CN208145744U - 水泥分解炉直接喷氨装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种水泥分解炉直接喷氨装置，涉及水泥分解炉喷氨装置技术领域，包括氨水喷射装置和分解炉燃烧设备，氨水喷射装置包括氨水制备罐、输氨泵、流量调节阀、流量计、出口烟气检测仪及连接管道；分解炉燃烧设备包括分解炉炉体、煤粉燃烧器、三次风管、氨水喷枪等。通过烟气及三次风风量配比，使得主燃烧区为富燃料燃烧区，将氨水混合溶液通过输氨泵输入氨水喷枪，氨喷入位置在富燃料区上方部位，在低氧环境利于还原NOx，从而实现降低煤粉燃烧NOx的排放浓度。本实用新型现场制作氨水，施工简便且不受地域限制，运用成本低，氨水直接喷入低氧火焰中使其与烟气中NOx发生还原反应，最终实现NOx低排放。

Description

水泥分解炉直接喷氨装置

技术领域

本实用新型涉及水泥分解炉喷氨装置技术领域，具体涉及一种水泥分解炉直接喷氨装置。

背景技术

环境污染日趋严重，国家对环境保护要求的不断提高。工业锅炉NOx排放是主要大气污染的主要源头之一。氮氧化物(nitrogen oxides即NOx)包括多种化合物，如一氧化二氮(N₂O)、一氧化氮(N0)、二氧化氮(NO₂)、三氧化二氮(N₂0₃)、四氧化二氮(N₂0₄)和五氧化二氮(N₂0₅)等。除二氧化氮以外，其他氮氧化物均极不稳定，遇光、湿或热变成二氧化氮及一氧化氮，一氧化氮又变为二氧化氮。因此，职业环境中接触的是几种气体混合物常称为硝烟(气)，主要为一氧化氮和二氧化氮，并以二氧化氮为主。氮氧化物都具有不同程度的毒性。2013年我国颁布的《水泥工业大气污染物排放标准》规定新建企业从2014年3月1日开始、现有企业自2015年7月1日开始执行400mg/m³的氮氧化物污染物排放限值，这就对现有的分解炉低氮燃烧技术提出了更高的要求。

目前广泛应用、成熟的水泥分解炉低NOx技术，如炉内空气分级、燃料分级、低氮燃烧等，这些技术必须配合尾部烟气脱硝(如选择性催化还原 (SCR)和选择性非催化还原(SNCR)等)才能满足国家标准(GB4915－ 2013)。SCR和SNCR技术是通过向烟气中喷入氨还原剂还原NOx，SNCR技术存在反应温度窗口较窄、氨逃逸严重等问题，SCR存在催化剂寿命短、烟道堵塞及安装和运行成本高等不利因素，在应用时也受到较大限制。因此，迫切需要研发低运行成本、脱硝效率高、适用性强的低NOx技术来满足市场需要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种能够现场制作氨水，施工简便且不受地域限制，运用成本低的水泥分解炉直接喷氨装置，以解决上述背景技术中存在的实现低浓度NOx排放指标时面临的脱硝运行成本高、温度窗口窄、设备场地受限的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采取了如下技术方案：

本实用新型所提供的一种水泥分解炉直接喷氨装置，包括分解燃烧设备及氨水喷射系统，所述氨水喷射系统包括通过管道依次连通的氨水配制罐、流量调节阀、流量计、输氨泵、氨水喷枪；所述分解炉燃烧设备包括由上至下依次连通的分解炉炉体、三次风管、烟气进口；所述流量计通信连接有一控制器，所述控制器的输出端分别连接所述流量调节阀和所述输氨泵，所述氨水喷枪围绕所述分解炉炉体均匀安装，所述氨水喷枪位于同一水平面内。

