專利名稱：一種工業(yè)窯爐綜合節(jié)能減排集成系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)窯爐富氧助燃和煙氣脫硫、脫硝綜合節(jié)能減排裝置。
背景技術(shù)：
工業(yè)窯爐的燒成系統(tǒng)是建材生產(chǎn)過程中的中心環(huán)節(jié)，也是大量消耗燃料的工序，因此，節(jié)能是工業(yè)窯爐燒成系統(tǒng)最突出的問題。富氧燃燒技術(shù)，特別是局部增氧助燃技術(shù)在火電、石油、化工等行業(yè)已經(jīng)有成功應(yīng)用的案例，但在建材行業(yè)還沒有得到應(yīng)用。根據(jù)其它行業(yè)的應(yīng)用表明，局部增氧助燃技術(shù)不僅能夠明顯節(jié)能，而且能夠減少0)、0)2、5(^、勵(lì)1和煙塵的排放，但是仍達(dá)不到環(huán)保要求。我國(guó)“十二五”期間，氮氧化物被列為約束性指標(biāo)體系，要求排放總量削減10%。建材行業(yè)氮氧化物的排放量占全國(guó)工業(yè)排放總量的15%左右，已是居火力發(fā)電、汽車尾氣之后的第三大氮氧化物排放大戶?，F(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的煙氣脫硝技是SCR技術(shù)和SNCR技術(shù)，SCR技術(shù)脫硝效率可達(dá)95%以上，但由于投資大，系統(tǒng)復(fù)雜，運(yùn)行成本高等原因，并不適用與工業(yè)窯爐。而SNCR脫硝技術(shù)雖然投資低，運(yùn)行成本少，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，使用范圍廣，但其脫硝效率很低，不能滿足國(guó)家制定的排放標(biāo)準(zhǔn)。目前有專利將SCR和SNCR脫硝技術(shù)結(jié)合脫硝，該項(xiàng)技術(shù)中SCR脫硝技術(shù)仍然存在一些弊端，因?yàn)閼?yīng)用在工業(yè)窯爐煙氣脫硝上，煙氣中含有堿性物質(zhì)，致使催化劑中毒，反應(yīng)效率降低，需要頻繁更換催化齊U，催化劑的價(jià)格很高，大大增加了運(yùn)行成本。另外SCR反應(yīng)塔內(nèi)部分布著很多塔盤，塔盤上布滿催化劑，致使煙氣阻力增大，窯尾風(fēng)機(jī)電耗加大。此項(xiàng)技術(shù)并不適用于工業(yè)窯爐綜合節(jié)能減排。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種既節(jié)能又可實(shí)現(xiàn)理想的脫硫、脫硝、除塵的工業(yè)窯爐綜合節(jié)能減排系統(tǒng)。本發(fā)明主要是:將富氧助燃技術(shù)、SNCR (選擇性非催化還原反應(yīng))脫硝法與氧化中和脫硝法有機(jī)結(jié)合在一起。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
