一种脱硫脱硝系统的制作方法

本实用新型涉及一种水泥厂脱硫脱硝处理系统，具体涉及一种脱硫脱硝系统。

背景技术：

S02是一种具有强烈刺鼻性气味的无色气体，当空气中的S02浓度超过20ppm时，就会对人体的健康产生潜在危险。大气中S02浓度超过l00ppm，会导致人体呼吸困难，机体免疫力受到明显抑制。当S02在大气中达到一定浓度时将形成严重的酸雨污染，最新的研究结果显示酸沉降对我国材料、农业和林业的破坏造成经济损失每年达到一千多亿元。酸雨对水体生态系统以及人体健康造成了严重危害。S02污染已成为制约经济和社会发展的重要的因素，对S02的污染进行治理已刻不容缓。烟气脱硫按所用处理烟气介质是固态或是液态可分为湿法、半干法、干法。

水泥厂NOx治理方法可以分两大类：即燃烧中控制和燃烧后控制技术。燃烧中控制是根据NOx形成机理，主要采用分级燃烧法(燃料分级燃烧法和空气分级燃烧法)、烟气循环法等，即低氮燃烧技术。低氮燃烧技术靠改进燃烧方式来达到控制NOx的目的它在减少燃烧过程中NOx的产生发挥了很好的作用。燃烧后脱硝技术，即烟气脱硝技术，是目前研究最多的也是最常用的NOx治理方法为选择性催化还原法(SCR法)和选择性非催化还原法(SNCR法)。即水泥厂通常是将S02和NOx分开治理，这样不仅增加水泥厂设备设施投入，压缩水泥厂生产空间；还提高了水泥厂的管理难度和成本，无疑极大地增加了水泥生产企业的负担。

而脱硫目前主要用湿法脱硫，湿法脱硫一次性投资成本好几千万，成本较高，占地面积大，建设工期长。因此，寻求一种投资较小、占地面积小、工期短的既能解决水泥厂烟气中的SO2，又能同时处理氮氧化物的新技术刻不容缓。

基于上述情况，本实用新型提出了一种脱硫脱硝系统。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于提供一种脱硫脱硝系统，不仅投资较小、占地面积小、工期短，而且既能解决水泥厂烟气中的SO2，又能同时处理氮氧化物。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种脱硫脱硝系统，包括：原料库、石灰加料装置和脱硫脱硝添加剂加料装置，所述原料库、石灰加料装置和脱硫脱硝添加剂加料装置分别与原料库底斜槽连接；所述原料库底斜槽一端通过入窑斗提与第一悬浮预热器的顶部相连；所述第一悬浮预热器与第二悬浮预热器、第三悬浮预热器、第四悬浮预热器和第五悬浮预热器从上往下依次相连；所述第五悬浮预热器与回转窑相连。

作为一种优选方案，所述第一悬浮预热器的顶部还与增湿塔相连。

作为一种更优选方案，在第三悬浮预热器和第二悬浮预热器之间的上升风管中设置有第一脱硫脱硝溶液喷射点；在第二悬浮预热器和第一悬浮预热器之间的上升风管中设置有第二脱硫脱硝溶液喷射点；在增湿塔14顶部设置有第三脱硫脱硝溶液喷射点；所述第一脱硫脱硝溶液喷射点、第二脱硫脱硝溶液喷射点和第三脱硫脱硝溶液喷射点均设置有至少一支喷枪。

作为一种最优选方案，第一脱硫脱硝溶液喷射点在第三悬浮预热器和第二悬浮预热器之间上升风管直管A1区段、第二脱硫脱硝溶液喷射点在第二悬浮预热器和第一悬浮预热器之间上升风管直管A2区段，第三脱硫脱硝溶液喷射点增湿塔顶部A3区段。

作为一种最优选方案，在所述第三脱硫脱硝溶液喷射点之后的烟道内设置有在线烟气分析仪。

作为一种最优选方案，所述喷枪上设置有流量调节阀。

作为一种优选方案，石灰加料装置包括依次串联的斗提机、石灰仓、第一稳流螺旋铰刀和计量螺旋铰刀；脱硫脱硝添加剂加料装置包括依次串联的脱硫脱硝添加剂仓、第二稳流螺旋铰刀和减量称。

