[发明专利]一种回转窑烟气脱硝系统及装置

说明书

本发明公开一种回转窑烟气脱硝系统及装置，回转窑燃烧器燃烧产生的高温烟气与上游来流物料逆向流动，烟气温度沿程逐渐降低。在烟气温度为850～1050℃回转窑本体段设置喷枪，将脱硝剂雾化后喷入回转窑，完成脱硝过程。脱硝剂由地面供应模块提供，脱硝剂和雾化空气经一种转动套管结构输送到转动的回转窑本体，实现由静设备向动设备输送介质这一过程。为防止烟气对喷枪本体高温辐射，喷枪采用外置套筒结构，当喷枪随回转窑本体由低位回转到高位时，自动打开套筒清灰阀，清理套筒内积存的物料，保护喷嘴、套筒不受物料堵塞。本发明成功解决了回转窑等转动窑炉脱硝难题，且具有系统简单、能耗低等优点，具有较大运用前景。

技术领域

本发明涉及烟气治理领域，具体涉及一种回转窑烟气脱硝系统及装置。

背景技术

随着我国经济的快速发展，环保这一话题受到了极大的关注。目前国内火电、化工、钢铁、有色等行业烟气排放都出台了相关政策，要求严格控制氮氧化物、二氧化硫和粉尘的排放。经过各方几年的努力，已取得了长足的进步，蓝天保卫战效果初显。下一阶段污染物排放控制将在各分散排放源全面展开。

水泥、石灰等行业都采用回转窑进行煅烧物料，属于分散排放源，国内回转窑烟气治理体量大。回转窑烟气治理一直以来备受关注，是目前环保行业公认的控制难点，尤其是氮氧化物(NOx)脱除。常规烟气脱硝技术有SCR(选择性催化还原法)、SNCR(非选择性催化还原法)两种脱硝工艺。近几年氧化法脱硝技术正在逐步兴起，氧化法脱硝主要利用氧化剂氧化氮氧化物，将其转化为高价态氮氧化物，高价态氮氧化物易溶于水，因此利用烟气下游脱硫工段可将氮氧化物吸收脱除。

由于回转窑生产线最终排烟温度较低，仅120～180℃左右，而高温烟气区域通常含灰量巨大(大于100g/Nm³)，因而，已有的成熟脱硝工艺难以照搬利用。目前已有一个采用高温SCR脱硝的工程案例，将脱硝反应器布置在高灰位置，烟气进入反应器时先预除尘处理，然后再进行脱硝。此种工艺对高温电除尘器(320℃以上)设计、运行极为考验，国内没有大型高温电除尘器的设计经验，该种工艺可靠性有待考究；部分行业人员推荐采用低温SCR脱硝，将反应器布置于除尘器后方，以减少灰分对催化剂的影响。但低温脱硝需要将烟气温度由120～180℃升高到230℃以上温度，这造成了大量的能源浪费。且回转窑烟气二氧化硫浓度通常为200mg/Nm3，硫酸氢铵露点温度高，极易冷凝堵塞催化剂孔，此种工艺存在较大风险；氧化法脱硝不适用于回转窑脱硝，主要是由于目前回转窑大多数未在尾部设置湿法/半干法脱硫，缺少对高价态氮氧化物的吸收段，且氧化剂价格昂贵，运行费用极高。

经检索，有实用新型专利CN208574451U，该实用新型提供了一种石灰窑联合脱硝系统，所述系统将还原剂和脱硝剂分别喷入石灰窑燃烧器处，利用还原剂和脱硝剂分别脱除部分烟气中的NOx。该系统虽然可以实现脱硝功能，但存在以下问题。首先，燃气器处烟气温度高，通常能达到1200～1500℃，喷枪工作条件较为恶劣，同时，这会对脱硝剂造成二次氧化，脱硝剂经氧化会生成NOx，导致系统整体脱硝效率较低。其次，由于燃烧器处过流空间较大，脱硝剂和还原剂从燃烧器处喷射后和NOx混合均匀性差，导致脱硝效率进一步降低。最后，该系统采用甲烷、氢气等易燃易爆气体作为还原剂还原NOx，存在一定爆炸风险，未反应的的还原剂在尾部烟道堆积存在爆炸的风险。

又有实用新型专利CN207996557U，该实用新型提供了一种水泥回转窑脱硝装置，所述装置在回转窑烟气出口和C1旋风筒入口之间设置分解炉，向分解炉下部补燃升温，上部喷射氨水溶液，进行脱硝，最后一部分高温排烟经引风机抽回至分解炉上部循环利用。该系统严格意义上讲属于复合型SNCR脱硝，但系统设计存在部分不合理地方，首先烟气需要在分解炉中加热到较高的温度才能完成SNCR脱硝反应，能耗较高。其次，经C1旋风筒返回的部分烟气，在还原塔中进行二次脱硝，属于多余之举，烟气经五级旋风换热器换热后，余温已很低，远低于SNCR脱硝反应需要温度窗口，几乎没有脱硝能力。最后，系统设计过于复杂，需增设设备过多。

发明内容