水泥窑尾烟气中温低尘脱硝一体化设备及其治理系统的制作方法

1.本实用新型涉及水泥窑尾烟气处理技术领域，尤其涉及水泥窑尾烟气中温低尘脱硝一体化设备及其治理系统。


背景技术：

2.目前针对于水泥窑尾烟气的治理，国内采用的技术主要是高温布置方式，高温的布置方式主要包括高温高尘、高温中尘。但是，无论是高温高尘还是高温中尘布置方式，烟气中的粉尘浓度都还很高，催化剂也容易堵塞、磨损、中毒，催化剂使用寿命短。此外，高温布置方式处理后的烟气温降较大，对后端余热锅炉发电影响较大；高温布置的钢材受温差影响热变形较严重；因为高温烟气体积较大，设备体积大，投资较高。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的在于提供水泥窑尾烟气中温低尘脱硝一体化设备及其治理系统，能够解决水泥窑尾烟气粉尘浓度高、催化剂使用寿命短的问题，同时实现nox治理，成本投资低。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
5.一种水泥窑尾烟气中温低尘脱硝一体化设备，其包括箱体、金属滤袋和催化剂层，所述金属滤袋设置在箱体的内腔中并将内腔分割为上腔室和下腔室，所述下腔室连通有烟气进口，所述上腔室连通有烟气出口，所述催化剂层设置在上腔室内。
6.优选地，所述烟气进口呈喇叭状，包括开口朝上的小烟气进口以及与所述箱体的侧壁无缝连接的大烟气出口，所述小烟气进口连接有竖直放置的进烟管道。
7.优选地，所述烟气进口和下腔室之间设有多孔板。
8.优选地，所述烟气出口设置在箱体的顶部，包括一个以上的喇叭出口。
9.优选地，在所述金属滤袋和催化剂层之间还设有用于吹灰的喷吹装置。
10.优选地，所述下腔室的底部设有一个以上的用于集尘的灰斗。
11.本实用新型还公开了一种水泥窑尾烟气中温低尘脱硝治理系统，其包括布袋除尘器以及如上述任一项所述的水泥窑尾烟气中温低尘脱硝一体化设备，所述水泥窑尾烟气中温低尘脱硝一体化设备和布袋除尘器依次管道连接于余热锅炉出气口和烟囱之间。
12.优选地，还包括生料磨系统，所述生料磨系统的进气口和出气口分别通过三通连接在所述水泥窑尾烟气中温低尘脱硝一体化设备和布袋除尘器之间的连接管道上；所述生料磨系统包括依次管道连接的生料磨、旋风除尘器和物料风机。
13.优选地，还包括预热装置和sncr系统，所述预热装置管道连接于水泥窑尾烟气出气口和预热锅炉进气口之间，所述sncr系统与预热装置管道连接。
14.优选地，还包括设置在余热锅炉和所述水泥窑尾烟气中温低尘脱硝一体化设备之间的高温引风机以及设置在所述布袋除尘器和烟囱之间的排气引风机。
15.采用上述方案后，余热锅炉出来的烟气先后经金属滤袋除尘和催化剂层脱硝，可
以大大降低烟气中尘硝的浓度，很大程度上降低烟气排放对环境的影响，更加环保。先除尘的烟气使得催化剂层更不容堵塞、磨损和中毒，催化剂的活性和寿命可以得到保障，进而降低维护成本。
16.烟气自上而下流动并经过多孔板进入箱体，通过自由沉降和机械作用实现预除尘，加上后端的金属滤袋除尘，经过两级高效除尘后，烟气中的含尘量大大降低。
17.本实用新型治理系统主体设置在余热锅炉之后，经余热锅炉出来的烟气温度相对较低，采用中温布置方式，烟气体积较小，设备体积可以相应做小，也不易变形，可以节省设备成本和维护成本。烟气经过一体化设备、生料磨和布袋收尘后，烟气含尘量极低，氮氧化物也能符合排放标准。
18.预热装置和sncr系统的设置，可以对刚排放出的水泥窑尾烟气进行加热并在高温下进行初步脱硝，无需催化剂，成本低，脱硝效果好；同时sncr系统可以减轻后续催化剂层的脱硝压力，催化剂损耗更小，降低了运营成本；此外，加热后的水泥窑尾烟气被送入到余热锅炉进行余热发电，与预热装置的运行成本相抵，能耗变相减少，节约了成本。
附图说明
19.图1为水泥窑尾烟气中温低尘脱硝一体化设备的示意图；
20.图2为水泥窑尾烟气中温低尘脱硝治理系统的示意图。
21.标号说明：
22.水泥窑尾烟气中温低尘脱硝一体化设备10，箱体11，烟气进口111，多孔板112，进烟管道113，烟气出口114，金属滤袋12，喷吹装置13，催化剂层14，灰斗15；
23.预热装置20；
24.高温引风机30；
25.生料磨41，旋风除尘器42，物料风43；
26.布袋除尘器50；
27.排风引风机60；
28.水泥窑70；
29.余热锅炉80；
30.烟囱90；
31.sncr系统a0。
具体实施方式
