一种新型干法水泥窑用生物质脱硝系统的制作方法

本申请属于水泥工业烟气脱硝领域，尤其涉及一种新型干法水泥窑用生物质脱硝系统。

背景技术：

随着我国水泥生产规模的扩大，水泥工业氮氧化物(nox)排放量成为仅次于火力发电、汽车尾气之后的第三大污染源，严重影响着日益脆弱的生态环境。加之近几年来雾霾、酸雨等自然灾害肆虐全国各大中型城市，水泥行业烟气脱硝已迫在眉睫。2013年12月环境保护部、国家质量监督检验检疫总局联合发布了《水泥工业大气污染物排放标准》gb4915-2013代替原有标准gb4915-2004，规定现有及新建水泥厂nox(按no2计)排放浓度不超过400mg/m³，重点地区执行特别排放限值为150mg/m³。

目前，水泥行业应用最广泛的烟气脱硝技术是选择性非催化还原nox技术(sncr)。sncr法可以使用氨水、氨气或尿素作为还原剂。该技术脱硝效率较低(一般<60％)，导致水泥企业烟气脱硝成本较高，也无法满足越来越严格的nox排放标准(无法将nox排放浓度降至150mg/m3)。选择性催化还原技术(scr法)普遍使用钛基钒系催化剂(v2o5-wo3/tio2)。scr法也可以使用氨水、氨气或尿素作为还原剂。scr法活性温度窗口较高(320～420℃)，需要将scr装置安装在窑尾收尘器之前。然而，该处烟气中粉尘和so2浓度较高，这容易引起催化剂中毒、降低催化剂使用寿命。scr和sncr脱硝技术中氨水使用效率为60～80％，温度过高时氨和氧反应生成nox，温度过低则会使nox还原速率过低，烟气中氨逃逸严重。此外，氨水也是高能耗、高污染产品，利用氨水脱硝仅仅是将污染从水泥行业转移到了化肥行业，在国家层面该技术不具备任何减排意义。因此，亟待开发适用于水泥工业的低成本、高效烟气脱硝技术。

另外，水泥行业中脱硝技术已有技术规范gb51045-2014《水泥工厂脱硝工程技术规范》，该规范是特别针对脱硝工艺而颁布的。基于脱硝技术本身的脱硝反应原理、目标污染物来源、脱硝反应条件(例如脱硝反应温度)、反应环境、脱硝剂的选择等方面的特殊性，该领域技术人员通常认为脱硝技术与其他环保技术例如脱硫工艺等存在明显差异，继而不会直接借鉴其他领域中的技术来解决脱硝工艺中的问题。

总体来说，现有技术中脱硝工艺的效率不高、脱硝效果不好，且脱硝剂存在成本高、污染严重的问题；而且本领域技术人员在研发脱硝技术时也容易受到技术领域的限制，导致目前仍未出现一种令人满意的经济、环保、高效的干法水泥窑用脱硝技术。

另一方面，地球上的生物质资源数量非常庞大且能够不断再生，其主要组成元素c,h,o也是现代化学工业中转化或使用最为频繁的三种元素。如能将生物质资源高效转化为可被化学工业利用的起始原料，生物质资源将在人类资源结构中扮演更为重要的角色。因此，从生物质出发制备各种化学品已成为生物质资源高效利用的重要手段，世界各国都将发展生物质化工技术作为其重要的战略部署并投入大量的人力与物力进行研发。从反应的氧化还原角度来看，生物质中含有的c，h元素具有还原性，如何将其应用于水泥工业中作为氮氧化物还原剂，替代目前使用的高能还原剂氨水是一项前景广阔，具有重大经济、社会效益的重要研究目标。

申请人发现，通过使用本申请的脱硝系统，能够显著提高脱硝工艺的效率，改善脱硝效果，并降低脱硝成本。

技术实现要素：

为降低水泥窑(尤其是新型干法水泥窑)烟气nox排放，本申请申请人根据水泥生产工艺特点(特别是分解炉结构和气氛特点)，提供一种水泥窑用生物质脱硝系统，实现经济、高效、环保的烟气脱硝。

新型干法水泥生产法是以悬浮预热和窑外分解技术为核心的现代化水泥生产方法，是我国普遍采用的水泥生产方法。用于新型干法水泥生产法的装置通常至少包括回转窑、分解炉和旋风筒等部件。

