一種用于水泥窯脫硝的尿素?zé)峤庵瓢毖b置及其制氨工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于水泥窯脫硝的尿素?zé)峤庵瓢毖b置，其操作簡便，可有效解決水泥窯脫硝使用尿素作為氨基還原劑存在適應(yīng)性較差和脫硝效率較低的問題，無需額外增加能耗，運行維護成本低，本發(fā)明還提供了一種用于水泥窯脫硝的尿素?zé)峤庵瓢惫に嚕话ǜG頭罩、回轉(zhuǎn)窯、三次風(fēng)管、分解爐，所述回轉(zhuǎn)窯窯頭與所述窯頭罩相連，所述回轉(zhuǎn)窯窯尾與所述分解爐相連，所述三次風(fēng)管連通于所述窯頭罩與分解爐之間，其特征在于：送風(fēng)機布置于所述回轉(zhuǎn)窯窯頭處，所述窯頭罩內(nèi)設(shè)有換熱盤管，所述送風(fēng)機通過冷風(fēng)管連接所述換熱盤管進口，所述換熱盤管出口通過熱風(fēng)管連接布置于所述回轉(zhuǎn)窯窯尾處的熱解爐，所述熱解爐通過氨氣管路連接所述分解爐。
【專利說明】
一種用于水泥窯脫硝的尿素?zé)峤庵瓢毖b置及其制氨工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及煙氣脫硝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于水泥窯脫硝的尿素?zé)峤庵瓢毖b置及其制氨工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，水泥窯脫硝技術(shù)主要有低氮燃燒和選擇性非催化還原(SNCR)技術(shù)，其中，SNCR是當(dāng)前廣泛采用的脫硝方法，是在水泥窯分解爐的合適位置噴入氨基還原劑，使之與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)，生成氮氣和水；目前煙氣脫硝常用的氨基還原劑有液氨、氨水和尿素，其中液氨是重大危險源物質(zhì)，在水泥窯中使用較少，則水泥窯常用的氨基還原劑為氨水和尿素，氨溶于水即得氨水，商品氨水濃度一般為20%?30%，仍具有危險性，對眼、鼻、皮膚有刺激性和腐蝕性;而尿素是一種穩(wěn)定、無毒的固體物質(zhì)，對人和環(huán)境均無害，便于運輸和儲存，在水泥窯脫硝中得到廣泛的應(yīng)用，但是尿素需要分解產(chǎn)生氨氣后才發(fā)揮效用，水泥窯脫硝一般是制備40%?50%濃度的尿素溶液，經(jīng)稀釋后用特制的霧化噴槍噴入分解爐內(nèi)，在分解爐內(nèi)先分解為氨氣再與氮氧化物反應(yīng)，需要的反應(yīng)時間較長，反應(yīng)溫度較高，脫硝效率比較低，因此尿素相比氨水對水泥窯脫硝的適應(yīng)性較差，以及尿素作為還原劑用于脫硝領(lǐng)域時，為提高脫硝效率，一般是先將尿素溶液熱解為含氨氣體，再噴入反應(yīng)器適當(dāng)位置與氮氧化物進行反應(yīng)，但是尿素分解為氨氣需要大量的吸熱，需要設(shè)置大功率的電加熱器將熱解氣源加熱至450?600°C，運行維護成本比氨水高，這也是制約尿素作為脫硝還原劑廣泛使用的另一個因素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對上述問題，本發(fā)明提供了一種用于水泥窯脫硝的尿素?zé)峤庵瓢毖b置，其操作簡便，可有效解決水泥窯脫硝使用尿素作為氨基還原劑存在適應(yīng)性較差和脫硝效率較低的問題，無需額外增加能耗，運行維護成本低，本發(fā)明還提供了一種用于水泥窯脫硝的尿素?zé)峤庵瓢惫に嚒?br>[0004]其技術(shù)方案是這樣的:一種用于水泥