專利名稱：水泥爐窯煙氣sncr脫硝系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
:本實(shí)用新型屬于氮氧化物排放控制和治理工程的煙氣脫硝減排控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及水泥爐窯煙氣SNCR脫硝系統(tǒng)。
技術(shù)背景:我國作為水泥生產(chǎn)世界第一大國，目前擁有水泥企業(yè)近五千家，產(chǎn)能占到全球總產(chǎn)量的六成以上，水泥行業(yè)氮氧化物的排放占總排放量僅次于火力發(fā)電廠；按照《水泥工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》，隨著水泥行業(yè)落后產(chǎn)能淘汰工作的推進(jìn)，新型干法窯的使用比例將大幅增加，在提高能源使用效率的同時(shí)，由于燃燒溫度高等原因，氮氧化物排放量將顯著增加。國家十二五計(jì)劃明確了水泥廠氮氧化物排放的減排要求，現(xiàn)有日產(chǎn)規(guī)模大于4000噸熟料新型干法窯水泥生產(chǎn)線應(yīng)按照國家規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)要求、建設(shè)完善的脫硝工程；工業(yè)和信息化部發(fā)布《水泥行業(yè)準(zhǔn)入條件》明確提出，新建或改擴(kuò)建水泥(熟料)生產(chǎn)線項(xiàng)目必須配置煙氣脫硝裝置
實(shí)用新型內(nèi)容
:本實(shí)用新型就是針對(duì)上述問題，提供了一種水泥爐窯煙氣SNCR脫硝系統(tǒng)。SNCR是一種無需催化劑的脫硝方式，為“選擇性非催化還原反應(yīng)”，是SelectiveNon-Catalytic Reduction的縮寫。由于不需要催化劑，為得到較強(qiáng)的化學(xué)反應(yīng)活性，SNCR技術(shù)需在較高的爐膛溫度(900-1150°C)下，用氨或尿素等氨基還原劑來選擇性地還原煙氣中的NOx。為實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的上述目的，本實(shí)用新型采用如下方案:包括脫銷DCS及PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)、尿素溶解制備與儲(chǔ)存系統(tǒng)、尿素溶液稀釋及輸送模塊、尿素溶液計(jì)量分配與噴霧調(diào)節(jié)控制裝置和出口煙氣連續(xù)檢測(cè)裝置；包括脫銷DCS及PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)主要完成的計(jì)算和控制有:氨/尿素需求量計(jì)算、溶液制備及溫度控制、稀釋控制、尿素溶液噴射裝置調(diào)節(jié)控制。根據(jù)進(jìn)入爐膛的煙氣流量、氧含量、溫度、機(jī)組負(fù)荷計(jì)算出NOx的含量，控制脫硝尿素溶液噴射流量的NH3/N0X摩爾比。當(dāng)摩爾比達(dá)到設(shè)定值時(shí)，脫硝效率最大，當(dāng)摩爾比繼續(xù)增加時(shí)，脫硝效率不會(huì)再增加，而氨氣的逃逸率會(huì)迅速上升。所述的尿素溶液的制備與存儲(chǔ)系統(tǒng)由尿素溶解罐包括尿素倉、尿素下料機(jī)、尿素溶解罐、尿素溶液輸送泵、尿素溶液儲(chǔ)存罐、除鹽水電磁閥和除鹽水箱；所述的尿素溶液計(jì)量分配與噴霧調(diào)節(jié)控制裝置包括儲(chǔ)氣罐、控制柜和噴槍；實(shí)時(shí)及調(diào)整控制噴槍的噴射濃度、流量及壓力，可以將不同噴霧的流量調(diào)整到平衡，在不同負(fù)荷情況，會(huì)增多或減少反應(yīng)劑流量，需要相應(yīng)的增加或減少霧化空氣的壓力和風(fēng)量；為了滿足良好的霧化混合效果，每層噴槍采用獨(dú)立的流量和壓力控制系統(tǒng)，計(jì)量分配與噴霧調(diào)節(jié)模塊能有效的調(diào)節(jié)控制尿素溶液流量和霧化空氣壓力及流量的關(guān)系。