在一个方面，本申请提供一种新型干法水泥窑用生物质脱硝系统，其包括用于喷加生物质脱硝粉剂的粉剂喷加装置和用于喷加生物质脱硝水剂的水剂喷加装置，所述水剂喷加装置包括位于水泥窑的回转窑尾端至三次风管尾端之间(优选窑尾烟室)的第一位置(在本文中又称为位置1，位置(1))处的水剂喷枪，以及粉剂喷加装置包括位于在分解炉中后段至最下一级旋风筒入口之间(优选分解炉出口至最下一级旋风筒的连接风管的上行部分)的第二位置(在本文中又称为位置2，位置(2))处的粉剂喷枪。任选地，所述水剂喷加装置还包括在分解炉出口至最下一级旋风筒入口之间(优选分解炉出口至最下一级旋风筒的连接风管的下行部分)的第三位置(在本文中又称为位置3，位置(3))处的水剂喷枪。

在位置1处所述水剂喷加装置喷加的生物质脱硝水剂中的生物质与水反应，生成包含co、ch4、h2、hcn等碳氢化合物的混合物。该混合物能将大部分nox快速、高效还原为n2。在位置2处，所述粉剂喷加装置喷加的所述生物质脱硝粉剂进一步还原nox。在任选的位置3处，所述水剂喷加装置喷加的所述另一部分的生物质脱硝水剂能将烟气中剩余nox还原为n2，最终实现超低nox排放。

本申请所述喷加在其每一次出现时独立地指在存在或不存在载体(例如水或载气，如空气)的情况下通过压力将所述脱硝剂加入到期望位置的添加手段。还可以采用本领域技术人员知悉的其他手段将所述脱硝剂加入到期望位置的手段，只要所述其他手段能将所述脱硝剂加入到期望位置即可。在本申请中，“喷加”、“投入”、“喷入”和“添加”可以互换使用。在本申请实施方式中，喷加是指用本申请所述系统实现的喷加。

本申请通过使用如上所述喷加位置的组合、尤其是所述喷枪和喷加位置的组合，能够显著提高脱硝工艺的效率，改善脱硝效果，并降低脱硝成本。申请人发现，通过使用在位置1提供生物质脱硝水剂并且在位置2提供生物质脱硝粉剂的所述系统可以获得优异的脱硝效果，所实现的脱硝效率明显高于现有技术中的脱硝效率。而且，与使用在位置1提供生物质脱硝水剂并且在位置2提供生物质脱硝粉剂的系统相比，进一步在位置3提供生物质脱硝水剂的系统可以获得更高的脱硝效率。

除水剂喷枪外，所述水剂喷加装置优选还包括水剂储罐、循环泵、喷射泵、流量计、阀门、水剂管道、压缩空气管道。所述水剂储罐优选配备有专门的大流量循环泵，循环泵可以兼做卸料泵使用，循环泵可以解决生物质脱硝水剂粘性大、易分层的问题，使得脱硝水剂均匀分散。所述双流体喷枪采用耐热钢材质制作，同时内部结构极为光滑，可以避免脱硝水剂在管道内挂壁结垢产生堵塞，同时可以使得喷枪具有半年以上的使用寿命。所述双流体喷枪数量优选为偶数个，采用两两对称布置，确保脱硝水剂能够在反应区均匀分散。

除粉剂喷枪外，所述粉剂喷加装置优选还包括粉剂储仓、计量给料机、气力输送泵、罗茨风机、粉剂管道、压缩空气管道、和阀门。所述气力输送泵优选可以采用罗茨风机或者压缩空气作为气源。所述喷射泵需要克服生物质脱硝水剂的粘性，优选可采用柱塞泵、齿轮泵或者多级离心泵。

脱硝过程可能涉及的反应如下所示：

(1)生物质脱硝水剂分解或与炭反应，释放出碳氢化合物：

2c+o2→2co

c+h2o→co+h2

cxhyoz→(x-z)c+zco+y/2h2

(2)碳氢化合物将nox还原成氮气：

2nox+(x+1)h2→2nh+xh2o

nh+nh→n2+h2

2h2+2no→n2+2h2o

2nox+xc→n2+xco2

2nox+2xc→n2+2xco

2nox+2xco→n2+2xco2

脱硝过程的反应原理复杂，各种反应历程交错，在不同的条件和环境下发生的反应还会随时发生变化，因此，获得一种能够在各种工况下都能取得优异脱硝效果的脱硝剂并不容易。

通过多年的理论和实践研究，本申请创新性地提出了生物质脱硝系统的技术方案。该生物质脱硝系统包括用于喷加生物质脱硝粉剂的粉剂喷加装置和用于喷加生物质脱硝水剂的水剂喷加装置。

