一種水泥窯爐sncr脫硝還原劑循環(huán)利用的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)和大氣污染物控制技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種水泥害爐煙氣 SNCR脫硝還原劑循環(huán)利用的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氮氧化物(NOx)是大氣的主要污染物之一，引起世界各國廣泛關(guān)注。由于大氣的氧 化性，NOx在大氣中可W形成硝酸和硝酸鹽細(xì)顆粒物，同硫酸和硫酸鹽顆粒一起，易加劇酸 雨惡化，對(duì)人民群眾的身體健康W及生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生了嚴(yán)重的負(fù)面影響。水泥熟料般燒產(chǎn)生 大量NOx,據(jù)統(tǒng)計(jì)每噸熟料約產(chǎn)生1.5kg~1.8kgN0xe2010年我國NOx排放量達(dá)到2273.6萬噸， 其中水泥企業(yè)排放NOx約200萬噸，約占全國NOx排放總量的10%，僅次于火電行業(yè)和機(jī)動(dòng)車 尾氣排放，位居第=。我國現(xiàn)執(zhí)行的《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》GB4915-2013規(guī)定水泥 害爐NOx排放濃度不得超過400mg/m3。水泥害爐NOx控制技術(shù)主要有:爐內(nèi)燃燒控制技術(shù)、選 擇性非催化還原(SNCR)技術(shù)和選擇性催化還原（SCR)技術(shù)等。SNCR和SCR都使用氨水、尿素 等含氨物質(zhì)作為還原劑，將NOx還原為化。因此，在上述排放標(biāo)準(zhǔn)中還規(guī)定采用SNCR和SCR技 術(shù)脫硝的水泥害爐N也排放不得超過lOmg/m3。
[0003] SNCR技術(shù)由于不使用催化劑、設(shè)備簡單，具有固定投資少、易于實(shí)施的優(yōu)點(diǎn)，因此 在水泥行業(yè)的煙氣凈化中得到比較廣泛的應(yīng)用。但是該技術(shù)存在脫硝效率低(一般在30%-70%之間）、氨逃逸的問題。現(xiàn)有技術(shù)中關(guān)于提高SNCR脫硝效率的研究多集中在改進(jìn)氨水或 氨氣噴射技術(shù)(包括噴射口位置和噴射口數(shù)量等）、控制反應(yīng)溫度等方面，還沒有出現(xiàn)對(duì)經(jīng) SNCR脫硝后的煙氣進(jìn)行再利用的報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述問題，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種水泥害爐SNCR脫硝還原劑循環(huán)利 用的方法，該方法可W顯著降低排放煙氣中的氮氧化物濃度，減少SNCR脫硝系統(tǒng)的氨逃逸。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：
[0006] -種水泥害爐SNCR脫硝還原劑循環(huán)利用的方法，包括從分解爐出口引出部分脫硝 煙氣作為再循環(huán)煙氣，與未脫硝的煙氣混合，再次進(jìn)入脫硝分解爐。
[0007] 優(yōu)選的，所述再循環(huán)煙氣的循環(huán)量占進(jìn)入分解爐的煙氣總體積的10%~30%;更 優(yōu)選占煙氣總體積的15%~20%。
[000引還優(yōu)選的，所述分解爐W質(zhì)量百分比濃度20%~25%的氨水作為還原劑。
[0009] 還優(yōu)選的，所述分解爐的溫度為850°C~1050°C。
[0010] 本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種用于上述水泥害爐SNCR脫硝還原劑循環(huán)利用 的設(shè)備，包括分解爐1，再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié)閥4、再循環(huán)風(fēng)機(jī)8和煙氣再循環(huán)管道5,分解爐1設(shè)置 有氨水噴射模塊2;其中，煙氣再循環(huán)管道入口6設(shè)置于分解爐出口 3處，所述煙氣再循環(huán)管 道出口 7設(shè)置于分解爐1與氨水噴射模塊2相對(duì)的爐壁上;在所述煙氣再循環(huán)管道入口6和所 述煙氣再循環(huán)管道出口 7都設(shè)有所述再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié)閥4;所述再循環(huán)風(fēng)機(jī)8設(shè)置于煙氣再 循環(huán)管道5上。
[0011] 水泥害爐產(chǎn)生的含有大量NOx的煙氣，經(jīng)管道進(jìn)入SNCR脫硝分解爐，質(zhì)量百分比濃 度20%~25%的氨水經(jīng)過霧化系統(tǒng)被噴入850°C~1050°C分解爐中，在該溫度下氨水作為 還原劑與NOx反應(yīng)，生成化和水。反應(yīng)式如下所示：
[0012] 4N0+4畑3+〇2 一 4N2+6 出 0
