一种水泥窑烟气处理设备和处理工艺的制作方法

本发明涉及水泥窑烟气处理，具体涉及一种水泥窑烟气处理设备和处理工艺。

背景技术：

1、随着工业的持续发展，由氮氧化物等污染物引起的臭氧和细粒子污染问题日益突出，严重威胁着身体健康，成为当前迫切需要解决的环境问题，氮氧化物减排已经成为下一阶段污染治理和减排的重点。

2、我国是水泥制造和使用大国，近几年来，水泥年产量在23～24亿吨。新型干法水泥生产过程中使用煤作为燃料，排放的烟气含尘量大，组分复杂，主要对环境有危害的是so2、so3、nox、co2、co和飘尘。其中，nox对人体危害最大，又严重污染环境。氮氧化物的排放量已是居火力发电、汽车尾气排放之后的第三排放大户，占全国氮氧化物排放量的百分率高达12％～15％。

3、scr脱硝技术作为全世界应用最广泛高效的氮氧化物脱除技术，是水泥行业氮氧化物治理最理想的技术路线之一。但水泥窑特有的高粉尘浓度，且其颗粒为不规则的毛刺型，粒径小，流动性很差，容易形成搭桥，造成催化剂孔道和微孔堵塞，使scr反应器内烟气气流不畅，降低反应器温度，达不到催化剂反应温度，反应器温度随着调试时间的增长持续下降，尤其是长时间积灰堵塞，催化剂活性降低，脱硝效率下降，并且增加喷氨量也没有明显变化；同时高含量粉尘中含有碱(土)金属和重金属等易造成催化剂化学中毒。

技术实现思路

1、为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：

2、一种水泥窑烟气处理设备，包括控制器、除尘器和scr反应器，所述除尘器包括除尘基壳和脉冲电源，所述除尘基壳的一侧设置有进气通道，所述除尘基壳的另一侧设置有出气通道，所述出气通道与所述scr反应器的反应入口连接，所述进气通道和所述出气通道之间阴极线和阳极板，所述阴极线和所述阳极板均与所述脉冲电源的输出端电连接，所述阳极板的一侧设置有阳极振打装置，所述除尘基壳的底部设有除尘灰斗，所述scr反应器内设置有至少一层催化剂以及设置在所述催化剂一侧的吹灰器，所述scr反应器靠近所述出气通道的一侧设置有氨水喷射装置，所述scr反应器设有反应出口和收集灰斗，所述控制器分别与所述脉冲电源、所述阳极振打装置、所述吹灰器和所述氨水喷射装置电连接。

3、本发明进一步设置为所述脉冲电源与高压隔离开关箱电连接，所述脉冲电源输出的电压包括基础直流电压va和峰值脉冲电压vp，所述基础直流电压va的平均值可调，所述峰值脉冲电压vp的频率及峰值可调。

4、本发明进一步设置为所述进气通道和所述出气通道之间为烟气流动方向，所述阴极线垂直于所述烟气流动方向，所述阳极板平行于所述烟气流动方向。

5、本发明进一步设置为所述除尘基壳内还设置有喷吹清灰装置，所述喷吹清灰装置连接外部的空气压缩机，所述喷吹清灰装置的喷吹方向为自上而下的，所述喷吹清灰装置的输入端连接所述控制器的输出端。

6、本发明进一步设置为所述进气通道为梯形支撑型钢，所述梯形支撑型钢内设置有分布板，所述分布板的开孔直径为65～90mm，所述分布板的开孔率为40～50％，所述分布板上安装有导流板，所述导流板上设置有导流叶片。

7、本发明进一步设置为所述除尘灰斗和所述收集灰斗均为船型灰斗，所述除尘灰斗内设置有除尘加热器和第一热电偶，所述除尘灰斗的外层敷设有保温层；所述收集灰斗的一侧设置有蒸汽加热管和第二热电偶，所述蒸汽加热管设置在所述催化剂与所述反应出口之间；所述第一热电偶的输出端和所述第二热电偶的输出端均连接所述控制器的输入端，所述控制器的输出端分别连接所述除尘加热器的输入端和所述蒸汽加热管的输入端。