[0010]為了防止尿素結(jié)晶在噴射裝置中造成堵塞，在噴槍退出運(yùn)行前要用空氣對(duì)噴槍進(jìn)行的吹掃，程序自動(dòng)對(duì)退出運(yùn)行的噴射裝置進(jìn)行一次90秒鐘的空氣吹掃。所述的尿素溶液稀釋及輸送模塊包括尿素溶液計(jì)量加壓泵、稀釋水計(jì)量加壓泵和混合裝置；通過出口煙氣連續(xù)檢測(cè)裝置反饋的NOx濃度值或進(jìn)入爐膛的煙氣流量、含氧量、溫度、機(jī)組負(fù)荷等計(jì)算出需還原劑的給定值，DCS系統(tǒng)根據(jù)此給定值計(jì)算得到所需噴射的稀尿素溶液流量，并根據(jù)尿素溶液初始濃度確定稀釋比及尿素溶液流量給定值和稀釋水的給定值，再根據(jù)尿素溶液流量的檢測(cè)值與計(jì)算的給定值偏差輸入Pl控制器，經(jīng)控制作用后調(diào)節(jié)該管線尿素溶液計(jì)量加壓泵，使得實(shí)際測(cè)量的反饋值接近給定值，從而滿足控制精度要求。同時(shí)根據(jù)計(jì)算所得的稀釋水流量給定值與實(shí)際稀釋水流量檢測(cè)值之間的偏差輸入Pl控制器，經(jīng)控制作用后調(diào)節(jié)稀釋水計(jì)量加壓泵，使得稀釋水流量滿足稀釋比所需的流量給定值，其給定值與反饋值的偏差滿足控制精度要求。出口煙氣連續(xù)檢測(cè)裝置檢測(cè)的信息有煙氣流量、NOx濃度、煙氣含氧量、煙塵、濕度、S02濃度、NH3濃度。尿素倉經(jīng)由尿素下料機(jī)依次與尿素溶解罐、尿素溶液輸送泵、尿素溶液儲(chǔ)存罐、尿素溶液計(jì)量加壓泵、混合裝置、控制柜、噴槍相連；除鹽水進(jìn)入尿素溶液的制備與存儲(chǔ)系統(tǒng)后分為兩支，一支通過除鹽水電磁閥與尿素溶解罐相連；另一支依次與除鹽水水箱、釋水計(jì)量加壓泵、混合裝置相連。所述的尿素溶液的制備與存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置了溫度變送器、電動(dòng)閥、流量計(jì)和壓力表。尿素溶解罐內(nèi)設(shè)置了攪拌機(jī)和蒸汽盤管。所述的尿素溶液計(jì)量分配與噴霧調(diào)節(jié)控制裝置內(nèi)設(shè)置了溶液開關(guān)閥、溶液壓力計(jì)、溶液調(diào)節(jié)閥、噴槍吹掃閥、霧化空氣開關(guān)閥、霧化空氣壓力計(jì)、霧化空氣調(diào)節(jié)閥、壓力變送器、噴槍冷卻空氣開關(guān)閥。本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型改造工作量小、簡單方便、施工安裝周期短，建設(shè)投資小、運(yùn)行成本低、易維護(hù)管理、協(xié)同低氮優(yōu)化燃燒技術(shù)脫硝效率更高，適宜于水泥窯爐的脫硝改造。本實(shí)用新型脫硝工藝的還原劑為氨氣，一般通過液氨蒸發(fā)或由氨水、尿素間接制備獲得。根據(jù)原料的不同，脫硝還原劑制備工藝主要有:液氨法、氨水法、尿素水解法、尿素?zé)峤夥?。在脫硝還原劑制備工藝的選擇上應(yīng)充分比較安全性、經(jīng)濟(jì)性、系統(tǒng)維護(hù)方便性及環(huán)保要求等方面的因素。采用液氨法和氨水法制備還原劑具有工藝簡單、能耗低、維護(hù)方便等特點(diǎn)。但液氨和氨水都是有毒物質(zhì)，其運(yùn)輸和儲(chǔ)存都屬于重大危險(xiǎn)源，具有較大的安全風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)采用液氨法制備脫硝還原劑時(shí)，應(yīng)在前期工作中先取得液氮(氨水)的運(yùn)輸線路許可、液氮(氨水)儲(chǔ)存的安全性評(píng)估、及環(huán)評(píng)認(rèn)證等支持性文件。還應(yīng)在后期工作中向危險(xiǎn)化學(xué)品使用登記機(jī)構(gòu)進(jìn)行登記注冊(cè)，取得危險(xiǎn)化學(xué)品使用登記證。