作为一种优选方案，所述计量螺旋铰刀通过锁风阀与所述原料库底斜槽连接；所述减量称通过锁风阀与所述原料库底斜槽连接。

作为一种优选方案，所述减量称的精确度为千分之一。

作为一种优选方案，还包括可编程逻辑控制器PLC；所述可编程逻辑控制器PLC分别与在线烟气分析仪、计量螺旋铰刀、减量称和流量调节阀连接，用于采集烟气SO2、NOx浓度、O2含量、石灰和脱硫脱硝添加剂流量和脱硫脱硝溶液喷射流量信息；所述可编程逻辑控制器PLC通过DP通讯协议或点对点连接到中央控制室的电脑上。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

1．本实用新型的脱硫脱硝系统，不仅投资较小、占地面积小、工期短，而且既能解决水泥厂烟气中的SO2，又能同时处理氮氧化物。

2．本实用新型所述第一悬浮预热器的顶部还与增湿塔相连；这样可进一步处理烟气中的硫化物和氮化物，还可以将烟气中的粉尘固定下来，最大限度地减少污染和提高原料利用率。

3．本实用新型在第三悬浮预热器和第二悬浮预热器之间的上升风管中设置有第一脱硫脱硝溶液喷射点；在第二悬浮预热器和第一悬浮预热器之间的上升风管中设置有第二脱硫脱硝溶液喷射点；在增湿塔14顶部设置有第三脱硫脱硝溶液喷射点；所述第一脱硫脱硝溶液喷射点、第二脱硫脱硝溶液喷射点和第三脱硫脱硝溶液喷射点均设置有至少一支喷枪；这样既节省脱硫脱硝溶液，又能起到良好地脱硫脱硝效果。

4．本实用新型第一脱硫脱硝溶液喷射点在第三悬浮预热器和第二悬浮预热器之间上升风管直管A1区段、第二脱硫脱硝溶液喷射点在第二悬浮预热器和第一悬浮预热器之间上升风管直管A2区段，第三脱硫脱硝溶液喷射点增湿塔顶部A3区段；这样喷射脱硫脱硝效果更好。

5．本实用新型在所述第三脱硫脱硝溶液喷射点之后的烟道内设置有在线烟气分析仪；根据在线烟气分析仪分析经脱硫脱硝后的烟气中SO2和NOX是否排放达标，并根据该分析数据调控是否向烟气喷射脱硫脱硝溶液及喷射量。

6．本实用新型所述喷枪上设置有流量调节阀；用于调节喷射流量。

7．本实用新型石灰加料装置包括依次串联的斗提机、石灰仓、第一稳流螺旋铰刀和计量螺旋铰刀；脱硫脱硝添加剂加料装置包括依次串联的脱硫脱硝添加剂仓、第二稳流螺旋铰刀和减量称；使用第一稳流螺旋铰刀和第二稳流螺旋铰刀，有效的防止了石灰和脱硫脱硝添加剂从料仓里出来冲料，保证了计量螺旋铰刀和减量称的精确稳定计量，减少了石灰和脱硫脱硝添加剂的浪费，降低了脱硫脱硝运行成本；还可以根据原料库中原料的硫含量及时通过减量称和计量螺旋铰刀调节脱硫脱硝添加剂和石灰的比例和用量，从而有效的控制水泥在生产过程中产生的二氧化硫。

8．本实用新型所述计量螺旋铰刀通过锁风阀与所述原料库底斜槽连接；所述减量称通过锁风阀与所述原料库底斜槽连接；原料库底斜槽中有较强负压，通过锁风阀连接计量螺旋铰刀和原料库底斜槽，通过锁风阀连接减量称和原料库底斜槽可以极大降低原料库底斜槽中的负压对计量螺旋铰刀和减量称的不利影响，从而有效的保证了计量螺旋铰刀和减量称的精确稳定计量。