进一步的，所述氨水喷枪的喷射位置位于所述分解炉炉体内富燃料区的上方。

进一步的，所述富燃料区的温度为850-900℃。

进一步的，所述氨水喷枪的数量为4个。

进一步的，所述氨水喷枪的喷嘴为机械雾化式喷嘴。

进一步的，在所述分解炉炉体的烟气出口处设有出口烟气检测仪，所述出口烟气检测仪与所述控制器通信连接。

本实用新型所述的水泥分解炉直接喷氨装置工作原理为：

通过底部烟气进口风量及三次风管风量配比，使得主燃烧区为富燃料燃烧区，在此基础上，将氨水制备罐内的氨与水混合制备氨含量为20％的溶液，通过输氨泵输入氨水喷枪，喷入位置在富燃料区与燃尽区之间。煤粉在还原区进行不充分燃烧，低氧环境利于抑制NOx的生成，同时，氨水喷入高温、低氧的富燃区，快速分解出的NH₃成分与上升烟气中生成的NOx混合发生还原反应，从而大大降低煤粉燃烧NOx的排放浓度。其反应O+H2O→OH+OH使烟气OH根离子增多，烟气OH离子数量的增多随即使NO还原效果得到增强，反应如下：

本实用新型有益效果：无需通过外设保护气对喷枪进行保护，可对喷枪进行降温保护，可有效防止喷枪及喷嘴烧蚀损坏，提高了喷枪使用寿命；保护套管内水流可与氨气在喷嘴处混合形成氨水，减少了氨水配制环节，大大降低了生产生本。

本实用新型附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例所述的水泥分解炉直接喷氨装置结构图。

图2为本实用新型实施例所述的水泥分解炉直接喷氨装置的氨水喷枪安装状态示意图。

其中：1-氨水配制罐；2-流量调节阀；3-流量计；4-输氨泵；5-氨水喷枪；6-分解炉炉体；7-三次风管；8-烟气进口；9-控制器。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能解释为对本实用新型的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或模块，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、模块和/或它们的组。

需要说明的是，在本实用新型所述的实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通，或两个元件的相互作用关系，除非具有明确的限定。对于本领域技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语 (包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。

为便于对本实用新型实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且实施例并不构成对本实用新型实施例的限定。

本领域普通技术人员应当理解的是，附图只是一个实施例的示意图，附图中的部件或装置并不一定是实施本实用新型所必须的。

实施例

如图1所示，为本实用新型实施例提供的一种水泥分解炉直接喷氨装置，包括分解燃烧设备及氨水喷射系统，所述氨水喷射系统包括通过管道依次连通的氨水配制罐1、流量调节阀2、流量计3、输氨泵4、氨水喷枪5；所述分解炉燃烧设备包括由上至下依次连通的分解炉炉体6、三次风管7、烟气进口8；所述流量计3通信连接有一控制器9的输入端，所述控制器9的输出端分别连接所述流量调节阀2和所述输氨泵4，所述氨水喷枪5围绕所述分解炉炉体6均匀安装，所述氨水喷枪5位于同一水平面内。

烟气进口8风量由回转窑直接输入，实际风速为30m/s，高速气流利于优化炉膛整体流场，避免局部高温，同时有利于降低NOx浓度。所述氨水喷枪5 的喷射位置位于所述分解炉炉体6内富燃料区的上方，氨水喷射区域温度为 850-900℃之间，在同一标高布置4支喷枪分别位于炉体壁面等距处，呈对称分布，喷枪布置图如图2所示。

在实际使用中，上述氨水喷枪5的数量并不受上述数量的限制，其安装位置及安装数量均可根据实际情况进行调整，以实现相应的效果。

氨水喷枪5采用机械雾化，且无需配风，通过输氨泵4提供的压力高速射入炉内上升气流中，分解出的NH₃与烟气中生成的NOx混合发生还原反应，从而降低煤粉燃烧NOx的排放浓度。

通过底部烟气进口8的风量及三次风管7的风量相互配合，使得主燃烧区为富燃料燃烧区，在此基础上，将制备罐内制取适当浓度的氨水溶液，通过输氨泵输入氨水喷枪，喷入位置在富燃料与燃尽区之间。

