一種水泥窯高溫煙氣SCR脫硝工藝制造技術

本發明專利技術屬于水泥窯煙氣脫硝技術領域，具體涉及一種水泥窯高溫煙氣SCR脫硝工藝，包括以下步驟：S1、將金屬鹽水溶液與沉淀劑、助劑混合后，制備金屬鹽混合液；S2、將S1制備的金屬鹽混合液與氨水混合，制得含有金屬氫氧化物的混合液；S3、將S2制備的混合液噴灑至SNCR工藝中的分解爐內，金屬氫氧化物在分解爐850

【技術實現步驟摘要】
一種水泥窯高溫煙氣SCR脫硝工藝


[0001]本專利技術屬于水泥窯煙氣脫硝
，具體涉及一種水泥窯高溫煙氣SCR脫硝工藝。

技術介紹

[0002]水泥窯煙氣具有如下特點：粉塵含量高、煙塵濃度達30
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120g/m3、硬度大、有一定的粘度；粉塵粒徑小(小于10μm的顆粒約占75
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90％)、比電阻高，粉塵容易團聚；NOx含量高，基本在200
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1000mg/m3；粉塵中堿金屬及堿土金屬、少量重金屬含量高。到目前，水泥窯企業大多采用選擇性非催化還原脫硝技術(SNCR)，其是采用NH3作為還原劑，可選擇性地還原反應煙氣中的NOx，具體是在高溫條件下發生：
[0003]6NO+4NH3＝5N2+6H2O
[0004]4NO+4NH3+O2＝4N2+6H2O
[0005]6NO2+8NH3＝7N2+12H2O
[0006]但是，為了保證其脫硝效率常常會向系統中噴入過量氨，反應效率最高為70％，且易受到窯燒成溫度的影響，過量的噴入氨水，不僅無法完全反應使得NOx低于50mg/m3，更易造成氨逃逸的超標(大于100ppm)。另外，高溫下過強的還原氣氛使副反應增強，易造成NO濃度的成倍升高，造成NOx不降反而升高，導致突破不了SNCR脫硝技術低排(實際NOx>100mg/m3)。最后，在煙道出口揮發氨嚴重超標(氨逃逸>50ppm)。
[0007]因此水泥窯行業降低NOx方法：逐步采用低氮燃燒+分級燃燒+選擇性催化還原技術(SCR)脫硝等。其中，SCR脫硝技術是利用合適的催化劑，以氨作為還原氣體，利用還原劑的選擇性，優先與氮氧化物廢氣發生反應，進而將氮氧化物還原成氮氣和水。SCR脫硝技術因具有實用性、轉化率和選擇性較高等優點，能夠實現超低排放目標，也是最有效的脫硝技術之一。但是，目前SCR脫硝技術存在不足之處：第一，由于水泥窯煙氣中粉塵具有濃度大、粒徑小、鈣質成分高的特點，為了有效使用發揮催化劑的作用必須考慮降塵設備，資金雄厚水泥企業多采用能耗較高的高溫電除塵器，而對于民營及小型水泥企業常采用吸收池降塵，由于他們的穩定性和耐用性較差，維修頻率高和容易造成二次污染物太多，有的甚至考慮排污達標檢查停修和下調運行能力，破壞正常運行生產；第二，為滿足催化反應條件，需要一定單獨設備
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催化反應器，由于水泥窯爐煙氣成分多變和防粉塵的包裹，導致催化劑失效或降低作用，因此需要在催化劑類型、結構設計、安裝設備及更換的頻率考慮，導致投資成本太高。
[0008]從后來采用SCR技術的發展情況來看，有兩種選擇：一是將SCR設備安裝在除塵器之前，這時煙氣溫度較高，可滿足催化還原反應要求，但由于粉塵濃度過高，會造成催化劑磨損和堵塞。另一種選擇是將SCR設備安裝在除塵器之后，這時粉塵濃度非常低，沒有了催化劑堵塞問題，但由于溫度下降較多，催化還原反應溫度不夠。所以，大多數企業傾向于將SCR設備安裝在除塵器之后，希望通過加溫的方式將煙氣溫度提高，從而滿足SCR的催化還原反應溫度要求。SCR技術一次投資較大，運行成本主要取決于催化劑的壽命。由于水泥窯
尾廢氣粉塵濃度高，且含有堿金屬，易使催化劑磨損、堵塞和中毒，需要采用可靠的清灰技術和合適的催化劑。
[0009]因此，如何實現水泥窯煙氣高效脫硝且降低成本是需要克服的難題。

