专利名称：一种窑外分解干法水泥窑热碳还原脱硝技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种窑外分解干法水泥窑热碳还原脱硝工艺与技术，属于环境保护领域。
背景技术：
氮氧化物控制技术，如，燃烧后脱硝技术，主要应用于燃煤电厂的脱硝。燃烧后脱硝技术主要包括非催化性还原技术、催化性还原技术、活性炭吸附、电子束脱硝等。催化性还原技术在我国燃煤电厂应用得较为普遍、较为成熟。催化还原脱硝技术，是在有催化剂的作用下，在相对较低的温度下，利用尿素或氨水等还原剂选择性地将NOx还原成N2的一种脱硝方法。虽然催化还原脱硝技术脱硝效率高，但该方法不太适合水泥行业。对于水泥行 业来说，因其生产中烟气温度高、粉尘浓度大，很多脱硝技术均不太适用。
发明内容
针对目前我国水泥行业烟气温度高、粉尘浓度大的生产环境，申请人根据实践经验和多次试验，开发出一种窑外分解干法水泥窑的高效脱硝技术，本技术具有实施简单、建设和运行成本低、脱硝效率高的特点。本发明的目的在于提供一种窑外分解干法水泥窑热碳还原脱硝技术，包括步骤I)制备脱硝剂，存储备用；2)以冷却熟料的余热空气作为输送介质，将燃烧发热量相当于40%燃料发热量的脱硝剂，喷入水泥窑头部，并保持过量空气系数a为0.9 0.95，使该区域形成还原区A，部分NOx在此处被还原；3)将燃烧发热量相当于60%燃料发热量的脱硝剂，仍以冷却熟料的余热空气作为输送介质，喷入预分解窑900°C-1100°C的区域，预分解窑内保持过量空气系数0.8 0. 95， 使该区域形成还原区B，大量的NOx在此被还原，脱除了烟气中的NOx ；4)继续将冷却熟料的余热空气引入第四级原料预热器，并使该区域过量空气系数I. 05 I. 2，形成燃尽区Y ;使烟气中的未燃烧完的脱硝剂燃尽同时预热原料；所述冷却熟料的余热空气的温度保持在350 450°C。为了获得更好的效果，脱硝剂喷入预分解窑时呈扇面分布并可调整方向和角度，以便均匀地喷入预分解窑内各角落；脱硝剂喷入炉膛的速度为40m/s 60m/s，保持脱硝剂在还原区B停留的时间超过2s。本发明的另一个目的在于提供一种脱硝剂，用于窑外分解干法水泥窑热碳还原脱硝。本发明脱硝剂的质量百分比组成为煤粉90 97%，钒渣1_5%，硫酸铜渣1-5%，钛渣1_5%。所述煤粉是水泥窑中燃烧发热的煤粉。为了获得更好的效果，本脱硝剂可以粉磨至细度为75pm筛筛余< 10%。
本发明的优点和特点I)实现了窑外分解干法水泥窑热碳还原脱硝，脱硝效率可以达到70%以上。2)本发明技术投资成本小、运行费用低，运行过程安全性好。3)本发明技术实施简单，对水泥窑的改造较小。
图I.窑外分解干法水泥窑热碳还原脱硝工艺流程图其中，I或10 :高温风机；2 :—级预热器；3 :二级预热器；4 :三级预热器；5 :四级预热器；6 :预分解窑；7 :水泥回转窑；8或11 :脱硝剂仓；9或12 :喂煤系统。
具体实施例方式为了更好地理解本发明，下面通过实施例作进一步的说明，但不限制本发明。实施例I按质量取水泥窑中燃烧发热的煤粉95%、钒渣2%的、酸铜渣1%的硫和钛渣2%，混合磨细至75 y m筛筛余6%，得脱硝剂。实施例2取实施例I制备的脱硝剂，存储于煤粉仓8和11中备用。将生料从一级预热器2入口管道输入，与二级预热器3出口的热气体混合，进行有效的气固热交换，然后在一级预热器内进行气固分离，含少量粉尘的尾气自顶部排出至电除尘器进一步净化；之后被一次预热的生料粉输入至二级预热器3入口管道；如此经三级预热器4、四级预热器5反复进行换热，最后，将从四级预热器5出来的已被预热到780°C左右的生料粉送入预分解窑6，使其中90%左右的碳酸钙分解后入水泥回转窑7烧成熟料。煤粉仓8中的脱硝剂经喂煤系统9通过高温风机10引入的冷却熟料余热空气，通过设置于水泥窑头部的喷头喷入水泥窑头部；煤粉仓11中的脱硝剂经喂煤系统12通过高温风机I引入的冷却熟料余热空气送入预分解窑6中燃烧。煅烧熟料所需的40%热量，由煤粉仓8经喂煤系统9通过高温风机10引入的冷却熟料余热空气喷入的脱硝剂提供；其余60%热量，由煤粉仓11中的脱硝剂经喂煤系统12通过高温风机I引入的冷却熟料余热空气送入预分解窑6中燃烧而得。熟料出回转窑时温度很高，用空气冷却以回收余热；部分余热空气经高温风机10引入供窑内煤粉燃烧用，另一部分余热空气经高温风机I引入作为助燃空气。在水泥回转窑7中，由于喷入脱硝剂，且保持该区域过量空气系数a为0.9