(1)生物质脱硝粉剂：

生物质脱硝粉剂包括：50～90重量％的煤矸石粉；10～40重量％的石墨矿粉；和5～30重量％的生物质炭粉。在一种实施方式中，所述煤矸石粉占生物质脱硝粉剂的50、55、60、65、70、75、80、85、90重量％。在一种实施方式中，所述石墨矿粉占生物质脱硝粉剂的10、15、20、25、30、35、40重量％。在一种实施方式中，所述生物质炭粉占生物质脱硝粉剂的5、8、10、12、15、18、20、25、28、30重量％。在一个优选技术方案中，生物质脱硝粉剂由50～90重量％的煤矸石粉、10～40重量％的石墨矿粉、和5～30重量％的生物质炭粉组成，各组分之和为100％。所述生物质脱硝粉剂是按期望的量使用各种原料进行烘干、加工、混合均匀等操作而制得的生物质脱硝粉剂。

在所述生物质脱硝粉剂中，煤矸石是指采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含炭量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。本申请中的煤矸石粉可以是市场上所销售的或者以其他已知途径获得的煤矸石粉。在一种实施方式中，本申请所用的煤矸石粉产地为福建省武平县，粉磨至细度200目，含炭量约25％。本案中所述的煤矸石粉为一般质量的煤矸石粉即可，对含炭量等指标没有过高的要求。

所述生物质脱硝粉剂中所使用的石墨矿粉为市场上所销售的或者可以以其他已知途径获得的石墨矿粉，其是由石墨矿石粉碎、研磨获得。在一种实施方式中，本申请所用的石墨矿粉产地为湖南省郴州市，粉磨至细度200目，含炭量约70％。本领域技术人员清楚其他合适的细度或粒度，以及其他含炭量的石墨矿粉也适用于本申请的脱硝粉剂。

所述生物质脱硝粉剂中所使用的生物质炭粉是生物质炭的研磨粉料。所述生物质炭是指生物质材料在缺氧、加热条件(优选400～800℃)炭化获得的含炭固体物质。所述生物质材料包括任意非化石化的植物材料、动物材料或微生物材料(优选植物材料)，其中制备生物质脱硝粉剂所使用的生物质材料与制备生物质脱硝水剂所使用的生物质材料任选相同或不同。所述生物质材料包括农林业副产物和/或工业加工有机废料；优选地，其中所述农林业副产物包括：树枝、树叶、树皮、木材、草、玉米芯、秸秆、稻壳、果壳、灌木和藤蔓，其中所述工业有机加工废料包括：甘蔗渣、木质废料(诸如木屑、木材加工废料和林间)和草质废料。具体地，本申请试验中所使用的生物质炭粉是秸秆和稻壳在缺氧条件下加热炭化获得的含炭固体产物，粉磨至细度200目。本领域技术人员清楚，其他合适的生物质材料例如农林业副产物(包括秸秆、稻壳、玉米芯、豆壳、树枝、木材等)，工业加工有机废料(例如制糖工业中的甘蔗废渣、木材加工中的木屑、边角料等)在类似的条件下也能够获得本案中所述的生物质炭粉，而且其他的合适的细度也适用于本申请的脱硝粉剂。

所述生物质脱硝粉剂的粉碎粒度没有特别的限制，只要能够以预定的速率通过空气喷枪喷入系统中即可。

(2)生物质脱硝水剂：

生物质脱硝水剂包括40～80重量％的水；20～60重量％的液态生物质裂解液；以及10～40重量％的c1-c10一元醇或者多元醇。在一种实施方式中，所述水占生物质脱硝水剂的40、45、50、55、60、65、70、75、80重量％。在一种实施方式中，所述液态生物质裂解液占生物质脱硝水剂的20、25、30、35、40、45、50、55、60重量％。在一种实施方式中，所述c1-c10一元醇或者多元醇占生物质脱硝水剂的10、15、20、25、30、35、40重量％。在一个优选的事实方式中，所述生物质脱硝水剂由40～80重量％的水；20～60重量％的液态生物质裂解液；以及10～40重量％的c1-c10一元醇或者多元醇组成，各组分之和为100％。将上述组分按比例混合均匀制生物质脱硝水剂。所述的生物质脱硝水剂是水、c1-c10一元或者多元醇类溶剂、液态生物质裂解液的混合物。

