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回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯以及SNCR脫硝方法

462   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:中國鋁業(yè)股份有限公司  
2024-02-23 10:42:13
權(quán)利要求書: 1.一種回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng),其特征在于:包括脫硝供液系統(tǒng)、脫硝供氣系統(tǒng)、二通道旋轉(zhuǎn)接頭、管道系統(tǒng)和至少一組脫硝噴槍組,其中:所述脫硝供液系統(tǒng)用于提供SNCR脫硝技術(shù)所使用的堿液,所述脫硝供氣系統(tǒng)用于提供壓縮空氣,所述脫硝供液系統(tǒng)和所述脫硝供氣系統(tǒng)通過連接管道分別與所述二通道旋轉(zhuǎn)接頭的兩個入口連通,所述二通道旋轉(zhuǎn)接頭的兩個可旋轉(zhuǎn)的出口通過所述管道系統(tǒng)均與所述脫硝噴槍組連通,所述管道系統(tǒng)包括堿液管路和壓縮空氣管路;

所述管道系統(tǒng)沿回轉(zhuǎn)窯回轉(zhuǎn)中心貫穿所述回轉(zhuǎn)窯的窯尾腔的腔壁、進入所述回轉(zhuǎn)窯,以使所述脫硝噴槍組的噴嘴位于所述回轉(zhuǎn)窯內(nèi)腔中,且所述管道系統(tǒng)和所述脫硝噴槍組均與所述回轉(zhuǎn)窯共同轉(zhuǎn)動;

所述脫硝噴槍組的噴頭內(nèi)部設置有供所述堿液和所述壓縮空氣混合的霧化腔,以使所述噴頭向所述回轉(zhuǎn)窯內(nèi)腔中噴出霧化脫銷介質(zhì)。

2.如權(quán)利要求1所述的回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng),其特征在于:所述回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng)還包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件,所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件包括支撐架,所述支撐架固定安裝于所述回轉(zhuǎn)窯的內(nèi)腔中;

所述支撐架為中空結(jié)構(gòu),所述管道系統(tǒng)中位于所述回轉(zhuǎn)窯內(nèi)腔的管段封裝于所述支撐架的內(nèi)部空腔中。

3.如權(quán)利要求2所述的回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng),其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件還包括萬向節(jié)和防護套管,所述二通道旋轉(zhuǎn)接頭的旋轉(zhuǎn)端、所述萬向節(jié)、所述防護套管和所述支撐架依次連接;

所述防護套管沿回轉(zhuǎn)窯回轉(zhuǎn)中心貫穿所述回轉(zhuǎn)窯的窯尾腔的腔壁、伸入所述回轉(zhuǎn)窯的內(nèi)腔,且與所述支撐架連通,所述管道系統(tǒng)穿入所述防護套中、進入所述回轉(zhuǎn)窯。

4.如權(quán)利要求3所述的回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng),其特征在于:所述堿液管路和所述壓縮空氣管路均包括軟管段和硬管段,所述軟管段的一端與所述二通道旋轉(zhuǎn)接頭的出口連通、另一端與所述硬管段連通,所述硬管段伸入所述防護套管和所述支撐架中。

5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述的回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng),其特征在于:所述脫硝噴槍組包括兩個帶有壓力表的管接頭、中管和噴頭,所述脫硝噴槍組通過兩個所述管接頭分別與所述堿液管路和所述壓縮空氣管路連通;

所述中管為套管結(jié)構(gòu),其中內(nèi)套管通過所述管接頭與所述堿液管路連通,外套管通過所述管接頭與所述壓縮空氣管路連通,所述內(nèi)套管和所述外套管均與所述噴頭連通。

6.如權(quán)利要求5所述的回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng),其特征在于:所述噴頭包括基體和噴頭罩,所述噴頭罩罩扣于所述基體上,以使所述噴頭罩與所述基體合圍成所述霧化腔;

所述基體的中心開設有堿液噴孔,所述堿液噴孔用于連通所述內(nèi)套管與所述霧化腔;

所述基體上開設有2個以上壓縮空氣噴孔,2個以上所述壓縮空氣噴孔環(huán)繞分布于所述堿液噴孔外圍,所述壓縮空氣噴孔用于連通所述外套管與所述霧化腔;

所述噴頭罩的噴出端面上開設有均布的霧化噴孔。

7.如權(quán)利要求5所述的回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng),其特征在于:所述中管中靠近所述噴頭的管段為文丘里霧化管,所述文丘里霧化管同樣為由內(nèi)套管和外套管構(gòu)成的套管結(jié)構(gòu),所述文丘里霧化管的內(nèi)套管和外套管中均設置有管徑縮小的縮頸。

8.如權(quán)利要求1-4、6-7中任一項所述的回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng),其特征在于:所述脫硝供液系統(tǒng)包括堿液儲罐、泵和調(diào)節(jié)閥,所述堿液儲罐、所述泵、所述調(diào)節(jié)閥和所述二通道旋轉(zhuǎn)接頭的其中一個入口通過堿液連接管道依次連通;

所述脫硝供氣系統(tǒng)包括空壓機和儲氣罐,所述空壓機、所述儲氣罐和所述二通道旋轉(zhuǎn)接頭的另一個入口通過壓縮空氣連接管道依次連通。

9.一種回轉(zhuǎn)窯,其特征在于:所述回轉(zhuǎn)窯配置有權(quán)利要求1-8中任一項所述的回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng);

