本發(fā)明屬于氧化鋁工業(yè)技術(shù)及環(huán)境工程領(lǐng)域，特別涉及一種氧化鋁懸浮焙燒爐煙氣脫硝裝置及其使用方法。

背景技術(shù)：

在氧化鋁制備工業(yè)，氫氧化鋁在焙燒過程中所需的熱源由燃料燃燒提供，燃料燃燒時，燃料中的N₂和空氣中的N₂在高溫下氧化產(chǎn)生NOx，NOx主要是指NO、NO₂及N₂O₃等氮氧化物。NOx的危害性不僅在于它是酸性氣體，而且NO會顯著破壞臭氧層，NO和NO₂同時也是溫室氣體，NO和烴在陽光作用下反應(yīng)造成光化學(xué)污染，對人體有毒害作用。

目前的焙燒爐產(chǎn)生的煙氣中NOx含量300～400mg/Nm³，隨著國家對環(huán)境治理越來越嚴(yán)格，就要對煙氣中的NOx予以脫除。因此，有必要開發(fā)一種脫硝裝置，在不影響氧化鋁質(zhì)量的前提下，對NOx進(jìn)行有效的治理。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種可對煙氣進(jìn)行脫硝處理，降低煙氣排入大氣中的氮氧化物含量的氧化鋁懸浮焙燒爐煙氣脫硝裝置及其使用方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種氧化鋁懸浮焙燒爐煙氣脫硝裝置，包括焙燒主爐，所述焙燒主爐的一側(cè)連接于冷卻旋風(fēng)分離器，另一側(cè)連接于焙燒副爐，所述冷卻旋風(fēng)分離器排出的熱空氣分流分別進(jìn)入第一支路管和第二支路管，所述第一支路管連接于所述焙燒主爐的底部，所述第二支路管末端連接有風(fēng)嘴，所述風(fēng)嘴設(shè)置于所述焙燒主爐的中部，所述第二支路管上設(shè)有百葉窗電動閥，所述焙燒主爐于所述風(fēng)嘴的上方還設(shè)有霧化噴嘴，所述霧化噴嘴連接于壓縮空氣管和加液管，用于供藥溶液加入所述焙燒主爐內(nèi)反應(yīng)，所述焙燒副爐后端連接有預(yù)熱旋風(fēng)分離器，所述預(yù)熱旋風(fēng)分離器的出風(fēng)管連接于反應(yīng)器，所述反應(yīng)器內(nèi)裝有催化劑，用于供含有氨氣的高溫?zé)煔庥谒龇磻?yīng)器內(nèi)脫硝，所述反應(yīng)器的底部連接于干燥器。

進(jìn)一步，所述風(fēng)嘴或/和所述霧化噴嘴設(shè)有多個，環(huán)繞的設(shè)置于所述焙燒主爐周圍，且連通于所述焙燒主爐內(nèi)部。

進(jìn)一步，所述加液管連接于計量泵，所述計量泵連接于溶液儲罐，所述溶液儲罐連接于過濾罐，所述過濾罐連接于溶液泵，所述溶液泵連接于溶藥槽，所述溶藥槽用于配制藥溶液并供給所述加液管。

進(jìn)一步，所述計量泵與所述加液管之間設(shè)有第一閥組，所述溶液儲罐與所述計量泵之間設(shè)有第二閥組，所述過濾罐與所述溶液泵之間設(shè)有第三閥組，所述溶液泵與所述溶藥槽之間設(shè)有第四閥組。

進(jìn)一步，所述溶藥槽內(nèi)所溶物為尿素。

進(jìn)一步，所述焙燒副爐的下方連接有緩沖槽，用于供所述焙燒副爐內(nèi)的氧化鋁進(jìn)入以延長反應(yīng)時間，所述緩沖槽連接于流化風(fēng)管。

進(jìn)一步，所述反應(yīng)器連接有多個聲波清灰器，所述聲波清灰器連接于空氣儲罐。

進(jìn)一步，所述反應(yīng)器的進(jìn)出口之間設(shè)有壓差計，所述反應(yīng)器出口連接有氮氧化物監(jiān)測儀及氨監(jiān)測儀。

一種基于上述氧化鋁懸浮焙燒爐煙氣脫硝裝置的使用方法，包括：

正常開啟焙燒主爐和焙燒副爐，當(dāng)溫度達(dá)到一定后向所述焙燒主爐內(nèi)投加氫氧化鋁，當(dāng)產(chǎn)量穩(wěn)定時，調(diào)節(jié)所述百葉窗電動閥，由所述冷卻旋風(fēng)分離器排出的熱空氣分流部分進(jìn)入所述焙燒主爐中部，控制進(jìn)入所述焙燒主爐底部的空氣量；

