CN112191089A - 降低氮氧化物处理过程氨水消耗量的分解炉及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种降低氮氧化物处理过程氨水消耗量的分解炉，包括分解炉、烟气管道、喷射孔座组和氨水枪；所述喷射孔座组为1组以上，每组包括至少三个喷射孔座，该喷射孔座分散分布于烟气管道外壁；所述喷射孔座组沿烟气管道外壁间隔安装；所述烟气管道安装于分解炉的顶部；所述氨水枪安装于喷射孔座上并贯穿烟气管道壁，氨水枪的喷头设置在烟气管道内。本发明具有能有效降低氮氧化物的排放浓度，防止氨水逃逸，又能降低氨水使用量等特点。本发明适用于离线式新型干法预分解窑。
Description
技术领域
本发明属于水泥生产加工技术领域，涉及一种降低氮氧化物处理过程氨水消耗量的分解炉及其应用方法。
背景技术
水泥生产是以煤为燃料，燃煤造成的大气污染日趋严重。煤燃烧产生的废气中氮氧化物 (NOx)作为主要成分之一，氮氧化物(NOx)包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O5等多种氮的氧化物。
燃煤窑炉排放的NOx中绝大部分是NO，NOx除对人体有害外还导致光化学烟雾和酸雨的形成。在保护环境情况下，水泥厂采用SNCR技术是一种成熟的NOx控制处理技术。此方法是在分解炉的合适温度区域加入还原剂氨水，在有部分氧存在的条件下，氨与NOx发生选择性非催化还原反应，将NOx转化成无污染的N2，在排放到大气中，保护了生产环境。
生产过程中，发明人发现氨水用量大，氨水枪不合理，无法完全覆盖管道横截面，易导致氮氧化物逃逸，造成氨水利用率低，耗量大。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术缺陷，而提供一种降低氮氧化物处理过程氨水消耗量的分解炉及其应用方法。
为了实现上述本发明的目的，采取如下技术方案：
一种降低氮氧化物处理过程氨水消耗量的分解炉，包括分解炉、烟气管道、喷射孔座组、喷射孔座和氨水枪；所述喷射孔座组为1组以上，每组包括至少三个喷射孔座，该喷射孔座分散分布于烟气管道外壁；所述喷射孔座组沿烟气管道外壁间隔安装；所述烟气管道安装于分解炉的顶部；所述氨水枪安装于喷射孔座上并贯穿烟气管道壁，氨水枪的喷头设置在烟气管道内。
工作原理：
喷射孔座圆周分布于烟气管道，而氨水枪安装于喷射孔座，氨水枪喷射出的氨水将烟气管道内的横截面空间覆盖，使得烟气管道内的氮氧化物与氨水良好接触。
作为技术方案的进一步改进，当喷射孔座组为组以上，所述喷射孔座组相邻间距为10～ 15m，氨水枪的数量与喷射孔座的数量同等设置。
作为技术方案的进一步改进，所述氨水枪的喷头与烟气管道内壁的距离为100～120cm。
作为技术方案的进一步改进，所述喷射孔座组设置有两层，两层之间的间距为55～65cm。
作为技术方案的进一步改进，所述两层中一层设有至少两个喷射孔座，另外一层设有至少一个喷射孔座。
作为技术方案的进一步改进，所述喷射孔座远离烟气管道外侧面的一端设有法兰盘。
作为技术方案的进一步改进，所述烟气管道内以温度870±10℃、氧含量高>12％、氮氧化物浓度＞400mg/m3的管段部位设置喷射孔座组。
一种如上述的降低氮氧化物处理过程氨水消耗量的分解炉的应用方法，该应用方法包括：所述氨水枪以雾化的扇形面喷射氨水至烟气管道内。
本发明相对于现有技术所具有的显著进步：
1.本发明的烟气管道上分布有喷射孔座组，喷射孔组包括喷射孔座，喷射孔座以圆周分布于烟气烟气管道，氨水枪安装于喷射孔座，氨水枪向烟气管道内喷射氨水，氨水能将烟气管道横截面内的空间覆盖，从而使得氮氧化物在烟气管道内流通时被氨水捕捉，进而使得氨水与氮氧化物充分反应，因而能有效降低氮氧化物的浓度；同时能减少氨逃逸，提高氨水利用率。
2.本发明的每组喷射孔座组和氨水枪按上、下层分布，氨水枪同时向烟气管道内喷射雾化的氨水，能有效降低烟气管道内氮氧化物，又能避免氨水逃逸，可有效提高氨水的利用率。