所述回轉(zhuǎn)窯包括可旋轉(zhuǎn)的窯體和設置于所述窯體尾端且固定不動的所述窯尾腔,所述窯體內(nèi)部依據(jù)溫度帶劃分為第一反應區(qū)和第二反應區(qū),所述第一反應區(qū)內(nèi)煙氣溫度為900~960℃,所述第二反應區(qū)內(nèi)煙氣溫度為840~900℃;

所述回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng)的所述脫硝噴槍組設置于第一反應區(qū)、第二反應區(qū)中的至少一個中。

10.一種應用于權(quán)利要求9所述回轉(zhuǎn)窯的SNCR脫硝方法,其特征在于,包括如下步驟:獲取所述回轉(zhuǎn)窯中所述第一反應區(qū)和所述第二反應區(qū)的原始NOX排放濃度,根據(jù)所述原始NOX排放濃度將所述脫硝噴槍組設置于第一反應區(qū)、第二反應區(qū)中的至少一個中;

將所述堿液作為脫硝劑配入所述脫硝供液系統(tǒng),所述堿液為質(zhì)量濃度15~25%的尿素溶液或者氨水;

通過所述脫硝供液系統(tǒng)將所述堿液以流量0.2~0.3m3/h、壓力0.35~0.45MPa的狀態(tài)輸送至所述二通道旋轉(zhuǎn)接頭,并通過所述堿液管路輸送至所述脫硝噴槍組;同時通過所述脫硝供氣系統(tǒng)將所述壓縮空氣以壓力0.45~0.55MPa的狀態(tài)輸送至所述二通道旋轉(zhuǎn)接頭,并通過所述壓縮空氣管路輸送至所述脫硝噴槍組;所述脫硝噴槍組噴出所述霧化脫銷介質(zhì),與NOX發(fā)生脫硝反應,實現(xiàn)脫硝。

說明書: 回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯以及SNCR脫硝方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本申請屬于氧化鋁生產(chǎn)和脫硝工程技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯以及SNCR脫硝方法。背景技術(shù)[0002] 回轉(zhuǎn)窯屬于工業(yè)爐窯的一種,包括燒成窯、焙燒窯等,隨著環(huán)保標準的提高,回轉(zhuǎn)窯煙氣中的NOx的排放指標也越來越嚴格。[0003] 目前的氮氧化物的控制技術(shù)主要有低氮燃燒技術(shù)、SCR和SNCR脫硝技術(shù)等。[0004] 1、低氮燃燒技術(shù)[0005] 低氮燃燒技術(shù),即燃燒中NOx控制技術(shù)中的煙氣再循環(huán)技術(shù)已經(jīng)應用在白泥回轉(zhuǎn)石灰窯上。在引風機出口抽取一部分煙氣直接送入一次風入口,與一次風、二次風混合后送入窯爐,降低了燃燒區(qū)域的氧濃度,從而抑制NOx的生成。但是該技術(shù)對于煙氣中NOx的效率預計只能達到20-30%,是無法保證NOx≤200mg/m3。[0006] 2、SCR選擇性催化還原脫硝[0007] SCR選擇性催化還原脫硝,其原理是利用NH3和催化劑(鐵、釩、鉻、鈷、鉬等金屬)在合適的溫度區(qū)間內(nèi)(300-450℃)將NOx還原成N2,基本上不與O2反應。SCR要求由合適的溫度場范圍,并且需要滿足催化劑的工況條件。[0008] 3、SNCR選擇性非催化還原脫硝[0009] SNCR選擇性非催化還原脫硝,其原理是把含有NHx基的還原劑(如氨、尿素)噴入爐膛溫度為800-1100℃的狹窄的溫度范圍區(qū)域,在沒有催化劑情況下,還原劑迅速分解為NH3并與煙氣中的NOx進行反應,使得NOx還原成N2和水,基本上不與O2反應。尿素作為還原劑,還原NOx的適宜溫度場范圍是950-1050℃,最佳1000℃;氨作為還原劑,還原NOx的適宜溫度場范圍是900-1000℃,最佳950℃。