9．本实用新型所述减量称的精确度为千分之一；从而减少了脱硫脱硝添加剂的浪费，降低脱硫脱硝运行成本。

10．本实用新型还包括可编程逻辑控制器PLC；所述可编程逻辑控制器PLC分别与在线烟气分析仪、计量螺旋铰刀、减量称和流量调节阀连接，用于采集烟气SO2、NOx浓度、O2含量、石灰和脱硫脱硝添加剂流量和脱硫脱硝溶液喷射流量信息；所述可编程逻辑控制器PLC通过DP通讯协议或点对点连接到中央控制室的电脑上；这样操作人员通过该电脑可以实时了解脱硫脱硝工艺状况及相关参数，可手动干预调节，也可以设置成自动跟踪反馈调节。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

本实用新型中所述“悬浮预热器C1-C2-C3-C4-C5”为常用的悬浮预热器设备，即附图中的C1、C2、C3、C4和C5；其表示从上往下依次通过第一悬浮预热器C1、第二悬浮预热器C2、第三悬浮预热器C3、第四悬浮预热器C4和第五悬浮预热器C5，其中C1、C2、C3、C4和C5没有具体含义，仅为设备编号；“悬浮预热器C5-C4-C3-C2-C1”表示从下往上依次通过第五悬浮预热器C5、第四悬浮预热器C4、第三悬浮预热器C3、第二悬浮预热器C2和第一悬浮预热器C1，其中C1、C2、C3、C4和C5没有具体含义，仅为设备编号。

本实用新型所述“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”均没有具体含义，仅为编号。

本实用新型所述“石灰”既可以是石灰，也可以是水泥厂窑灰。

实施例1：

如图1所述，一种脱硫脱硝系统，其特征在于：包括：原料库1、石灰加料装置和脱硫脱硝添加剂加料装置，所述原料库1、石灰加料装置和脱硫脱硝添加剂加料装置分别与原料库底斜槽2连接；所述原料库底斜槽2一端通过入窑斗提12与第一悬浮预热器C1的顶部相连；所述第一悬浮预热器C1与第二悬浮预热器C2、第三悬浮预热器C3、第四悬浮预热器C4和第五悬浮预热器C5从上往下依次相连；所述第五悬浮预热器C5与回转窑15相连。

实施例2：

如图1所述，一种脱硫脱硝系统，包括：原料库1、石灰加料装置和脱硫脱硝添加剂加料装置，所述原料库1、石灰加料装置和脱硫脱硝添加剂加料装置分别与原料库底斜槽2连接；所述原料库底斜槽2一端通过入窑斗提12与第一悬浮预热器C1的顶部相连；所述第一悬浮预热器C1与第二悬浮预热器C2、第三悬浮预热器C3、第四悬浮预热器C4和第五悬浮预热器C5从上往下依次相连；所述第五悬浮预热器C5与回转窑15相连；

所述第一悬浮预热器C1的顶部还与增湿塔14相连；

在第三悬浮预热器C3和第二悬浮预热器C2之间的上升风管中设置有第一脱硫脱硝溶液喷射点；在第二悬浮预热器C2和第一悬浮预热器C1之间的上升风管中设置有第二脱硫脱硝溶液喷射点；在增湿塔14顶部设置有第三脱硫脱硝溶液喷射点；所述第一脱硫脱硝溶液喷射点、第二脱硫脱硝溶液喷射点和第三脱硫脱硝溶液喷射点均设置有至少一支喷枪；

第一脱硫脱硝溶液喷射点在第三悬浮预热器C3和第二悬浮预热器C2之间上升风管直管A1区段、第二脱硫脱硝溶液喷射点在第二悬浮预热器C2和第一悬浮预热器C1之间上升风管直管A2区段，第三脱硫脱硝溶液喷射点增湿塔顶部A3区段；

在所述第三脱硫脱硝溶液喷射点之后的烟道内设置有在线烟气分析仪；

所述喷枪上设置有流量调节阀；

石灰加料装置包括依次串联的斗提机3、石灰仓4、第一稳流螺旋铰刀5和计量螺旋铰刀6；脱硫脱硝添加剂加料装置包括依次串联的脱硫脱硝添加剂仓8、第二稳流螺旋铰刀9和减量称10；