尿素是氨的理想來源，與無水氨及有水氨相比，尿素是無毒、無害的化學(xué)品，無爆炸可能性，尿素在運(yùn)輸、儲(chǔ)存中無需考慮安全及危險(xiǎn)性因素，更不須任制定何的緊急程序來確保安全。本實(shí)用新型采用尿素溶液的制備系統(tǒng)使用尿素取代液氨運(yùn)用于脫硝裝置中可獲得較佳的安全環(huán)境，因?yàn)槟蛩厥窃趪娺M(jìn)混合燃燒室之后轉(zhuǎn)化成氨，實(shí)現(xiàn)氧化還原反應(yīng)的，因此，可以避免氨在電廠儲(chǔ)存及管路、閥門泄露而造成的人體傷害。

:圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖1中，I為出口煙氣連續(xù)檢測(cè)裝置,2為噴槍,3為尿素溶液計(jì)量加壓泵,4為尿素溶液計(jì)量分配與噴霧調(diào)節(jié)控制裝置，5為儲(chǔ)氣罐,6為尿素倉,7為尿素溶解制備與儲(chǔ)存系統(tǒng)，8為尿素下料機(jī),9為除鹽水電磁閥，10為尿素溶解罐，11為蒸汽盤管，12為尿素溶液輸送泵，13為尿素溶液儲(chǔ)存罐，14為除鹽水箱，15為稀釋水計(jì)量加壓泵，16為尿素溶液稀釋及輸送模塊，17為混合裝置，18為脫銷DCS及PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)。
具體實(shí)施方式
:包括脫銷DCS及PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)、尿素溶解制備與儲(chǔ)存系統(tǒng)、尿素溶液稀釋及輸送模塊、尿素溶液計(jì)量分配與噴霧調(diào)節(jié)控制裝置和出口煙氣連續(xù)檢測(cè)裝置；所述的尿素溶液的制備與存儲(chǔ)系統(tǒng)由尿素溶解罐包括尿素倉、尿素下料機(jī)、尿素溶解罐、尿素溶液輸送泵、尿素溶液儲(chǔ)存罐、除鹽水電磁閥和除鹽水箱；所述的尿素溶液計(jì)量分配與噴霧調(diào)節(jié)控制裝置包括儲(chǔ)氣罐、控制柜和噴槍；所述的尿素溶液稀釋及輸送模塊包括尿素溶液計(jì)量加壓泵、稀釋水計(jì)量加壓泵和混合裝置；
`[0029]尿素倉經(jīng)由尿素下料機(jī)依次與尿素溶解罐、尿素溶液輸送泵、尿素溶液儲(chǔ)存罐、尿素溶液計(jì)量加壓泵、混合裝置、控制柜、噴槍相連；除鹽水進(jìn)入尿素溶液的制備與存儲(chǔ)系統(tǒng)后分為兩支，一支通過除鹽水電磁閥與尿素溶解罐相連；另一支依次與除鹽水水箱、釋水計(jì)量加壓泵、混合裝置相連。所述的尿素溶液的制備與存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置了溫度變送器、電動(dòng)閥、流量計(jì)和壓力表。尿素溶解罐內(nèi)設(shè)置了攪拌機(jī)和蒸汽盤管。所述的尿素溶液計(jì)量分配與噴霧調(diào)節(jié)控制裝置內(nèi)設(shè)置了溶液開關(guān)閥、溶液壓力計(jì)、溶液調(diào)節(jié)閥、噴槍吹掃閥、霧化空氣開關(guān)閥、霧化空氣壓力計(jì)、霧化空氣調(diào)節(jié)閥、壓力變送器、噴槍冷卻空氣開關(guān)閥。實(shí)施例1將水泥爐窯煙氣SNCR脫硝系統(tǒng)應(yīng)用于脫除新型干法水泥生產(chǎn)線氮氧化物(NOx)的改建工程中，采用尿素作為還原劑噴入爐內(nèi)與NOx進(jìn)行選擇性反應(yīng)，不用催化劑，還原劑噴入分解爐溫度為850°C 1100°C的區(qū)域，脫硝系統(tǒng)以320 420kg/h的尿素溶液耗量噴入到分解爐內(nèi)，經(jīng)四個(gè)在同一平面等間距的四支噴槍進(jìn)入煙道，在高溫環(huán)境下，尿素溶液分解成氨基，與NOx產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成氮?dú)夂退?，達(dá)到脫硝的效果。改造完成后出口氮氧化物濃度小于100mg/Nm3(10%氧含量，NO計(jì))、脫硝效率大于60% ;運(yùn)行成本低，發(fā)揮了分級(jí)燃燒的無運(yùn)行成本增加脫硝效率的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)也發(fā)揮SNCR高效脫氮的目標(biāo)要求，氨逃逸^ IOppm0