所述生物质脱硝水剂中的液态生物质裂解液为生物质材料在缺氧、加热条件(优选400～800℃)裂解过程中获得的含c4-c17的液体碳氢化合物、或c4-c17碳氢氧类物质或其混合物的液态物质，其可以含有一定量的水。所述生物质材料包括任意非化石化的植物材料、动物材料或微生物材料(优选植物材料)，其中制备生物质脱硝粉剂所使用的生物质材料与制备生物质脱硝水剂所使用的生物质材料任选相同或不同。所述植物材料包括农林业副产物和/或工业加工有机废料，其中所述农林业副产物包括：树枝、树叶、树皮、木材、草、玉米芯、秸秆、稻壳、果壳、灌木和藤蔓，其中所述工业有机加工废料包括：甘蔗渣、木质废料(诸如木屑、木材加工废料和林间)和草质废料。所述生物质的裂解(又称热解或裂解)通常是指在无氧或低氧环境下生物质被加热升温从而引起分子分解、进而产生焦炭、可冷凝液体和气体产物的过程，是生物质能的一种重要利用形式。生物质裂解的方法是本领域已知的。在一种实施方式中，本申请中使用的是树枝和木屑在缺氧条件下热裂解所获得的c4-c17的液体碳氢化合物、或c4-c17碳氢氧类物质的混合物。如前所述，本领域技术人员清楚，其他合适的生物质材料例如农林业副产物(包括秸秆、稻壳、玉米芯、豆壳、树枝、木材等)，工业加工有机废料(例如制糖工业中的甘蔗废渣、木材加工中的木屑、边角料等)在类似的条件下也能够获得本案中所述的液态生物质裂解液。

所示c1-c10一元醇或者多元醇包括，但不限于：甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甘油、正丁醇、异丁醇、叔丁醇等。

关于水剂喷枪和粉剂喷枪的位置(即生物质脱硝剂的喷入/添加位置)：

新式干法水泥窑生产线体积十分庞大，多个设备或者生产环节中都会产生含氮污染物，因此，加入脱硝剂的位置也存在特别多的选择以及很多的组合方式。然而，本申请经过研究发现，脱硝剂的添加位置对于最终的效果有显著的影响，在现有技术中已知的添加位置或者除本申请以外的其他装置加入脱硝剂时，脱硝效果并不能达到预期的技术效果。本申请人经过研究创造性地提出如下的添加位置组合：

在本申请中，可以以如下方式使用生物质脱硝剂(如说明书附图1所示)：

在回转窑尾端至三次风管尾端之间(优选窑尾烟室处)的位置1通过水剂喷枪喷加生物质脱硝水剂；

在分解炉中后段至最下一级旋风筒入口(优选分解炉出口至最下一级旋风筒的连接风管的上行部分，最优选分解炉出口部分)的位置2通过粉剂喷枪喷加生物质脱硝粉剂。所述分解炉中后段是指分解炉三分之一高度至分解炉出口之间的区段，所述分解炉三分之一高度与分解炉出口之间的方向是从下向上的方向。所述最下一级旋风筒是指一级或多级旋风筒中从下往上数的最下一级旋风筒。例如，五级旋风筒的最下一级旋风筒为c5旋风筒，六级旋风筒的最下一级旋风筒为c6旋风筒，以此类推。所述分解炉出口与最下一级旋风筒通过连接风管连接。所述连接风管可以是根据实际情况确定的任何形状。通常，所述连接风管包括上行部分和下行部分。所述连接风管的上行部分连接分解炉出口，用于导出气体。所述连接风管的下行部分连接所述上行部分和最下一级旋风筒的入口，用于将气体导入旋风筒。所述上行部分和下行部分旨在用于表明气体先流过上行部分，再流过下行部分，并不旨在以其他含义限定气体流动方向。

在一种实施方式中，所述连接风管是弯曲的，其具有中部高于两端中一者或两者的形状，例如倒u形或n形(也称为鹅颈管)的形状。此时，上行部分是也指气体向上行进的部分，下行部分也是指气体向下行进的部分。本文所述分解炉出口又称为燃尽区。在一种实施方式中，所述连接风管的下行部分也称为分解炉尾端。

任选在分解炉出口至最下一级旋风筒入口之间(优选分解炉出口至最下一级旋风筒的连接风管的下行部分，更优选最下一级旋风筒风管入口部分)的位置3通过水剂喷枪喷加另一部分的生物质脱硝水剂。

