本實(shí)用新型屬于環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于干法水泥熟料生產(chǎn)線的特種催化還原法復(fù)合脫硝系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

據(jù)中國水泥網(wǎng)和中國水泥協(xié)會發(fā)布的數(shù)據(jù)：2012年我國的水泥年產(chǎn)能已達(dá)25億噸，現(xiàn)有新型干法水泥熟料生產(chǎn)線2000多條，水泥生產(chǎn)過程中的氮氧化物排放量占全國氮氧化物排放總量的15％～20％，水泥制造企業(yè)氮氧化物和硫化物排放治理已經(jīng)迫在眉睫，現(xiàn)行水泥制造企業(yè)多采用分級燃燒、SNCR方式脫硝、氨法脫硫和鈣法脫硫模式降低污染物排放量，但是上述工藝造成的氨逃逸又對大氣造成二次污染，因此改善和改進(jìn)上述工藝，切實(shí)降低氮氧化物排放和降低氮氧化物治理過程中產(chǎn)生的氨逃逸是必然趨勢。并且現(xiàn)行的SNCR脫硝工藝，還原劑氨水（20%含量）消耗量大致在3-5 kg/t熟料，氨逃逸在5-12PPm左右，噸熟料脫硝成本2-5元/t，導(dǎo)致水泥企業(yè)每年增加生產(chǎn)成本300-800萬元。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，提高SNCR脫硝效率、減少NOx的排放，降低氨水用量和減少氨逃逸量的特種催化還原法復(fù)合脫硝系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：特種催化還原法復(fù)合脫硝系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括回轉(zhuǎn)窯，窯尾煙室、煙室煙道和分解爐，該系統(tǒng)還包括煙室煙道延長管、低氮燃燒器、窯尾蒸汽催化裝置、三次風(fēng)進(jìn)風(fēng)口和C4下料管；

所述C4下料管包括2個對稱設(shè)置的下料管、2個分料閥和2個下料支管、 所述2個下料支管由2個上支管和2個下支管組成，

所述窯尾蒸汽催化裝置包括3個蒸汽噴嘴、環(huán)形管道、進(jìn)氣管、蒸汽催化劑罐、流量計、控制閥、蒸汽源和催化劑；

所述窯尾煙室設(shè)置在旋轉(zhuǎn)窯的尾部，所述窯尾煙室設(shè)有所述煙室煙道，所述煙室煙道延長管設(shè)置在所述煙室煙道，并與所述分解爐連接，所述分解爐的下爐體下端對稱設(shè)有第一撒料盒，2個對稱設(shè)置的下料管一端與自卸料旋風(fēng)筒的出料口連接，另一端分別與2個第一撒料盒的進(jìn)料口連接，所述三次風(fēng)進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在與第一撒料盒同一水平面上的分解爐的爐體上，2個所述上支管一端分別通過分料閥與2個所述下料管的中部連接，2個所述上支管的另一端分別與2個所述下支管的一端連接，2個所述下支管的另一端分別設(shè)有第二撒料盒，2個所述第二撒料盒對稱設(shè)置在所述煙室煙道上，對稱設(shè)有第二撒料盒的所述煙室煙道的平面內(nèi)還呈間隔設(shè)置有3個低氮燃燒器和3個蒸汽噴嘴，3個所述低氮燃燒器和3個所述蒸汽噴嘴均向下傾斜設(shè)置，所述低氮燃燒器和所述蒸汽噴嘴的中心線與所述分解爐的中心軸線之間的夾角為α，α=15°，3個蒸汽噴嘴與設(shè)置煙室煙道外側(cè)的環(huán)形管道連接，所述環(huán)形管道通過進(jìn)氣管與蒸汽催化劑罐連接，所述蒸汽催化劑罐通過流量計和控制閥與所述蒸汽源連接；所述低氮燃燒器通過管道與分煤器連接。