所述计量螺旋铰刀6通过锁风阀7与所述原料库底斜槽2连接；所述减量称10通过锁风阀7与所述原料库底斜槽2连接；

所述减量称10的精确度为千分之一；

还包括可编程逻辑控制器PLC；所述可编程逻辑控制器PLC分别与在线烟气分析仪、计量螺旋铰刀6、减量称10和流量调节阀连接，用于采集烟气SO2、NOx浓度、O2含量、石灰和脱硫脱硝添加剂流量和脱硫脱硝溶液喷射流量信息；所述可编程逻辑控制器PLC通过DP通讯协议或点对点连接到中央控制室的电脑上。

实施例3：

一种脱硫脱硝系统，包括：原料库1、石灰（或水泥厂窑灰）加料装置和脱硫脱硝添加剂加料装置；所述石灰加料装置包括斗提机3、石灰仓4、第一稳流螺旋铰刀5、计量铰刀6、锁风阀7；脱硫脱硝添加剂加料装置包括脱硫脱硝添加剂仓8、第二稳流螺旋铰刀9、减量称10、锁风阀7；原料库1和石灰加料装置、脱硫脱硝添加剂加料装置通过原料库底斜2并联在一起，原料和石灰、脱硫脱硝添加剂经库底斜槽2风混均匀，再通过斗提机12，经悬浮预热器C1-C2-C3-C4-C5，最终到回转窑15煅烧成半成品水泥。在第三悬浮预热器（C3）和第二悬浮预热器（C2）之间的上升风管A1、第二悬浮预热器（C2）和第一悬浮预热器（C1）之间上升风管A2和增湿塔14顶部A3共3处分别设置脱硫脱硝溶液喷射点。其中，所述每个脱硫脱硝溶液喷射点均设置有若干支喷枪。每组喷枪上设置有流量调节阀，用于调节喷射流量。

在本实用新型中，烟气在流经第三个脱硫脱硝溶液喷射点之后的烟道里设置有在线烟气分析仪，根据在线烟气分析仪分析经脱硫脱硝后的烟气中SO2和NOX是否排放达标，并根据该分析数据调控是否向烟气喷射脱硫脱硝溶液及喷射量，具体的控制策略包括：

当烟气SO2和NOX排放浓度≤600mg/m3时只需要开启第一、第二、第三脱硫脱硝溶液喷射点中的任意一个，并根据烟气SO2和NOX排放具体浓度自动调节脱硫脱硝溶液喷射量；当烟气SO2和NOX排放浓度≤800mg/m3时只需要开启第一、第二、第三脱硫脱硝溶液喷射点中的任意一个及添加适量石灰和脱硫脱硝添加剂，并根据烟气SO2和NOX排放具体浓度自动调节脱硫脱硝溶液喷射量，手动调节石灰和脱硫脱硝添加剂的比例和用量；当烟气SO2和NOX排放浓度≤1000mg/m3时只需要开启第一、第二、第三脱硫脱硝溶液喷射点中的任意两个及添加适量石灰和脱硫脱硝添加剂，并根据烟气SO2和NOX排放具体浓度自动调节脱硫脱硝溶液喷射量，手动调节石灰和脱硫脱硝添加剂的比例和用量；当烟气SO2和NOX排放浓度＞1000mg/m3时开启第一、第二、第三脱硫脱硝溶液喷射点全部打开及添加适量石灰和脱硫脱硝添加剂，并根据烟气SO2和NOX排放具体浓度自动调节脱硫脱硝溶液喷射量，手动调节石灰和脱硫脱硝添加剂的比例和用量。

在本实用新型中，原料中添加石灰和脱硫脱硝添加剂后，经预热器预热反应和回转窑煅烧，生料中的低价硫化物和含氮化合物在添加剂中的活性炭等催化剂的作用下，同添加剂中的高锰酸钾等强氧化剂作用生成高价态的稳定的硫酸钙、硫酸钡和硝酸盐，生成的化合物同原料一起煅烧进入到半成品水泥中。烟气经喷脱硫脱硝溶液后，溶液中的高锰酸钾等强氧化性集团分解，并与烟气中的SO2、NOx进行反应，得到含高价可溶性SO3、NOx的氧化烟气；氧化烟气与溶液中的氢氧化钠等碱性物质反应生成硫酸盐、硝酸盐，再经水泥厂收尘器收尘下来。其中，脱硫脱硝添加剂和原料中低价态硫化物和氮化物反应较复杂，主要包括KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2，[S]+ O2+CaCO3→CaSO4+CO2, [S]+ O2+BaCO3→BaSO4+ CO2；