就气体流动方向而言，所述位置3是在所述位置2的后面。

三处喷加位置合理搭配包含任意两处或三处组合，均能取得良好效果。

在本申请的一个实施方式中，由位置2添加生物质脱硝粉剂且由位置1添加脱硝水剂。

在本申请的另一个实施方式中，由位置2添加生物质脱硝粉剂且由位置1和位置3同时添加脱硝水剂。

在本申请的一个实施方式中，利用压缩空气将生物质脱硝粉剂由位置2喷入，采用双流体喷枪将脱硝水剂雾化成<10μm液滴，由位置1喷入。

在本申请的另一个实施方式中，利用压缩空气将生物质脱硝粉剂由位置2喷入，采用双流体喷枪将脱硝水剂雾化成<10μm液滴，由位置1与位置3喷入。

在一种实施方式中，本申请在位置1、位置2和位置3的每一个都可以使用多个/多层喷枪。本申请通过多层喷枪布局(优选将各层喷枪间错开一定角度)，形成全覆盖、均匀喷加，提高生物质烟气脱硝剂的利用效率。

生物质脱硝粉剂用量为水泥生料喂料量的0.01～1.0重量％(例如，0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95重量％)，生物质脱硝水剂用量为水泥生料喂料量的0.01～1.0重量％(例如，0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95重量％)。本申请所实现的烟气脱硝效率可达90％以上，例如91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％、99.5％。

本申请中，脱硝效率＝(脱硝前本底浓度-脱硝后排放浓度)/脱硝前本底浓度*100％。

另外，本申请通过在上述生物质脱硝系统中使用计量给料机以及流量控制装置等，可以根据烟气nox含量实现实时调整生物质脱硝水剂和粉剂喷加量，从而达到对排放物指标的连续、精确控制。如果粉剂和水剂在其他位置例如回转窑的前端添加，则通常无法实现实时的精确控制排放指标。

综上，本申请中生物质脱硝水剂和粉剂的喷加位置极其考究(基于上千小时工业化在线试验确定了最佳喷加位置)，首次提出两种生物质脱硝剂(水剂和粉剂)、两处或三处喷加位置组合搭配，并可根据烟气nox含量自动控制调整生物质脱硝水剂和粉剂喷加量，实现经济、环保、高效烟气脱硝。本申请实质上是在已有脱硝技术的基础上进行的技术革新，所述系统能通过生物质水剂和粉剂引入更多的碳氢类化合物，并在适宜温度、气氛环境下通过与待处理物料进行多重混合，显著提高了nox的脱除速率和效率。更重要的是，本申请创新性地通过使用包括用于喷加生物质脱硝粉剂的粉剂喷加装置和用于喷加生物质脱硝水剂的水剂喷加装置，在水泥环保产业中引入废物利用的综合处理概念。所使用的脱硝剂主要成分生物质脱硝水剂和脱硝粉剂均由来源广泛的生物质炭化与热裂解制得，原料易得、绿色环保、可再生，同时设备投资小、工艺简单可靠、不影响熟料质量、脱硝效率高、成本低廉，与scr、sncr相比具有无法比拟的技术、经济和环保优势，在水泥工业烟气脱硝领域具有巨大的应用前景和潜力。

本申请聚焦于所述喷加位置和/或在所述喷加位置能够提供所述物料(脱硝剂)的喷枪。在知晓这些信息之后，本领域技术人员很容易就能根据本领域常识制备所述脱硝系统。

除非特别说明，本申请所述百分数、比例、比率、含量或份数是按重量计。本申请所述浓度是重量浓度。

本申请所述温度单位“度”是指摄氏度。

本申请所述脱硝剂是用于脱除烟气的脱硝剂。因此，本申请中的术语“生物质脱硝剂”又可以称为“生物质烟气脱硝剂”，二者可以互换使用。类似地，本申请中的术语“生物质脱硝粉剂”又可以称为“生物质烟气脱硝粉剂”，二者同样可以互换使用。本申请中的术语“生物质脱硝水剂”又可以称为“生物质烟气脱硝水剂”，二者同样可以互换使用。在本文中，脱硝剂是指脱硝水剂和/或脱硝粉剂。