工業(yè)窯爐上設(shè)有燃燒器，該窯爐煙氣出口與除塵器進(jìn)口相連，最好窯爐煙氣出口與除塵器進(jìn)口之間設(shè)余熱鍋爐，以便將煙氣溫度進(jìn)一步降低并回收熱能，該余熱鍋爐出口與除塵器進(jìn)口相連，該除塵器出口與氧化中和脫硝反應(yīng)塔進(jìn)口相連，該氧化中和脫硝反應(yīng)塔出口與煙 相連，最好兩者之間設(shè)引風(fēng)機(jī)。該氧化中和脫硝反應(yīng)塔下部設(shè)有銨鹽池，其底部設(shè)有銨鹽出口，銨鹽出口與銨鹽液固分離裝置相連。該氧化中和脫硝反應(yīng)塔上設(shè)有還原劑進(jìn)口，其與還原劑噴淋霧化裝置的一個(gè)出口相連，該還原劑噴淋霧化裝置的另一個(gè)出口還與設(shè)在工業(yè)窯爐上的SNCR脫硝還原劑噴嘴入口相連。在氧化中和脫硝反應(yīng)塔上還設(shè)有臭氧進(jìn)口，其與臭氧發(fā)生裝置出口相連，該臭氧發(fā)生裝置進(jìn)口與富氧發(fā)生裝置的一個(gè)出口相連。該富氧發(fā)生裝置的另一個(gè)出口與設(shè)在窯爐上富氧助燃噴嘴相連。最好在富氧發(fā)生裝置和富氧助燃噴嘴相連的管路上設(shè)混風(fēng)裝置，即混風(fēng)裝置的富氧進(jìn)口與富氧發(fā)生裝置的另一個(gè)出口相連，該混風(fēng)裝置的空氣進(jìn)口與熱空氣相連，該混風(fēng)裝置的出口與富氧助燃噴嘴相連。當(dāng)熱空氣與氧氣混合均勻達(dá)到設(shè)定濃度后進(jìn)入富氧助燃噴嘴。上述還原劑為尿素或氨水。上述富氧發(fā)生裝置可以有多種，如深冷法富氧發(fā)生裝置、膜法富氧發(fā)生裝置、變壓吸附法富氧發(fā)生裝置等各類富氧發(fā)生裝置。本發(fā)明的工作過程大致如下:
建材生產(chǎn)過程中需要在窯爐進(jìn)行燒成，通過富氧發(fā)生裝置制備高濃度的氧氣，與熱空氣混合或單獨(dú)通過富氧助燃噴嘴通入到窯爐中，進(jìn)行富氧燃燒，高溫?zé)煔鈴墓I(yè)窯爐的窯尾排除，其中燃燒產(chǎn)生的大量氮氧化物與二氧化硫，首先采用SNCR脫硝法噴入工業(yè)窯爐，在工業(yè)窯爐煙氣溫度范圍85(Tl250°C時(shí)，噴射適量的由空氣霧化的還原劑，使煙氣中一部分NOx被還原為無害的N2和H2O被脫除。未脫除的NOx及剩余的還原劑隨著煙氣從窯爐尾部排出，煙氣又與余熱鍋爐進(jìn)行熱量交換，煙氣溫度降至120°C左右進(jìn)入除塵器，在除塵器與煙囪之間再采用氧化中和法脫硝，即讓富氧發(fā)生裝置制得的高濃度氧氣經(jīng)過臭氧發(fā)生裝置生產(chǎn)臭氧，噴射到氧化中和脫硝反應(yīng)塔中將煙氣中的一氧化氮迅速氧化成二氧化氮，同時(shí)將煙氣中的二氧化硫迅速氧化成三氧化硫，還原劑經(jīng)過噴射霧化裝置噴射到氧化中和脫硝反應(yīng)塔中，于是氣態(tài)氨、氣態(tài)水與氣態(tài)的氮氧化物和硫氧化物迅速反應(yīng)合成銨鹽；銨鹽與大顆粒的粉塵顆粒沉積在銨鹽池內(nèi)由結(jié)晶泵抽入到銨鹽液固分離裝置中，最終產(chǎn)品為氮肥；潔凈的煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)進(jìn)入煙囪。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):
