水泥爐窯煙氣SNCR脫硝系統技術方案

本實用新型專利技術屬于氮氧化物排放控制和治理工程的煙氣脫硝減排控制技術領域，更具體地說，是涉及水泥爐窯煙氣SNCR脫硝系統。括脫銷DCS及PLC自動控制系統、尿素溶解制備與儲存系統、尿素溶液稀釋及輸送模塊、尿素溶液計量分配與噴霧調節控制裝置和出口煙氣連續檢測裝置。本實用新型專利技術改造工作量小、簡單方便、施工安裝周期短，建設投資小、運行成本低、易維護管理、協同低氮優化燃燒技術脫硝效率更高，適宜于水泥窯爐的脫硝改造。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

:本技術屬于氮氧化物排放控制和治理工程的煙氣脫硝減排控制
，更具體地說，是涉及水泥爐窯煙氣SNCR脫硝系統。技術背景:我國作為水泥生產世界第一大國，目前擁有水泥企業近五千家，產能占到全球總產量的六成以上，水泥行業氮氧化物的排放占總排放量僅次于火力發電廠；按照《水泥工業“十二五”發展規劃》，隨著水泥行業落后產能淘汰工作的推進，新型干法窯的使用比例將大幅增加，在提高能源使用效率的同時，由于燃燒溫度高等原因，氮氧化物排放量將顯著增加。國家十二五計劃明確了水泥廠氮氧化物排放的減排要求，現有日產規模大于4000噸熟料新型干法窯水泥生產線應按照國家規范和標準要求、建設完善的脫硝工程；工業和信息化部發布《水泥行業準入條件》明確提出，新建或改擴建水泥(熟料)生產線項目必須配置煙氣脫硝裝置
技術實現思路
:本技術就是針對上述問題，提供了一種水泥爐窯煙氣SNCR脫硝系統。SNCR是一種無需催化劑的脫硝方式，為“選擇性非催化還原反應”，是SelectiveNon-Catalytic Reduction的縮寫。由于不需要催化劑，為得到較強的化學反應活性，SNCR技術需在較高的爐膛溫度(900-1150°C)下，用氨或尿素等氨基還原劑來選擇性地還原煙氣中的NOx。為實現本技術的上述目的，本技術采用如下方案:包括脫銷DCS及PLC自動控制系統、尿素溶解制備與儲存系統、尿素溶液稀釋及輸送模塊、尿素溶液計量分配與噴霧調節控制裝置和出口煙氣連續檢測裝置；包括脫銷DCS及PLC自動控制系統主要完成的計算和控制有:氨/尿素需求量計算、溶液制備及溫度控制、稀釋控制、尿素溶液噴射裝置調節控制。根據進入爐膛的煙氣流量、氧含量、溫度、機組負荷計算出NOx的含量，控制脫硝尿素溶液噴射流量的NH3/N0X摩爾比。當摩爾比達到設定值時，脫硝效率最大，當摩爾比繼續增加時，脫硝效率不會再增加，而氨氣的逃逸率會迅速上升。所述的尿素溶液的制備與存儲系統由尿素溶解罐包括尿素倉、尿素下料機、尿素溶解罐、尿素溶液輸送泵、尿素溶液儲存罐、除鹽水電磁閥和除鹽水箱；所述的尿素溶液計量分配與噴霧調節控制裝置包括儲氣罐、控制柜和噴槍；實時及調整控制噴槍的噴射濃度、流量及壓力，可以將不同噴霧的流量調整到平衡，在不同負荷情況，會增多或減少反應劑流量，需要相應的增加或減少霧化空氣的壓力和風量；為了滿足良好的霧化混合效果，每層噴槍采用獨立的流量和壓力控制系統，計量分配與噴霧調節模塊能有效的調節控制尿素溶液流量和霧化空氣壓力及流量的關系。為了防止尿素結晶在噴射裝置中造成堵塞，在噴槍退出運行前要用空氣對噴槍進行的吹掃，程序自動對退出運行的噴射裝置進行一次90秒鐘的空氣吹掃。所述的尿素溶液稀釋及輸送模塊包括尿素溶液計量加壓泵、稀釋水計量加壓泵和混合裝置；通過出口煙氣連續檢測裝置反饋的NOx濃度值或進入爐膛的煙氣流量、含氧量、溫度、機組負荷等計算出需還原劑的給定值，DCS系統根據此給定值計算得到所需噴射的稀尿素溶液流量，并根據尿素溶液初始濃度確定稀釋比及尿素溶液流量給定值和稀釋水的給定值，再根據尿素溶液流量的檢測值與計算的給定值偏差輸入Pl控制器，經控制作用后調節該管線尿素溶液計量加壓泵，使得實際測量的反饋值接近給定值，從而滿足控制精度要求。