[0013] 2N02+4N出+化 ^3 化+6 出 0
[0014] 為了保證反應(yīng)充分，一般都使氨水過量;運(yùn)樣經(jīng)SNCR技術(shù)得到的脫硝煙氣中仍然 存在未反應(yīng)的氨，如果直接排放很容易會(huì)造成氨逃逸，氨排放超標(biāo)(現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定氨的 排放濃度不得超過lOmg/m3。）
[0015]本發(fā)明在不改變現(xiàn)有的水泥害爐SNCR脫硝工藝和設(shè)備的前提下，通過使部分脫硝 煙氣再循環(huán)進(jìn)入分解爐，將運(yùn)部分煙氣中未反應(yīng)完全的氨再次作為還原劑進(jìn)行NOx的選擇 性非催化還原反應(yīng)，從而提高了SNCR的脫硝效率，節(jié)約了還原劑氨水的消耗，更重要的是減 少了氨逃逸，從而更好地保護(hù)自然環(huán)境。
【附圖說明】
[0016]W下，結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方案，其中：
[0017]圖1為實(shí)施例1所述的水泥害爐SNCR脫硝還原劑循環(huán)利用設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，其 中：1是分解爐，2是氨水噴射模塊，3是分解爐出口，4是再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié)閥，5是煙氣再循環(huán) 管道，6是煙氣再循環(huán)管道入口，7是煙氣再循環(huán)管道出口，8再循環(huán)風(fēng)機(jī)，9是煙氣凈化主管 道。
[0018]圖中的箭頭表示煙氣的流動(dòng)方向。
【具體實(shí)施方式】
[0019]W下參照具體的實(shí)施例來說明本發(fā)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，運(yùn)些實(shí)施例僅 用于說明本發(fā)明，其不W任何方式限制本發(fā)明的范圍。
[0020] 下述實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)方法，如無特殊說明，均為常規(guī)方法。下述實(shí)施例中所用的藥 材原料、試劑材料等，如無特殊說明，均為市售購買產(chǎn)品。
[0021 ]實(shí)施例1一種水泥害爐SNCR脫硝還原劑循環(huán)利用設(shè)備
[0022] 所述設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖見圖1，包括分解爐1，再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié)閥4、再循環(huán)風(fēng)機(jī)8和 煙氣再循環(huán)管道5;所述分解爐1設(shè)置有氨水噴射模塊2。其中，煙氣再循環(huán)管道入口 6設(shè)置于 分解爐出口 3處;所述煙氣再循環(huán)管道出口 7設(shè)置于分解爐1的與氨水噴射模塊2相對(duì)的爐壁 上。在所述煙氣再循環(huán)管道入口 6和所述煙氣再循環(huán)管道出口 7都設(shè)有所述再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié) 閥4。所述再循環(huán)風(fēng)機(jī)8設(shè)置于煙氣再循環(huán)管道5上。
[0023] 本實(shí)施例所述設(shè)備的工作原理是：
[0024] 水泥害爐產(chǎn)生的含有大量NOx的煙氣進(jìn)入分解爐1，氨水經(jīng)過氨水噴射模塊2被噴 射入溫度為850°C~1050°C的分解爐1，在高溫下與煙氣中的NOx發(fā)生反應(yīng)。部分脫硝后的煙 氣進(jìn)入煙氣凈化主管道9,另一部分脫硝后的煙氣在分解爐出口 3經(jīng)開啟的再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié) 閥4進(jìn)入再循環(huán)煙氣管道5,由再循環(huán)風(fēng)機(jī)8送入分解爐1內(nèi)，與水泥害爐產(chǎn)生的未脫硝的煙 氣混合。此時(shí)，再循環(huán)煙氣中未反應(yīng)的氨作為還原劑再次參與NOx的還原。
[0025]實(shí)施例2-種水泥害爐SNCR脫硝還原劑循環(huán)利用的方法
[0026]本實(shí)施例所述方法基于實(shí)施例1所述的設(shè)備，具體過程為：
[0027]將質(zhì)量百分比濃度20%氨水經(jīng)過霧化系統(tǒng)噴入1000°C分解爐中，開啟再循環(huán)煙氣 調(diào)節(jié)閥4和再循環(huán)風(fēng)機(jī)8,使部分脫硝后的煙氣再次進(jìn)入分解爐。其中脫硝后煙氣占進(jìn)入分 解爐的煙氣體積的15~20%。測(cè)定分解爐中平均NOx濃度、SNCR出口煙氣中NOx和N出的濃度， 結(jié)果見表1。
[002引對(duì)比例1水泥害爐SNCR脫硝凈化
[0029] 在實(shí)施例1所述的設(shè)備上進(jìn)行了如下的操作：