0.95，由此形成还原区A ;在此区域，产生的NOx —部分得到还原；在预分解窑6内，因余热空气作为输送介质将脱硝剂喷入预分解窑900°C -IlOO0C区域，且保持该区域过量空气系数0. 8 0. 95，而形成还原区B。脱硝剂喷入预分解窑时，呈扇面分布并可调整方向和角度，脱硝剂喷入炉膛的速度为40m/s 60m/s，保持脱硝剂在还原区B停留的时间超过2s。在还原区B，烟气中的NOx被大量脱除。在第四级预热器U型管道部分的C区域，引入余热空气使该区域过量空气系数
1.05 I. 2，形成燃尽区Y ;不仅燃尽未燃烧完的脱硝剂并且作为原料的热交换气体。
在整个过程中，冷却熟料的余热空气的温度保持在350 450°C。经检测，本方法总脱硝率为76%。实施例3 按质量取水泥窑中燃烧发热的煤粉97%、钒渣I %、硫酸铜渣1%和钛渣1%，混合磨细至75 y m筛筛余8%，得脱硝剂。实施例4取实施例3制备的脱硝剂，存储于煤粉仓8和11中备用。按实施例2的工艺操作进行脱硝。经检测，本方法总脱硝率为72%。实施例5按质量取水泥窑中燃烧发热的煤粉93%、钒渣3%、硫酸铜渣1%和钛渣3%，混合磨细至75 y m筛筛余5%，得脱硝剂。实施例6取实施例5制备的脱硝剂，存储于煤粉仓8和11中备用。按实施例2的工艺操作，进行脱硝。经检测，本方法总脱硝率为80%。
权利要求
1.一种窑外分解干法水泥窑热碳还原脱硝技术，其特征在于包括步骤 1)以冷却熟料的余热空气作为输送介质，将燃烧发热量相当于40%燃料发热量的脱硝齐U，喷入水泥窑头部，并保持该区域过量空气系数a为0.9 0.95，使该区域形成还原区A ； 2)仍以冷却熟料的余热空气作为输送介质，将燃烧发热量相当于60%燃料发热量的脱硝剂，喷入预分解窑900°C-1100°C的区域，保持该区域过量空气系数0.8 0. 95，使该区域形成还原区B ； 3)继续将冷却熟料的余热空气引入第四级原料预热器，并使该区域过量空气系数为I. 05 I. 2，形成燃尽区Y ; 所述冷却熟料的余热空气的温度为350 450°C。
2.如权利要求I所述的一种窑外分解干法水泥窑热碳还原脱硝技术，其特征在于脱硝剂喷入预分解窑时，呈扇面分布并可调整方向和角度，脱硝剂喷入炉膛的速度为40m/s 60m/s，保持脱硝剂在还原区B停留的时间超过2s。
3.如权利要求I所述的一种窑外分解干法水泥窑热碳还原脱硝技术，其特征在于所述脱硝剂由以下质量分数的组分组成煤粉90 97 %，钒渣1-5 %，硫酸铜渣1-5%，钛渣1-5% ； 所述煤粉是水泥窑中燃烧发热的煤粉。
4.如权利要求I所述的一种窑外分解干法水泥窑热碳还原脱硝技术，其特征在于所述脱硝剂的细度为75iim筛筛余< 10%。
全文摘要
本发明公开了一种窑外分解干法水泥窑热碳还原脱硝工艺与技术，本发明方法实现了窑外分解干法水泥窑热碳还原脱硝，脱硝效率在70％以上，本发明技术实施简单，投资成本小，运行费用低，运行过程安全性好。
文档编号B01D53/56GK102745920SQ20121024844
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月18日 优先权日2012年7月18日
发明者张磊, 杨久俊, 杨永, 杨沛森, 王雪萍, 赵明银 申请人:天津城市建设学院