[0010] 回轉(zhuǎn)窯窯體內(nèi)存在SNCR的適宜溫度場,理論上SNCR脫硝技術(shù)可應用于回轉(zhuǎn)窯上,但是由于回轉(zhuǎn)窯是動態(tài)窯,窯體運行時一直在旋轉(zhuǎn),并且窯體內(nèi)工況復雜、惡劣,因此SNCR脫硝技術(shù)在回轉(zhuǎn)窯上成功應用的例子鮮有報道。發(fā)明內(nèi)容[0011] 為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯以及SNCR脫硝方法,實現(xiàn)了SNCR脫硝技術(shù)在動態(tài)回轉(zhuǎn)窯中的應用。[0012] 實現(xiàn)本發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案為,一種回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng),包括脫硝供液系統(tǒng)、脫硝供氣系統(tǒng)、二通道旋轉(zhuǎn)接頭、管道系統(tǒng)和至少一組脫硝噴槍組,其中:[0013] 所述脫硝供液系統(tǒng)用于提供SNCR脫硝技術(shù)所使用的堿液,所述脫硝供氣系統(tǒng)用于提供壓縮空氣,所述脫硝供液系統(tǒng)和所述脫硝供氣系統(tǒng)通過連接管道分別與所述二通道旋轉(zhuǎn)接頭的兩個入口連通,所述二通道旋轉(zhuǎn)接頭的兩個可旋轉(zhuǎn)的出口通過所述管道系統(tǒng)均與所述脫硝噴槍組連通,所述管道系統(tǒng)包括堿液管路和壓縮空氣管路;[0014] 所述管道系統(tǒng)沿回轉(zhuǎn)窯回轉(zhuǎn)中心貫穿所述回轉(zhuǎn)窯的窯尾腔的腔壁、進入所述回轉(zhuǎn)窯,以使所述脫硝噴槍組的噴嘴位于所述回轉(zhuǎn)窯內(nèi)腔中,且所述管道系統(tǒng)和所述脫硝噴槍組均與所述回轉(zhuǎn)窯共同轉(zhuǎn)動;[0015] 所述脫硝噴槍組的噴頭內(nèi)部設置有供所述堿液和所述壓縮空氣混合的霧化腔,以使所述噴頭向所述回轉(zhuǎn)窯內(nèi)腔中噴出霧化脫銷介質(zhì)。[0016] 可選的,所述回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng)還包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件,所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件包括支撐架,所述支撐架固定安裝于所述回轉(zhuǎn)窯的內(nèi)腔中;[0017] 所述支撐架為中空結(jié)構(gòu),所述管道系統(tǒng)中位于所述回轉(zhuǎn)窯內(nèi)腔的管段封裝于所述支撐架的內(nèi)部空腔中。[0018] 可選的,所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件還包括萬向節(jié)和防護套管,所述二通道旋轉(zhuǎn)接頭的旋轉(zhuǎn)端、所述萬向節(jié)、所述防護套管和所述支撐架依次連接;[0019] 所述防護套管沿回轉(zhuǎn)窯回轉(zhuǎn)中心貫穿所述回轉(zhuǎn)窯的窯尾腔的腔壁、伸入所述回轉(zhuǎn)窯的內(nèi)腔,且與所述支撐架連通,所述管道系統(tǒng)穿入所述防護套中、進入所述回轉(zhuǎn)窯。[0020] 可選的,所述堿液管路和所述壓縮空氣管路均包括軟管段和硬管段,所述軟管段的一端與所述二通道旋轉(zhuǎn)接頭的出口連通、另一端與所述硬管段連通,所述硬管段伸入所述防護套管和所述支撐架中。[0021] 可選的,所述脫硝噴槍組包括兩個帶有壓力表的管接頭、中管和噴頭,所述脫硝噴槍組通過兩個所述管接頭分別與所述堿液管路和所述壓縮空氣管路連通;[0022] 所述中管為套管結(jié)構(gòu),其中內(nèi)套管通過所述管接頭與所述堿液管路連通,外套管通過所述管接頭與所述壓縮空氣管路連通,所述內(nèi)套管和所述外套管均與所述噴頭連通。[0023] 可選的,所述噴頭包括基體和噴頭罩,所述噴頭罩罩扣于所述基體上,以使所述噴頭罩與所述基體合圍成所述霧化腔;[0024] 所述基體的中心開設有堿液噴孔,所述堿液噴孔用于連通所述內(nèi)套管與所述霧化腔;所述基體上開設有2個以上壓縮空氣噴孔,2個以上所述壓縮空氣噴孔環(huán)繞分布于所述堿液噴孔外圍,所述壓縮空氣噴孔用于連通所述外套管與所述霧化腔;[0025] 所述噴頭罩的噴出端面上開設有均布的霧化噴孔。[0026] 可選的,所述中管中靠近所述噴頭的管段為文丘里霧化管,所述文丘里霧化管同樣為由內(nèi)套管和外套管構(gòu)成的套管結(jié)構(gòu),所述文丘里霧化管的內(nèi)套管和外套管中均設置有管徑縮小的縮頸。[0027] 可選的,所述脫硝供液系統(tǒng)包括堿液儲罐、泵和調(diào)節(jié)閥,所述堿液儲罐、所述泵、所述調(diào)節(jié)閥和所述二通道旋轉(zhuǎn)接頭的其中一個入口通過堿液連接管道依次連通;[0028] 所述脫硝供氣系統(tǒng)包括空壓機和儲氣罐,所述空壓機、所述儲氣罐和所述二通道旋轉(zhuǎn)接頭的另一個入口通過壓縮空氣連接管道依次連通。[0029] 基于同樣的發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明還提供一種回轉(zhuǎn)窯,所述回轉(zhuǎn)窯配置有上述的回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng);[0030] 所述回轉(zhuǎn)窯包括可旋轉(zhuǎn)的窯體和設置于所述窯體尾端且固定不動的所述窯尾腔,所述窯體內(nèi)部依據(jù)溫度帶劃分為第一反應區(qū)和第二反應區(qū),所述第一反應區(qū)內(nèi)煙氣溫度為900~960℃,所述第二反應區(qū)內(nèi)煙氣溫度為840~900℃;