技術實現思路

[0010]為了解決上述技術問題，本專利技術提供了一種水泥窯高溫煙氣SCR脫硝工藝，利用水泥窯高溫區(850
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950℃)，實現含有主要成分的鹽溶液迅速轉化為金屬氧化物催化劑，提高脫硝效果，降低氨水使用量，降低成本。
[0011]本專利技術具體是通過如下技術方案來實現的。
[0012]一種水泥窯高溫煙氣SCR脫硝新工藝，包括以下步驟：
[0013]S1、將金屬鹽水溶液與沉淀劑、助劑混合后，制備金屬鹽混合液；
[0014]S2、將S1制備的金屬鹽混合液與氨水混合，制得含有金屬氫氧化物的混合液；
[0015]S3、將S2制備的混合液噴灑至SNCR工藝中的分解爐內，金屬氫氧化物在分解爐850
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950℃的爐溫下，生成納米級金屬氧化物催化劑，一部分氨在催化劑的催化下，與煙氣中的NOx發生SCR反應；另一部分氨與煙氣中的NOx發生SNCR反應。
[0016]優選的，還在SNCR工藝中的煙道150℃處噴灑脫氨劑。
[0017]優選的，所述脫氨劑為鈷鹽和炭黑按質量比為3:4混合制成。
[0018]優選的，從煙道排放的NOx＜50mg/m3，氨逃逸為3
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8ppm。
[0019]優選的，S1中，金屬鹽水溶液的質量濃度為5％
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10％。
[0020]優選的，S1中，沉淀劑為氨水或Na2CO3，沉淀劑的添加量為金屬鹽水溶液質量的1％
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5％。
[0021]優選的，S1中，助劑為Ti鹽，助劑的添加量為金屬鹽水溶液質量的5％
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10％。
[0022]優選的，S2中，金屬鹽混合液與氨水的體積比為5:95。
[0023]優選的，S2中，金屬氧化物為Fe2O3、CuO、Mn3O4、CeO2中的一種或幾種。
[0024]優選的，S1制備的金屬鹽混合液在計量泵的作用下，輸送至靜態混合器，與氨水混合，由所述靜態混合器輸出的金屬氫氧化物的混合液進入調節及控制系統，最終通過噴霧系統噴灑至分解爐內，發生SCR反應和SNCR反應。
[0025]本專利技術與現有技術相比具有如下有益效果：
[0026]本專利技術是在水泥窯末端處理技術基礎之上，利用非催化還原反應(SNCR)的現有設備設施及工藝路線正常運行，采用低氮燃燒+分級燃燒+SNCR+SCR+脫氨劑聯合技術方案：
[0027](1)利用原來輸送氨水的噴槍和管道，破口管道增添催化劑原料混合設備，充分利用分解爐的高溫爐膛(850
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950℃)進行分類反應，一部分發生選擇性氨水的非催化還原反應(SNCR)，另一部分發生反應是最重要的，在高溫區對噴入的混合鹽溶液極速轉化為高溫具有表面超活性能的納米級粒子的催化劑，新生成的催化劑能夠類似分子級別的碰撞，發生高溫環境下的催化反應(SCR)，能夠使得95％NOx
→
N2實現脫硝：
[0028]具體的，先將金屬鹽與氨水混合，部分水解生成金屬氫氧化物，之后通過原來輸送氨水的噴槍和管道噴灑至SNCR工藝中的分解爐內，金屬氫氧化物在分解爐850
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950℃的爐溫下，生成納米級金屬氧化物催化劑，一部分氨在催化劑的催化下，與煙氣中的NOx發生SCR反應；另一部分氨與煙氣中的NOx發生SNCR反應。本專利技術使用普通化合物生成高活性的物
質，并實現分子級別碰撞反應(Fe2O3、CuO、Mn3O4、CeO2等常溫下不具有的性質)，進而提高催化效果。
[0029]本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種水泥窯高溫煙氣SCR脫硝工藝，其特征在于，包括以下步驟：S1、將金屬鹽水溶液與沉淀劑、助劑混合后，制備金屬鹽混合液；S2、將S1制備的金屬鹽混合液與氨水混合，制得含有金屬氫氧化物的混合液；S3、將S2制備的混合液噴灑至SNCR工藝中的分解爐內，金屬氫氧化物在分解爐850
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950℃的爐溫下，生成納米級金屬氧化物催化劑，一部分氨在催化劑的催化下，與煙氣中的NOx發生SCR反應；另一部分氨與煙氣中的NOx發生SNCR反應。2.根據權利要求1所述的水泥窯高溫煙氣SCR脫硝工藝，其特征在于，還在SNCR工藝中的煙道150℃處噴灑脫氨劑。3.根據權利要求2所述的水泥窯高溫煙氣SCR脫硝工藝，其特征在于，所述脫氨劑為鈷鹽和炭黑按質量比為3:4混合制成。4.根據權利要求2所述的水泥窯高溫煙氣SCR脫硝工藝，其特征在于，從煙道排放的NOx＜50mg/m3，氨逃逸為3
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8ppm。5.根據權利要求1所述的水泥窯高溫煙氣SCR脫硝工藝，其特征在于，S1中，金屬鹽水溶液的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張常虎，晏志軍，謝曉安，唐永強，焦寶娟，張紋，
申請(專利權)人：西安潤達化工科技有限公司，
類型：發明
國別省市：