專利名稱:一種水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及水泥窯爐的廢氣處理,尤其涉及一種水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù):
氮氧化物是造成大氣污染的主要污染源之一。通常所說的氮氧化物NOx有多種不同形式N20、NO、NO2、N203、N2O4和N2O5,其中NO和NO2是重要的大氣污染物。我國氮氧化物的排放量中70%來自于煤炭的直接燃燒。水泥工業(yè)又是我國的燃煤大戶,因此水泥廠是NOx排放的主要來源之一。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng)及方法,既利于環(huán)境保護又能充分利用能源,達到節(jié)能減排的目的?!檫_到上述目的,本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案一種水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng),包括一級除塵裝置,用于收集水泥窯燃燒煙氣中的粉塵;脫硝裝置,其入口與所述一級除塵裝置的出口相連,用于對經(jīng)過所述一級除塵裝置處理過的煙氣進行脫硝處理;余熱利用裝置,與所述脫硝裝置的出口相連,用于對經(jīng)過所述脫硝裝置處理過的煙氣進行余熱利用;二級除塵裝置,設(shè)置在所述余熱利用裝置的后端,用于對經(jīng)過所述余熱利用裝置的煙氣進行二次除塵處理,使煙氣滿足大氣排放要求。一種水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵的方法,包括收集水泥窯燃燒煙氣并進行一級除塵處理;對經(jīng)過一級除塵處理過的煙氣進行脫硝處理;利用經(jīng)過脫硝處理過的煙氣的余熱進行發(fā)電和原料預(yù)加熱對經(jīng)過余熱發(fā)電和原料預(yù)加熱的煙氣進行二級除塵處理。本發(fā)明提供的一種水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng)及方法,能夠?qū)λ喔G爐的廢氣進行脫硝、余熱利用和除塵處理,既利于環(huán)境保護又能充分利用能源。
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其它的附圖。圖I為本發(fā)明一種水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng)一種實施方式的框圖2為本發(fā)明一種水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng)一種實施例的框圖;圖3為本發(fā)明一種水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵的方法實施方式的流程圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明一種水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng)及方法的實施方式進行詳細描述。
圖I為本發(fā)明一種水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng)一種實施方式的框圖。參見圖I所示,本發(fā)明一種水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng),包括一級除塵裝置100,用于收集水泥窯燃燒煙氣中的粉塵;脫硝裝置101,其入口與所述一級除塵裝置的出口相連,用于對經(jīng)過所述一級除塵裝置處理過的煙氣進行脫硝處理;余熱利用裝置102,與所述脫硝裝置的出口相連,用于對經(jīng)過所述脫硝裝置處理過的煙氣進行余熱利用;二級除塵裝置103,設(shè)置在所述余熱利用裝置的后端,用于對經(jīng)過所述余熱利用裝置的煙氣進行二次除塵處理。本發(fā)明提供的一種水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng),能夠?qū)λ喔G爐的廢氣進行脫硝、余熱利用和除塵處理,既利于環(huán)境保護又能充分利用能源,提供能源的利用率。在所述水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng)中,所述一級除塵裝置100為預(yù)除塵裝置,可為電除塵器,優(yōu)選為能夠處理工況溫度高達300°C 400°C、除塵效率90%以上的高溫電除塵器。二級除塵裝置可選用包括但不限于袋式除塵裝置和電除塵裝置。在所述水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng)中,所述脫硝裝置采用選擇性催化還原法(SCR)對煙氣進行脫硝處理。