[0031] 所述回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng)的所述脫硝噴槍組設置于第一反應區(qū)、第二反應區(qū)中的至少一個中。[0032] 基于同樣的發(fā)明構(gòu)思,本發(fā)明還提供一種應用于上述回轉(zhuǎn)窯的SNCR脫硝方法,包括如下步驟:[0033] 獲取所述回轉(zhuǎn)窯中所述第一反應區(qū)和所述第二反應區(qū)的原始NOX排放濃度,根據(jù)所述原始NOX排放濃度將所述脫硝噴槍組設置于第一反應區(qū)、第二反應區(qū)中的至少一個中;[0034] 將所述堿液作為脫硝劑配入所述脫硝供液系統(tǒng),所述堿液為質(zhì)量濃度15~25%的尿素溶液或者氨水;[0035] 通過所述脫硝供液系統(tǒng)將所述堿液以流量0.2~0.3m3/h、壓力0.35~0.45MPa的狀態(tài)輸送至所述二通道旋轉(zhuǎn)接頭,并通過所述堿液管路輸送至所述脫硝噴槍組;同時通過所述脫硝供氣系統(tǒng)將所述壓縮空氣以壓力0.45~0.55MPa的狀態(tài)輸送至所述二通道旋轉(zhuǎn)接頭,并通過所述壓縮空氣管路輸送至所述脫硝噴槍組;所述脫硝噴槍組噴出所述霧化脫銷介質(zhì),與NOX發(fā)生脫硝反應,實現(xiàn)脫硝。[0036] 由上述技術(shù)方案可知,本發(fā)明提供的回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng)包括脫硝供液系統(tǒng)、脫硝供氣系統(tǒng)、二通道旋轉(zhuǎn)接頭、管道系統(tǒng)和至少一組脫硝噴槍組,脫硝供液系統(tǒng)用于提供SNCR脫硝技術(shù)所使用的堿液,脫硝供氣系統(tǒng)用于提供壓縮空氣,脫硝供液系統(tǒng)和脫硝供氣系統(tǒng)通過連接管道分別與二通道旋轉(zhuǎn)接頭的兩個入口連通,二通道旋轉(zhuǎn)接頭的兩個可旋轉(zhuǎn)的出口通過管道系統(tǒng)均與脫硝噴槍組連通,且管道系統(tǒng)和脫硝噴槍組均與回轉(zhuǎn)窯共同轉(zhuǎn)動,堿液與壓縮空氣同時輸送至脫硝噴槍組中,脫硝噴槍組的噴頭內(nèi)部設置有供堿液和壓縮空氣混合的霧化腔,堿液與壓縮空氣在霧化腔中進行充分混合后,通過壓縮空氣的壓力作用將堿液進行霧化,形成霧化脫銷介質(zhì)噴入回轉(zhuǎn)窯內(nèi)腔中,霧化脫銷介質(zhì)與NOX發(fā)生脫硝反應,實現(xiàn)脫硝。[0037] 研究發(fā)現(xiàn),引起SNCR脫硝技術(shù)在回轉(zhuǎn)窯上難以成功應用的主要原因在于:回轉(zhuǎn)窯是動態(tài)窯,且窯內(nèi)溫度分布受一次風壓力、配風比例、引風、轉(zhuǎn)速、下料量等多種工藝因素的影響,溫度帶易發(fā)生漂移。[0038] 本發(fā)明提供的回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng),一方面通過設置二通道旋轉(zhuǎn)接頭實現(xiàn)了靜態(tài)脫硝劑向動態(tài)旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)窯腔室的定點輸送,使脫硝劑在反應窗口內(nèi)發(fā)生脫硝反應成為可能;另一方面采用雙流體噴槍,通過設置特殊的噴頭結(jié)構(gòu),強化了堿液與壓縮空氣的混合效果及霧化程度,霧化脫銷介質(zhì)為氣霧態(tài),相比于噴灑液具有更好的流動性和更大的比表面積,增大了霧化脫銷介質(zhì)與NOX的接觸面積,并且可隨窯內(nèi)煙氣流動場流動,從而極大提高了脫硝效率,脫硝效率最高可達到90%以上。[0039] 本發(fā)明提供的回轉(zhuǎn)窯,將窯體內(nèi)部依據(jù)溫度帶劃分為第一反應區(qū)和第二反應區(qū),第一反應區(qū)內(nèi)煙氣溫度為900~960℃,第二反應區(qū)內(nèi)煙氣溫度為840~900℃,將脫硝噴槍組設置于第一反應區(qū)、第二反應區(qū)中的至少一個中。根據(jù)回轉(zhuǎn)窯的內(nèi)部實際溫度場設置脫硝噴槍組,提高霧化脫銷介質(zhì)的利用率,能夠進一步增加脫硝的效率。[0040] 本發(fā)明提供的SNCR脫硝方法,應用于上述回轉(zhuǎn)窯,在具體脫硝時使用的堿液為質(zhì)量濃度15~20%的尿素溶液或者質(zhì)量濃度15~20%的氨水,堿液流量為0.2~0.3m3/h、壓力為0.35~0.45MPa,壓縮空氣壓力為0.45~0.55MPa,能夠達到最佳的霧化效果,進一步增加脫硝的效率。附圖說明[0041] 圖1為本發(fā)明實施例1中回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;[0042] 圖2A為圖1的回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng)中二通道旋轉(zhuǎn)接頭的主視圖;[0043] 圖2B為圖1的回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng)中二通道旋轉(zhuǎn)接頭的右視圖;[0044] 圖3為圖1的回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng)中脫硝噴槍組的結(jié)構(gòu)示意圖;[0045] 圖4為圖3的脫硝噴槍組中文丘里霧化管的結(jié)構(gòu)示意圖;[0046] 圖5A為圖3的脫硝噴槍組中噴嘴的全剖結(jié)構(gòu)圖;[0047] 圖5B為圖3的脫硝噴槍組中噴嘴的左視圖;[0048] 圖5C為圖3的脫硝噴槍組中噴嘴的右視圖;[0049] 圖6為本發(fā)明實施例2中回轉(zhuǎn)窯的結(jié)構(gòu)示意圖。[0050] 附圖標記說明:1-脫硝供液系統(tǒng),11-堿液儲罐,12-泵,13-調(diào)節(jié)閥,14-堿液連接管道;2-脫硝供氣系統(tǒng),21-空壓機,22-儲氣罐,23-壓縮空氣連接管道;3-二通道旋轉(zhuǎn)接頭,31-固定部分,32-旋轉(zhuǎn)端,33-堿液入口,34-壓縮空氣入口,35-堿液出口,36-壓縮空氣出口,37-裝配孔;4-管道系統(tǒng),41-堿液管路,42-壓縮空氣管路;5-旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件,51-萬向節(jié),

