一種應(yīng)用于水泥窯高塵煙氣scr脫硝裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及水泥窯SCR脫硝技術(shù)，具體涉及一種應(yīng)用于水泥窯高塵煙氣SCR脫硝裝置。
【背景技術(shù)】
[0002 ]水泥窯已有的低氮燃燒器、分解爐分級燃燒技術(shù)以及SNCR脫硝技術(shù)，NOx減排水平只
有30?60%，NOx排放仍大于300 mg/Nm3，難以滿足日趨嚴(yán)格的國家環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)要求，據(jù)國內(nèi)外專業(yè)環(huán)保機(jī)構(gòu)多年研究和試驗情況分析，水泥工業(yè)NOx要達(dá)到小于200 mg/Nm3的排放標(biāo)準(zhǔn)，采用SCR脫硝技術(shù)將是必由之路。
[0003]SCR脫硝技術(shù)是指煙氣中NOx在催化劑的催化作用下與NH3反應(yīng)轉(zhuǎn)化為N2和H2O，脫硝效率在80%以上，在火電、玻璃等行業(yè)應(yīng)用已經(jīng)成熟，但水泥工業(yè)應(yīng)用極少，國外水泥窯應(yīng)用SCR脫硝技術(shù)的僅有6個案例，國內(nèi)尚屬空白。SCR技術(shù)的關(guān)鍵在于催化劑能否長期高效穩(wěn)定發(fā)揮催化作用，低溫SCR催化劑(低于200°C)面臨抗硫、抗水性差，脫硝效率不高等缺陷，低溫SCR技術(shù)短期難以實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，而中低溫催化劑(280?350°C)的應(yīng)用相對成熟，但水泥窯適合此溫度區(qū)間的只有預(yù)熱器Cl出口。而其他溫度區(qū)間段的高塵煙氣的處理是目前各大水泥廠所面臨一個關(guān)鍵問題。
[0004]針對水泥高塵問題，申請?zhí)枮?01310390521.8的中國發(fā)明專利申請文獻(xiàn)公開了水泥窯煙氣高溫除塵SCR脫硝裝置，該申請的有益效果:高溫?zé)煔馐紫韧ㄟ^高溫電除塵器進(jìn)行降塵處理，能有效的避免飛灰對SCR催化劑造成磨損、堵塞及失活；同時除去水泥窯煙氣中的CaO顆粒，避免CaO顆粒本身造成催化劑微孔的堵塞及與SO3反應(yīng)生成的CaSO4對催化劑造成的堵塞。設(shè)置高溫除塵器，理論上確實可以有效解決高塵對催化劑的磨蝕、堵塞和失活，但與實際工程不符，現(xiàn)有水泥企業(yè)都自帶高效除塵設(shè)備，再次增加除塵設(shè)備必面臨改造難度大、壓力損失大、電耗能耗高等問題。此外，加裝高溫預(yù)除塵造成的溫降，亦會降低催化劑的活性。
[0005]申請?zhí)枮?01510077148.X中國發(fā)明專利申請文獻(xiàn)公開了一種應(yīng)用于水泥熟料生產(chǎn)線窯尾高塵煙氣的SCR脫硝裝置及方法，該申請的有益效果:可以應(yīng)對高NOx負(fù)荷波動、溫度波動、高粉塵的煙氣特征。但是該發(fā)明在反應(yīng)器的優(yōu)化設(shè)計、噴氨控制、吹灰控制調(diào)節(jié)等方面均存在問題，難以應(yīng)對水泥窯的高粉塵濃度煙氣特性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種應(yīng)用于水泥窯高塵煙氣SCR脫硝裝置，在高粉塵濃度煙氣特性下能維持SCR脫硝系統(tǒng)高效穩(wěn)定運行。
[0007]本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案:包括入口煙道、噴氨格柵、連接煙道、均流導(dǎo)流板、整流格柵、反應(yīng)器殼體、催化層、聯(lián)合吹灰裝置、出口煙道。
[0008]入口煙道、連接煙道、反應(yīng)器殼體、出口煙道沿?zé)煔庾呦蛞来芜B接，噴氨格柵設(shè)置在入口煙道上，均流導(dǎo)流板和整流格柵均放置在連接煙道內(nèi)，整流格柵在均流導(dǎo)流板的下面，催化層置于反應(yīng)器殼體內(nèi)，聯(lián)合吹灰裝置位于反應(yīng)器殼體相應(yīng)的位置。
