專利名稱：一種水泥窯窯頭噴氨降低氮氧化物排放的裝置及一種水泥回轉窯的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于水泥工業制造領域，特別涉及一種水泥窯窯頭噴氨降低氮氧化物排放的裝置及裝配該裝置的水泥回轉窯。
技術背景隨著我國科技進步的不斷發展和人民生活水平的不斷提高，建筑行業已成為國民經濟發展的主要投資領域。水泥作為建筑行業必不可少的材料之一，其需求量將越來越大。2011年，我國的水泥產量達到20. 6億噸。然而生產水泥所排放的氮氧化物造成的大氣污染已嚴重破壞了地球的生態環境。據統計，每生產It熟料將產生2. 4kg氮氧化物，水泥工業已經稱為繼電力行業之后，與汽車尾氣相當的氮氧化物排放大戶，必須采取有效的處理方法降低氮氧化物的排放。《水泥工業“十二五”發展規劃》也明確提出減少氮氧化物排放的要求。水泥生產過程中產生的氮氧化物包括一氧化氮、二氧化氮和一氧化二氮等。其中90-95%以上為一氧化氮。按照生成機理的不同，氮氧化物分為燃料型、熱力型和快速型三種，以前兩種為主。目前水泥窯降低氮氧化物排放的裝置主要是低氮燃燒裝置(“低氮氧化物分解爐”，申請號01205946.3 水泥熟料煅燒循環預燒工藝及裝置”，申請號200310104171.0 ;“水泥工業用低氮氧化物高溫分解爐”，申請號=200720311408.6 ;“一種多進風脫氮型分解爐”，申請號200820185242. 2 一種帶預燃室式多進風脫氮型分解爐”，申請號200820185243. 7 ;“低氮燃燒裝置及方法”，申請號200810240478. 6)、非催化脫硝裝置(“水泥窯噴氨脫除氮氧化物的裝置”申請號200320128993.8 一種水泥窯煙氣NOx控制的聯合裝置”，申請號200820130990. O 一種選擇性非催化還原系統和燃燒系統相結合的降低氮氧化物系統”，申請號201020236458. 4 多級旋噴分解爐”，申請號201020022963.9)以及催化脫硝裝置(“一種水泥窯煙氣NOx控制的聯合裝置”，申請號200820130990. O)等。低氮燃燒器的氮氧化物減排能力僅為20%_30%，催化脫硝裝置氮氧化物減排效果最好，但需單獨建立一個催化脫硝工藝裝置，成本較高；非催化脫硝裝置氮氧化物減排能力為60%-80%，只需對原有裝置進行較小改進即可，成本較低。上述幾種水泥窯降低氮氧化物排放的裝置主要是針對窯尾區域氮氧化物減排而研制的裝置。由于30%-40%的燃料在水泥回轉窯內燃燒，產生大量燃料型氮氧化物；同時，燒成帶區域的局部溫度高達1600-1800°C，這一溫度又促進了大量熱力型氮氧化物的產生。在水泥回轉窯燒成帶區域的燃燒氣體中會有大量燃料型氮氧化物和熱力型氮氧化物的產生和排放，是整個水泥生產過程中主要的氮氧化物生成區域。為此，在這一區域進行氮氧化物減排，意義重大。目前，國內外還沒有針對這一區域氮氧化物減排裝置的相關研究報道。
發明內容[0006]本實用新型為解決目前因生產水泥產生氮氧化物而造成的環境污染及現有裝置只能降低很小部分氮氧化物排放或成本較高等問題，提出在整個水泥生產過程中氮氧化物的主生成區域進行氮氧化物減排的技術裝置，即一種水泥窯窯頭噴氨降低氮氧化物排放的
>J-U ρ α裝直。本實用新型所采取的技術方案是一種水泥窯窯頭噴氨降低氮氧化物排放的裝置，包括氨水管路、壓縮空氣管路和噴射元件，所述氨水管路從一端依次連接氨水儲罐、液體加壓泵、液體壓力表至噴射元件，所述壓縮空氣管路從一端依次連接壓縮空氣管網、氣體加壓泵、氣體壓力表至噴射元件。所述噴射元件包括噴槍和噴嘴，噴嘴水平安裝，所述氨水管路和壓縮空氣管路分別連通該噴槍。所述噴槍為多個，且每個噴槍前端對應一個噴嘴，后端對應連接一條氨水管路和
