一种水泥烟气的脱硫脱硝系统的制作方法

本申请涉及水泥烟气脱硫脱硝技术领域，更具体地说，涉及一种水泥烟气的脱硫脱硝系统。

背景技术：

随着社会经济的发展，国民环保意识的增强，国家开始大力推动非电领域的烟气超低排放改造，水泥窑烟气超低排放要求水泥窑烟气颗粒物、二氧化硫、氮氧化物的排放浓度要分别不高于10mg/m³、50mg/m³、150(或100)mg/m³。

目前水泥烟气净化路线中在脱硝方面一般采用选择性催化还原法(scr)与选择性非催化还原法(sncr)，scr脱硝装置存在催化剂中毒和堵塞、投资成本大、运行维护费用高昂等问题。而单纯使用sncr脱硝，脱硝效率较低，已无法满足国家制定的更严格的排放标准。

此外，在脱硫方面较多采用传统湿法脱硫，但湿法脱硫腐蚀严重，存在脱硫废水，后端需增加消白等问题。

因此，如何更加环保地、有效地脱硫脱硝，提高脱硫脱硝效率，同时降低投资与运行费用，对解决我国水泥烟气nox污染问题至关重要。

申请内容

有鉴于此，本申请的目的在于公开一种水泥烟气的脱硫脱硝系统，以提高脱硫脱硝效率，同时降低投资与运行费用。

为了达到上述目的，本申请公开如下技术方案：

一种水泥烟气的脱硫脱硝系统，包括：

对水泥窑炉中的烟气进行预脱硝的sncr脱硝装置，所述sncr脱硝装置利用还原剂喷射装置将第一脱硝剂喷入所述水泥窑炉中烟气温度范围800～1100℃的区域，所述第一脱硝剂包括氨水、液氨、氨气和尿素中的至少一种；

对烟气进行深度脱硝和脱硫的干式脱硫脱硝一体化反应设备；

其中：所述干式脱硫脱硝一体化反应设备包括：

吸收塔，通过碱性吸收剂反应脱除硫氧化物和氮氧化物；

用于向所述吸收塔内加入所述碱性吸收剂的吸收剂仓，所述吸收剂仓通过给料器与所述吸收塔连接；

提供所述碱性吸收剂反应所需水分及控制所述吸收塔出口温度的雾化水喷射装置；

设置在所述吸收塔的入口烟道上的氧化装置，所述氧化装置包括氧化剂制备装置和高密度喷射混合装置，所述氧化剂制备装置制得的第二脱硝剂通过所述高密度喷射混合装置喷入烟气中，所述第二脱硝剂包括氧化类气体、氧化类液体和氧化类固体中的至少一种。

优选的，上述脱硫脱硝系统中，还包括对烟气进行热量回收的余热锅炉，所述余热锅炉设置在所述sncr脱硝装置与所述氧化装置之间。

优选的，上述脱硫脱硝系统中，还包括对烟气进行初步除尘的电除尘器，所述电除尘器设置在所述余热锅炉与所述氧化装置之间。

优选的，上述脱硫脱硝系统中，所述第二脱硝剂为臭氧、二氧化氯、氯气、次氯酸钠溶液、亚氯酸钠溶液、高锰酸钾溶液、双氧水、氯化钠、氯酸钠或硫酸钾。

优选的，上述脱硫脱硝系统中，所述碱性吸收剂为生石灰或消石灰。

优选的，上述脱硫脱硝系统中，还包括用于收集烟气中粉尘的布袋除尘器，所述布袋除尘器位于所述干式脱硫脱硝一体化反应设备的出口侧。

优选的，上述脱硫脱硝系统中，所述干式脱硫脱硝一体化反应设备的回收处理入口与所述布袋除尘器的回收处理出口通过空气斜槽连接。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开的水泥烟气的脱硫脱硝系统，包括对水泥窑炉中的烟气进行预脱硝的sncr脱硝装置，sncr脱硝装置利用还原剂喷射装置将第一脱硝剂喷入水泥窑炉中烟气温度范围800～1100℃的区域，第一脱硝剂包括氨水、液氨、氨气和尿素中的至少一种；对烟气进行深度脱硝和脱硫的干式脱硫脱硝一体化反应设备；其中：干式脱硫脱硝一体化反应设备包括：吸收塔，通过碱性吸收剂反应脱除硫氧化物和氮氧化物；用于向吸收塔内加入碱性吸收剂的吸收剂仓，吸收剂仓通过给料器与吸收塔连接；提供碱性吸收剂反应所需水分及控制吸收塔出口温度的雾化水喷射装置；设置在吸收塔的入口烟道上的氧化装置，氧化装置包括氧化剂制备装置和高密度喷射混合装置，氧化剂制备装置制得的第二脱硝剂通过高密度喷射混合装置喷入烟气中，第二脱硝剂包括氧化类气体、氧化类液体和氧化类固体中的至少一种。