1、富氧助燃技術(shù)可以改善燃燒環(huán)境，減少煤耗，通過計(jì)算可綜合節(jié)煤2 15%左右，從而節(jié)約成本。2、由于將SNCR脫硝法和氧化中和法脫硝有機(jī)結(jié)合在一起，首先充分利用工業(yè)窯爐內(nèi)的高溫條件，在工業(yè)窯爐噴入適量的還原劑，脫除煙氣中的一部分NOx，降低氧化中和脫硝的工作負(fù)荷，使后續(xù)的氧化中和脫硝反應(yīng)塔規(guī)模減小，尤其是減少氧化劑的消耗，降低了運(yùn)行成本，其脫硫脫硝效率均可達(dá)到90%以上。3、除塵效率可達(dá)到90%以上，窯尾煙氣排放顆粒粉塵濃度遠(yuǎn)小于50mg/Nm3。工業(yè)窯爐窯尾除塵系統(tǒng)基本采用電除塵，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)最新規(guī)定煙氣顆粒粉塵濃度50mg/Nm3，電除塵滿足不了要求，必須改為袋除塵，但改為袋除塵大大增加了電耗和運(yùn)行維護(hù)成本。如采用此項(xiàng)發(fā)明技術(shù)，電除塵即可滿足要求，不需要進(jìn)行窯尾除塵電改袋改造。通過計(jì)算采用該發(fā)明技術(shù)可明顯降低設(shè)備投資。4、由于該發(fā)明技術(shù)在氧源制取方面、還原劑制取方面，采用了共同的氧源裝置、還原劑制取裝置，使設(shè)備更少，工藝更簡(jiǎn)單，減少設(shè)備占地面積，節(jié)約投資和運(yùn)行費(fèi)用，可節(jié)省成本30 40%。5、脫硫脫硝獲得的副產(chǎn)品即硝酸銨和硫酸銨可以作為化肥，可充分利用所消耗的還原劑，節(jié)約運(yùn)行成本。6、有效改善工業(yè)窯爐中的水泥窯的熟料燒成質(zhì)量，可提高水泥成品的3天，28天強(qiáng)度。


圖1為本發(fā)明例I流程示意簡(jiǎn)圖。圖2為本發(fā)明例2流程不意簡(jiǎn)圖。圖3為本發(fā)明例3流程不意簡(jiǎn)圖。
附圖中標(biāo)號(hào)說明
I一氧化中和脫硝反應(yīng)塔，2—銨鹽池，3—銨鹽液固分尚裝置，4一臭氧發(fā)生裝置，5—噴射霧化裝置，6—富氧發(fā)生裝置，7—分解爐，8—回轉(zhuǎn)窯，9一回轉(zhuǎn)窯窯頭，10—燃燒器，11 一窯尾五級(jí)預(yù)熱器，12—余熱鍋爐，13—電除塵器，14一引風(fēng)機(jī)，15—煙囪，16—混風(fēng)裝置，17—玻璃窯爐，18—陶瓷窯爐。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明:
在圖1所示的水泥窯綜合節(jié)能減排系統(tǒng)的流程示意簡(jiǎn)圖中，水泥回轉(zhuǎn)窯本體前部設(shè)有燃燒器的水泥窯窯頭，窯尾設(shè)有燃燒器的分解爐。該分解爐與水泥生料預(yù)熱器的熱介質(zhì)入口相連，該預(yù)熱器為多級(jí)串聯(lián)，最后一級(jí)預(yù)熱器煙氣出口與除塵器進(jìn)口相連，在兩者之間設(shè)余熱鍋爐，該除塵器出口與氧化中和脫硝反應(yīng)塔進(jìn)口相連，該氧化中和脫硝反應(yīng)塔出口與煙囪相連，兩者之間設(shè)引風(fēng)機(jī)。該氧化中和脫硝反應(yīng)塔下部設(shè)有銨鹽池，其底部銨鹽出口與銨鹽液固分離裝置相連。該氧化中和脫硝反應(yīng)塔上設(shè)有還原劑進(jìn)口，其與還原劑噴淋霧化裝置的一個(gè)出口相連，該還原劑噴淋霧化裝置的另一個(gè)出口還與設(shè)在分解爐上的SNCR脫硝還原劑噴嘴入口相連。在氧化中和脫硝反應(yīng)塔上還設(shè)有臭氧進(jìn)口，其與臭氧發(fā)生裝置出口相連，該臭氧發(fā)生裝置進(jìn)口與膜法富氧發(fā)生裝置的一個(gè)出口相連。該膜法富氧發(fā)生裝置的另一個(gè)出口分別與設(shè)在回轉(zhuǎn)窯和分解爐上富氧助燃噴嘴相連。