥段12具有烟气入口，脱硝反应器4连接在第二预热段14的烟气出口与抽风干燥段12的烟气入口之间，脱硝反应器4与第二预热段14的烟气出口之间还连接有用于向烟气喷射还原剂的还原剂喷射装置5，还原剂喷射装置5设置在脱硝反应器4的入口处，其中脱硝反应器4和还原剂喷射装置5的结构和工作原理均可参见现有技术。

本实用新型的链篦机回转窑脱硝系统选择第二预热段14内的烟气作为脱硝处理对象，将第二预热段14内的温度较高的烟气引出至链篦机1外部，采用脱硝反应器4进行脱硝，由于从第二预热段14内引出的烟气温度较高，无需对烟气进行加热升温，节约能源，降低运行成本，并且通过将脱硝处理后的烟气送回链篦机1内，还可以回收这部分烟气的热量，节约能源；

另外，通过在链篦机1外部设置脱硝反应器4，对从第二预热段14引出的高温烟气进行脱硝处理，反应空间大，脱硝反应更充分，脱硝效率更高，并且由于该部分烟气的NOx浓度较高，高浓度NOx烟气的脱硝效率高达80％～90％；

此外，本实用新型的脱硝系统结构简单，操作和维护方便。

例如，鼓风干燥段11、抽风干燥段12和第一预热段13的温度均低于400℃，鼓风干燥段11、抽风干燥段12和第一预热段13的烟气中NOx浓度低于50mg/Nm³，基本不产生NOx，无需进行脱硝处理；第二预热段14的温度为900℃～1100℃，第二预热段14出口的烟气温度为300℃～380℃，第二预热段14内的烟气中NOx浓度为100mg/Nm³～400mg/Nm³，是产生NOx的主要场所，该部分烟气经过脱硝处理后，再与其它段的烟气混合，混合后的烟气中NOx浓度低于50mg/Nm³，完全符合氮氧化物排放浓度要求。

进一步，脱硝反应器4为SCR反应器。

更进一步，脱硝反应器4中装填有中温催化剂层，中温催化剂例如但不限于常规的钒钛基催化剂，钒钛基催化剂的成分为：V2O5占1％～5％，WO3占5％～10％，TiO2占其余绝大部分比例。中温催化剂可以为蜂窝状中温催化剂或板式催化剂。通过采用价格低廉、技术成熟的中温催化剂，能进一步降低系统的投资和运行成本。

进一步，还原剂喷射装置5与第二预热段14的烟气出口之间还连接有耐热风机6，耐热风机6将第二预热段14内的烟气抽送至脱硝反应器4，采用耐热风机6能承受烟气的高温。

更进一步，耐热风机6与脱硝反应器4之间还可以连接有增压风机(图未示出)，以克服脱硝系统阻力。但本实用新型并不限于此，也可以不设置增压风机，而是对原有耐热风机6进行压力提升改造，以能抽取所需的烟气量。

进一步，抽风干燥段12和第一预热段13均具有烟气出口，抽风干燥段12的烟气出口和第一预热段13的烟气出口均与一主抽风机7连接，主抽风机7连接一烟囱8，抽风干燥段12内的烟气与脱硝后的烟气混合后，与第一预热段13内的烟气一同被主抽风机7抽出，再通过烟囱8排放，烟囱8排放的烟气中NOx浓度低于50mg/Nm³，符合氮氧化物排放浓度要求。

更进一步，主抽风机7与烟囱8之间还连接有用于脱硫的脱硫装置，脱硫装置例如为湿法脱硫装置或半干法脱硫装置。

在如图1所示的实施例中，环冷机3具有依次连接的第一冷却段31、第二冷却段32和第三冷却段33，第一冷却段31位于环冷机3的靠近回转窑2出料口的一端，第三冷却段33位于环冷机3的远离回转窑2的一端，然后依次是第二冷却段32和第三冷却段33，球团从回转窑2的出料口出来后，依次经过第一冷却段31、第二冷却段32和第三冷却段33后排出；

第一冷却段31具有烟气出口，第一预热段13具有烟气入口，第一冷却段31的烟气出口与第一预热段13的烟气入口之间连接有第一管道101，第一冷却段31排出的热烟气经由第一管道101进入第一预热段13内，用于对球团进行第一级预热；

第二冷却段32和第三冷却段33均具有烟气出口，鼓风干燥段11具有烟气入口，第二冷却段32的烟气出口和第三冷却段33的烟气出口与鼓风干燥段11的烟气入口之间连接有第二管道102，第二冷却段32和第三冷却段33排出的烟气经由第二管道102进入鼓风干燥段11内，用于对球团进行干燥。

本实施例中，通过将环冷机3与链篦机1连接，能回收利用环冷机3排出的热烟气，在链篦机1内对球团进行干燥、预热，避免能量损失；

另外，回转窑2内的热烟气也会进入链篦机1内，在链篦机1的第二预热段14内对球团进行第二级预热。

进一步，第二管道102上连接有鼓风机9，用于将第二冷却段32和第三冷却段33排出的烟气鼓入鼓风干燥段11内。

进一步，鼓风干燥段11具有用于排放烟气的烟气出口，鼓风干燥段11的烟气NOx浓度低于50mg/Nm³，这部分烟气可以直接通过烟气出口排放到大气中。

以下是本实用新型的链篦机回转窑脱硝系统的应用实例：

实例一：某链篦机回转窑球团厂，主抽风机7抽取并从烟囱8排放的烟气量满负荷时为120万立方米/小时，对连接第二预热段14(高温预热段)的耐热风机6进行压力提升改造，增加压力1000Pa，风量不变，基础及平台等设施不变，改造后的耐热风机6从第二预热段14抽取约50万立方米/小时的烟气，该烟气温度为350℃，NOx浓度为400mg/Nm³，喷入气化并稀释的液氨还原剂后，将烟气送入常规中温SCR反应器进行脱硝，脱硝反应器的出口烟气温度为340℃，NOx浓度为50mg/Nm³，脱硝后的烟气送回链篦机1的抽风干燥段12，随后和其他烟气一起，被主抽风机7抽取送至烟囱8排放，排放处烟气温度为130℃，NOx浓度为45mg/Nm³，符合氮氧化物排放浓度要求。

实例二：某链篦机回转窑球团厂，主抽风机7抽取并从烟囱8排放的烟气量满负荷时为75万立方米/小时，采用连接增压风机的耐热风机6从第二预热段14抽取30万立方米/小时的烟气，该烟气温度为330℃，NOx浓度为300mg/Nm³，喷入气化并稀释的液氨还原剂后，将烟气送入常规中温SCR反应器进行脱硝，脱硝反应器的出口烟气温度为320℃，NOx浓度为40mg/Nm³，脱硝后的烟气送回链篦机1的抽风干燥段12，随后和其他烟气一起，被主抽风机7抽取送至现有湿法脱硫设备进行脱硫，随后送往烟囱8排放，排放处烟气温度为50℃，NOx浓度为40mg/Nm³，符合氮氧化物排放浓度要求。

以上所述仅为本实用新型示意性的具体实施方式，并非用以限定本实用新型的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本实用新型的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本实用新型保护的范围。而且需要说明的是，本实用新型的各组成部分并不仅限于上述整体应用，本实用新型的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用，因此，本实用新型理所当然地涵盖了与本案发明点有关的其它组合及具体应用。