在所述分解炉炉体6的烟气出口处设有出口烟气检测仪，所述出口烟气检测仪与所述控制器9通信连接。烟气检测仪可随时监测出口烟气中NOx的含量，将含量信息传递给控制器9进行记录，以便对氨水浓度、烟气进口风量、三次风管风量等设备运行参数进行调整。

本实用新型实施例所述的水泥分解炉直接喷氨装置的工作过程如下：

在氨水配制罐1中配制一定浓度的氨水，当需要进行喷氨操作时，通过控制器9控制输氨泵4开启，氨水配制罐1中的氨水再输氨泵4的抽吸作用下经管道输送至氨水喷枪5处，对分解燃烧炉内进行氨水喷射。通过底部烟气进口8 由回转窑直接输入风量，配合三次风管的风量进行配比，使主燃烧区为富燃料燃烧区，此时，由氨水喷枪喷入的物化氨水便与烟气中的NOx发生反应，从而降低NOx的排放浓度。

通过流量计检测喷入燃烧炉内的氨水量，当超过预设流量时，流量计将流量信号传递给控制器9，控制器9根据流量信号控制流量调节阀2的开闭状态，从而控制喷入燃烧炉内氨水的流量。

综上所述，本实用新型实施例通过在分解炉炉体同一高度的均匀设置氨水喷枪5，氨水在氨水喷枪5处经机械雾化喷入炉体内，使炉体内富燃料区发生NOx的还原反应，降低了NOx的排放浓度；通过氨水配制罐可现场配制氨水，通过输氨泵4与氨水配制罐连通氨水喷枪5，输氨泵4提供了负压使氨水由氨水喷枪5高速喷出，在在富燃料区上方部位。在低氧环境利于还原NOx，从而实现降低煤粉燃烧NOx的排放浓度；底部烟气进口风速约为30m/s，高速气流利于优化炉膛整体流场，避免局部高温，也有利于降低NOx浓度；未燃尽的煤粉在燃尽区完成成燃烧，从而实现分解炉降低NOx排放之目的。

本领域普通技术人员可以理解：本实用新型实施例中的装置中的部件可以按照实施例的描述分布于实施例的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施例的一个或多个装置中。上述实施例的部件可以合并为一个部件，也可以进一步拆分成多个子部件。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种水泥分解炉直接喷氨装置，包括分解燃烧设备及氨水喷射系统，其特征在于：所述氨水喷射系统包括通过管道依次连通的氨水配制罐(1)、流量调节阀(2)、流量计(3)、输氨泵(4)、氨水喷枪(5)；所述分解炉燃烧设备包括由上至下依次连通的分解炉炉体(6)、三次风管(7)、烟气进口(8)；所述流量计(3)通信连接有一控制器(9)，所述控制器(9)的输出端分别连接所述流量调节阀(2)和所述输氨泵(4)，所述氨水喷枪(5)围绕所述分解炉炉体(6)均匀安装，所述氨水喷枪(5)位于同一水平面内。

2.根据权利要求1所述的水泥分解炉直接喷氨装置，其特征在于：所述氨水喷枪(5)的喷射位置位于所述分解炉炉体(6)内富燃料区的上方。

3.根据权利要求2所述的水泥分解炉直接喷氨装置，其特征在于：所述富燃料区的温度为850-900℃。

4.根据权利要求3所述的水泥分解炉直接喷氨装置，其特征在于：所述氨水喷枪(5)的数量为4个。

5.根据权利要求4所述的水泥分解炉直接喷氨装置，其特征在于：所述氨水喷枪(5)的喷嘴为机械雾化式喷嘴。

6.根据权利要求5所述的水泥分解炉直接喷氨装置，其特征在于：在所述分解炉炉体(6)的烟气出口处设有出口烟气检测仪，所述出口烟气检测仪与所述控制器（9）通信连接。