52-防護套管,53-支撐管;6-脫硝噴槍組,61-堿液管接頭,62-壓縮空氣管接頭,63-堿液壓力表,64-壓縮空氣壓力表,65-中管,651-內(nèi)套管,652-外套管,66-噴頭,661-基體,662-噴頭罩,663-霧化腔,67-文丘里霧化管;7-密封件;8-安裝法蘭;100-回轉(zhuǎn)窯,101-窯體,102-窯尾腔,103-第一反應區(qū),104-第二反應區(qū)。

具體實施方式[0051] 為了使本申請所屬技術(shù)領(lǐng)域中的技術(shù)人員更清楚地理解本申請,下面結(jié)合附圖,通過具體實施例對本申請技術(shù)方案作詳細描述。[0052] 實施例1:[0053] 本發(fā)明實施例提供一種回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng),該脫硝系統(tǒng)采用SNCR脫硝技術(shù),可應用于任意類型回轉(zhuǎn)窯中,實現(xiàn)了SNCR脫硝技術(shù)在動態(tài)回轉(zhuǎn)窯中的應用,并且顯著提高脫硝劑霧化效果和NOX脫除效率。[0054] 參見圖1,本實施例提供的回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng)整體包括脫硝供液系統(tǒng)1、脫硝供氣系統(tǒng)22、二通道旋轉(zhuǎn)接頭3、管道系統(tǒng)4和至少一組脫硝噴槍組6,脫硝供液系統(tǒng)1和脫硝供氣系統(tǒng)22通過連接管道14、23分別與二通道旋轉(zhuǎn)接頭3的兩個入口連通,通過二通道旋轉(zhuǎn)接頭3實現(xiàn)靜態(tài)脫硝劑向動態(tài)旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)窯腔室的定點輸送,脫硝噴槍組6的噴頭伸入回轉(zhuǎn)窯100腔室內(nèi),噴灑霧化脫銷介質(zhì)。下面對回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng)的各個組成部分的結(jié)構(gòu)進行詳細描述:

[0055] 脫硝供液系統(tǒng)1用于提供SNCR脫硝技術(shù)所使用的堿液,堿液可采用尿素溶液或者氨水,脫硝供液系統(tǒng)1可采用現(xiàn)有的堿液供液系統(tǒng)1,具體結(jié)構(gòu)本發(fā)明不做限制。[0056] 具體的,參見圖1,本實施例中,脫硝供液系統(tǒng)1包括堿液儲罐11、泵12和調(diào)節(jié)閥13,堿液儲罐11、泵12、調(diào)節(jié)閥13和二通道旋轉(zhuǎn)接頭3的其中一個入口(堿液入口33)通過堿液連接管道14依次連通。本實施例中堿液使用質(zhì)量濃度15~25%的尿素溶液,優(yōu)選20%尿素溶液,調(diào)節(jié)閥13采用電動調(diào)節(jié)閥,方便控制。[0057] 脫硝供氣系統(tǒng)22用于提供壓縮空氣,壓縮空氣用于將堿液霧化。脫硝供氣系統(tǒng)22可采用現(xiàn)有的壓縮空氣供氣裝置,具體結(jié)構(gòu)本發(fā)明不做限制。[0058] 具體的,參見圖1,本實施例中,脫硝供氣系統(tǒng)22包括空壓機21和儲氣罐22,空壓機21、儲氣罐22和二通道旋轉(zhuǎn)接頭3的另一個入口(壓縮空氣入口34)通過壓縮空氣連接管道

23依次連通。

[0059] 二通道旋轉(zhuǎn)接頭3為動靜連接件,包括固定不動的固定部分31和可轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)端32,固定部分31連接脫硝供液系統(tǒng)1和脫硝供氣系統(tǒng)22,旋轉(zhuǎn)端32通過管道系統(tǒng)4與各脫硝噴槍組6連通。接頭上設置有兩個入口和兩個出口,即內(nèi)部設置兩條流通通道,因此稱為二通道旋轉(zhuǎn)接頭,二通道旋轉(zhuǎn)接頭3的具體結(jié)構(gòu)本發(fā)明不做限制。