[0030]關(guān)閉再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié)閥4和再循環(huán)風(fēng)機(jī)8。將質(zhì)量百分比濃度20%氨水經(jīng)過霧化系 統(tǒng)噴入l〇〇〇°C分解爐中，測(cè)定分解爐中平均NOx濃度、SNCR出口煙氣中NOx和畑3的濃度，結(jié)果 見表1。
[0031 ]表1SNCR脫硝還原劑循環(huán)利用效果比較
[0033]表1的數(shù)據(jù)顯示，在燃煤用量相同的情況下(水泥害爐產(chǎn)生的煙氣量也大致相同）， 經(jīng)SNCR脫硝的部分煙氣再循環(huán)進(jìn)入分解爐，可W顯著降低分解爐的平均NOx的濃度，W及最 終煙氣出口中的NOx和氨濃度，從而減少NOx的排放和氨逃逸，提高了SNCR的脫硝效率。
[0034] 總之，本發(fā)明提供了一種水泥害爐SNCR脫硝還原劑循環(huán)利用的方法，在對(duì)現(xiàn)有水 泥害爐SNCR脫硝系統(tǒng)進(jìn)行有限改造的情況下，就可W顯著降低煙氣出口中的氮氧化物和氨 濃度，從而可W有效地減少水泥企業(yè)的氮排放和氨逃逸，提高SNCR脫硝效率，更有利于環(huán)境 保護(hù)。
[0035] W上對(duì)本發(fā)明【具體實(shí)施方式】的描述并不限制本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可W根據(jù)本 發(fā)明作出各種改變或變形，只要不脫離本發(fā)明的精神，均應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的范 圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種水泥窯爐SNCR脫硝還原劑循環(huán)利用的方法，包括從分解爐出口引出部分脫硝煙 氣作為再循環(huán)煙氣，與未脫硝的煙氣混合，再次進(jìn)入脫硝分解爐。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述再循環(huán)煙氣的循環(huán)量占進(jìn)入分解爐的 煙氣總體積的10%~30%。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述再循環(huán)煙氣的循環(huán)量占進(jìn)入分解爐的 煙氣總體積的15%~20%。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述分解爐以質(zhì)量百分比濃 度20 %~25 %的氨水作為還原劑。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述分解爐的溫度為850°C~ 1050。。。6. -種用于權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的水泥窯爐SNCR脫硝還原劑循環(huán)利用的方法 的設(shè)備，包括分解爐（1)，再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié)閥（4)、再循環(huán)風(fēng)機(jī)(8)和煙氣再循環(huán)管道(5)，分 解爐1設(shè)置有氨水噴射模塊(2);其中，煙氣再循環(huán)管道入口（6)設(shè)置于分解爐出口（3)處，所 述煙氣再循環(huán)管道出口（7)設(shè)置于分解爐（1)與氨水噴射模塊(2)相對(duì)的爐壁上;在所述煙 氣再循環(huán)管道入口（6)和所述煙氣再循環(huán)管道出口（7)都設(shè)有所述再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié)閥（4); 所述再循環(huán)風(fēng)機(jī)(8)設(shè)置于煙氣再循環(huán)管道(5)上。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種水泥窯爐SNCR脫硝還原劑循環(huán)利用的方法，包括從分解爐出口引出部分脫硝煙氣作為再循環(huán)煙氣，與未脫硝的煙氣混合，再次進(jìn)入脫硝分解爐。本發(fā)明還提供一種所述方法的設(shè)備，包括分解爐1，再循環(huán)煙氣調(diào)節(jié)閥4、再循環(huán)風(fēng)機(jī)8和煙氣再循環(huán)管道5，分解爐1設(shè)置有氨水噴射模塊2。本發(fā)明提供的方法顯著提高SNCR的脫硝效率，減少了氨逃逸，從而更好地保護(hù)自然環(huán)境。
【IPC分類】B01D53/79, B01D53/56, B01D53/96
【公開號(hào)】CN105435615
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510938426
【發(fā)明人】姜瑞雨, 范蘭, 王路明, 王加?xùn)|, 查文偉
【申請(qǐng)人】鹽城市蘭豐環(huán)境工程科技有限公司, 鹽城工學(xué)院
【公開日】2016年3月30日
【申請(qǐng)日】2015年12月15日