附图说明

图1：示出位置1、位置2和位置3的一种实施方式，其中还示出了空气、熟料、冷却机和燃料的相对位置。

图2：从位置1和位置2喷加脱硝剂的一种实施方式。

图3：从位置2和位置3喷加脱硝剂的一种实施方式。

图4：从位置1、位置2和位置3喷加脱硝剂的一种实施方式。

图5：一种示例性的水剂/粉剂喷枪排布方式。

图6：一种示例性的水剂喷加装置。

图7：一种示例性的粉剂喷加装置。

附图标记说明

1.位置1

2.位置2

3.位置3

4.回转窑

5.窑尾烟室

6.分解炉前段

7.分解炉中段

8.分解炉后段

9.连接风管上行部分

10.连接风管下行部分

11.c5旋风筒

12.旋风筒连接风管

13.c4旋风筒

14.c3旋风筒

15.c2旋风筒

16.c1旋风筒

17.三次风管

21.生物质脱硝粉剂储仓

22.计量给料机

23.粉剂输送管道

24.空气压缩机

25.气体流量计

26.气体阀门

27.气体输送管道

31.生物质脱硝水剂储罐

32.水剂输出泵

33.液体流量计

34.液体阀门

35.液体回阀

36.液体输送管道

37.液体流量计

38.液体阀门

39.液体回阀

40.空气压缩机

41.气体流量计

42.气体阀门

43.气体输送管道

101.生物质脱硝水剂储存设备

102.水剂卸载及循环系统

103.水剂卸载及循环系统

104.液位测量设备

105.泵输送设备

106.流量计量设备

107.压力检测设备

108.雾化喷枪设备

109.压缩空气设备

301.泵输送设备

302.流量计量设备

303.压力检测设备

304.雾化喷枪设备

305.压缩空气设备

201.生物质脱硝粉剂储存设备

202.阀门设备

203.计量设备

204.计量设备

205.泵输送设备

206.压缩空气设备

207.雾化喷枪设备

具体实施方式

为了更好地理解本申请，下面结合实施例进一步阐述本申请的内容，但本申请的内容不仅仅局限于下面的实施例。下述实施例中所述实验操作，如无特殊说明，均为常规操作；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。实施例和对比例所使用的旋风筒是五级旋风筒，因而c5旋风筒是最下一级旋风筒。

实施例1：位置1+位置2+位置3

生物质脱硝粉剂中各组分的质量百分比为：煤矸石粉70％、石墨矿粉20％、生物质炭粉10％。生物质脱硝水剂中各组分的质量百分比为：含水量45％、生物质裂解液35％、甲醇20％。

该实施例在位于广东的5000t/d新型干法水泥生产线上使用，烟气中nox浓度实际监测为900mg/m³。采用本申请所述的系统，在地面放置了一个生物质脱硝水剂储罐与一个生物质脱硝粉剂储仓。在窑尾烟室处(位置1)通过多级离心泵与水剂喷枪喷加生物质脱硝水剂；在分解炉出口部分(位置2)通过气力泵与粉剂喷枪喷加生物质脱硝粉剂；在c5旋风筒风管入口部分(位置3)通过多级离心泵与水剂喷枪喷加另一部分的生物质脱硝水剂。生物质脱硝水剂在位置1通过同一平面间隔90°布置的4只喷枪喷加，生物质脱硝水剂在位置3通过同一平面间隔60°布置的6只喷枪喷加,利用高压空气将脱硝水剂雾化为<10μm以下液滴。生物质脱硝粉剂在位置2通过1只喷枪喷加。生物质脱硝粉剂喷加量1t/h(约为水泥生料喂料量的0.3％)，生物质脱硝水剂喷加量1000l/h(约为水泥生料喂料量的0.3％)，位置1与位置3喷加比例为8:2，其中位置1喷加量约800l/h，位置3喷加量约200l/h，10分钟后烟气中nox浓度可稳定在50mg/m³以下，最低能够达到41mg/m³，水泥窑烟气脱硝效率达到95％以上。

实施例2：位置1+位置2

生物质脱硝粉剂中各组分的质量百分比为：煤矸石粉80％、石墨矿粉10％、生物质炭粉10％。生物质脱硝水剂中各组分的质量百分比为：含水量50％、生物质裂解液25％、甲醇25％。

该实施例在位于广东的5000t/d新型干法水泥生产线上使用，烟气中nox浓度实际监测为850mg/m³。采用本申请所述的系统，在地面放置了一个生物质脱硝水剂储罐与一个生物质脱硝粉剂储仓。在窑尾烟室处(位置1)通过多级离心泵与水剂喷枪喷加生物质脱硝水剂，在分解炉出口部分(位置2)通过气力泵与粉剂喷枪喷加生物质脱硝粉剂。生物质脱硝水剂通过同一平面间隔90°布置的4只喷枪喷加，利用高压空气将脱硝水剂雾化为<10μm以下液滴。生物质脱硝粉剂在位置2通过1只喷枪喷加。生物质脱硝粉剂喷加量1.5t/h(约为水泥生料喂料量的0.4％)，生物质脱硝水剂喷加量1000l/h(约为水泥生料喂料量的0.3％)，10分钟后烟气中nox浓度可稳定在60mg/m³以下，最低能够达到53mg/m³，水泥窑烟气脱硝效率达到93％。