SCR技術(shù)是還原劑(NH3、尿素)在催化劑作用下,選擇性地與NOx反應(yīng)生成N2和H2O,而不是被O2所氧化,故稱為“選擇性”。主要反應(yīng)如下4NH3+4N0+02 — 4N2+6H204NH3+2N02+02 — 6N2+6H20所述脫硝裝置101包括脫硝反應(yīng)器,其入口與所述一級除塵裝置的出口相連,在脫硝反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有催化劑;還原劑存儲及供給裝置,用于存儲還原劑并將還原劑供給至所述脫硝反應(yīng)器入口的噴氨格柵處。其中的脫硝反應(yīng)器,布置在一級除塵裝置的出口,有利于減輕煙氣對催化劑的磨損、堵塞及鈍化。脫硝反應(yīng)器中的催化劑可采用蜂窩式、波紋狀和平板式等,優(yōu)選采用蜂窩式。催化劑活性成分為三氧化鈦和五氧化二釩。煙氣在催化劑中勻速通過,脫硝催化劑的反應(yīng)溫度優(yōu)選為300°C 400°C。其中的還原劑存儲及供給裝置中存儲的還原劑可以是尿素、氨水和液氨,所述還原劑優(yōu)選為液氨。在一實施例中,所述還原劑存儲及供給裝置包括還原劑存儲系統(tǒng),用于存儲還原劑;還原劑供給系統(tǒng),其一個入口與所述還原劑存儲系統(tǒng)相連,另一個入口與脫硝反應(yīng)器的入口相連通,用于將還原劑送至脫硝反應(yīng)器入口的噴氨格柵處。在所述水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng)中,所述余熱利用裝置102包括余熱發(fā)電裝置,與所述脫硝反應(yīng)器的出口相連,用于利用經(jīng)過所述脫硝裝置處理過的煙氣的余熱進行發(fā)電。經(jīng)過所述脫硝裝置處理過的煙氣的余熱,對循環(huán)水管中的水通過熱傳遞的方式進行加熱得到水蒸汽,經(jīng)過進一步處理得到高溫高壓的水蒸汽,高溫高壓的水蒸汽推動汽輪機做功,汽輪機帶動發(fā)電機進行發(fā)電。在所述水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng)中,所述余熱利用裝置除了包括所述余熱發(fā)電裝置外,還包括原料磨,與所述余熱發(fā)電裝置相連,用于對經(jīng)過所述余熱發(fā)電裝置的煙氣的余熱再利用,對原料磨中的原料進行預(yù)加熱;或者還包括原料磨,與所述余熱發(fā)電裝置相連,用于對經(jīng)過所述余熱發(fā)電裝置的煙氣的余熱再利用,對原料磨中的原料進行預(yù)加熱;選粉機,與所述原料磨相連,用于對經(jīng)過所述原料磨的煙氣的余熱再利用,對選粉機中所選得的粉料進行預(yù)加熱。
優(yōu)選地,在所述余熱發(fā)電裝置和所述原料磨之間設(shè)置有引風機,用于為煙氣增壓,滿足系統(tǒng)工藝需要。在所述水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng)中,除了包括所述一級除塵裝置,所述脫硝裝置和所述余熱利用裝置之外,還包括旁路增濕裝置,其入口與所述脫硝裝置的出口相連,用于對經(jīng)過所述脫硝裝置處理過的煙氣直接進行增濕降溫處理,以便使煙氣的溫度滿足二級除塵的工藝需要。其中,所述旁路增濕裝置的入口除了與所述脫硝裝置的出口相連外,所述增濕裝置的入口還與所述余熱發(fā)電裝置的出口相連,以便余熱發(fā)電裝置需要檢修時,煙氣可走旁路出去,而不影響水泥窯爐正常的生產(chǎn),增濕的主要目的是降溫,使煙氣的溫度滿足二級除塵的工藝需要。實施例I :參見圖2所示,本發(fā)明一種水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng)的一實施例,包括高溫電除塵器I,用于收集水泥窯燃燒煙氣中的粉塵;脫硝反應(yīng)器2,其入口與所述高溫電除塵器的出口相連,在脫硝反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有催化劑3,在脫硝反應(yīng)器入口內(nèi)設(shè)有噴氨格柵4 ;還原劑存儲及供給裝置5,用于存儲還原劑并將還原劑供給至所述至脫硝反應(yīng)器A 口的噴氨格柵處;脫硝反應(yīng)器2和還原劑存儲及供給裝置5結(jié)合在一起稱為脫硝裝置6 ;還原劑可以是尿素、氨水和液氨。優(yōu)選為液氨,液氨蒸發(fā)成氨氣后,送入脫硝反應(yīng)器入口的噴氨格柵處。 