同時根據計算所得的稀釋水流量給定值與實際稀釋水流量檢測值之間的偏差輸入Pl控制器，經控制作用后調節稀釋水計量加壓泵，使得稀釋水流量滿足稀釋比所需的流量給定值，其給定值與反饋值的偏差滿足控制精度要求。出口煙氣連續檢測裝置檢測的信息有煙氣流量、NOx濃度、煙氣含氧量、煙塵、濕度、S02濃度、NH3濃度。尿素倉經由尿素下料機依次與尿素溶解罐、尿素溶液輸送泵、尿素溶液儲存罐、尿素溶液計量加壓泵、混合裝置、控制柜、噴槍相連；除鹽水進入尿素溶液的制備與存儲系統后分為兩支，一支通過除鹽水電磁閥與尿素溶解罐相連；另一支依次與除鹽水水箱、釋水計量加壓泵、混合裝置相連。所述的尿素溶液的制備與存儲系統內設置了溫度變送器、電動閥、流量計和壓力表。尿素溶解罐內設置了攪拌機和蒸汽盤管。所述的尿素溶液計量分配與噴霧調節控制裝置內設置了溶液開關閥、溶液壓力計、溶液調節閥、噴槍吹掃閥、霧化空氣開關閥、霧化空氣壓力計、霧化空氣調節閥、壓力變送器、噴槍冷卻空氣開關閥。本技術的有益效果:本技術改造工作量小、簡單方便、施工安裝周期短，建設投資小、運行成本低、易維護管理、協同低氮優化燃燒技術脫硝效率更高，適宜于水泥窯爐的脫硝改造。本技術脫硝工藝的還原劑為氨氣，一般通過液氨蒸發或由氨水、尿素間接制備獲得。根據原料的不同，脫硝還原劑制備工藝主要有:液氨法、氨水法、尿素水解法、尿素熱解法。在脫硝還原劑制備工藝的選擇上應充分比較安全性、經濟性、系統維護方便性及環保要求等方面的因素。采用液氨法和氨水法制備還原劑具有工藝簡單、能耗低、維護方便等特點。但液氨和氨水都是有毒物質，其運輸和儲存都屬于重大危險源，具有較大的安全風險。當采用液氨法制備脫硝還原劑時，應在前期工作中先取得液氮(氨水)的運輸線路許可、液氮(氨水)儲存的安全性評估、及環評認證等支持性文件。還應在后期工作中向危險化學品使用登記機構進行登記注冊，取得危險化學品使用登記證。尿素是氨的理想來源，與無水氨及有水氨相比，尿素是無毒、無害的化學品，無爆炸可能性，尿素在運輸、儲存中無需考慮安全及危險性因素，更不須任制定何的緊急程序來確保安全。本技術采用尿素溶液的制備系統使用尿素取代液氨運用于脫硝裝置中可獲得較佳的安全環境，因為尿素是在噴進混合燃燒室之后轉化成氨，實現氧化還原反應的，因此，可以避免氨在電廠儲存及管路、閥門泄露而造成的人體傷害。附圖說明:圖1為本技術的結構示意圖。圖1中，I為出口煙氣連續檢測裝置,2為噴槍,3為尿素溶液計量加壓泵,4為尿素溶液計量分配與噴霧調節控制裝置，5為儲氣罐,6為尿素倉,7為尿素溶解制備與儲存系統，8為尿素下料機,9為除鹽水電磁閥，10為尿素溶解罐，11為蒸汽盤管，12為尿素溶液輸送泵，13為尿素溶液儲存罐，14為除鹽水箱，15為稀釋水計量加壓泵，16為尿素溶液稀釋及輸送模塊，17為混合裝置，18為脫銷DCS及PLC自動控制系統。具體實施方式:包括脫銷DCS及PLC自動控制系統、尿素溶解制備與儲存系統、尿素溶液稀釋及輸送模塊、尿素溶液計量分配與噴霧調節控制裝置和出口煙氣連續檢測裝置；所述的尿素溶液的制備與存儲系統由尿素溶解罐包括尿素倉、尿素下料機、尿素溶解罐、尿素溶液輸送泵、尿素溶液儲存罐、除鹽水電磁閥和除鹽水箱；所述的尿素溶液計量分配與噴霧調節控制裝置包括儲氣罐、控制柜和噴槍；所述的尿素溶液稀釋及輸送模塊包括尿素溶液計量加壓泵、稀釋水計量加壓泵和混合裝置；`尿素倉經由尿素下料機依次與尿素溶解罐、尿素溶液輸送泵、尿素溶液儲存罐、尿素溶液計量加壓泵、混合裝置、控制柜、噴槍相連；除鹽水進入尿素溶液的制備與存儲系統后分為兩支，一支通過除鹽水電磁閥與尿素溶解罐相連；另一支依次與除鹽水水箱、釋水計量加壓泵、混合裝置相連。所述的尿素溶液的制備與存儲系統內設置了溫度變送器、電動閥、流量計和壓力表。尿素溶解罐內設置了攪拌機和蒸汽盤管。所述的尿素溶液計量分配與噴霧調節控制裝置內設置了本文檔來自技高網...