向所述加液管內(nèi)通入藥溶液，藥溶液在所述霧化噴嘴內(nèi)霧化后進(jìn)入所述焙燒主爐內(nèi)，遇高溫?zé)煔獍l(fā)生化學(xué)反應(yīng)脫硝；

反應(yīng)后的煙氣經(jīng)所述焙燒主爐、所述焙燒副爐后進(jìn)入所述預(yù)熱旋風(fēng)分離器內(nèi)分離，分離后含有氨氣的高溫?zé)煔饨?jīng)所述出風(fēng)管進(jìn)入所述反應(yīng)器內(nèi)，在催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)脫硝，脫硝后的煙氣進(jìn)入所述干燥器。

進(jìn)一步，所述藥溶液為尿素溶液，尿素溶液遇高溫?zé)煔獗环纸獬砂?，高溫?zé)煔庵械牡趸锱c氨反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵猓邪睔獾母邷責(zé)煔庠诖呋瘎┑淖饔孟路磻?yīng)生成氮?dú)夂退魵狻?/p>

本發(fā)明的有益效果：

通過調(diào)節(jié)百葉窗電動閥的開度來分流部分熱空氣，可減少第一支路管進(jìn)入焙燒主爐底部的空氣量，達(dá)到少氧燃燒，使焙燒主爐底部燃燒產(chǎn)生的NOx減少，含NOx的煙氣隨著氧化鋁粉在焙燒主爐內(nèi)上升，上升的高溫?zé)煔鈱碜杂诩右汗艿乃幦芤悍纸獬砂?，高溫?zé)煔庵械腘Ox與氨反應(yīng)產(chǎn)生氮?dú)夂退魵猓梢赃M(jìn)行脫硝。且含有余量氨氣的高溫?zé)煔膺M(jìn)入反應(yīng)器時，在反應(yīng)器內(nèi)催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵?，進(jìn)一步脫硝。上述脫硝裝置脫硝率高，兩次脫硝可以大幅度降低排入大氣的煙氣中NOx含量，且減少了氧化鋁耗熱，降低成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明氧化鋁懸浮焙燒爐煙氣脫硝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中，1—冷卻旋風(fēng)分離器、2—第一支路管、3—第二支路管、4—百葉窗電動閥、5—風(fēng)嘴、6—焙燒主爐、7—加液管、8—霧化噴嘴、9—壓縮空氣管、10—第一閥組、11—計量泵、12—第二閥組、13—溶液儲罐、14—過濾罐、15—第三閥組、16—溶液泵、17—第四閥組、18—溶藥槽、19—流化風(fēng)管、20—緩沖槽、21—焙燒副爐、22—預(yù)熱旋風(fēng)分離器、23—出風(fēng)管、24—反應(yīng)器、25—聲波清灰器、26—空氣儲罐、27—催化劑、28—干燥器、29—差壓液位計、30—壓差計、31—氮氧化物監(jiān)測儀、32—氨監(jiān)測儀。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1，本發(fā)明提供一種氧化鋁懸浮焙燒爐煙氣脫硝裝置，包括焙燒主爐6，焙燒主爐6的一側(cè)連接于冷卻旋風(fēng)分離器1，另一側(cè)連接于焙燒副爐21，冷卻旋風(fēng)分離器1排出的熱空氣分流分別進(jìn)入第一支路管2和第二支路管3，第一支路管2連接于焙燒主爐6的底部，使得熱空氣進(jìn)入焙燒主爐6下部的燃燒室V19處為氫氧化鋁的焙燒提供空氣。第二支路管3設(shè)置于第一支路管2上方，連接于焙燒主爐6的中部，第二支路管3的末端連接有風(fēng)嘴5，風(fēng)嘴5連通于焙燒主爐6內(nèi)部，為焙燒主爐6中部提供熱空氣。風(fēng)嘴5設(shè)有多個，環(huán)繞的設(shè)置在焙燒主爐6周圍，在本實(shí)施例中，風(fēng)嘴5設(shè)有三個。第二支路管3上設(shè)有百葉窗電動閥4，通過調(diào)節(jié)百葉窗電動閥4的開度來調(diào)節(jié)第二支路管3上的熱空氣量，從而調(diào)節(jié)下部進(jìn)入第一支路管2供給下部燃燒室V19中的空氣量，達(dá)到少氧燃燒，使焙燒產(chǎn)生的煙氣中NOx減少，從源頭上減少NOx的產(chǎn)生。