溶液中高锰酸钾裂解反应式为KMnO4→K2MnO4+MnO2+O2，与烟气中的SO2、NOx进行反应,反应式为SO2+O2→SO3，NO+O2→NO2，SO3+NaOH→Na2SO4，NO2+NaOH→NaNO3。在本实用新型中，对所述烟气在烟道中的流量和烟气中的NOx浓度没有特别限定，在本实用新型提供的一个实施例中，烟气流量为20万～180万m3/h，具体可为50万m3/h、85万m3/h或120万m3/h。在本实用新型提供的一个实施例中，烟气中SO2浓度为30-3000mg/Nm3，具体可为400mg/Nm3、800mg/Nm3或1800mg/Nm3； NOx浓度为50-1000mg/Nm3，具体可为500mg/Nm3、700mg/Nm3或1000mg/Nm3。在本实用新型中，所述脱硫脱硝溶液中高锰酸钾、强氧化钠等的浓度优选为10～30wt％，具体可为10wt％、11wt％、21wt％或28wt％；脱硫脱硝添加剂和石灰的使用比例为0.05-0.3。在本实用新型中，可保证烟气中SO2脱除率在95%以上，NOx的脱除率在80％以上。

在本实用新型中，采用PLC(可编程逻辑控制器)中央控制系统控制，将烟气SO2、NOx浓度、O2含量、石灰和脱硫脱硝添加剂流量、脱硫脱硝溶液喷射流量等集成到小型的PLC控制器上；所述控制器通过DP通讯协议或点对点连接到中央控制室电脑上，操作人员通过该电脑可以实时了解脱硫脱硝工艺状况及相关参数，可手动干预调节，也可以设置成自动跟踪反馈调节。

本实用新型的工作原理如下：

原料库1和石灰仓4、脱硫脱硝添加剂仓8分别与原料库底斜槽2连接；原料和石灰、脱硫脱硝添加剂在原料库底斜槽2中经该斜槽中的风机进行风混均匀，再通过入窑斗提12经悬浮预热器C1-C2-C3-C4-C5 300-1000℃的较高温度区间内反应脱硫脱硝，最后到回转窑15内进行煅烧生成半成品水泥；烟气经回转窑15、再依次通过悬浮预热器C5-C4-C3-C2-C1，最后通过增湿塔14；其中，在悬浮预热器C3和悬浮预热器C2之间的上升风管中即A1区段内设置有第一脱硫脱硝溶液喷射点；在悬浮预热器C2和悬浮预热器C1之间的上升风管中即A2区段内设置有第二脱硫脱硝溶液喷射点；在增湿塔14顶部即A3区段内设置有第三脱硫脱硝溶液喷射点；所述烟气经脱硫脱硝溶液洗涤、石灰和脱硫脱硝添加剂反应，得到脱硫脱硝烟气；

所述脱硫脱硝溶液中添加有高锰酸钾、双氧水、次氯酸钠、氢氧化钠等，脱硫脱硝添加剂中添加有高锰酸钾、二氧化锰、碳酸钡、活性炭等。本实用新型以SO2和NOx数据为基础，利用烟气高温激发脱硫脱硝溶液中的高锰酸钾等强氧化剂产生O2等强氧化性基团，使烟气中的SO2、NOx迅速氧化生成高价态的可溶性SO3和NOx；利用烟气高温激发脱硫脱硝添加剂中的活性炭等催化剂催化使烟气中的SO2、NOx在高锰酸钾、二氧化锰等强氧化剂的作用下迅速氧化生成高价态的可溶性SO3和NOx；之后通过脱硫脱硝溶液洗涤，将高价可溶性SO3和NOx用洗涤液吸收下来，并通过在洗涤液中添加氢氧化钠等碱性物质及原料和石灰等中的碱土金属矿物反应生成硫酸盐、硝酸盐，从而使本实用新型提供的方法保持较高的脱硫脱硝效率。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。