3.本发明的喷射孔座组设有两层，其中一层设有至少一个喷射孔座，另外一层设有至少两个喷射孔座，该两层上的喷射孔座位于烟气管道的横截面投影呈圆周分布，进而使得安装于喷射孔座上的氨水枪喷射出的氨水能将烟气管道的横截面覆盖，使得喷射出的氨水能与烟气管道内的烟气充分反应，既能有效降低烟气管道内氮氧化物的排放，又能减少氨逃逸，有效提高氨水利用率，进而能降低氨水使用量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明一种降低氮氧化物处理过程氨水消耗量的分解炉的结构示意图；
图2为喷射孔座组中喷射孔座分布的结构示意图；
图3为烟气管道上氨水枪安装的截面结构示意图；
图4为烟气管道上喷射孔座的截面结构示意图；
图中各部件名称及序号：分解炉1，烟气管道2，氨水枪3，喷射孔座4，四级桶5。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本申请中的技术方案，下面将结合附图和实施例来对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
实施例1：
如图1至4所示，一种降低氮氧化物处理过程氨水消耗量的分解炉，包括分解炉1、烟气管道2、喷射孔座组、喷射孔座4和氨水枪3；所述喷射孔座组为1组以上，每组包括至少三个喷射孔座4，该喷射孔座4分散分布于烟气管道2外壁；所述喷射孔座组沿烟气管道2 外壁间隔安装；所述烟气管道2安装于分解炉1的顶部；所述氨水枪3安装于喷射孔座4上并贯穿烟气管道2壁，氨水枪3的喷头设置在烟气管道2内。
喷射孔座组常用数量为3至14个，可选用数量为3、4、6、8或14等。
烟气管道2上开设喷射孔，再在喷射孔上安装喷射孔座4。
具体的工作方式：
烟气经分解炉1进入烟气管道2，烟气管道2侧壁上的氨水枪3向烟气管道2内喷射雾化氨水，氨水与烟气管道2内的氮氧化物反应，经反应后的烟气经烟气管道2输送至四级桶 5。
实施例2：
与实施例1相比，区别之处在于：当喷射孔座组为2组以上，所述喷射孔座组相邻间距为10～15m，氨水枪3的数量与喷射孔座4的数量同等设置。常用的间距为10、12或15m等。
实施例3：
与实施例1或2相比，区别之处在于：限定了氨水枪的喷头与烟气管道内侧壁的间距。
所述氨水枪3的喷头与烟气管道2内壁的距离为100～120cm。常用间距为100、110或 120cm等。能有效避免氨水被带至附近的烟气管道内壁。降低烟气管道内侧面的物料板结。
实施例4：
与实施例1-3任一相比，区别之处在于：给出了喷射孔座组内喷射孔座的一种分布结构形式。
如图2所示，所述喷射孔座组设置有两层，两层之间的间距为55～65cm。常用的间距为 55、60或65cm等。
实施例5：
与实施例4相比，区别之处在于：给出了喷射孔座的一种结构形式。
如图2-4所示，所述两层中一层设有至少两个喷射孔座，另外一层设有至少一个喷射孔座。两层上的喷射孔座呈错位安装，安装氨水枪时，氨水枪以扇形形式向烟气管道内喷雾的氨水，能利于两层上的氨水枪喷射出的氨水将烟气管道的内截面完全覆盖，既能利于氨水与烟气管道内的氮氧化物充分反应，又能防止氨水未与烟气反应而产生的逃逸，进而能提高氨水利用率，降低生产过程中氨水的使用量。
实施例6：
与实施例5相比，区别之处在于：给出喷射孔座组设有3个喷射孔座的一种结构形式。
该两层上的喷射孔座呈错位安装，且这些喷射孔座在烟气管道的横截面投影上呈圆周分布。
上层设有2个喷射孔座，则对应安装有两杆氨水枪，下层设置1个喷射孔座，则对应安装有一杆氨水枪，上下层相距55cm，为了安装下层的氨水枪，以上层的烟气管道2所开设的喷射孔为基准，向下相距55cm的烟气管道侧面上开设用于安装下层氨水枪所需的喷射孔，该喷射孔用于安装喷射孔座，喷射孔座再安装氨水枪，三个喷射孔位于烟气管道的横截面俯视图呈等腰三角形；三杆氨水枪喷射三个区域，该三个区域能将烟气管道的横截面覆盖，减少氨逃逸。并能与烟气管道内的氮氧化物充分反应，有效降低烟气管道内氮氧化物的排放量。有效降低了对环境的污染。
实施例7：
与实施例5相比，区别之处在于：给出喷射孔座组设有4个喷射孔座的一种结构形式。
喷射孔座组的两层均安装有2个喷射孔座4，则对应的安装有4杆氨水枪。
四枪分上下两层布置，并错位安装：