[0009]所述均流導(dǎo)流板包括直板型導(dǎo)流板或和弧形導(dǎo)流板，沿?zé)煔庾呦蛞来畏植蓟⌒螌?dǎo)流板、直板型導(dǎo)流板。均流導(dǎo)流板長度與入口段煙道所截截面橫向尺寸一致，直板型導(dǎo)流板的直板寬度為300?700mm，弧形導(dǎo)流板的弧度為45?90°，弧長為400?800mm。煙氣進(jìn)入反應(yīng)器前，經(jīng)過均流導(dǎo)流板對煙氣進(jìn)行導(dǎo)向和多重分割，煙氣的流速得到合理的調(diào)整和改善，流速分布十分均勾。
[0010]所述整流格柵為等間距直板連接成的一個整體，整流格柵高度為200?500mm，板間距為70?120mm。高塵煙氣經(jīng)過整流格柵后，煙氣流向變得相對一致，來流煙氣方向均趨于垂直進(jìn)入反應(yīng)器催化層。
[0011 ]所述的噴氨格柵上均勻布置有噴嘴，噴嘴在此煙道截面處均勻分配，噴氨格柵的安裝位置距離反應(yīng)器第一層催化層的距離為5000?8000mm。
[0012]所述聯(lián)合吹灰裝置由耙齒吹灰器和聲波吹灰器組成，布置在每層反應(yīng)器催化層的上部。耙齒吹灰器安裝在催化層的上部，耙齒噴嘴距離催化層表面350?700mm，確保噴嘴的覆蓋面積為200%，聲波吹灰器安裝高度與耙齒位置高度相等。聲波吹灰器用于預(yù)防粉塵的集聚和粉塵在催化層表面搭橋結(jié)塊，耙齒吹灰器則用于徹底清理殘留在催化層孔道內(nèi)的積灰。聲波吹灰器的連續(xù)發(fā)聲時間為15?20s，吹灰的時間間隔為5?lOmin，對應(yīng)的壓縮空氣壓力為0.35?0.6Mpa。耙齒吹灰器采用壓縮空氣作為吹灰介質(zhì)，壓縮空氣壓力為0.5?0.8MPa，吹灰的時間間隔< I小時。
[0013]高塵煙氣由入口煙道進(jìn)入，首先在弧形導(dǎo)流板和直板型導(dǎo)流板的作用下被打散并均勻分布，然后經(jīng)過整流格柵，煙氣被整流理順，沿著整流格柵運動進(jìn)入到反應(yīng)器的催化層上表面時，來流煙氣的入射角已基本和催化層方向垂直，此時從噴氨格柵噴入的NH3也隨著高塵煙氣流向此處，在此處NH3與NOx充分接觸，隨之進(jìn)入催化層完成高效脫硝反應(yīng)。
[0014]隨著運行時間的延長，高濃度粉塵慢慢集聚在催化層表面，造成催化層孔道的堵塞，此時聲波吹灰器和耙齒吹灰器將聯(lián)合發(fā)揮作用，聲波吹灰器主要負(fù)責(zé)預(yù)防粉塵的集聚和粉塵在催化層表面搭橋結(jié)塊，耙齒吹灰器則負(fù)責(zé)徹底清理殘留在催化層孔道內(nèi)的積灰，而凈化過的煙氣由出口煙道排出。如此，高效的催化反應(yīng)和防堵塞同時兼?zhèn)?，即可保證SCR脫硝系統(tǒng)的尚效穩(wěn)定運行。
[0015]煙氣進(jìn)入反應(yīng)器前經(jīng)過均流導(dǎo)流板對煙氣進(jìn)行導(dǎo)向和多重分割，煙氣的流速得到合理的調(diào)整和改善，流速分布十分均勻，再經(jīng)過整流格柵后，煙氣流向變得相對一致，來流煙氣方向均趨于垂直進(jìn)入反應(yīng)器催化層;噴氨格柵位置的合理選取以及噴嘴的均勻分布，使得NH3進(jìn)入反應(yīng)器催化層時得到了均勻的分布。這樣一來，得到了煙氣流速均勻、流向垂直以及NH3濃度分布均勻的良好流場，速度均勻意味著通過催化層每個孔道的煙氣流經(jīng)時間是一致的，不會出現(xiàn)個別孔道通過時間較快未反應(yīng)完全的情況，同時也避免流速過大造成局部磨損嚴(yán)重的情況;流向垂直能很好的改善煙氣對催化層的沖刷磨損現(xiàn)象;而濃度均勻意味著通過催化劑每個孔道氨氮比是一致的，否則會出現(xiàn)，氨氮比高的孔未反應(yīng)掉的氨氣逃逸，氨氮比低的孔NOx未被脫除完全。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:對反