32.如图1所示，本实用新型揭示了一种水泥窑70尾烟气中温低尘脱硝一体化设备10，其包括箱体11、金属滤袋12、喷吹装置13和催化剂层14。
33.金属滤袋12设置在箱体11的内腔中并将内腔分割为上腔室和下腔室。下腔室连通有烟气进口111，烟气进口111呈喇叭状，包括开口朝上的小烟气进口111以及与箱体11的侧壁无缝连接的大烟气出口114，大烟气出口114和下腔室之间设有多孔板112。小烟气进口111连接有竖直放置的进烟管道113。在箱体11的底部设有与下腔室连通的灰斗15。上腔室连通有烟气出口114，烟气出口114设置在箱体11的顶部，包括一个以上的喇叭出口，喇叭出口与出气烟道连通。
34.催化剂层14和喷吹装置13均设置在上腔室内，且喷吹装置13设置在催化剂层14和金属滤袋12之间。
35.烟气自上而下进入进烟管道113，经过自由沉降后穿过多孔板112，实现预除尘，部分较大颗粒的粉尘掉落灰斗15中。预除尘后的烟气升腾经金属滤袋12二次除尘，经过两级除尘的烟气，其含尘量大大降低。经过两级除尘的烟气其动能也相对来说也损耗不少，故设置喷吹装置13进行吹尘，一来可以提高烟气的动能，保持向上流动的动力，二来也可以将附着在催化剂层14上的灰尘吹掉，保证催化剂层14上的有效接触面积，利于其功能发挥。低尘/微尘的烟气在自下而上流经催化剂层14进行nox的脱除。由于催化剂始终处于低尘/微尘工作环境之下，其活性和寿命得到有效保证，烟气出口114的氮氧化物排放浓度可稳定在50mg/nm
³
以下。
36.如图2所示，本实用新型还公开了一种水泥窑70尾烟气中温低尘脱硝治理系统，其包括预热装置20、高温引风机30、排气引风机60、布袋除尘器50、生料磨系统、sncr系统a0以及上述的水泥窑70尾烟气中温低尘脱硝一体化设备10，预热装置20管道连接于水泥窑70尾烟气出口114和余热锅炉80进气口之间，sncr系统a0则与预热装置20连接。高温引风机30、水泥窑70尾烟气中温低尘脱硝一体化设备10、布袋除尘器50和排气引风机60依次管道连接于余热锅炉80出气口和烟囱90之间。生料磨系统的进气口和出气口分别通过三通连接在水泥窑70尾烟气中温低尘脱硝一体化设备10和布袋除尘器50之间的连接管道上。
37.生料磨系统包括依次管道连接的生料磨41、旋风除尘器42和物料风机43。
38.水泥窑70尾烟气排出后温度约为320℃，粉尘浓度约为120g/nm
³
，烟气被预热装置20加热到符合sncr系统的反应温度。sncr系统a0即选择性非催化还原系统，在无催化剂的作用下，在适合脱硝反应的“温度窗口”内（即预热装置20中）喷入还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。水泥窑70尾烟气经过加热和初步的脱硝，氮氧化物含量可以降低50%以上，可以减缓后续脱硝的压力。高温的烟气流入到余热锅炉80中进行余热发电利用，发电效率相比与烟气直接排放的更高，而预热装置20的运行能耗可以通过余热发电补偿相抵，进而降低运营成本。
39.从余热锅炉80排出后烟气温度约为200℃，粉尘浓度降为55g/nm
³
，烟气经低尘脱硝一体化设备10二级收尘，之后烟气再先后进入生料磨系统和布袋除尘器50收尘，最后从烟囱90排出。烟囱90排出的烟气温度约为100℃，粉尘浓度小于10mg/nm
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，nox的浓度在50mg/nm
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以下。
40.低尘脱硝一体化设备10、生料磨系统和布袋除尘器50设置在余热锅炉80之后，这样对水泥窑70运行和余热锅炉80的发电效率都没有任何影响，由于余热锅炉80中烟气粉尘的自然沉降，进入到一体化设备10的烟气粉尘浓度约为55g/nm
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，除尘压力大大减小，减少了除尘器的清灰频次，延长金属滤袋12寿命。
41.高温布置的烟气温度是320℃左右，温度高烟气体积量大。采用中温布置方式，温度在200℃左右，烟气体积量较小，设备可相应做小，节约一次投资成本及运维成本。
42.以上所述，仅是本实用新型实施例而已，并非对本实用新型的技术范围作任何限制，故凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。