余熱發(fā)電裝置7,與所述脫硝反應(yīng)器的出口相連,用于利用經(jīng)過所述脫硝裝置處理過的煙氣的余熱進行發(fā)電;引風機8,將經(jīng)過所述余熱發(fā)電裝置的煙氣引向原料磨9 ;原料磨9,與所述引風機相連,用于對經(jīng)過所述余熱發(fā)電裝置的煙氣的余熱再利用,對原料進行預(yù)加熱;選粉機10,其入口與所述原料磨的出口相連,用于對經(jīng)過所述原料磨的煙氣的余熱再利用,對選粉機中所選得的粉料進行預(yù)加熱,其出口與用于二次除塵的二級除塵裝置11的入口相連;二級除塵裝置11,用于對經(jīng)過余熱利用的煙氣進行二次除塵;余熱利用后的二次除塵所采用的除塵裝置11包括但不限于電除塵器、袋式除塵器;引風機12和與引風機相連的煙囪13,經(jīng)過二次除塵后,將符合大氣排放標準的煙氣由引風機引向煙囪并由煙囪排入大氣環(huán)境中;旁路增濕裝置14,其入口除了與所述脫硝反應(yīng)器的出口相連外,所述增濕裝置的入口還與所述余熱發(fā)電裝置的出口相連,以便余熱發(fā)電裝置需要檢修時,煙氣可走旁路出去,而不影響水泥窯爐正常的生產(chǎn),增濕的主要目的是降溫,使煙氣的溫度滿足二級除塵的工藝需要。增濕裝置的出口與用于二次除塵的所述二級除塵裝置11的入口相連。本實施例中,旁路增濕裝置的工作狀態(tài)有三種 第1,脫硝后的煙氣經(jīng)過余熱發(fā)電裝置、原料磨、選分機等余熱利用系統(tǒng)后,進入二次除塵所采用的除塵裝置,此狀態(tài)下,煙氣 不用經(jīng)過增濕裝置;第2,脫硝后的煙氣直接經(jīng)過增濕裝置增濕降溫后,進入二次除塵所采用的除塵裝置,在此狀態(tài)下,煙氣不用經(jīng)過余熱利用系統(tǒng);第3,脫硝后的煙氣經(jīng)過余熱發(fā)電裝置進行余熱發(fā)電,并由余熱發(fā)電裝置后的引風機將煙氣引入增濕裝置增濕降溫后,進入二次除塵所采用的除塵裝置,此狀態(tài)下,煙氣不經(jīng)過原料磨及選粉機。為了控制煙氣的流向,在脫硝反應(yīng)器2和余熱發(fā)電裝置7之間,以及在脫硝反應(yīng)器2和旁路增濕裝置14之間均設(shè)有閥門;在引風機12和原料磨9之間,以及在引風機12和旁路增濕裝置14之間也均設(shè)有閥門。參見圖3所示,本發(fā)明還提供一種水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵的方法,包括步驟SI、收集水泥窯燃燒煙氣并進行一級除塵處理;S2、對經(jīng)過一級除塵處理過的煙氣進行脫硝處理;S3、利用經(jīng)過脫硝處理過的煙氣的余熱進行發(fā)電和原料預(yù)加熱;S4、對經(jīng)過余熱發(fā)電和原料預(yù)加熱的煙氣進行二級除塵處理。其中,步驟S2中采用選擇性催化還原法(SCR)對煙氣進行脫硝處理。脫硝反應(yīng)中的催化劑可采用蜂窩式、波紋狀和平板式等,優(yōu)選采用蜂窩式。催化劑活性成分為三氧化鈦和五氧化二釩。煙氣在催化劑中勻速通過,脫硝催化劑的反應(yīng)溫度為300°C 400°C。還原劑可以是尿素、氨水和液氨。優(yōu)選為液氨,液氨在還原劑存儲與供給系統(tǒng)中,蒸發(fā)成氨氣,然后送入脫硝反應(yīng)器入口的噴氨格柵處。本發(fā)明提供的一種水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵的方法,能夠?qū)λ喔G爐的廢氣進行脫硝和余熱利用,既利于環(huán)境保護又能充分利用能源,提供能源的利用率。所述水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵的方法,利用經(jīng)過脫硝處理過的煙氣的余熱進行發(fā)電和原料加熱包括將經(jīng)過脫硝處理過的煙氣引入余熱發(fā)電裝置進行余熱發(fā)電,對經(jīng)過所述余熱發(fā)電裝置的煙氣的余熱再利用,對原料進行預(yù)加熱。為了對煙氣進行增濕降溫處理,使煙氣的溫度滿足二級除塵的工藝需要,所述水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵的方法,還包括步驟對經(jīng)過脫硝處理過的煙氣進行增濕降溫處理;或者對經(jīng)過脫硝處理過的煙氣和經(jīng)過余熱發(fā)電的煙氣進行增濕降溫處理。經(jīng)過余熱利用的煙氣進行二次除塵后排入大氣中,或者對經(jīng)過增濕降溫處理過的煙氣進行二次除塵后排入大氣中。水泥窯爐燃燒的廢氣為高塵廢氣,本發(fā)明適用于水泥窯爐燃燒產(chǎn)生的高塵廢氣的脫硝、余熱利用及除塵。以上所述,僅為本發(fā)明的具體實施方式
