[发明专利]一种水泥窑炉中尘布置SCR脱硝装置及工艺

说明书

本发明属于水泥窑炉烟气治理环保技术领域，具体涉及一种水泥窑炉中尘布置SCR脱硝装置及工艺，包括回转窑、窑尾尾气处理系统和窑头尾气处理系统，所述窑尾尾气处理系统包括五级旋风预热器、SP炉、除尘器、SCR反应器、高温风机、增湿塔/余热锅炉、窑尾袋除尘、窑尾排风机和窑尾烟囱，所述五级旋风预热器连接在所述回转窑的窑尾；通过在SCR反应器前设置旋风除尘器进行烟气除尘，降低了SCR反应器处的烟尘含量，蜂窝催化剂的孔数可有所提高，在催化剂立方数及层数不变的情况下，可有效降低催化剂及反应器的整体高度；整个反应器的压力损失降低，可减少后端风机的出力，降低能耗。

技术领域

本发明属于水泥窑炉烟气治理环保技术领域，具体涉及一种水泥窑炉中尘布置SCR脱硝装置及工艺。

背景技术

近年来，我国氮氧化物排放量逐年增长，水泥行业氮氧化物排放量也呈现快速增长趋势，继火电和机动车之后成为第三大氮氧化物排放源。氮氧化物排放量迅速增加导致了一系列的城市和区域环境问题，继火电行业脱硝工作大规模推广后，我国将推进以水泥行业为主的其他行业氮氧化物排放控制。

2014年3月《水泥工业大气污染物排放标准》GB4915-2013版开始实施，新建水泥窑及窑尾规定大气污染物NOx排放限值提高到400mg/Nm³，特别排放限值320mg/Nm³。对于火电、钢铁行业，大气污染排放要求越来越严，行业内已经提出“超低”排放的要求并已经在各大项目中实施。2018年7月，陕西省地方标准公布的《关中地区重点行业大气污染物排放限值》征求意见稿中明确指出，2015年之后建成的工业企业生产设施执行NOx排放限值260mg/Nm³，自2019年10月1日起，所有水泥工业执行NOx排放限值150mg/Nm³，由此看来，水泥行业的超低排放也势在必行。

由于水泥窑炉烟气不同于一般燃煤锅炉产生的烟气，具有烟气成分复杂和烟尘含量高等特点，目前水泥窑普遍采用的选择性非催化还原(SNCR)氮氧化物脱除效率在60％左右，难以满足日趋严格的排放标准。SCR烟气脱硝技术在火电行业已经非常成熟，但是水泥行业SCR烟气脱硝很大程度上还处在中试试验、个别项目示范和积累试验数据和运行经验的阶段，还缺乏工程应用的经验。若要实现达标排放，脱硝效率应不低于90％。结合焦炉自身特点和既有成熟的脱硝技术路线，需采用成熟、高效的选择性催化还原脱硝技术(SCR)。以氨气作为反应的还原剂，在催化剂的作用下，氨气将氮氧化物还原生成对环境无害的氮气和水。

水泥行业窑炉内产生的NOx主要有三种形式，高温下N2与O2反应生成的热力型NOx、燃料中的固定氮生成的燃料型NOx、低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的瞬时型NOx。氮氧化物在水泥熟料生产线上的分布主要在回转窑内(温度高达1600℃以上，主要产生热力型和燃烧型NOx)和分解炉内(温度在800℃～1100℃，主要产生燃料型NOx)。尽管窑炉内产生的NOx有几种形式，但都是在提高温度的过程中形成的。水泥窑的升温依赖于煤粉燃烧，所以在工艺流程上形成NOx的部位处于窑头和分解炉的两个煤粉燃烧环节上，因此亟需一种在工艺流程上窑头和分解炉处除NOx的装置及工艺。

发明内容

本发明提供了一种水泥窑炉中尘布置SCR脱硝装置及工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水泥窑炉中尘布置SCR脱硝装置及工艺，包括回转窑、窑尾尾气处理系统和窑头尾气处理系统，所述窑尾尾气处理系统包括五级旋风预热器、SP炉、除尘器、SCR反应器、高温风机、增湿塔/余热锅炉、窑尾袋除尘、窑尾排风机和窑尾烟囱，所述五级旋风预热器连接在所述回转窑的窑尾，所述五级旋风预热器通过所述SP炉连接在所述除尘器的输入端，所述除尘器用于对烟气除尘，所述除尘器输出端连接在所述SCR反应器的输入端，所述SCR反应器通过所述高温风机将尾气引入到所述增湿塔/余热锅炉中，并通过所述窑尾袋除尘的除尘后经所述窑尾烟囱排放。

优选的，所述SCR反应器中采用多孔数蜂窝催化剂。