窯脫硝的尿素?zé)峤庵瓢毖b置，包括窯頭罩、回轉(zhuǎn)窯、三次風(fēng)管、分解爐，所述回轉(zhuǎn)窯窯頭與所述窯頭罩相連，所述回轉(zhuǎn)窯窯尾與所述分解爐相連，所述三次風(fēng)管連通于所述窯頭罩與分解爐之間，其特征在于:送風(fēng)機布置于所述回轉(zhuǎn)窯窯頭處，所述窯頭罩內(nèi)設(shè)有換熱盤管，所述送風(fēng)機通過冷風(fēng)管連接所述換熱盤管進口，所述換熱盤管出口通過熱風(fēng)管連接布置于所述回轉(zhuǎn)窯窯尾處的熱解爐，所述熱解爐通過氨氣管路連接所述分解爐。
[0005]其進一步特征在于:所述熱解爐中部設(shè)有噴槍;所述分解爐上設(shè)有至少2個噴氨口，且以所述分解爐截面中心為圓心均勻分布，所述氨氣管路與所述噴氨口連通；
所述冷風(fēng)管的材質(zhì)為20#碳鋼;所述換熱盤管、噴槍的材質(zhì)均為316L不銹鋼;所述熱風(fēng)管、熱解爐、氨氣管路、噴氨口的材質(zhì)均為304不銹鋼材質(zhì)。
[0006]—種用于水泥窯脫硝的尿素?zé)峤庵瓢惫に?，其特征在?包括以下步驟: (1)、送風(fēng)機將空氣由冷風(fēng)管送入換熱盤管中，窯頭罩內(nèi)700°C-800°C的高溫?zé)煔馀c該冷空氣進行換熱，將冷空氣加熱為400°0650°C的高溫空氣；
(2)、將得到的高溫空氣通過熱風(fēng)管送入熱解爐內(nèi)作為尿素?zé)峤鉄嵩?，配置好的體積百分?jǐn)?shù)40%?50%濃度的尿素溶液由噴槍霧化后噴入所述熱解爐中，熱解為含NH3且體積百分?jǐn)?shù)不大于5%濃度的混合氣體，并通過氨氣管路送入分解爐中；
(3)、將含NH3混合氣體通過噴氨口均勻噴入所述分解爐中，作為水泥窯脫硝的還原劑。
[0007]其進一步特征在于:所述送風(fēng)機的風(fēng)壓選用13±2kPa;所述噴氨口的氣體壓力為IkPa；
所述熱風(fēng)管、熱解爐、噴槍、氨氣管路外均設(shè)有保溫層，所述保溫層選用硅酸鋁棉，所述熱風(fēng)管外壁的保溫層厚度為300 mm _350mm，所述熱解爐、噴槍外壁的保溫層厚度為300 mm-350mm，所述氨氣管路外壁的保溫層厚度為200 mm -250mm。
[0008]本發(fā)明的有益效果是，送風(fēng)機將冷風(fēng)送至換熱盤管中進行換熱，可將冷空氣加熱為400t>65(TC的高溫空氣，加熱后的高溫空氣輸送至熱解爐中作為尿素?zé)峤鉄嵩?，尿素溶液由噴槍霧化后噴入熱解爐中，熱解為含NH3且體積百分?jǐn)?shù)不大于5%濃度的混合氣體，并通過噴氨口均勻噴入分解爐中，從而作為水泥窯脫硝的還原劑，則窯頭罩內(nèi)天然的高溫環(huán)境可始終為空氣換熱提供熱量來源，無需額外增加能耗，有效降低了運行維護成本，也解決了現(xiàn)有技術(shù)中水泥窯脫硝使用尿素作為氨基還原劑存在適應(yīng)性較差和脫硝效率較低的問題。
【附圖說明】
[0009]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是分解爐的俯視示意圖。
【具體實施方式】
[0010]如圖1、圖2所示，一種用于水泥窯脫硝的尿素?zé)峤庵瓢毖b置，包括窯頭罩1、回轉(zhuǎn)窯