焙燒主爐6于風(fēng)嘴5的上方還設(shè)有霧化噴嘴8，霧化噴嘴8同時連接于壓縮空氣管9和加液管7，壓縮空氣管9為霧化噴嘴8提供壓縮空氣，加液管7用于供藥溶液加入焙燒主爐6內(nèi)與其中的燃燒煙氣反應(yīng)。霧化噴嘴8設(shè)有多個，環(huán)繞的設(shè)置于焙燒主爐6周圍，且連通于焙燒主爐6內(nèi)部，通過霧化噴嘴8將加液管7加入的藥溶液霧化。加液管7連接于計量泵11，計量泵11與所述加液管7之間設(shè)有第一閥組10，計量泵11連接于溶液儲罐13，溶液儲罐13與計量泵11之間設(shè)有第二閥組12，溶液儲罐13連接于過濾罐14，過濾罐14連接于溶液泵16，溶液泵16與過濾罐14之間設(shè)有第三閥組15，溶液泵16連接于溶藥槽18，溶藥槽18與溶液泵16之間設(shè)有第四閥組17，溶藥槽18用于配制藥溶液并供給加液管7。通過控制上述第一閥組10、第二閥組12、第三閥組15或第四閥組17可以切斷或打開供給加液管7的通路。其中溶藥槽18內(nèi)設(shè)有攪拌器，在本實(shí)施例中，溶藥槽18內(nèi)所溶物為尿素，尿素在溶藥槽18內(nèi)配制成濃度為15％-20％的藥溶液，在其它實(shí)施例中，也可以是氨水或其它溶液，可被高溫?zé)煔夥纸獬砂奔纯?。藥溶液被溶液?6泵入過濾罐14內(nèi)過濾，過濾罐14濾除藥溶液中的水不溶物，過濾罐14內(nèi)設(shè)有自動反清洗器，定期清洗濾芯中累積的雜質(zhì)。過濾后的藥溶液進(jìn)入溶液儲罐13內(nèi)，溶液儲罐13上設(shè)有壓差液位計29，當(dāng)液位達(dá)到一定高度得到壓差液位計29的高限信號后停止溶液泵16。通過計量泵11調(diào)節(jié)藥溶液流量達(dá)到一定值后進(jìn)入霧化噴嘴8，由霧化噴嘴8霧化后進(jìn)入焙燒主爐6爐腔內(nèi)參加一系列化學(xué)反應(yīng)達(dá)到脫除NOx的目的。當(dāng)溶液儲罐13內(nèi)液位低于一定值時，由壓差液位計29發(fā)出低限信號給溶液泵16，溶液泵16繼續(xù)向溶液儲罐13內(nèi)泵入藥溶液，當(dāng)溶液儲罐13內(nèi)液位達(dá)到最高限制時溶液泵16停止，重復(fù)此步驟，可以為溶液儲罐13持續(xù)供給藥溶液。霧化的尿素溶液在焙燒主爐6內(nèi)遇溫度為980℃的煙氣分解成氨氣，氨氣與煙氣中的NOx反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵?，從而脫硝?/p>

焙燒主爐6的后端連接于焙燒副爐21，焙燒副爐21下方連接有緩沖槽20，緩沖槽20連接于流化風(fēng)管19，緩沖槽20出口連接冷卻系統(tǒng)。焙燒主爐6內(nèi)氫氧化鋁燃燒后形成氧化鋁，氧化鋁隨著氣流進(jìn)入焙燒副爐21內(nèi)焙燒，焙燒主爐6內(nèi)焙燒溫度可降低，氧化鋁在焙燒副爐21內(nèi)焙燒后進(jìn)入緩沖槽20內(nèi)繼續(xù)反應(yīng)，通過緩沖槽20延長氧化鋁的反應(yīng)時間，既能夠達(dá)到原有的焙燒效果，還能夠降低焙燒溫度，減少了氧化鋁耗熱，節(jié)省的耗熱扣除脫硝所需的成本后還有節(jié)余，每噸氧化鋁節(jié)余6元，因此降低了成本。

焙燒副爐21后端連接有預(yù)熱旋風(fēng)分離器22，預(yù)熱旋風(fēng)分離器22的出風(fēng)管23連接于反應(yīng)器24，反應(yīng)器24內(nèi)裝有催化劑27，用于供含有氨氣的高溫?zé)煔庥诜磻?yīng)器24內(nèi)脫硝。反應(yīng)器24的底部連接于干燥器28，在本實(shí)施例中，干燥器28為文丘里干燥器。焙燒主爐6、焙燒副爐21及預(yù)熱旋風(fēng)分離器22排除的含有余量氨、NOx的高溫?zé)煔膺M(jìn)入反應(yīng)器24，在催化劑27的作用下與空氣發(fā)生反應(yīng)：