实施例3：位置2+位置3

生物质脱硝粉剂中各组分的质量百分比为：煤矸石粉75％、石墨矿粉20％、生物质炭粉5％。生物质脱硝水剂中各组分的质量百分比为：含水量60％、生物质裂解液20％、甲醇20％。

该实施例在位于广东的5000t/d新型干法水泥生产线上使用，烟气中nox浓度实际监测为880mg/m³。采用本申请所述的系统，在地面放置了一个生物质脱硝水剂储罐与一个生物质脱硝粉剂储仓。在分解炉出口部分(位置2)通过气力泵与粉剂喷枪喷加生物质脱硝粉剂，在c5旋风筒风管入口部分(位置3)通过多级离心泵与水剂喷枪喷加生物质脱硝水剂。生物质脱硝粉剂在位置2通过1只喷枪喷加。生物质脱硝水剂在位置3通过同一平面间隔60°布置的6只喷枪喷加，利用高压空气将脱硝水剂雾化为<10μm以下液滴。生物质脱硝粉剂喷加量2t/h(约为水泥生料喂料量的0.6％)，生物质脱硝水剂喷加量600l/h(约为水泥生料喂料量的0.2％)，10分钟后烟气中nox浓度可稳定在80mg/m³以下，最低能够达到73mg/m³，水泥窑烟气脱硝效率达到91％以上。

实施例4：位置1+位置3

生物质脱硝水剂中各组分的质量百分比为：含水量50％、生物质裂解液20％、甲醇30％。

该实施例在位于安徽的5000t/d新型干法水泥生产线上使用，烟气中nox浓度实际监测为860mg/m³。采用本申请所述的系统，只在地面放置了一个生物质脱硝水剂储罐，在窑尾烟室处(位置1)通过多级离心泵与水剂喷枪喷加生物质脱硝水剂，在c5旋风筒风管入口部分(位置3)通过多级离心泵与水剂喷枪喷加另一部分的生物质脱硝水剂，生物质脱硝水剂在位置1通过同一平面间隔90°布置的4只喷枪喷加，生物质脱硝水剂在位置3通过两层平面间隔90°布置的8只喷枪喷加,利用高压空气将脱硝水剂雾化为<10μm以下液滴。生物质脱硝水剂喷加量1500l/h(约为水泥生料喂料量的0.4％)，位置1与位置3喷加比例为3:2，其中位置1喷加量约900l/h，位置3喷加量约600l/h，10分钟后烟气中nox浓度可稳定在70mg/m³以下，最低能够达到62mg/m³，水泥窑烟气脱硝效率达到92％以上。

实施例5：制备生物质脱硝粉剂

收集约10吨玉米秸秆，在炭化炉中隔绝空气加热至600℃左右，炭化制得约3吨含炭固体产物(即生物质炭)，粉磨至细度200目，与6吨石墨矿粉，21吨煤矸石粉，混合均匀，制得30吨生物质脱硝粉剂，用于实施例1。使用不同量的前述生物质炭粉、煤矸石粉和石墨矿粉，制备用于实施例3和对比例5中的生物质脱硝粉剂。

实施例6：制备生物质脱硝粉剂

收集约5吨晾干的果壳，在炭化炉中隔绝空气加热至700℃左右，炭化制得约2吨生物质炭，粉磨至细度200目，与2吨石墨矿粉，16吨煤矸石粉，混合均匀，制得20吨生物质脱硝粉剂，用于实施例2。

实施例7：制备生物质脱硝水剂

收集约10吨树枝，在气化炉中隔绝空气加热升温至500℃，获得约7吨生物质裂解液，经检测，其包含c4-c17的碳氢化合物和碳氢氧化合物。所述裂解液粘性较大。在加入9吨水与4吨甲醇后，采用20000转/分钟速度的高速剪切搅拌设备，搅拌约15分钟，制得20吨基本上均匀的生物质脱硝水剂，用于实施例1。使用不同量的前述生物质裂解液、水和甲醇，制备用于实施例3和实施例4中的生物质脱硝水剂。

实施例8：制备生物质脱硝水剂

收集约8吨甘蔗渣，在气化炉中隔绝空气加热升温至450℃，获得约5吨生物质裂解液，经检测，其包含c4-c17的碳氢化合物和碳氢氧化合物。所述裂解液粘性较大。在加入10吨水与5吨甲醇后，采用20000转/分钟速度的高速剪切搅拌设备，搅拌约15分钟，制得40吨基本上均匀的生物质脱硝水剂，用于实施例2。使用不同量的前述生物质裂解液、水和甲醇，制备用于对比例3、对比例4、和对比例6中的生物质脱硝水剂。