2、三次風(fēng)管3、分解爐4，回轉(zhuǎn)窯2內(nèi)水泥熟料煅燒溫度大約14000C，通過窯頭罩I排出的氣體溫度在700-800°C以上，作為天然的熱源，回轉(zhuǎn)窯2窯頭與窯頭罩I相連，回轉(zhuǎn)窯2窯尾與分解爐4相連，熱風(fēng)來自于窯頭區(qū)域，熱解爐6布置在窯尾處，本實施例中的窯頭至窯尾的距離為75m，而窯頭至窯尾的距離實際是根據(jù)不同生產(chǎn)線決定的，窯內(nèi)氣體流向為從回轉(zhuǎn)窯2窯頭流向回轉(zhuǎn)窯2窯尾，并沿分解爐4向上流動，窯頭罩I內(nèi)的氣體由三次風(fēng)管3抽出，送入分解爐4內(nèi)作為燃料燃燒的助燃空氣，三次風(fēng)溫度約為700 °0800°C，使進入分解爐4內(nèi)的部分物料分解;三次風(fēng)管3連通于窯頭罩I與分解爐4之間，從而將窯頭的熱風(fēng)引到窯尾，送風(fēng)機5布置于回轉(zhuǎn)窯2窯頭附近，窯頭罩I內(nèi)設(shè)有換熱盤管52，送風(fēng)機5通過冷風(fēng)管51連接換熱盤管52進口，換熱盤管52出口通過熱風(fēng)管53連接布置于回轉(zhuǎn)窯2窯尾附近的熱解爐6，送風(fēng)機5為尿素?zé)峤馓峁╋L(fēng)量和流動風(fēng)壓，而其風(fēng)量根據(jù)含NH3混合氣體的體積決定，熱解爐6通過氨氣管路62連接分解爐4;熱解爐6中部設(shè)有噴槍61;分解爐4上設(shè)有4個噴氨口 63，且以分解爐4截面中心為圓心均勻分布，從而氨氣能均勻噴入分解爐4內(nèi)，氨氣管路62與噴氨口63連通;冷風(fēng)管5 I的材質(zhì)為20#碳鋼；換熱盤管52、噴槍6 I的材質(zhì)均為316L不銹鋼，其牌號是022Crl7Nil2Mo2(GB 20878-2007);熱風(fēng)管53、熱解爐6、氨氣管路62、噴氨口63的材質(zhì)均為304不銹鋼材質(zhì)，其牌號是06Crl9Nil0(GB 20878-2007)。
[0011]—種用于水泥窯脫硝的尿素?zé)峤庵瓢惫に?，包括以下步驟:
(1)、送風(fēng)機5將空氣由冷風(fēng)管51送入換熱盤管52中，窯頭罩內(nèi)700°C-800°C的高溫?zé)煔馀c該冷空氣進行換熱，將冷空氣加熱為400°0650°C的高溫空氣；
(2)、將得到的高溫空氣通過熱風(fēng)管53送入熱解爐6內(nèi)作為尿素?zé)峤鉄嵩?，配置好的體積百分?jǐn)?shù)45%濃度的尿素溶液由噴槍61霧化后噴入熱解爐6中，在熱風(fēng)的作用下，熱解為含NH3且體積百分?jǐn)?shù)5%濃度的混合氣體，并通過氨氣管路62送入分解爐4中；
(3)、將含NH3混合氣體通過噴氨口63均勻噴入分解爐4中，作為水泥窯脫硝的還原劑。
[0012]由于分解爐4內(nèi)為負壓環(huán)境，如果噴入分解爐4內(nèi)的氣體壓力達不到要求，通過噴氨口63噴入的氣體在分解爐4內(nèi)會混合不均，造成脫硝效率下降，則考慮風(fēng)壓需克服換熱盤管52的阻力約3kpa、熱風(fēng)管53的阻力約3kpa、熱解爐6的阻力約1.5kpa、氨氣管路62和噴氨口 63的阻力約I.5kpa，進分解爐4時噴氨口 63內(nèi)氣體壓力保持Ikpa正壓，再考慮20%的風(fēng)壓富余，因此送風(fēng)機5的風(fēng)壓選用15kPa，即可順利將氨氣均勻噴入分解爐4內(nèi)；熱風(fēng)管53、熱解爐6、噴槍61、氨氣管路62外均設(shè)有保溫層，保溫層選用硅酸鋁棉，熱風(fēng)管53外壁的保溫層厚度為350mm，熱解爐6、噴槍61外壁的保溫層厚度為300 mm，氨氣管路62外壁的保溫層厚度為220mm，可有效防止熱解后的尿素在管道內(nèi)結(jié)晶，保證熱解爐6出口氣體溫度不低于350°C。
【主權(quán)項】