在富氧發(fā)生裝置和富氧助燃噴嘴相連的管路上設(shè)混風(fēng)裝置，即混風(fēng)裝置的富氧進(jìn)口與富氧發(fā)生裝置的另一個(gè)出口相連，該混風(fēng)裝置的空氣進(jìn)口與熱空氣相連，該混風(fēng)裝置的出口分別與兩個(gè)富氧助燃噴嘴相連。在圖2所示的玻璃窯綜合節(jié)能減排系統(tǒng)的流程示意簡(jiǎn)圖中，玻璃窯本體前部設(shè)有燃燒器。玻璃窯本體尾部煙氣出口與余熱鍋爐煙氣進(jìn)口相連，余熱鍋爐煙氣出口與除塵器進(jìn)口相連，該除塵器出口與氧化中和脫硝反應(yīng)塔進(jìn)口相連，該氧化中和脫硝反應(yīng)塔出口與煙囪相連，兩者之間設(shè)引風(fēng)機(jī)。該氧化中和脫硝反應(yīng)塔下部設(shè)有銨鹽池，其底部銨鹽出口與銨鹽液固分離裝置相連。該氧化中和脫硝反應(yīng)塔上設(shè)有還原劑進(jìn)口，其與還原劑噴淋霧化裝置的一個(gè)出口相連，該還原劑噴淋霧化裝置的另一個(gè)出口還與設(shè)在玻璃窯爐上的SNCR脫硝還原劑噴嘴入口相連。在氧化中和脫硝反應(yīng)塔上還設(shè)有臭氧進(jìn)口，其與臭氧發(fā)生裝置出口相連，該臭氧發(fā)生裝置進(jìn)口與變壓吸附法富氧發(fā)生裝置的一個(gè)出口相連。該變壓吸附法富氧發(fā)生裝置的另一個(gè)出口與設(shè)在玻璃窯爐上富氧助燃噴嘴相連。在富氧發(fā)生裝置和富氧助燃噴嘴相連的管路上設(shè)混風(fēng)裝置，即混風(fēng)裝置的富氧進(jìn)口富氧發(fā)生裝置的另一個(gè)出口相連，該混風(fēng)裝置的空氣進(jìn)口與熱空氣相連，該混風(fēng)裝置的出口與富氧助燃噴嘴相連。在圖3所示的陶瓷窯綜合節(jié)能減排系統(tǒng)的流程示意簡(jiǎn)圖中，陶瓷窯本體前部設(shè)有燃燒器。陶瓷窯本體尾部煙氣出口與余熱鍋爐煙氣進(jìn)口相連，余熱鍋爐煙氣出口與除塵器進(jìn)口相連，該除塵器出口與氧化中和脫硝反應(yīng)塔進(jìn)口相連，該氧化中和脫硝反應(yīng)塔出口與煙囪相連，兩者之間設(shè)引風(fēng)機(jī)。該氧化中和脫硝反應(yīng)塔下部設(shè)有銨鹽池，其底部銨鹽出口與銨鹽液固分離裝置相連。該氧化中和脫硝反應(yīng)塔上設(shè)有還原劑進(jìn)口，其與還原劑噴淋霧化裝置的一個(gè)出口相連，該還原劑噴淋霧化裝置的另一個(gè)出口還與設(shè)在陶瓷窯爐上的SNCR脫硝還原劑噴嘴入口相連。在氧化中和脫硝反應(yīng)塔上還設(shè)有臭氧進(jìn)口，其與臭氧發(fā)生裝置出口相連，該臭氧發(fā)生裝置進(jìn)口與深冷法富氧發(fā)生裝置的一個(gè)出口相連。該深冷法富氧發(fā)生裝置的另一個(gè)出口與設(shè)在陶瓷窯爐上富氧助燃噴嘴相連。在富氧發(fā)生裝置和富氧助燃噴嘴相連的管路上設(shè)混風(fēng)裝置，即混風(fēng)裝置的富氧進(jìn)口與富氧發(fā)生裝置的另一個(gè)出口相連，該混風(fēng)裝置的空氣進(jìn)口與熱空氣相連，該混風(fēng)裝置的出口與富氧助燃噴嘴相連。