应用过程中，本申请首先通过sncr脱硝装置采用sncr脱硝，在水泥窑炉中利用第一脱硝剂，将烟气中的nox还原为无害的n2和h2o，实现预脱硝；随后烟气进入干式脱硫脱硝一体化反应设备，先利用氧化装置产生的第二脱硝剂将烟气中的no氧化后产生的易溶于水的no2，n2o5等高价氮氧化物，然后进入吸收塔与so2一并通过碱性吸收剂反应脱除吸收，实现深度脱硝脱硫，脱硫脱硝后的烟气由引风机排往烟囱。。

本申请利用sncr脱硝装置和氧化脱硝装置实现了两级脱硝，脱硝效率高，克服了单级脱硝效率低的缺陷，且投资与运行费用较低，二次脱硝过程可同时实现脱硫脱硝，从而达到高效脱硫脱硝。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例公开的水泥烟气的脱硫脱硝系统的工艺流程示意图。

具体实施方式

本申请实施例公开了一种水泥烟气的脱硫脱硝系统，实现了高效脱硫脱硝，克服了单级脱硝效率低的缺陷，且投资与运行费用较低。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

请参考附图1，本申请实施例公开的水泥烟气的脱硫脱硝系统，包括对水泥窑炉1中的烟气进行预脱硝的sncr脱硝装置2，sncr脱硝装置2利用还原剂喷射装置将第一脱硝剂喷入水泥窑炉1中烟气温度范围800～1100℃的区域，第一脱硝剂包括氨水、液氨、氨气和尿素中的至少一种；对烟气进行深度脱硝和脱硫的干式脱硫脱硝一体化反应设备；其中：干式脱硫脱硝一体化反应设备包括吸收塔11，通过碱性吸收剂反应脱除硫氧化物和氮氧化物；用于向吸收塔11内加入碱性吸收剂的吸收剂仓9，吸收剂仓9通过给料器与吸收塔11连接；提供碱性吸收剂反应所需水分及控制吸收塔11出口温度的雾化水喷射装置10；设置在吸收塔11的入口烟道上的氧化装置8，氧化装置8包括氧化剂制备装置6和高密度喷射混合装置7，氧化剂制备装置6制得的第二脱硝剂通过高密度喷射混合装置7喷入烟气中，第二脱硝剂包括氧化类气体、氧化类液体和氧化类固体中的至少一种。

应用过程中，本申请首先通过sncr脱硝装置2采用sncr脱硝法，在水泥窑炉1中利用第一脱硝剂，将烟气中的nox被还原为无害的n2和h2o，实现预脱硝；随后烟气进入干式脱硫脱硝一体化反应设备，先利用氧化装置8产生的第二脱硝剂将烟气中的no氧化后产生的易溶于水的no2，n2o5等高价氮氧化物，然后进入吸收塔11与so2一并通过碱性吸收剂反应脱除吸收，实现深度脱硝脱硫，脱硫脱硝后的烟气由引风机13排往烟囱16。

根据需要吸收剂仓9的碱性吸收剂可通过给料器加入干式脱硫脱硝一体化反应设备，补充新鲜的碱性吸收剂，同时根据需要调节雾化水喷射装置10，将反应设备出口温度控制在80～110℃，确保高效脱硫脱硝的同时避免高温烟气损坏后端处理设备。

本申请利用sncr脱硝装置2和氧化装置8实现了两级脱硝，脱硝效率高，克服了单级脱硝效率低的缺陷，且投资与运行费用较低，二次脱硝过程可同时实现脱硫脱硝，从而达到高效脱硫脱硝。

此外，在干式脱硫脱硝一体化反应设备内so2、so3、no2等酸性气体与加入的碱性吸收剂进行反应脱除。干式脱硫脱硝一体化反应设备内气固两相由于气流的作用，产生激烈的湍动与混合，充分接触，极大强化了气固间的传质与传热，保证这些酸性物质的充分吸收脱除。

再者，本申请采用干式脱硫脱硝一体化反应设备，运行过程无废水产生。此外，不仅不会产生气溶胶，还可有效除去烟气中原有的气溶胶。烟气温度控制在露点温度以上10～15℃避免白烟的出现。设备腐蚀少，烟囱16无须防腐。

脱硫脱硝系统还包括对烟气进行热量回收的余热锅炉4，余热锅炉4设置在sncr脱硝装置2与氧化装置8之间。经过初级脱硝后的烟气经过余热锅炉4进行热量回收，同时降低了烟气温度，减小了后续处理设备的温度要求，降低成本。

脱硫脱硝系统还包括对烟气进行初步除尘的电除尘器5，电除尘器5设置在余热锅炉4与氧化装置8之间。本申请通过电除尘器5对烟气进行初步收尘，减轻对后续装置设备的磨损。本申请也可以不设置该电除尘器5。

第二脱硝剂为臭氧、二氧化氯、氯气、次氯酸钠溶液、亚氯酸钠溶液、高锰酸钾溶液、双氧水、氯化钠、氯酸钠或硫酸钾。具体的实施例中，第二脱硝剂为臭氧，本申请在脱硫装置之前设置氧化装置8，臭氧氧化剂通过高密度喷射混合装置7喷入烟气中，臭氧具有强氧化性，可将烟气中的no氧化为易溶于水的no2，n2o5等高价氮氧化物，深度脱硝效率控制在70％左右。

