一种改进喷氨装置的水泥窑烟气SNCR脱硝系统的制作方法

一种改进喷氨装置的水泥窑烟气sncr脱硝系统
技术领域
1.本实用新型涉及水泥窑烟气脱硝技术领域，具体涉及一种改进喷氨装置的水泥窑烟气sncr脱硝系统。


背景技术：

2.sncr烟气脱硝工艺和技术是指在无催化剂的作用下，在合适的温度窗口内喷入还原剂，将烟气中的氮氧化物还原为没有危害的水和氮气。
3.其核心设备和核心反应区域为氨水喷射系统，喷枪形式、喷枪布置对于实现sncr脱硝精准输出至关重要。现有脱硝系统喷枪布置方式较为多样化，常常存在过喷或喷射不足或是喷射的氨水被大量吸附等问题。


技术实现要素：

4.本实用新型提供一种改进喷氨装置的水泥窑烟气sncr脱硝系统，提出长短枪配合使用的氨水喷射系统布置方法，减少氨水被烟气中的粉尘吸附、提升氨水利用率。
5.一种改进喷氨装置的水泥窑烟气sncr脱硝系统，包括分解炉、5级旋风预热器、增湿塔、余热锅炉、生料磨、电收尘器、窑尾烟囱和喷氨装置，所述5级旋风预热器包括顺烟气流向依次设置的c5级旋风预热器、c4级旋风预热器、c3级旋风预热器、c2级旋风预热器和c1级旋风预热器，分解炉出口管道的烟气出口接入c5级旋风预热器的烟气入口；
6.所述喷氨装置包括设置于分解炉中上部的第一喷氨模块、设置于分解炉出口管道处的第二喷氨模块、设置于c5级旋风预热器锥体段的第三喷氨模块和设置于c4级旋风预热器锥体段的第四喷氨模块；
7.所述第一喷氨模块、第二喷氨模块、第三喷氨模块和第四喷氨模块均包括若干支喷枪，分解炉中上部处喷枪的喷嘴与分解炉内壁平齐；分解炉出口管道处喷枪的喷嘴与分解炉出口管道内壁平齐；c5级旋风预热器锥体段和c4级旋风预热器锥体段处喷枪的喷嘴布置于对应旋风筒的内旋气路上。
8.以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
9.可选的，所述第一喷氨模块、第二喷氨模块、第三喷氨模块和第四喷氨模块分别设置于对应安装部位的850-950℃温度区段。
10.可选的，各喷氨模块的喷枪布置数量以各喷氨模块的喷射覆盖率不小于截面面积150％计。
11.可选的，各喷氨模块的喷枪均水平安装。
12.可选的，所述第一喷氨模块的所有喷枪位于同一水平截面上且均匀分布；所述第二喷氨模块的所有喷枪位于同一水平截面上且均匀分布。进一步地，所述第一喷氨模块和第二喷氨模块各包括2～4支喷枪。
13.可选的，所述第三喷氨模块的喷枪和第四喷氨模块的喷枪的喷嘴距离对应旋风筒内壁的距离最小不小于1.0m，最远不超过对应旋风筒的中心线。
14.可选的，所述第三喷氨模块的喷枪和第四喷氨模块的喷枪均呈上下分层布置，相邻层之间的高度差为0.5～1m。
15.进一步地，所述第三喷氨模块和第四喷氨模块各包括两支喷枪，两支喷枪对向布置且高度差为0.5～1m。
16.可选的，所述第三喷氨模块的喷枪和第四喷氨模块的喷枪均选择偏心喷枪。
17.进一步地，所述偏心喷枪的喷射孔轴线与喷枪轴线呈45
°
角。
18.可选的，所述增湿塔和余热锅炉并行设置并位于所述5级旋风预热器下游，所述增湿塔和余热锅炉的烟气入口均接入c1级旋风预热器的烟气出口；所述增湿塔和余热锅炉的烟气出口接入生料磨和/或电收尘器的烟气入口；所述生料磨的烟气出口接入电收尘器的烟气入口；所述电收尘器的烟气入口接入窑尾烟囱的烟气入口。
19.与传统喷枪布置方式相比，本实用新型最大的特点是采用长短枪配合布置，充分避开高粉尘区域，避免喷嘴烧结、氨水被粉尘吸附等问题，至少具有如下有益效果之一：
20.(1)喷枪数量足够多，并呈立体化布置，满足sncr脱硝强大的输出功能，有利于喷枪点位的切换以适应工况波动，真正实现精准喷氨；