,但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此,任何 熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi),可輕易想到的變化或替換,都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此,本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.ー種水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng),其特征在于,包括 一級除塵裝置,用于收集水泥窯燃燒煙氣中的粉塵; 脫硝裝置,其入口與所述ー級除塵裝置的出口相連,用于對經(jīng)過所述一級除塵裝置處理過的煙氣進行脫硝處理; 余熱利用裝置,與所述脫硝裝置的出口相連,用于對經(jīng)過所述脫硝裝置處理過的煙氣進行余熱利用; ニ級除塵裝置,設(shè)置在所述余熱利用裝置的后端,用于對經(jīng)過所述余熱利用裝置的煙氣進行二次除塵處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng),其特征在于,所述ー級除塵裝置為高溫電除塵器。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng),其特征在于,所述脫硝裝置包括 脫硝反應(yīng)器,其入口與所述ー級除塵裝置的出ロ相連,在脫硝反應(yīng)器內(nèi)設(shè)有催化劑;還原劑存儲及供給裝置,用于存儲還原劑并將還原劑供給至所述至脫硝反應(yīng)器入口的噴氨格柵處。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng),其特征在于,所述余熱利用裝置包括 余熱發(fā)電裝置,與所述脫硝反應(yīng)器的出口相連,用于利用經(jīng)過所述脫硝裝置處理過的煙氣的余熱進行發(fā)電。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng),其特征在干, 所述余熱利用裝置還包括原料磨,與所述余熱發(fā)電裝置相連,經(jīng)過所述余熱發(fā)電裝置的煙氣的余熱對原料磨中的原料進行預(yù)加熱;或者 所述余熱利用裝置還包括原料磨,與所述余熱發(fā)電裝置相連,經(jīng)過所述余熱發(fā)電裝置的煙氣的余熱對原料磨中的原料進行預(yù)加熱;選粉機,與所述原料磨相連,經(jīng)過所述原料磨的煙氣的余熱對選粉機中的粉料進行預(yù)加熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng),其特征在于,在所述余熱發(fā)電裝置和所述原料磨之間設(shè)置有引風機。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng),其特征在于,還包括旁路增濕裝置,其入口與所述脫硝裝置的出口相連,用于對經(jīng)過所述脫硝裝置處理過的煙氣直接進行增濕降溫處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求4、5或6所述的水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng),其特征在于,還包括旁路增濕裝置,其入口分別與所述脫硝裝置的出口和所述余熱發(fā)電裝置的出口相連,用于對經(jīng)過所述脫硝裝置處理過的煙氣和經(jīng)過所述余熱發(fā)電裝置的煙氣進行增濕降溫處理。
9.ー種水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵的方法,其特征在于,包括 收集水泥窯燃燒煙氣并進行ー級除塵處理; 對經(jīng)過一級除塵處理過的煙氣進行脫硝處理; 利用經(jīng)過脫硝處理過的煙氣的余熱進行發(fā)電和原料預(yù)加熱; 對經(jīng)過余熱發(fā)電和原料預(yù)加熱的煙氣進行ニ級除塵處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法,其特征在于,還包括對經(jīng)過脫硝處理過的煙氣直接進行增濕降溫處理;或者對經(jīng)過脫硝處理過的煙氣和經(jīng)過余熱發(fā)電的煙氣進行增濕降溫處理。
全文摘要
本發(fā)明的實施例公開了一種水泥窯爐脫硝、余熱利用及除塵系統(tǒng)及方法,涉及水泥窯爐的廢氣處理技術(shù)領(lǐng)域,既利于環(huán)境保護又能充分利用能源,達到節(jié)能減排的目的。所述系統(tǒng)包括一級除塵裝置,用于收集水泥窯燃燒煙氣中的粉塵;脫硝裝置,其入口與所述一級除塵裝置的出口相連,用于對經(jīng)過所述一級除塵裝置處理過的煙氣進行脫硝處理;余熱利用裝置,與所述脫硝裝置的出口相連,用于對經(jīng)過所述脫硝裝置處理過的煙氣進行余熱利用,二級除塵裝置,設(shè)置在所述余熱利用裝置的后端,用于對經(jīng)過所述余熱利用裝置的煙氣進行二次除塵處理。本發(fā)明適用于水泥窯爐燃燒廢氣的脫硝、余熱利用及除塵處理。
文檔編號B01D53/90GK102661667SQ20121017345
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月31日
發(fā)明者侯廣超, 劉振彪, 申泰炫, 苗鷹育, 郭相生 申請人:河南中材環(huán)保有限公司