進(jìn)一步，該系統(tǒng)還包括窯頭蒸汽催化裝置，所述窯頭蒸汽催化裝置蒸汽噴嘴、進(jìn)氣管、蒸汽催化劑罐、流量計、控制閥、蒸汽源和催化劑。

進(jìn)一步，所述第一撒料盒和第二撒料盒的結(jié)構(gòu)相同，結(jié)構(gòu)為：接料板、撒料板和與C4下料管相連接的進(jìn)料口和與分解爐爐體連接的出料口，所述接料板和撒料板首尾相接，整體呈扇形，所述接料板呈30度角傾斜設(shè)置，所述接料板的內(nèi)表面呈階梯狀，且階梯不少于5級，所述撒料板呈水平設(shè)置，所述接料板的每一節(jié)階梯上均設(shè)有壓縮空氣噴口，所述接料板底部設(shè)有捅料孔，所述撒料板的長度不小于30厘米。

進(jìn)一步，所述低氮燃燒器，包括殼體、噴管、旋流葉輪和進(jìn)風(fēng)口；所述殼體上設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，所述噴管設(shè)置在所述殼體內(nèi)部，所述噴管的末端與管道連接，所述旋流葉輪套接在位于噴管前端和進(jìn)風(fēng)口之間在所述噴管上，所述旋流葉輪的葉片為扭曲葉片，葉片從進(jìn)風(fēng)端至出風(fēng)端扭曲的角度為90°，在進(jìn)風(fēng)端葉片面與軸向夾角為0，即與x軸線平行，然后等弧度均勻逐漸過渡，過渡至出風(fēng)端時，葉片面與x軸線夾角為45°。

進(jìn)一步，所述低氮燃燒器的噴嘴的直徑為20-30cm。

進(jìn)一步，所述煙室煙道和所述煙室煙道延長管的橫截面為圓形，且所述煙室煙道延長管的長度不小于1m。

進(jìn)一步，所述窯頭蒸汽催化裝置中的水蒸氣的流量為80-100kg/h, 所述水蒸氣的來源為余熱鍋爐飽和蒸汽，溫度為200-300℃。

進(jìn)一步，所述催化劑的各個組分的質(zhì)量百分比：鎳25-30%，鈦15-25%，鉻5-15%、硅15-25%、鈣10%，剩余為不可避免的雜質(zhì)。

本實(shí)用新型的原理是：該系統(tǒng)將在分解爐下椎體與煙室煙道之間增設(shè)煙室煙道延長管，并將煙室煙道和煙室煙道延長管的橫截面修改為圓形管體，延長了煤粉燃燒的時間，使低氮燃燒器位置下移，當(dāng)煤粉噴入分解爐后，會在較小的空間內(nèi)進(jìn)行燃燒，這樣就在煙室上方與至三次風(fēng)進(jìn)風(fēng)口以下分解爐的錐體部分形成一個貧氧還原燃燒區(qū)，同時引入的余熱發(fā)電飽和蒸汽在高溫狀態(tài)下汽化和活化出具有還原特性的氫氣，與噴入所述貧氧還原燃燒區(qū)的與煤粉混合，結(jié)合從三次進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入分解爐的含有充足氧氣的三次風(fēng)在分解爐下爐體的中上部與煤粉和一氧化碳進(jìn)行充分燃燒；使煤粉在高溫缺氧環(huán)境下生成類似于水煤氣的還原劑，并利用此還原劑在催化作用，將旋轉(zhuǎn)窯內(nèi)形成的NOx還原為清潔的氮?dú)猓瑴p少NOx的排放量，同時抑制分解爐內(nèi)氮氧化物的快速生成；抑制燃料型氮氧化物的產(chǎn)生并達(dá)到脫硝的目的。