21.(2)将喷枪布置点位延伸至c4级旋风预热器，解决了现役水泥熟料线常常存在的超负荷生产导致燃烧后移的问题，有效覆盖了sncr脱硝的所有可能满足反应温度区间的范围。
22.(3)创新性提出在c4级、c5级旋风筒布置喷枪，并将喷枪布置在内旋气流通道上，充分利用高速旋流气流强化混合、又避免了旋风筒外旋气流的高粉尘对氨水的吸附和浪费。
23.(4)可以解决技术背景中描述的因喷枪布置和选配不当导致的sncr脱硝技术nox排放浓度难以达到＜100mg/m3的超低排放指标，还原剂利用率低，氨水浪费与逃逸等问题。
附图说明
24.图1为本实用新型sncr脱硝系统的结构示意图；
25.图2和图3为图1中第一喷氨模块和第二喷氨模块在对应安装点的分布示意图；
26.图4和图5为图1中第三喷氨模块和第四喷氨模块在对应安装点的分布示意图；
27.图6为实施例2中5000吨tdf炉的工艺流程图；
28.图7为实施例3中5000吨dd炉的工艺流程图。
29.图1～图5中所示附图标记如下：
30.1-分解炉
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2-分解炉出口管道
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3-c5级旋风预热器
31.4-c4级旋风预热器
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5-c3级旋风预热器
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6-c2级旋风预热器
32.7-c1级旋风预热器
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8-增湿塔
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9-余热锅炉
33.10-生料磨
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11-电收尘器
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12-窑尾烟囱
34.p1-第一喷氨模块
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p2-第二喷氨模块
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p3-第三喷氨模块
35.p4-第四喷氨模块
36.p1a\p1b\p1c\p1d-第一喷氨模块的喷枪代号
37.h1-旋风筒锥体喷枪距离筒体底部高度
38.h2-旋风筒锥体上布置喷枪高程差
39.l1-旋风筒锥体上层喷枪伸入长度
40.l2-旋风筒锥体下层喷枪伸入长度
具体实施方式
41.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
42.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。