【技術保護點】
水泥爐窯煙氣SNCR脫硝系統，其特征在于，包括脫銷DCS及PLC自動控制系統、尿素溶解制備與儲存系統、尿素溶液稀釋及輸送模塊、尿素溶液計量分配與噴霧調節控制裝置和出口煙氣連續檢測裝置；所述的尿素溶液的制備與存儲系統由尿素溶解罐包括尿素倉、尿素下料機、尿素溶解罐、尿素溶液輸送泵、尿素溶液儲存罐、除鹽水電磁閥和除鹽水箱；所述的尿素溶液計量分配與噴霧調節控制裝置包括儲氣罐、控制柜和噴槍；所述的尿素溶液稀釋及輸送模塊包括尿素溶液計量加壓泵、稀釋水計量加壓泵和混合裝置；尿素倉經由尿素下料機依次與尿素溶解罐、尿素溶液輸送泵、尿素溶液儲存罐、尿素溶液計量加壓泵、混合裝置、控制柜、噴槍相連；除鹽水進入尿素溶液的制備與存儲系統后分為兩支，一支通過除鹽水電磁閥與尿素溶解罐相連；另一支依次與除鹽水水箱、釋水計量加壓泵、混合裝置相連。

【技術特征摘要】
1.泥爐窯煙氣SNCR脫硝系統，其特征在于，包括脫銷DCS及PLC自動控制系統、尿素溶解制備與儲存系統、尿素溶液稀釋及輸送模塊、尿素溶液計量分配與噴霧調節控制裝置和出口煙氣連續檢測裝置； 所述的尿素溶液的制備與存儲系統由尿素溶解罐包括尿素倉、尿素下料機、尿素溶解罐、尿素溶液輸送泵、尿素溶液儲存罐、除鹽水電磁閥和除鹽水箱； 所述的尿素溶液計量分配與噴霧調節控制裝置包括儲氣罐、控制柜和噴槍； 所述的尿素溶液稀釋及輸送模塊包括尿素溶液計量加壓泵、稀釋水計量加壓泵和混合裝置； 尿素倉經由尿素下料機依次與尿素溶解罐、尿素溶液輸送泵、尿素溶液儲存罐、尿素溶液計量加壓泵、混合裝置、控制柜、噴槍相連； 除鹽水...

【專利技術屬性】
技術研發人員：黃劍，
申請(專利權)人：湘潭保利光電測控科技有限公司，
類型：實用新型
國別省市：