氨水枪上、下层相距65cm，喷射部位分四个区域，该四个区域分为A、B、C、D区域，上层两枪喷射A、B区域，下层喷射C、D区域；
为安装下层的氨水枪，以上层的烟气管道所开设的喷射孔为基准，向下相距65cm的烟气管道侧面上开设两个喷射孔，用于安装下层的氨水枪；而上、下层的氨水枪错位布置，每层上的两杆氨水枪以烟气管道的竖直中心相对齐；使得A、B、C、D区域可呈扇形区域形状， A、B、C、D区域将烟气管道2内的横截面完全覆盖；进而能保证氨水枪所喷射的四个氨水区域全方位覆盖烟气管道，使得烟气管道内的氮氧化物得与氨水充分反应，减少氨逃逸。
实施例8：
与实施例1-7任一相比，区别之处在于：增加安装有法兰盘。
如图2-4所示，所述喷射孔座4远离烟气管道2外侧面的一端设有法兰盘。法兰盘能方便氨水枪安装于喷射孔座。同时，也能便于喷射孔座上安装封板。
实施例9：
与实施例1-8任一相比，区别之处在于：给出了喷射孔座组安装于烟气管道的一个限定条件。
如图1所示，所述烟气管道2内以温度870±10℃、氧含量高>12％、氮氧化物浓度＞400mg/m3的管段部位设置喷射孔座组。
实施例10：
一种降低氮氧化物处理过程氨水消耗量的分解炉的应用方法，该应用方法包括：采用实施例1至实施例7所述的降低氮氧化物处理过程氨水消耗量的分解炉，安装于该烟气管道2 上的氨水枪3以雾化的扇形面喷射氨水至烟气管道内。
应用实施例：
广西柳州某水泥生产厂，2019年6月份采用本发明的方法对离线式新型干法预分解窑进行技改。
技改前：烟气管道的40米处和60米处温度稳定、氧含量＞18％、氮氧化物浓度＞650mg/m3，因脱硝方法不合理，导致氨水量消耗量增加，氨水的用量由1000-1200L/h左右；吨熟料氨水用量由5.8Kg/t。
经本发明进行技改后：在控制氮氧化物浓度(380mg/Nm3)不变的情况下，氨水的用量降至700-900L/h，吨熟料氨水用量降至5.0Kg/t。可见有效降低了氨水用量，节约了生产成本。
由此可见，经本发明改造后，氮氧化物浓度可降至400mg/Nm3以下，符合排放标准；同时，氨水需求量较大降低，降低生产成本，提高氨水利用率。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种降低氮氧化物处理过程氨水消耗量的分解炉，其特征在于，包括分解炉(1)、烟气管道(2)、喷射孔座组、喷射孔座(4)和氨水枪(3)；
所述喷射孔座组为1组以上，每组包括至少三个喷射孔座(4)，该喷射孔座(4)分散分布于烟气管道(2)外壁；
所述喷射孔座组沿烟气管道(2)外壁间隔安装；
所述烟气管道(2)安装于分解炉(1)的顶部；
所述氨水枪(3)安装于喷射孔座(4)上并贯穿烟气管道(2)壁，所述氨水枪(3)的喷头设置在烟气管道(2)内。
2.根据权利要求1所述的降低氮氧化物处理过程氨水消耗量的分解炉，其特征在于，当喷射孔座组为2组以上，所述喷射孔座组相邻间距为10～15m，氨水枪(3)的数量与喷射孔座(4)的数量同等设置。
3.根据权利要求1所述的降低氮氧化物处理过程氨水消耗量的分解炉，其特征在于，所述氨水枪(3)的喷头与烟气管道(2)内壁的距离为100～120cm。
4.根据权利要求1-3任一所述的降低氮氧化物处理过程氨水消耗量的分解炉，其特征在于，所述喷射孔座组设置有两层，两层之间的间距为55～65cm。
5.根据权利要求4所述的降低氮氧化物处理过程氨水消耗量的分解炉，其特征在于，所述两层中一层设有至少两个喷射孔座，另外一层设有至少一个喷射孔座。
6.根据权利要求1所述的降低氮氧化物处理过程氨水消耗量的分解炉，其特征在于，所述喷射孔座(4)远离烟气管道(2)外侧面的一端设有法兰盘。
7.根据权利要求1所述的降低氮氧化物处理过程氨水消耗量的分解炉，其特征在于，所述烟气管道(2)内以温度870±10℃、氧含量高>12％、氮氧化物浓度＞400mg/m3的管段部位设置喷射孔座组。
8.一种如权利要求1-7所述的降低氮氧化物处理过程氨水消耗量的分解炉的应用方法，其特征在于，该应用方法包括：所述氨水枪以雾化的扇形面喷射氨水至烟气管道内。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210108 |