窯尾煙室上升氣流含有3.5%-4.5%的氧氣，噴入的煤粉會在該區(qū)域內(nèi)燃燒，燃燒致使該區(qū)域溫度有所升高，結(jié)皮形成有增加趨勢，為了解決結(jié)皮增加的問題，同時將四級下料管分支安裝至煙室煙道的低氮燃燒器的上方是利用分出來的生料降低該區(qū)域的溫度維持在1150攝氏度左右，避免對耐火材料造成損害，防止和減少結(jié)皮的產(chǎn)生；同時維持的環(huán)境溫度適合還原劑將系統(tǒng)產(chǎn)生的氮氧化物還原為無污染的氮?dú)?，減少氨水使用量和氨逃逸，氨水用量可同比降低50-100%。對熟料生產(chǎn)過程的節(jié)能降耗和NOx減排效果十分明顯。

本實(shí)用新型有益效果是：由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型可通過上述技術(shù)改造產(chǎn)生類似于水煤氣的還原劑，可有效還原窯內(nèi)產(chǎn)生的熱力型 NOx，抑制燃料型 NOx的生成，從源頭上有效降低 NOx的產(chǎn)生。無二次污染，沒有污染物或副產(chǎn)物生成。對熟料生產(chǎn)線運(yùn)行和熟料產(chǎn)質(zhì)量無不良影響。對SNCR運(yùn)行無負(fù)面影響，減少氨水或尿素消耗，降低還原劑運(yùn)行成本。運(yùn)行參數(shù)得以優(yōu)化，提升熟料產(chǎn)質(zhì)量，節(jié)能降耗效果顯著。對原SNCR脫硝系統(tǒng)無負(fù)面影響保證熟料生產(chǎn)線產(chǎn)質(zhì)量無負(fù)面影響前提條件下，SNCR脫硝氨水用量降低50%以上，實(shí)施有效的減少NO_X的排放量（5000t/d水泥生產(chǎn)線每年可減少NO_X排放1600噸左右），改善了空氣環(huán)境質(zhì)量；改變了民眾對傳統(tǒng)水泥工業(yè)的印象；增強(qiáng)了水泥工業(yè)對國家循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支撐作用；提高了對污染物擴(kuò)散的控制能力，在水泥企業(yè)中建立起可持續(xù)發(fā)展的技術(shù)示范模式，對提高水泥工業(yè)技術(shù)水平、保護(hù)環(huán)境和節(jié)能減排具有重大意義；

上述技術(shù)在新型干法水泥熟料生產(chǎn)線應(yīng)用后節(jié)能效果十分顯著：在氮氧化物排放不變的前提下可以節(jié)約SNCR脫硝系統(tǒng)還原劑氨水用量50%-100%，減少氨逃逸5-10毫克每立方米。有效解決了氮氧化物排放對大氣造成的污染，并且沒有新的污染源產(chǎn)生，具有很好的推廣應(yīng)用價值。以一條日產(chǎn)5000噸熟料生產(chǎn)線為例，在氮氧化物排放濃度不變的情況每年可以為企業(yè)節(jié)約氨水費(fèi)用200-450萬元。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的特種催化還原法復(fù)合脫硝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1中A處放大示意圖。

圖3為本實(shí)用新型系統(tǒng)中的煙室煙道俯視示意圖。

圖4為本實(shí)用新型系統(tǒng)中的撒料盒的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本實(shí)用新型系統(tǒng)中的撒料盒的俯視示意圖。

圖6為本實(shí)用新型系統(tǒng)中的窯頭蒸汽催化裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7為本實(shí)用新型系統(tǒng)中的低氮燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為本實(shí)用新型系統(tǒng)中的低氮燃燒器的旋流葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步說明。

如圖1-圖6所示，本實(shí)用新型特種催化還原法復(fù)合脫硝系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括回轉(zhuǎn)窯，窯尾煙室、煙室煙道和分解爐，該系統(tǒng)還包括煙室煙道延長管、低氮燃燒器、窯尾蒸汽催化裝置、三次風(fēng)進(jìn)風(fēng)口和C4下料管；