一條壓縮空氣管路。所述氨水管路中的氨水儲罐和加壓泵之間依次安裝截止閥和過濾器。所述氨水管路中的加壓泵和壓力表之間依次安裝有止回閥和帶法蘭球型閥。所述氨水管路中的帶法蘭球型閥和壓力表之間用軟管連接，壓力表安裝在接近噴射元件位置的管路上。所述壓縮空氣管路中的壓縮空氣管網和加壓泵之間安裝有帶法蘭球型閥。所述壓縮空氣管路中的加壓泵和壓力表之間安裝有帶法蘭球型閥。所述壓縮空氣管路中的帶法蘭球型閥和壓力表之間用軟管連接，壓力表安裝在接近噴射元件位置的管路上。該水泥窯窯頭噴氨降低氮氧化物排放的裝置，還設有氨水流回管路，其一端接在氨水管路上，另一端與氨水儲罐相連接。該氨水流回管路一端在所述氨水管路中的止回閥和帶法蘭球型閥之間，其上依次安裝帶法蘭球型閥、單向閥、截止閥，另一端連通至氨水儲罐。所述氨水儲罐所在平面不得低于加壓泵所在平面。本實用新型另一目的在于提供一種可大幅降低水泥生產過程中氮氧化物排放的水泥回轉窯。該水泥回轉窯，安裝有前述水泥窯窯頭噴氨降低氮氧化物排放的裝置，所述噴槍上的噴嘴置入窯頭，位于所述水泥回轉窯燒成帶溫度為1500-2000°C的區域上方。本實用新型的裝置不受水泥生產工藝的制約，系統獨立，降低水泥生產過程中氮氧化物排放的幅度大，能根據排放達標的要求靈活選擇參數，并且操作方便，工藝過程簡單。該裝置加設于原有水泥回轉窯上無需改變水泥生產工藝，應用性好。其具有的優點和積極效果是由于水泥窯窯頭噴氨降低氮氧化物排放采用了本實用新型提供的裝置，通過氨還原了水泥回轉窯燒成帶區域產生的大部分氮氧化物，使其轉化為N2，可降低氮氧化物排放90%，從而減少了對地球的環境污染。另外本實用新型中采用過濾器置于氨水儲罐外管路中，便于清洗。
圖I是本實用新型水泥窯窯頭噴氨降低氮氧化物排放的裝置的示意圖；[0023]圖2是噴槍置入水泥回轉窯的位置圖；圖3是圖2的俯視圖。圖中的標號分別為1是氨水儲罐；2，2 '是截止閥；3是過濾器；4，4 '是加壓泵；5,5 ;是止回閥；6，6 ^，61，62是帶法蘭球型閥；7，7 ^是壓力表；8，8 ^是噴槍；9，9 ^是噴嘴；10是液路連接軟管；11是氣路連接軟管；12是氨水管路；12丨是回流氨水管路；13是壓縮空氣管路；14是回液系統；15是噴煤管；16是水泥回轉窯 ；17是窯頭罩。
具體實施方式
為能進一步了解本實用新型的發明內容、特點及效果，舉以下實施例，并配合附圖詳細說明如下參照圖1，為本實用新型提供的水泥窯窯頭噴氨降低氮氧化物排放的裝置，包括氨水管路12、壓縮空氣管路13以及噴射元件。氨水管路12 —端與布置在±0. 00平面的氨水儲罐I伸出的管路連接，然后在氨水管路12上依次安裝截止閥2和過濾器3，再與布置于±0. 00平面的加壓泵4連接(所述氨水儲罐I所在平面不得低于加壓泵4所在平面)，連接加壓泵4后的氨水管路12上再依次安裝止回閥5、帶法蘭球型閥6，最后經液路連接軟管10連接到噴射兀件的噴槍8,在液路連接軟管上接近噴槍8的位置安裝壓力表7。壓縮空氣管路13 —端連接壓縮空氣管網，再依次安裝帶法蘭球型閥61、加壓泵4'、帶法蘭球型閥62，然后經氣路連接軟管11連接到噴槍8，在氣路連接軟管上接近噴槍8的位置安裝壓力表7'。噴射元件包括噴槍8和噴嘴9，在噴槍8上安裝噴嘴9，噴嘴9水平安裝；參見圖3，噴槍可為多個，且每個噴槍8和8 ^前端對應一個噴嘴9和9 ^，后端對應連接一條氨水管路12和一條壓縮空氣管路13 ;對于直徑彡4m的水泥回轉窯，可配3個噴槍，對于直徑>4m的水泥回轉窯，可配5個噴槍；參見圖2與圖3，噴槍8用法蘭固定在水泥回轉窯16的窯頭罩17的壁面上，噴嘴9伸入窯頭罩17中且與噴煤管15平行，噴嘴9可拆卸與伸縮調節，噴嘴9正對水泥回轉窯16的燒成帶的上部區域，多個噴嘴最好均布。為使停機時本裝置管路中多余的加壓氨水能回流入氨水儲罐I中(減少腐蝕、泄露以及方便檢修)，裝置中還進一步設氨水回流管路12丨，其一端接在氨水管路12上止回閥5和帶法蘭球型閥6之間，且依次安裝帶法蘭球型閥6 '、止回閥5'和截止閥2'，另一端與氨水儲罐I相連接，使氨水安全回流，稱為回液系統。本實用新型如下工作針對水泥回轉窯燒成帶溫度為1500-2000°C的區域，將噴槍上的噴嘴置入窯頭，如為多個噴嘴則使其均布；分別打開氨水管路和壓縮空氣管路上的閥體，使放置在±0. 