对比例1：位置2

该对比例在位于广东的5000t/d新型干法水泥生产线上使用，烟气中nox浓度实际监测为800mg/m³。使用原有技术(sncr选择性非催化还原)喷加系统，在分解炉出口(位置2)通过水剂喷枪喷加900l/h(约为生料喂料量的0.25％)浓度为20％的氨水，通过同一平面间隔45°布置的8只喷枪喷加，利用高压空气将脱硝水剂雾化为<10μm以下液滴。10分钟后烟气中nox浓度可稳定在350mg/m³左右，烟气脱硝效率仅为56％。

对比例2：位置1

该对比例在位于广东的5000t/d新型干法水泥生产线上使用，烟气中nox浓度实际监测为850mg/m³左右。使用现有技术喷加系统，在窑尾烟室处(位置1)通过水剂喷枪喷加1000l/h(约为生料喂料量的0.25％)的水，通过同一平面间隔90°布置的4只喷枪喷加，利用高压空气将脱硝水剂雾化为<10μm以下液滴。10分钟后烟气中nox浓度仍旧稳定在830～850mg/m³左右，几乎没有脱硝效果。

对比例3：其他位置

生物质脱硝水剂中各组分的质量百分比为：含水量50％、生物质裂解液25％、甲醇25％。

该对比例在位于河南的5000t/d新型干法水泥生产线上使用，烟气中nox浓度实际监测为1000mg/m³左右。使用现有技术喷加系统，在c2-c3旋风筒之间布置8只喷枪喷加1500l/h(约为生料喂料量的0.4％)生物质脱硝水剂，利用高压空气将脱硝水剂雾化为<10μm以下液滴。10分钟后烟气中nox浓度可稳定在800～900mg/m³左右，烟气脱硝效率10-20％，脱硝效果不显著。

对比例4：位置1

生物质脱硝水剂中各组分的质量百分比为：含水量70％、生物质裂解液15％、甲醇15％。

该对比例在位于广东的5000t/d新型干法水泥生产线上使用，烟气中nox浓度实际监测为850mg/m³。使用现有技术喷加系统，在窑尾烟室处(位置1)喷加生物质脱硝水剂，通过同一平面间隔90°布置的4只喷枪喷加，利用高压空气将脱硝水剂雾化为<10μm以下液滴。生物质脱硝水剂喷加量为1000l/h(约水泥生料喂料量的0.3％，10分钟后烟气中nox浓度可稳定在130mg/m³左右，水泥窑烟气脱硝效率为85％。

对比例5：位置2

生物质脱硝粉剂中各组分的质量百分比为：煤矸石粉60％、石墨矿粉20％、生物质炭粉20％。

该对比例在位于广东的5000t/d新型干法水泥生产线上使用，烟气中nox浓度实际监测为880mg/m³。使用现有技术喷加系统，在分解炉出口部分(位置2)通过气力泵与粉剂喷枪喷加生物质脱硝粉剂。生物质脱硝粉剂喷加量为2t/h(约水泥生料喂料量的0.5％)，10分钟后烟气中nox浓度可稳定在340mg/m³左右，水泥窑烟气脱硝效率为61％。

对比例6：位置3

生物质脱硝水剂中各组分的质量百分比为：含水量65％、生物质裂解液15％、甲醇20％。

该对比例在位于广东的5000t/d新型干法水泥生产线上使用，烟气中nox浓度实际监测为950mg/m³。使用现有技术喷加系统，生物质脱硝水剂全部在c5旋风筒风管入口部分(位置3)喷加，通过同一平面间隔60°布置的6只喷枪喷加，利用高压空气将脱硝水剂雾化为<10μm以下液滴。生物质脱硝水剂喷加量为1200l/h(约为水泥生料喂料量的0.35％)，10分钟后烟气中nox浓度可稳定在600mg/m³以下，水泥窑烟气脱硝效率为37％。

表1：脱硝效率汇总表

通过上述实施例和对比例可以看出，首先，本申请系统喷枪提供的脱硝剂相对于传统的煤粉和氨水脱硝剂具有更高的脱硝效率；另外，本申请所选择的喷枪位置相对于其他位置具有更优异的脱硝效果。如果将二者结合，则可以进一步获得经济、环保、高效的脱硝技术方案，该方案的技术效果是目前所有现有技术均无法达到的。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例，并非对本申请作任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用于限定本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。