[实用新型]一种工业窑炉综合节能减排集成系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种工业窑炉富氧助燃和烟气脱硫、脱硝综合节能减排装置。 

背景技术

工业窑炉的烧成系统是建材生产过程中的中心环节，也是大量消耗燃料的工序，因此，节能是工业窑炉烧成系统最突出的问题。富氧燃烧技术，特别是局部增氧助燃技术在火电、石油、化工等行业已经有成功应用的案例，但在建材行业还没有得到应用。根据其它行业的应用表明，局部增氧助燃技术不仅能够明显节能，而且能够减少CO、CO2、SOx、NOx和烟尘的排放，但是仍达不到环保要求。我国“十二五”期间，氮氧化物被列为约束性指标体系，要求排放总量削减10%。建材行业氮氧化物的排放量占全国工业排放总量的15%左右，已是居火力发电、汽车尾气之后的第三大氮氧化物排放大户。现在应用最广泛的烟气脱硝技是SCR技术和SNCR技术，SCR技术脱硝效率可达95%以上，但由于投资大，系统复杂，运行成本高等原因，并不适用与工业窑炉。而SNCR脱硝技术虽然投资低，运行成本少，系统简单，使用范围广，但其脱硝效率很低，不能满足国家制定的排放标准。目前有专利将SCR和SNCR脱硝技术结合脱硝，该项技术中SCR脱硝技术仍然存在一些弊端，因为应用在工业窑炉烟气脱硝上，烟气中含有碱性物质，致使催化剂中毒，反应效率降低，需要频繁更换催化剂，催化剂的价格很高，大大增加了运行成本。另外SCR反应塔内部分布着很多塔盘，塔盘上布满催化剂，致使烟气阻力增大，窑尾风机电耗加大。此项技术并不适用于工业窑炉综合节能减排。 

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种既节能又可实现理想的脱硫、脱硝、除尘的工业窑炉综合节能减排系统。本实用新型主要是：将富氧助燃技术、SNCR（选择性非催化还原反应）脱硝法与氧化中和脱硝法有机结合在一起。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

工业窑炉上设有燃烧器，该窑炉烟气出口与除尘器进口相连，最好窑炉烟气出口与除尘器进口之间设余热锅炉，以便将烟气温度进一步降低并回收热能，该余热锅炉出口与除尘器进口相连，该除尘器出口与氧化中和脱硝反应塔进口相连，该氧化中和脱硝反应塔出口与烟囱相连，最好两者之间设引风机。该氧化中和脱硝反应塔下部设有铵盐池，其底部设有铵盐出口，铵盐出口与铵盐液固分离装置相连。该氧化中和脱硝反应塔上设有还原剂进口，其与还原剂喷淋雾化装置的一个出口相连，该还原剂喷淋雾化装置的另一个出口还与设在工业窑炉上的SNCR脱硝还原剂喷嘴入口相连。在氧化中和脱硝反应塔上还设有臭氧进口，其与臭氧发生装置出口相连，该臭氧发生装置进口与富氧发生装置的一个出口相连。该富氧发生装置的另一个出口与设在窑炉上富氧助燃喷嘴相连。最好在富氧发生装置和富氧助燃喷嘴相连的管路上设混风装置，即混风装置的富氧进口与富氧发生装置的另一个出口相连，该混风装置的空气进口与热空气相连，该混风装置的出口与富氧助燃喷嘴相连。当热空气与氧气混合均匀达到设定浓度后进入富氧助燃喷嘴。

上述还原剂为尿素或氨水。上述富氧发生装置可以有多种，如深冷法富氧发生装置、膜法富氧发生装置、变压吸附法富氧发生装置等各类富氧发生装置。

本实用新型的工作过程大致如下：

建材生产过程中需要在窑炉进行烧成，通过富氧发生装置制备高浓度的氧气，与热空气混合或单独通过富氧助燃喷嘴通入到窑炉中，进行富氧燃烧，高温烟气从工业窑炉的窑尾排除，其中燃烧产生的大量氮氧化物与二氧化硫，首先采用SNCR脱硝法喷入工业窑炉，在工业窑炉烟气温度范围850~1250℃时，喷射适量的由空气雾化的还原剂，使烟气中一部分NO_x被还原为无害的N₂和H₂O被脱除。未脱除的NO_x及剩余的还原剂随着烟气从窑炉尾部排出，烟气又与余热锅炉进行热量交换，烟气温度降至120℃左右进入除尘器，在除尘器与烟囱之间再采用氧化中和法脱硝，即让富氧发生装置制得的高浓度氧气经过臭氧发生装置生产臭氧，喷射到氧化中和脱硝反应塔中将烟气中的一氧化氮迅速氧化成二氧化氮，同时将烟气中的二氧化硫迅速氧化成三氧化硫，还原剂经过喷射雾化装置喷射到氧化中和脱硝反应塔中，于是气态氨、气态水与气态的氮氧化物和硫氧化物迅速反应合成铵盐；铵盐与大颗粒的粉尘颗粒沉积在铵盐池内由结晶泵抽入到铵盐液固分离装置中，最终产品为氮肥；洁净的烟气经引风机进入烟囱。 

本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

1、富氧助燃技术可以改善燃烧环境，减少煤耗，通过计算可综合节煤2~15%左右，从而节约成本。