00平面上的氨水儲罐中濃度為20-25%的氨水由氨水儲罐依次經過截止閥、過濾器、加壓泵、止回閥、帶法蘭球型閥、液路連接軟管和壓力表后流向噴槍，經過加壓泵的氨水通過帶法蘭球型閥調節進入噴槍的氨水壓力為25-30kg/cm2，供氨水量按體積NH3/N0=1. 5-2. O確定；壓縮空氣依次經過帶法蘭球型閥、加壓泵、帶法蘭球型閥、氣路連接軟管和壓力表將壓縮空氣供給噴槍，通過帶法蘭球型閥調節壓縮空氣的壓力為25-30kg/cm2;氨水和壓縮空氣在噴槍中混合均勻，壓縮空氣量由噴氨量調節，壓力與流量成一定比例關系，通過噴槍上的噴嘴射出平均粒徑在10-20 μ m的微細霧化液滴至水泥回轉窯燒成帶的上部區域內，達到用氨還原煙氣中的氮氧化物使其轉化為N2的目的，從而降低氮氧化物的排放。停機時，啟用氨水回流管，多余的氨水經回液系統(依次為帶法蘭球型閥，止回閥和截止閥)返回氨水儲罐。 經測試，使用本實用新型裝置生產水泥，可減少氮氧化物排放90%，減少了環境污染。
權利要求1.一種水泥窯窯頭噴氨降低氮氧化物排放的裝置，其特征在于包括氨水管路、壓縮空氣管路和噴射元件，所述氨水管路從一端依次連接氨水儲罐、液體加壓泵、液體壓力表至噴射元件，所述壓縮空氣管路從一端依次連接壓縮空氣管網、氣體加壓泵、氣體壓力表至噴射元件。
2.根據權利要求I所述的一種水泥窯窯頭噴氨降低氮氧化物排放的裝置，其特征在于所述噴射元件包括噴槍和噴嘴，噴嘴水平安裝，所述氨水管路和壓縮空氣管路分別連通該噴槍。
3.根據權利要求2所述的一種水泥窯窯頭噴氨降低氮氧化物排放的裝置，其特征在于所述噴槍為多個，且每個噴槍前端對應一個噴嘴，后端對應連接一條氨水管路和一條壓縮空氣管路。
4.根據權利要求I所述的一種水泥窯窯頭噴氨降低氮氧化物排放的裝置，其特征在于所述氨水管路中的氨水儲罐和加壓泵之間依次安裝截止閥和過濾器。
5.根據權利要求4所述的一種水泥窯窯頭噴氨降低氮氧化物排放的裝置，其特征在于所述氨水管路中的加壓泵和壓力表之間依次安裝有止回閥和帶法蘭球型閥。
6.根據權利要求書5所述的一種水泥窯窯頭噴氨降低氮氧化物排放的裝置，其特征在于所述氨水管路中的帶法蘭球型閥和壓力表之間用軟管連接，壓力表安裝在接近噴射元件位置的管路上。
7.根據權利要求書I所述的一種水泥窯窯頭噴氨降低氮氧化物排放的裝置，其特征在于所述壓縮空氣管路中的壓縮空氣管網和加壓泵之間安裝有帶法蘭球型閥，所述壓縮空氣管路中的加壓泵和壓力表之間安裝有帶法蘭球型閥。
8.根據權利要求7所述的一種水泥窯窯頭噴氨降低氮氧化物排放的裝置，其特征在于所述壓縮空氣管路中的帶法蘭球型閥和壓力表之間用軟管連接，壓力表安裝在接近噴射元件位置的管路上。
9.根據權利要求I至8任一所述的一種水泥窯窯頭噴氨降低氮氧化物排放的裝置，其特征在于還設有氨水回流管路，其一端接在氨水管路上，另一端與氨水儲罐相連接。
10.一種水泥回轉窯，其特征在于，安裝有權利要求I至8任一權利要求或權利要求9所述的水泥窯窯頭噴氨降低氮氧化物排放的裝置，所述噴槍上的噴嘴置入窯頭，位于所述水泥回轉窯燒成帶溫度為1500-2000°C的區域上方。
專利摘要本實用新型一種水泥窯窯頭噴氨降低氮氧化物排放的裝置及一種水泥回轉窯。該裝置包括氨水管路和壓縮空氣管路，所述氨水管路一端依次連接氨水儲罐、加壓泵、壓力表至噴射元件，所述壓縮空氣管路一端依次連接壓縮空氣管網、加壓泵、壓力表至噴射元件。噴射元件包括噴槍和噴嘴，噴嘴水平安裝，根據不同的水泥回轉窯直徑選取噴槍及噴嘴的個數。本實用新型系統獨立，降低氮氧化物排放不受水泥生產工藝的制約，操作方便，可降低氮氧化物排放90%，減少環境污染。
文檔編號F27B7/20GK202638266SQ20122023883
公開日2013年1月2日 申請日期2012年5月24日 優先權日2012年5月24日
發明者汪瀾, 馬忠誠, 房晶瑞 申請人:中國建筑材料科學研究總院