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)窯爐綜合節(jié)能減排集成系統(tǒng)，其工業(yè)窯爐上設(shè)有燃燒器，該窯爐煙氣出口與除塵器進(jìn)口相連，其特征在于:該除塵器出口與氧化中和脫硝反應(yīng)塔進(jìn)口相連，該氧化中和脫硝反應(yīng)塔出口與煙 相連，該氧化中和脫硝反應(yīng)塔下部設(shè)有銨鹽池，其底部設(shè)有銨鹽出口，該氧化中和脫硝反應(yīng)塔上設(shè)有還原劑進(jìn)口，其與還原劑噴淋霧化裝置的一個(gè)出口相連，該還原劑噴淋霧化裝置的另一個(gè)出口還與設(shè)在窯爐上的SNCR脫硝還原劑噴嘴入口相連，在氧化中和脫硝反應(yīng)塔上還設(shè)有臭氧進(jìn)口，其與臭氧發(fā)生裝置出口相連，該臭氧發(fā)生裝置進(jìn)口與富氧發(fā)生裝置的一個(gè)出口相連，該富氧發(fā)生裝置的另一個(gè)出口與窯爐上的富氧助燃噴嘴相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)窯爐綜合節(jié)能減排集成系統(tǒng)，其特征在于:所述的窯爐煙氣出口與除塵器進(jìn)口之間設(shè)余熱鍋爐。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的工業(yè)窯爐綜合節(jié)能減排集成系統(tǒng)，其特征在于:所述的富氧發(fā)生裝置為深冷法富氧發(fā)生裝置、膜法富氧發(fā)生裝置或變壓吸附法富氧發(fā)生裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工業(yè)窯爐綜合節(jié)能減排集成系統(tǒng)，其特征在于:所述的銨鹽池出口與銨鹽液固分離裝置相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的工業(yè)窯爐綜合節(jié)能減排集成系統(tǒng)，其特征在于:所述的富氧發(fā)生裝置和富氧助燃噴嘴相連的管路上設(shè)混風(fēng)裝置，該混風(fēng)裝置的富氧進(jìn)口與富氧發(fā)生裝置的另一個(gè)出口相連，該混風(fēng)裝置的空氣進(jìn)口與熱空氣相連，該混風(fēng)裝置的出口與富氧助燃噴嘴相連。
全文摘要
一種工業(yè)窯爐綜合節(jié)能減排集成系統(tǒng)，其特征是在工業(yè)窯爐上采用富氧助燃技術(shù)、SNCR(選擇性非催化還原反應(yīng))脫硝法、氧化中和脫硫脫硝除塵法綜合一體化集成系統(tǒng)。其系統(tǒng)包括依次連接的余熱鍋爐、除塵器、還原劑噴淋霧化裝置、氧化中和脫硝反應(yīng)塔、銨鹽池、富氧發(fā)生裝置、混風(fēng)裝置、臭氧發(fā)生裝置、銨鹽液固分離裝置。本發(fā)明不僅工藝路線合理、脫硫脫硝效率高、燃燒效率高，而且脫硫脫硝吸收劑的利用率高，并有效降低燃煤等燃料耗量，提高窯爐的產(chǎn)量。對(duì)于工業(yè)窯爐中的水泥窯的熟料燒成質(zhì)量得到有效改善，可提高水泥成品的3天，28天強(qiáng)度。
文檔編號(hào)B01D53/79GK103175408SQ20131006551
公開日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2013年3月1日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月1日
發(fā)明者金萬金, 唐金泉, 滕小平, 孫明朗 申請(qǐng)人:大連易世達(dá)新能源發(fā)展股份有限公司