[发明专利]一种应用于水泥熟料生产线窑尾高粉尘烟气的SCR脱硝装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于工业炉窑烟气氮氧化物治理技术领域，具体涉及一种应用于水泥熟料生产线炉窑高粉尘烟气的SCR脱硝装置及方法。

背景技术

针对水泥窑分解炉的NOx控制技术主要有三类：低氮燃烧技术(Low NOx burner，LNB)、选择性非催化还原脱硝技术(Selective Non-Catalytic Reduction，SNCR)和SCR(Selective Catalytic Reduction，SCR)脱硝技术。

低氮燃烧技术包括低NOx燃烧器、燃料分级燃烧、空气分级燃烧等手段，主要从控制氧气供给或降低烟气温度等方面着手，降低热力型NOx的生成，其脱硝效果受到水泥熟料煅烧工艺制约，脱硝效率一般认为在15～30％，稳定性不佳，一般作为配合技术，降低初始NOx排放浓度，节省还原剂耗量。

SNCR脱硝技术，是在水泥窑分解炉及出口烟道的适当位置喷入含有氨基的还原剂，使烟气中已生成的NOx被还原为N₂。技术关键在于喷射点反应区温度需保持在850～1050℃，还原剂能与烟气混合均匀，脱硝效率一般认为在60％以上。

SCR脱硝技术是指在装载有催化剂的反应器内，喷入合适的氨基还原剂，将烟气中的氮氧化物快速、高效地将水泥窑内烟气中生成的NOx选择性的还原为N₂，脱硝效率一般认为在80％以上，在火电厂应用已经成熟，但水泥工业应用业绩较少。国外水泥窑分解炉SCR脱硝技术仅有3个案例，国内尚属空白。主要问题在于催化剂问题和高尘问题。

例如，申请号为201310390521.8的中国发明专利申请文献公开了水泥窑烟气高温除尘SCR脱硝装置，其特征在于：包括与水泥窑预热器相连通的电除尘器，电除尘器的输出端通过管道与混合器相连通，混合器上设有压缩空气入口、还原剂入口和还原剂喷枪，混合器的输出端通过管道与SCR反应器相连通，SCR反应器内设有催化剂，SCR反应器输出端设有增压风机将净化后的烟气排入下游设备。该申请的有益效果：高温烟气首先通过高温电除尘器进行降尘处理，能有效的避免飞灰对SCR催化剂造成磨损、堵塞及失活；同时除去水泥窑烟气中的CaO颗粒，避免CaO颗粒本身造成催化剂微孔的堵塞及与SO₃反应生成的CaSO₄对催化剂造成的堵塞。

设置高温除尘器，理论上确实可以有效解决高尘对催化剂的磨蚀、堵塞和失活，但是实际工程中存在改造难度大、压力损失大、电耗高等问题。此外，水泥窑分解炉SCR反应器入口烟温约为320-350℃，加装高温预除尘造成的温降，亦会降低催化剂的活性。

发明内容

本发明提供了一种应用于水泥熟料生产线窑尾高粉尘烟气的SCR脱硝装置及方法，在不设置高温除尘器的基础上，可以应对高NOx负荷波动、温度波动、高粉尘的烟气特征，可以做到脱硝效率稳定可靠达到80％以上、氨逃逸控制在2.5mg/m³以下。

一种应用于水泥熟料生产线窑尾高粉尘烟气的SCR脱硝装置，包括沿烟气走向依次连接的水泥窑分解炉、预热器、余热锅炉、生料磨、电除尘器和窑尾烟囱；还包括SCR反应器，所述SCR反应器包括：

反应器壳体，该反应器壳体顶部带有入口渐扩段，底部带有灰斗；

SCR反应器入口烟道，连接所述预热器和入口渐扩段，该SCR反应器入口烟道上设置还原剂喷射器；

若干催化剂层，由上至下依次设置在所述反应器壳体内；

若干吹灰器，与催化剂层一一对应并设置于对应催化剂层的上方；

SCR反应器出口烟道，连接反应器壳体底部与余热锅炉的上游烟道或连接反应器壳体底部与余热锅炉的下游烟道，该SCR反应器出口烟道上增设高温风机。