[0060] 參見圖2A和圖2B,本實施例中,二通道旋轉(zhuǎn)接頭3的兩個入口設置在固定部分31的側(cè)面,分別為堿液入口33和壓縮空氣入口34;兩個出口設置在旋轉(zhuǎn)端32的中部,分別為堿液出口35和壓縮空氣出口36。[0061] 管道系統(tǒng)4用于輸送堿液和壓縮空氣,包括堿液管路41和壓縮空氣管路42,堿液與壓縮空氣在各自的獨立管路中流動。管道系統(tǒng)4沿回轉(zhuǎn)窯回轉(zhuǎn)中心貫穿回轉(zhuǎn)窯100的窯尾腔102的腔壁、進入回轉(zhuǎn)窯100,以使脫硝噴槍組6的噴嘴位于回轉(zhuǎn)窯100內(nèi)腔中,且管道系統(tǒng)4和脫硝噴槍組6均與回轉(zhuǎn)窯100共同轉(zhuǎn)動,如圖1所示。

[0062] 由于回轉(zhuǎn)窯100內(nèi)腔溫度高(適合SNCR脫硝技術(shù)的溫度為850~1100℃),為防止管道系統(tǒng)4在腔內(nèi)被高溫碳化,作為優(yōu)選,本實施例中,該回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng)還包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件5,旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件5一方面與回轉(zhuǎn)窯100轉(zhuǎn)動的窯體101固定連接,為管道系統(tǒng)4和脫硝噴槍組6提供轉(zhuǎn)動驅(qū)動力,另一方面保護管道系統(tǒng)4位于窯體101內(nèi)的管段,防止其碳化。[0063] 本實施例中,旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件5包括支撐架53,支撐架53固定安裝于回轉(zhuǎn)窯100的窯體101的內(nèi)腔中,與窯體101共同轉(zhuǎn)動。支撐架53為中空結(jié)構(gòu),管道系統(tǒng)4中位于回轉(zhuǎn)窯100內(nèi)腔的管段封裝于支撐架53的內(nèi)部空腔中。[0064] 在其他可選實施例中,該旋轉(zhuǎn)驅(qū)動組件5還包括萬向節(jié)51和防護套管52兩個剛性結(jié)構(gòu)件,提升管道系統(tǒng)4的結(jié)構(gòu)強度以及轉(zhuǎn)動穩(wěn)定性。如圖1所示二通道旋轉(zhuǎn)接頭3的旋轉(zhuǎn)端32、萬向節(jié)51、防護套管52和支撐架53依次連接。參見圖3,在二通道旋轉(zhuǎn)接頭3的旋轉(zhuǎn)端32上沿周向均布裝配孔37,萬向節(jié)51的其中一端設置安裝法蘭,萬向節(jié)51與旋轉(zhuǎn)端32采用法蘭連接。防護套管沿回轉(zhuǎn)窯100回轉(zhuǎn)中心貫穿回轉(zhuǎn)窯100的窯尾腔102的腔壁、伸入回轉(zhuǎn)窯

100的內(nèi)腔,且與支撐架連通,管道系統(tǒng)4穿入防護套中、進入回轉(zhuǎn)窯100。

[0065] 為簡化結(jié)構(gòu),可選擇將支撐架53設置為十字型空心管,其水平管穿過窯尾腔102的腔壁、伸出回轉(zhuǎn)窯100外,并且直接與萬向節(jié)51的端部連接,即防護套管52與支撐架53為一體式結(jié)構(gòu)。如圖1所示,防護套管52與窯尾腔102的腔壁接觸,防護套管52與窯尾腔102的腔壁之間安裝密封件7,避免窯內(nèi)氣體泄漏。[0066] 為避讓萬向節(jié)51,堿液管路41和壓縮空氣管路42均包括軟管段41a、42a和硬管段41b、42b,軟管段41a、42a的一端與二通道旋轉(zhuǎn)接頭3的出口連通、另一端與硬管段41b、42b連通,硬管段41b、42b伸入防護套管52和支撐架53中,硬管段41b、42b與脫硝噴槍組6通過軟管段41a、42a連接,如圖1所示。本實施例中,軟管段41a、42a采用不銹鋼金屬軟管,硬管段