本申请采用臭氧作为第二脱硝剂，臭氧可在反应设备内充分反应和分解后再排入大气，安全可靠。当然，上述第二脱硝剂还可以为其他氧化剂。

具体的，碱性吸收剂为生石灰或消石灰，通过钙基吸收硫氧化物和氮氧化物，成本较低，当然，也可以采用其他能够吸收硫氧化物和氮氧化物的物质。

脱硫脱硝系统还包括用于收集烟气中粉尘的布袋除尘器12，布袋除尘器12位于干式脱硫脱硝一体化反应设备的出口侧。干式脱硫脱硝一体化反应设备出口直接连接布袋除尘器12，布袋除尘器12将烟尘及未反应完的物料进行收集。

本申请通过两级脱硝、干式脱硫和除尘，nox、so2和粉尘分别可以稳定排放在100mg/nm³、50mg/nm³、5mg/nm³以下的超低排放标准。该组合脱硫脱硝工艺，具有脱硫脱硝除尘效率高、投资运行费用低、系统简单的优点。

系统稳定，可满足超净要求。

优选的，干式脱硫脱硝一体化反应设备的回收处理入口与布袋除尘器12的回收处理出口通过空气斜槽14连接。干式脱硫脱硝一体化反应设备输出的物料，其中大部分通过空气斜槽14返回反应设备回收利用，继续参与反应，少量副产物通过仓泵15外排。脱硫脱硝除尘后的洁净烟气经脱硫脱硝引风机13进入烟囱16。

本发明实施例提供的脱硫脱硝系统的主要工艺流程为：

烟气通过在水泥回转窑窑尾的分解炉3中温度范围在800～1100℃区域设置sncr脱硝装置2进行预脱硝，第一脱硝剂通过sncr脱硝装置2喷入分解炉3中，利用高温条件和还原剂将nox转化n2、h2o等无害物质；预脱硝后的烟气进入余热锅炉4回收烟气中的热量，再经过电除尘器5中进行预除尘，随后进入设有氧化装置8的干式脱硫脱硝一体化反应设备进行脱硫与深度脱硝，氧化剂制备装置6产生的氧化剂通过高密度喷射混合装置7喷入烟道中进行反应，将no转化为no2、n2o5等高价态氮氧化物；在吸收塔11内烟气中的so2、so3、hcl、no2等污染物与喷入的钙基吸收剂进行快速反应脱除。脱硫脱硝后的烟气通过布袋除尘器12进行深度除尘，脱硫脱硝除尘后热烟气经过引风机13排入烟囱16。

实施例一

如图1所示，水泥烟气的脱硫脱硝系统，包括依次连接的水泥窑炉1；sncr脱硝装置2；分解炉3；余热锅炉4；电除尘器5；氧化剂制备装置6；高密度喷射混合装置7；氧化装置8；吸收剂仓9；雾化水喷射装置10；吸收塔11；布袋除尘器12；引风机13。

sncr脱硝装置2布置在分解炉3温度范围在800～1100℃区域，还原剂通过sncr脱硝装置2喷入分解炉3中进行预脱硝，在高温条件下将nox转化为n2和h2o等无害物质；预脱硝后的烟气经过余热锅炉3回收烟气中的热量；再经过电除尘器5进行预除尘；氧化装置8布置在干式脱硫脱硝一体化反应设备与电除尘器5之间。氧化装置8以臭氧作为氧化剂，氧化剂制备装置6产生的氧化剂，通过高密度喷射混合装置7喷入烟气中将no转化为no2、n2o5等高价态氮氧化物；随后在吸收塔11中，烟气中的so2、so3、no2等污染物与喷入的钙基吸收剂进行快速反应脱除；通过雾化水喷射装置10具体为水喷枪进行喷水反应控温，使得经过干式脱硫脱硝一体化反应设备后的烟气温度稳定在80～100℃；最后脱硫脱硝后的烟气通过布袋除尘器12进行深度除尘后，通过引风机13进入烟囱16排向大气。

实施例二

某4500t/d的水泥窑使用本发明所述的脱硫脱硝系统，烟气量为340000nm³/h标况；烟气nox浓度约为800mg/nm³，so2为1000mg/nm³。使用ca(oh)2作吸收剂，臭氧作脱硝氧化剂。

采用本发明进行烟气处理。需要净化的烟气先在水泥窑中利用sncr脱硝装置2进行预脱硝，sncr出口nox浓度可以稳定在200～300mg/nm³,随后氧化装置8以氧化剂制备装置6产生的高浓度臭氧作为氧化剂，喷入烟气中将no转化为no2、n2o5等高价态氮氧化物；随后在吸收塔11中，烟气中的so2、so3、no2等污染物与喷入的钙基吸收剂进行快速反应脱除；再经电除尘器5进行除尘，最后通过引风机13排入烟囱16。

采用本发明烟气净化装置后实现了达标排放，脱硫效率可达99％以上，组合脱硝效率可达85％以上，排放浓度分别低于50mg/nm³、100mg/nm³；粉尘浓度低于5mg/nm³。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。