43.如图1～如5所示，一种氨水喷射改进的水泥窑烟气sncr脱硝系统，包括分解炉1、5级旋风预热器、增湿塔8、余热锅炉9、生料磨10、电收尘器11、窑尾烟囱12和喷氨装置，5级旋风预热器包括顺烟气流向依次设置的c5级旋风预热器3、c4级旋风预热器4、c3级旋风预热器5、c2级旋风预热器6和c1级旋风预热器7，分解炉出口管道2的烟气出口接入c5级旋风预热器3的烟气入口。增湿塔8和余热锅炉9并行设置并位于5级旋风预热器下游，增湿塔8和余热锅炉9的烟气入口均接入c1级旋风预热器3的烟气出口；增湿塔8和余热锅炉9的烟气出口接入生料磨10和/或电收尘器11的烟气入口(即增湿塔和余热锅炉的出口烟气可直接进入电收尘器也可依次进入生料磨和电收尘器)；生料磨10的烟气出口接入电收尘器11的烟气入口；电收尘器的烟气入口接入窑尾烟囱12的烟气入口。
44.喷氨装置呈立体化布置，包括设置于分解炉中上部的第一喷氨模块p1、设置于分解炉出口管道2处的第二喷氨模块p2、设置于c5级旋风预热器锥体段的第三喷氨模块p3和设置于c4级旋风预热器锥体段的第四喷氨模块p4。第一喷氨模块p1、第二喷氨模块p2、第三喷氨模块p3和第四喷氨模块p4均包括若干支喷枪。
45.本技术中，喷氨模块采用长短枪配合使用，一种实施方式中，分解炉中上部处(第一喷氨模块p1)喷枪的喷嘴与分解炉内壁平齐；分解炉出口管道处(第二喷氨模块p2)喷枪的喷嘴与分解炉出口管道内壁平齐；c5级旋风预热器锥体段(第三喷氨模块p3)和c4级旋风预热器锥体段(第四喷氨模块p4)处喷枪的喷嘴布置于对应旋风筒内旋气路上。
46.具体的，第一喷氨模块p1和第二喷氨模块p2的分布方式一致，如图2和图3所示(图中以第一喷氨模块p1进行标示)，图3为第一喷氨模块p1和第二喷氨模块p2的平面分布图，图4为第一喷氨模块p1和第二喷氨模块p2的立面分布图，每个喷氨模块的所有喷枪位于同一水平截面上且均匀分布，所有喷枪的喷嘴均与对应安装点的内壁齐平，第一喷氨模块p1和第二喷氨模块p2各设置2～4支喷枪。如图2和图3所示的实施方式中，第一喷氨模块p1和第二喷氨模块p2分别设置4把喷枪(以第一喷氨模块为例：包括喷枪p1a、喷枪p1b、喷枪p1c和喷枪p1d)，均水平安装，喷枪p1a和喷枪p1c对称设置，喷枪p1b和喷枪p1d对称设置。第一喷氨模块p1中，4把喷枪(喷枪p1a\喷枪p1b\喷枪p1c\喷枪p1d)的喷嘴均与分解炉内壁齐平，第二喷氨模块p2中，4把喷枪的喷嘴均与分解炉出口管道的内壁齐平。
47.第三喷氨模块p3和第四喷氨模块p4的分布方式一致，如图4和图5所示(图中以第三喷氨模块p3进行标示)，旋风筒包括位于上部的筒体段和位于下部的椎体段，喷枪设置于旋风筒锥体段的不同高度处，喷枪的喷嘴均伸入锥体段内并位于对应旋风筒内旋气路上。如图4和图5所示的实施方式中，第三喷氨模块p3和第四喷氨模块p4各设置两把喷枪，两把喷枪对向设置且位于不同高度处，喷枪均水平安装，喷嘴均伸入对应旋风筒内。一种具体实施方式中，第三喷氨模块p3的喷枪和第四喷氨模块p4的喷枪，其喷嘴距离对应旋风筒内壁的距离不小于1.0m，即图中所示的l1和l2不小于1.0m，最远不超过旋风筒锥体段的中心线；上层喷枪与下层喷枪的高度差h2在0.5～1m范围内。上层喷枪与旋风筒筒体段底部之间存在高度差(h1)，该高度差可消减椎体段内各方向对冲导致的中间部分喷射量覆盖率高于其他区域的不良影响。
48.第一喷氨模块p1、第二喷氨模块p2、第三喷氨模块p3和第四喷氨模块p4分别设置于对应安装部位的850-950℃温度区段。各喷氨模块的喷枪布置数量以各喷氨模块的喷射覆盖率不小于截面面积150％计。
49.各喷氨模块的喷枪均选择已知结构喷枪，一种实施方式中，第一喷氨模块p1的喷枪和第二喷氨模块p2的喷枪均选择常规喷枪，第三喷氨模块p3的喷枪和第四喷氨模块p4的喷枪均选择偏心喷枪，偏心喷枪的喷射孔与喷枪轴向呈45
°
角，可通过厂家定制。