41b、42b采用不銹鋼管。

[0067] 脫硝噴槍組6用于噴灑脫銷介質(zhì),脫硝噴槍組6的噴頭內(nèi)部設置有供堿液和壓縮空氣混合的霧化腔663,以使噴頭向回轉(zhuǎn)窯100內(nèi)腔中噴出霧化脫銷介質(zhì),霧化脫銷介質(zhì)為氣霧態(tài),相比于噴灑液具有更好的流動性和更大的比表面積,增大了霧化脫銷介質(zhì)與NOX的接觸面積,并且霧化脫銷介質(zhì)可隨窯內(nèi)煙氣流動場流動,從而極大提高了脫硝效率,脫硝效率最高可達到90%以上。[0068] 參見圖3,本實施例中,脫硝噴槍組6包括兩個帶有壓力表63、64的管接頭61、62,中管65和噴頭66,脫硝噴槍組6通過兩個管接頭61、62分別與堿液管路41和壓縮空氣管路42連通。中管65為套管結(jié)構(gòu),其中內(nèi)套管651通過堿液管接頭61與堿液管路41連通,外套管652通過壓縮空氣管接頭62與壓縮空氣管路42連通,內(nèi)套管651和外套管651均與噴頭66連通。[0069] 參見圖5A、圖5B和圖5C,本實施例中,噴頭66包括基體661和噴頭罩662,噴頭罩662罩扣于基體661上,以使噴頭罩662與基體661合圍成霧化腔663;基體661的中心開設有堿液噴孔6611,堿液噴孔6611用于連通內(nèi)套管651與霧化腔663,使得堿液輸送至霧化腔663中;基體661上開設有2個以上壓縮空氣噴孔6612,2個以上壓縮空氣噴孔6612環(huán)繞分布于堿液噴孔6611外圍,壓縮空氣噴孔6612用于連通外套管652與霧化腔663,使得壓縮空氣輸送至霧化腔663中。在霧化腔663中,堿液與壓縮空氣充分混合,并在壓縮空氣的壓力下霧化。噴頭罩662的噴出端面6622上開設有均布的霧化噴孔6621,霧化的堿液從霧化噴孔6621中噴出,噴出端面6622優(yōu)選凸面結(jié)構(gòu),例如球面、橢球面、圓錐面等,增加霧化堿液的噴出覆蓋區(qū)域。

[0070] 為進一步提高霧化效果,作為優(yōu)選,中管65中靠近噴頭的管段為文丘里霧化管67。參見圖4,文丘里霧化管67同樣為由內(nèi)套管671和外套管672構(gòu)成的套管結(jié)構(gòu),文丘里霧化管

67的內(nèi)套管671和外套管672中均設置有管徑縮小的縮頸673,堿液經(jīng)過內(nèi)套管671后流速增大,并且在內(nèi)套管671后端產(chǎn)生低壓,從而產(chǎn)生吸附作用進一步促進堿液的流動。壓縮空氣經(jīng)過外套管672后流速增大,并且在外套管672后端產(chǎn)生低壓,從而產(chǎn)生吸附作用進一步促進壓縮空氣的流動。加速流動的堿液和壓縮空氣在噴頭基體661與噴頭罩662之間的霧化腔

663中進行充分混合后,然后在壓縮空氣的壓力作用下發(fā)生霧化,進而噴入回轉(zhuǎn)窯100內(nèi)。

[0071] 實施例2:[0072] 基于同樣的發(fā)明構(gòu)思,本實施例提供一種回轉(zhuǎn)窯,參見圖6,該回轉(zhuǎn)窯100配置有上述實施例1的回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng)用于脫除NOX。該回轉(zhuǎn)窯100可以是燒成窯、焙燒窯等任一種現(xiàn)有回轉(zhuǎn)窯,整體包括窯體101設置于窯體101尾端的窯尾腔102?;剞D(zhuǎn)窯100的窯體101可旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)動中心如圖6中心線A所示,窯體101內(nèi)為反應區(qū)。窯尾腔102固定不動,用于進料和排煙。[0073] 含氮燃料在窯體101內(nèi)燃燒,產(chǎn)生含有NOX的高溫煙氣,高溫煙氣攜帶著煙塵沿回轉(zhuǎn)窯軸向向窯尾腔102運行,由于窯體101結(jié)構(gòu)的不同以及煅燒物料所需溫度高低的差異,窯體101內(nèi)部溫度分布不同。本實施例中,窯體101內(nèi)部依據(jù)溫度帶劃分為第一反應區(qū)103和第二反應區(qū)104,第一反應區(qū)103內(nèi)煙氣溫度為900~960℃,原始NOX排放濃度2500-3000mg/Nm3;第二反應區(qū)104內(nèi)煙氣溫度為840~900℃,原始NOX排放濃度1500-2000mg/Nm3。在上述兩個溫度帶中脫硝效率最高,當溫度低于840℃時,脫硝效率較低,當溫度高于960℃時,脫硝堿液不僅難以起到脫硝作用,反而會增加NOX的含量。[0074] 回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng)的脫硝噴槍組6設置于第一反應區(qū)103、第二反應區(qū)104中的至少一個中。即,對于不同結(jié)構(gòu)的窯體101或者煅燒不同牌號的物料時,脫硝噴槍組6的布置有多種組合:[0075] 1、僅布置在第一反應區(qū):第一反應區(qū)103內(nèi)部的高溫煙氣中的NOX與第一脫硝噴槍組6a噴入的霧化脫硝劑進行脫硝反應,由于脫硝噴槍組6的霧化作用,使得脫硝劑霧化成中微觀小液滴,增大了比表面積,從而提高了脫硝劑與NOX的接觸面積,極大提高了NOX脫硝效率,達到了脫硝目標后的煙氣進入后續(xù)處理階段。[0076] 2、僅布置在第二反應區(qū):第二反應區(qū)104內(nèi)部的高溫煙氣中的NOX與第二脫硝噴槍組6b噴入的霧化脫硝劑進行脫硝反應,由于脫硝噴槍組6的霧化作用,使得脫硝劑霧化成中微觀小液滴,增大了比表面積,從而提高了脫硝劑與NOX的接觸面積,極大提高了NOX脫硝效率,達到了脫硝目標后的煙氣進入后續(xù)處理階段。[0077] 3、同時布置在第一反應區(qū)和第二反應區(qū):第一反應區(qū)103內(nèi)部的高溫煙氣中的NOX與第一脫硝噴槍組6a噴入的霧化脫硝劑進行脫硝反應,經(jīng)過第一脫硝噴槍組6a噴入脫硝劑脫除NOX后的高溫煙氣攜帶著煙塵進入第二反應區(qū)104,煙氣中的NOX與第二脫硝噴槍組6b噴入的脫硝劑進行脫硝反應。由于脫硝噴槍組6的霧化作用,使得脫硝劑霧化成中微觀小液滴,增大了比表面積,從而提高了脫硝劑與NOX的接觸面積,極大提高了NOX脫硝效率,達到了脫硝目標后的煙氣進入后續(xù)處理階段。[0078] 實施例3:[0079] 基于同樣的發(fā)明構(gòu)思,本實施例提供一種SNCR脫硝方法,該方法應用于上述實施例2的回轉(zhuǎn)窯100,[0080] 具體包括如下步驟:[0081] 在實施前需要測定回轉(zhuǎn)窯100窯體101內(nèi)部溫度分布情況,確定第一反應區(qū)103和第二反應區(qū)104的大致位置以及覆蓋范圍。然后測定第一反應區(qū)103和第二反應區(qū)104的原始NOX排放濃度,根據(jù)原始NOX排放濃度將脫硝噴槍組6設置于第一反應區(qū)103、第二反應區(qū)104中的至少一個中。脫硝噴槍組6安裝好后即可實施SNCR脫硝。