權(quán)利要求1.泥爐窯煙氣SNCR脫硝系統(tǒng)，其特征在于，包括脫銷DCS及PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)、尿素溶解制備與儲(chǔ)存系統(tǒng)、尿素溶液稀釋及輸送模塊、尿素溶液計(jì)量分配與噴霧調(diào)節(jié)控制裝置和出口煙氣連續(xù)檢測(cè)裝置； 所述的尿素溶液的制備與存儲(chǔ)系統(tǒng)由尿素溶解罐包括尿素倉、尿素下料機(jī)、尿素溶解罐、尿素溶液輸送泵、尿素溶液儲(chǔ)存罐、除鹽水電磁閥和除鹽水箱； 所述的尿素溶液計(jì)量分配與噴霧調(diào)節(jié)控制裝置包括儲(chǔ)氣罐、控制柜和噴槍； 所述的尿素溶液稀釋及輸送模塊包括尿素溶液計(jì)量加壓泵、稀釋水計(jì)量加壓泵和混合裝置； 尿素倉經(jīng)由尿素下料機(jī)依次與尿素溶解罐、尿素溶液輸送泵、尿素溶液儲(chǔ)存罐、尿素溶液計(jì)量加壓泵、混合裝置、控制柜、噴槍相連； 除鹽水進(jìn)入尿素溶液的制備與存儲(chǔ)系統(tǒng)后分為兩支，一支通過除鹽水電磁閥與尿素溶解罐相連；另一支依次與除鹽水水箱、釋水計(jì)量加壓泵、混合裝置相連。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥爐窯煙氣SNCR脫硝系統(tǒng)，其特征在于，所述的尿素溶液的制備與存儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置了溫度變送器、電動(dòng)閥、流量計(jì)和壓力表。
3.據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥爐窯煙氣SNCR脫硝系統(tǒng)，其特征在于，尿素溶解罐內(nèi)設(shè)置了攪拌機(jī)和蒸汽盤管。
4.據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥爐窯煙氣SNCR脫硝系統(tǒng)，其特征在于，所述的尿素溶液計(jì)量分配與噴霧調(diào)節(jié)控制裝置內(nèi)設(shè)置了溶液開關(guān)閥、溶液壓力計(jì)、溶液調(diào)節(jié)閥、噴槍吹掃閥、霧化空氣開關(guān)閥、霧化空氣壓力計(jì)、霧化空氣調(diào)節(jié)閥、壓力變送器、噴槍冷卻空氣開關(guān)閥。
專利摘要本實(shí)用新型屬于氮氧化物排放控制和治理工程的煙氣脫硝減排控制技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，是涉及水泥爐窯煙氣SNCR脫硝系統(tǒng)。括脫銷DCS及PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)、尿素溶解制備與儲(chǔ)存系統(tǒng)、尿素溶液稀釋及輸送模塊、尿素溶液計(jì)量分配與噴霧調(diào)節(jié)控制裝置和出口煙氣連續(xù)檢測(cè)裝置。本實(shí)用新型改造工作量小、簡單方便、施工安裝周期短，建設(shè)投資小、運(yùn)行成本低、易維護(hù)管理、協(xié)同低氮優(yōu)化燃燒技術(shù)脫硝效率更高，適宜于水泥窯爐的脫硝改造。
文檔編號(hào)B01D53/56GK202921161SQ201220675989
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者黃劍 申請(qǐng)人:湘潭保利光電測(cè)控科技有限公司