所述C4下料管包括2個對稱設(shè)置的下料管、2個分料閥和2個下料支管、 所述2個下料支管由2個上支管和2個下支管組成，

所述窯尾蒸汽催化裝置包括3個蒸汽噴嘴、環(huán)形管道、進(jìn)氣管、蒸汽催化劑罐、流量計、控制閥、蒸汽源和催化劑；

所述窯尾煙室設(shè)置在回轉(zhuǎn)窯的尾部，所述窯尾煙室設(shè)有所述煙室煙道，所述煙室煙道延長管設(shè)置在所述煙室煙道，并與所述分解爐連接，所述分解爐的下爐體下端對稱設(shè)有第一撒料盒，2個對稱設(shè)置的下料管一端與自卸料旋風(fēng)筒的出料口連接，另一端分別與2個第一撒料盒的進(jìn)料口連接，所述三次風(fēng)進(jìn)風(fēng)口設(shè)置在與第一撒料盒同一水平面上的分解爐的爐體上，2個所述上支管一端分別通過分料閥與2個所述下料管的中部連接，2個所述上支管的另一端分別與2個所述下支管的一端連接，2個所述下支管的另一端分別設(shè)有第二撒料盒，2個所述第二撒料盒對稱設(shè)置在所述煙室煙道上，對稱設(shè)有第二撒料盒的所述煙室煙道的平面內(nèi)還呈間隔設(shè)置有3個低氮燃燒器和3個蒸汽噴嘴，3個所述低氮燃燒器和3個所述蒸汽噴嘴均向下傾斜設(shè)置，所述低氮燃燒器和所述蒸汽噴嘴的中心線與所述分解爐的中心軸線之間的夾角為α，α=15°，3個蒸汽噴嘴與設(shè)置煙室煙道外側(cè)的環(huán)形管道連接，所述環(huán)形管道通過進(jìn)氣管與蒸汽催化劑罐連接，所述蒸汽催化劑罐通過流量計和控制閥與所述蒸汽源連接；所述低氮燃燒器通過管道與分煤器連接。

該系統(tǒng)還包括窯頭蒸汽催化裝置，所述窯頭蒸汽催化裝置蒸汽噴嘴、進(jìn)氣管、蒸汽催化劑罐、流量計、控制閥、蒸汽源和催化劑。

所述第一撒料盒和第二撒料盒的結(jié)構(gòu)相同，結(jié)構(gòu)為：接料板、撒料板和與C4下料管相連接的進(jìn)料口和與分解爐爐體連接的出料口，所述接料板和撒料板首尾相接，整體呈扇形，所述接料板呈30度角傾斜設(shè)置，所述接料板的內(nèi)表面呈階梯狀，且階梯不少于5級，所述撒料板呈水平設(shè)置，所述接料板的每一節(jié)階梯上均設(shè)有壓縮空氣噴口，所述接料板底部設(shè)有捅料孔，所述撒料板的長度不小于30厘米。

所述低氮燃燒器，包括殼體、噴管、旋流葉輪和進(jìn)風(fēng)口；所述殼體上設(shè)有進(jìn)風(fēng)口，所述噴管設(shè)置在所述殼體內(nèi)部，所述噴管的末端與管道連接，所述旋流葉輪套接在位于噴管前端和進(jìn)風(fēng)口之間在所述噴管上，所述旋流葉輪的葉片為扭曲葉片，葉片從進(jìn)風(fēng)端至出風(fēng)端扭曲的角度為90°，在進(jìn)風(fēng)端葉片面與軸向夾角為0，即與x軸線平行，然后等弧度均勻逐漸過渡，過渡至出風(fēng)端時，葉片面與x軸線夾角為45°。

所述低氮燃燒器的噴嘴的直徑為20-30cm。

所述煙室煙道和所述煙室煙道延長管的橫截面為圓形，且所述煙室煙道延長管的長度不小于1m。

所述窯頭蒸汽催化裝置中的水蒸氣的流量為80-100kg/h, 所述水蒸氣的來源為余熱鍋爐飽和蒸汽，溫度為200-300℃。

所述催化劑的各個組分的質(zhì)量百分比：鎳25-30%，鈦15-25%，鉻5-15%、硅15-25%、鈣10%，剩余為不可避免的雜質(zhì)。