[0082] 將堿液作為脫硝劑配入脫硝供液系統(tǒng)1,堿液可采用質(zhì)量濃度15~25%的尿素溶液或者氨水,優(yōu)選20%尿素溶液;通過脫硝供液系統(tǒng)1將堿液以流量0.2~0.3m3/h、壓力0.35~0.45MPa的狀態(tài)輸送至二通道旋轉(zhuǎn)接頭3,并通過堿液管路41輸送至脫硝噴槍組6;同時通過脫硝供氣系統(tǒng)22將壓縮空氣以壓力0.45~0.55MPa的狀態(tài)輸送至二通道旋轉(zhuǎn)接頭3,并通過壓縮空氣管路42輸送至脫硝噴槍組6;脫硝噴槍組6噴出霧化脫銷介質(zhì),與NOX發(fā)生脫硝反應,實現(xiàn)脫硝。

[0083] 應用實例1:某氧化鋁廠20000t/y回轉(zhuǎn)窯煅燒精細氧化鋁低溫料脫硝項目。[0084] 回轉(zhuǎn)窯煙氣量為7500Nm3/h,原始NOX排放濃度300~350mg/Nm3。配制好的脫硝劑通過脫硝噴槍組進入窯體內(nèi)部,由于反應窗口位于第一反應區(qū),故脫硝噴槍組布置在第一反應區(qū)。氮氧化物排放濃度降到100mg/Nm3以下,脫硝效率達到70%以上。[0085] 應用實例2:某氧化鋁廠20000t/y回轉(zhuǎn)窯煅燒精細氧化鋁高溫料脫硝項目。[0086] 回轉(zhuǎn)窯煙氣量為8500Nm3/h,原始NOX排放濃度2500~3000mg/Nm3。配制好的脫硝劑通過脫硝噴槍組進入窯體內(nèi)部,由于反應窗口位于第二反應區(qū),故脫硝噴槍組布置在第二反應區(qū)。氮氧化物排放濃度降到300mg/Nm3以下,脫硝效率達到90%以上。[0087] 通過上述實施例,本發(fā)明具有以下有益效果或者優(yōu)點:[0088] 1)本發(fā)明實施例提供的回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng),采用雙流體噴槍,脫硝堿液和壓縮空氣經(jīng)過文丘里霧化管后流速增大,并且在文丘里霧化管后端產(chǎn)生低壓,從而產(chǎn)生吸附作用進一步促進脫硝堿液和壓縮空氣的流動,加速流動的脫硝堿液和壓縮空氣在噴頭基體與噴頭罩之間的霧化腔中進行充分混合后,然后在壓縮空氣的壓力作用下發(fā)生脫硝堿液霧化,使脫硝劑霧化成中微觀小液滴,增大了比表面積,從而提高了脫硝劑與NOX的接觸面積,極大提高了NOX脫硝效率。[0089] 2)本發(fā)明實施例提供的回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng),采用二通道旋轉(zhuǎn)接頭,實現(xiàn)了靜態(tài)脫硝劑向動態(tài)旋轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)窯腔室的定點輸送,使脫硝劑在反應窗口內(nèi)發(fā)生脫硝反應成為可能。[0090] 3)本發(fā)明實施例提供的回轉(zhuǎn)窯以及SNCR脫硝,根據(jù)窯內(nèi)溫度分布情況以及原始NOX排放濃度布置脫硝噴槍組,使得脫硝堿液在最佳反應溫度范圍內(nèi)與NOX充分反應,極大提高了NOX脫硝效率。[0091] 盡管已描述了本申請的優(yōu)選實施例,但本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念,則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以,所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本申請范圍的所有變更和修改。[0092] 顯然,本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本申請進行各種改動和變型而不脫離本申請的精神和范圍。這樣,倘若本申請的這些修改和變型屬于本申請權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi),則本申請也意圖包含這些改動和變型在內(nèi)。



聲明:
“回轉(zhuǎn)窯SNCR脫硝系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)窯以及SNCR脫硝方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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