1.一種用于水泥窯脫硝的尿素?zé)峤庵瓢毖b置，包括窯頭罩、回轉(zhuǎn)窯、三次風(fēng)管、分解爐，所述回轉(zhuǎn)窯窯頭與所述窯頭罩相連，所述回轉(zhuǎn)窯窯尾與所述分解爐相連，所述三次風(fēng)管連通于所述窯頭罩與分解爐之間，其特征在于:送風(fēng)機布置于所述回轉(zhuǎn)窯窯頭處，所述窯頭罩內(nèi)設(shè)有換熱盤管，所述送風(fēng)機通過冷風(fēng)管連接所述換熱盤管進口，所述換熱盤管出口通過熱風(fēng)管連接布置于所述回轉(zhuǎn)窯窯尾處的熱解爐，所述熱解爐通過氨氣管路連接所述分解爐。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水泥窯脫硝的尿素?zé)峤庵瓢毖b置，其特征在于:所述熱解爐中部設(shè)有噴槍;所述分解爐上設(shè)有至少2個噴氨口，且以所述分解爐截面中心為圓心均勻分布，所述氨氣管路與所述噴氨口連通。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于水泥窯脫硝的尿素?zé)峤庵瓢毖b置，其特征在于:所述冷風(fēng)管的材質(zhì)為20#碳鋼;所述換熱盤管、噴槍的材質(zhì)均為316L不銹鋼;所述熱風(fēng)管、熱解爐、氨氣管路、噴氨口的材質(zhì)均為304不銹鋼材質(zhì)。4.一種用于水泥窯脫硝的尿素?zé)峤庵瓢惫に?，其特征在?包括以下步驟: (1)、送風(fēng)機將空氣由冷風(fēng)管送入換熱盤管中，窯頭罩內(nèi)700°C-800°C的高溫?zé)煔馀c該冷空氣進行換熱，將冷空氣加熱為400°0650°C的高溫空氣； (2)、將得到的高溫空氣通過熱風(fēng)管送入熱解爐內(nèi)作為尿素?zé)峤鉄嵩?，配置好的體積百分?jǐn)?shù)40%?50%濃度的尿素溶液由噴槍霧化后噴入所述熱解爐中，熱解為含NH3且體積百分?jǐn)?shù)不大于5%濃度的混合氣體，并通過氨氣管路送入分解爐中； (3)、將含NH3混合氣體通過噴氨口均勻噴入所述分解爐中，作為水泥窯脫硝的還原劑。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于水泥窯脫硝的尿素?zé)峤庵瓢惫に?，其特征在?所述送風(fēng)機的風(fēng)壓選用13±2kPa;所述噴氨口的氣體壓力為I kPa。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種用于水泥窯脫硝的尿素?zé)峤庵瓢惫に?，其特征在?所述熱風(fēng)管、熱解爐、噴槍、氨氣管路外均設(shè)有保溫層，所述保溫層選用硅酸鋁棉。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于水泥窯脫硝的尿素?zé)峤庵瓢惫に?，其特征在?所述熱風(fēng)管外壁的保溫層厚度為300 mm?350mm，所述熱解爐、噴槍外壁的保溫層厚度為300 mm?350mm，所述氨氣管路外壁的保溫層厚度為200 mm?250mm。
【文檔編號】C01C1/08GK106082272SQ201610396340
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月7日 公開號201610396340.X, CN 106082272 A, CN 106082272A, CN 201610396340, CN-A-106082272, CN106082272 A, CN106082272A, CN201610396340, CN201610396340.X
【發(fā)明人】楊倩, 金良, 孫志翱, 尤毓敏, 林育平, 俞元元
【申請人】無錫華光新動力環(huán)?？萍脊煞萦邢薰?br>