50.以下以具体实施例进行进一步说明：
51.【实施例一】
52.参照附图1所示，规格为2500t/d熟料生产线的sncr脱硝系统氨喷射系统，分解炉为dd炉，预热器为单系列5级旋风预热器。
53.氨水喷枪总共布置有10支；第一喷氨模块p1布置在分解炉中上部，均布4支，喷枪喷嘴与分解炉内壁平齐，p1a和p1c呈对向布置，受控于还原剂分配模块rdm-1分配支路，p1b和p1d呈对向布置，受控于还原剂分配模块rdm-2分配支路。第二喷氨模块p2布置在分解炉出口鹅颈管上游烟道，均布4只喷枪，p2a和p2c呈对向布置，受控于还原剂分配模块rdm-3分配支路，p2b和p2d呈对向布置，受控于还原剂分配模块rdm-4分配支路。第三喷氨模块p3布置在c5级旋风预热器底部锥体，布置2只喷枪，对向布置且存在高度差。第四喷氨模块p4布置在c4级旋风预热器底部锥体，布置2只喷枪，对向布置且存在高度差。第一喷氨模块p1和第二喷氨模块p2喷枪安装分布见图2和图3，第三喷氨模块p3和第四喷氨模块p4喷枪安装分布见图4和图5。
54.表1某2500t/d熟料生产线(dd炉)喷枪布置方案
[0055][0056]
经过实施例1改造后的nox排放浓度可以达到＜100mg/m3的超低排放指标。
[0057]
【实施例二】
[0058]
流程如附图6所示，规格为5000t/d熟料生产线的sncrsncr脱硝系统氨喷射系统，分解炉为tdf炉，预热器为双系列5级旋风预热器。
[0059]
氨水喷枪总共布置有14支；p1布置在分解炉中上部，均布4支，喷枪喷嘴与分解炉内壁平齐，p1a和p1c呈对向布置，受控于还原剂分配模块rdm-1分配支路，p1b和p1d呈对向布置，受控于还原剂分配模块rdm-2分配支路。p2布置在分解炉出口鹅颈管上游烟道，均布4只喷枪，p2a和p2c呈对向布置，受控于还原剂分配模块rdm-3分配支路，p2b和p2d呈对向布置，受控于还原剂分配模块rdm-4分配支路。p3布置在c5级旋风预热器底部锥体，每个锥体布置2只喷枪。p4布置在c4级旋风预热器底部锥体，每个锥体布置2只喷枪。p1的喷枪安装分布见图2和图3，p2的喷枪在分解炉出口管道顶部中部各1支，p3、p4喷枪安装分布见图4和图5。
[0060]
表2某5000t/d熟料生产线(tdf炉)喷枪布置方案
[0061][0062][0063]
【实施例三】
[0064]
如附图7所示，规格为5000t/d熟料生产线的sncrsncr脱硝系统氨喷射系统，分解炉为dd炉，预热器为双系列5级旋风预热器。
[0065]
氨水喷枪总共布置有16支；p1布置在分解炉中上部，均布4支，喷枪喷嘴与分解炉内壁平齐，p1a和p1c呈对向布置，受控于还原剂分配模块rdm-1分配支路，p1b和p1d呈对向布置，受控于还原剂分配模块rdm-2分配支路。p2布置在分解炉出口鹅颈管上游烟道，均布4只喷枪，p2a和p2c呈对向布置，受控于还原剂分配模块rdm-3分配支路，p2b和p2d呈对向布置，受控于还原剂分配模块rdm-4分配支路。p3布置在c5级旋风预热器底部锥体，布置2只喷枪。p4布置在c4级旋风预热器底部锥体，布置2只喷枪，p1、p2层喷枪安装分布见图2和图3，p3、p4层喷枪安装分布见图4和图5。
[0066]
表3某5000t/d熟料生产线(dd炉)喷枪布置方案
[0067][0068][0069]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0070]
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。