8、本发明进一步设置为所述进气通道内设置有一氧化碳检测仪和粉尘比电阻测定仪，所述反应入口和所述反应出口均设置有氮氧化物浓度检测仪、第三热电偶和气压检测仪，所述反应出口设置有烟气参数检测仪，所述scr反应器内设置有催化剂压力检测仪，所述一氧化碳检测仪、所述粉尘比电阻测定仪、所述氮氧化物浓度检测仪、所述第三热电偶、所述气压检测仪、所述烟气参数检测仪和所述催化剂压力检测仪的输出端均连接所述控制器的输入端。

9、本发明进一步设置为所述除尘灰斗的底部和所述收集灰斗的底部均设置有卸料器，所述卸料器的下方设置有刮板机；所述吹灰器包括耙式吹灰器和声波吹灰器。

10、本发明进一步设置为所述催化剂包括载体、活性成分、助剂和辅助成分；所述载体的重量百分比为75％～80％，所述活性成分的重量百分比为5％～8％，所述助剂的重量百分比为3％～5％，所述辅助成分的重量百分比为10％～14％；所述载体包括分子筛；所述活性成分包括锰氧化物和铈氧化物；所述助剂包括磷酸铝和氧化锆；所述辅助成分包括粘结剂和增强剂。

11、一种水泥窑烟气处理工艺，采用上述的水泥窑烟气处理设备，包括：

12、将水泥窑烟气引入除尘器的进气通道，水泥窑烟气经过分布板进行机械除尘，部分烟气颗粒顺延进气通道掉落入除尘灰斗中，剩余烟气颗粒均匀地进入放电区；

13、控制器驱使脉冲电源对阳极板和阴极线放电，剩余烟气颗粒在阴极线的电离作用下携带负电荷，携带负电荷的烟气颗粒被阳极板所吸附；控制器定期驱动阳极振打装置和喷吹清灰装置对阳极板进行交替的振打和喷吹，使阳极板上的烟气颗粒掉落入除尘灰斗中；

14、烟气继续进入scr反应器的反应入口，控制器控制氨水喷射装置对烟气进行喷淋，氨水发生水解和热解反应生成氨气，氨气在催化剂的作用下对烟气中的氮氧化物进行还原，生成氮气和水；控制器定期运行耙式吹灰器和声波吹灰器，对催化剂表面的颗粒进行吹灰，使烟气颗粒掉落入收集灰斗中；净化后的气体从反应出口排出；

15、控制器根据粉尘比电阻测定仪反馈的粉尘比电阻信息调整脉冲电源的基础直流电压va和峰值脉冲电压vp；控制器根据第一热电偶反馈的温度信息驱使除尘加热器的工作；控制器根据第二热电偶反馈的温度信息驱使蒸汽加热管的工作；控制器根据氮氧化物浓度检测仪反馈的氮氧化物浓度信息调整氨水喷射装置的运行状态；控制器根据第三热电偶反馈的温度信息、气压检测仪反馈的scr反应器入出口压差信息、一氧化碳检测仪反馈的一氧化碳浓度信息、烟气参数检测仪反馈的烟气参数信息、催化剂压力检测仪反馈的压力信息来控制整机设备的运行状态；控制器定期运行卸料器将烟气颗粒汇集到刮板机上。

16、采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

17、本技术方案水泥窑烟气处理设备首先对水泥窑烟气进行降流速和大颗粒的阻断，使得烟气在设备中的后续停留时间和烟气颗粒较小，也减少烟气颗粒对阴极线和阳极板的冲刷造成的磨损；脉冲电源向阴极线和阳极板放电，使烟气颗粒在阴极线的电离下附带负电荷，携带负电荷的烟气颗粒被阳极板吸引捕捉，通过振打喷吹的方式将捕捉到的烟气颗粒打落到灰斗中，实现主要的除尘工作。脉冲电源可以根据不同的烟气情况进行输出调整，以便于提高除尘效率和除尘效果。

18、本技术方案水泥窑烟气处理设备对进入scr反应器的烟气继续处理，先对烟气进行氨水喷淋，在内部高温状态下氨水分解为氨气，氨气与烟气中的氮氧化物在催化剂的作用下进行氧化还原反应，产生氮气和水，为了保证催化剂的活性接触面积，定期对催化剂进行声波、吹气除尘处理，保障对氮氧化物的处理效果。

19、本技术方案通过自动化控制系统实现设备的稳定、高效、安全地运行，具体的运行机理在下述实施例进行说明。