4NO+4NH₃+O₂→4N₂+6H₂O

4NO₂+2NH₃+O₂→3N₂+6H₂O

生成氮?dú)夂退魵?，進(jìn)一步脫硝。通過上述兩次脫硝，總脫硝率達(dá)到75％-90％，排入大氣的煙氣中NOx含量降低到50-100mg/Nm³。反應(yīng)器24上還連接有多個聲波清灰器25，聲波清灰器25連接于空氣儲罐26，由于煙氣中含有氧化鋁粉塵，長時間積累會堵塞催化劑27縫隙通道，采用聲波清灰器25定期清理積累在催化劑27縫隙內(nèi)的氧化鋁粉塵，以免影響催化劑27活性及增加系統(tǒng)阻力。反應(yīng)器24的進(jìn)出口之間設(shè)有壓差計30，由該壓差計30監(jiān)測反應(yīng)器24內(nèi)的積塵情況，當(dāng)反應(yīng)器24進(jìn)出口壓差增大到一定值，壓差計30發(fā)出指令給聲波清灰器25進(jìn)行清灰，壓差減小到初始值時停止清灰，重復(fù)此步驟，對反應(yīng)器24內(nèi)的積塵進(jìn)行清除。反應(yīng)器24的出口連接有氮氧化物監(jiān)測儀31及氨監(jiān)測儀32，監(jiān)測脫硝后的煙氣中氨氮含量，通過此處的監(jiān)測數(shù)值，來調(diào)節(jié)焙燒主爐6中加液管7的藥溶液加入量，以及加入焙燒主爐6底部的熱空氣含量，使得脫硝效果達(dá)到最好。

本發(fā)明還提供一種基于上述氧化鋁懸浮焙燒爐煙氣脫硝裝置的使用方法，包括：

前期準(zhǔn)備：向溶藥槽18內(nèi)加入定量的熱水后，啟動溶藥槽18的攪拌器，向溶藥槽18內(nèi)投加尿素，將溶液配制成濃度為15％-20％的尿素溶液，配制好的尿素溶液經(jīng)過第四閥組17、溶液泵16及第三閥組15后進(jìn)入過濾罐14，過濾罐14濾除尿素溶液中的水不溶物，過濾后的尿素溶液送往溶液儲罐13，通過溶液儲罐13上的壓差液位計29檢測溶液儲罐13內(nèi)的尿素容量。當(dāng)溶液儲罐13內(nèi)液位達(dá)到一定高度得到壓差液位計29的高限信號后停止溶液泵16，當(dāng)溶液儲罐13內(nèi)液位低于一定值時，由壓差液位計29發(fā)出低限信號給溶液泵16，溶液泵16繼續(xù)向溶液儲罐13內(nèi)泵入尿素溶液，當(dāng)溶液灌13內(nèi)液位達(dá)到最高限制時溶液泵16停止，重復(fù)此步驟，可以為加液管7持續(xù)提供尿素溶液。

生產(chǎn)過程：正常開啟焙燒主爐6和焙燒副爐21，當(dāng)溫度達(dá)到一定后向焙燒主爐6內(nèi)投加氫氧化鋁，氫氧化鋁在焙燒主爐6內(nèi)焙燒形成氧化鋁后，隨著煙氣進(jìn)入焙燒副爐21內(nèi)氣固分離，當(dāng)氧化鋁經(jīng)由焙燒副爐21下部時開啟緩沖槽20下部的流化風(fēng)管19。當(dāng)產(chǎn)量達(dá)到穩(wěn)定后，調(diào)節(jié)百葉窗電動閥4的開度，由冷卻旋風(fēng)分離器1排出的熱空氣分流部分進(jìn)入焙燒主爐6中部，控制進(jìn)入焙燒主爐6底部燃燒室V19中的空氣量，達(dá)到少氧燃燒，使焙燒煙氣中NOx的含量減少。

當(dāng)氧化鋁懸浮焙燒產(chǎn)量正常后啟動第一閥組10、第二閥組12及計量泵11，調(diào)節(jié)流量達(dá)一定值后將溶液儲罐13內(nèi)的尿素溶液加入加液管7，并進(jìn)入霧化噴嘴8，尿素溶液與壓縮空氣在霧化噴嘴8內(nèi)霧化，霧化的尿素溶液進(jìn)入焙燒主爐6內(nèi)遇溫度為980℃的煙氣分解成氨氣，氨氣與煙氣中的NOx反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵?，達(dá)到脫硝的目的。

反應(yīng)后的煙氣經(jīng)焙燒主爐6、焙燒副爐21后進(jìn)入預(yù)熱旋風(fēng)分離器22內(nèi)分離，分離后含有氨氣的高溫?zé)煔饨?jīng)出風(fēng)管23進(jìn)入反應(yīng)器24內(nèi)，在催化劑27的作用下發(fā)生反應(yīng)生成氮?dú)夂退魵?，進(jìn)一步脫硝，脫硝后的煙氣進(jìn)入干燥器28。經(jīng)過一段時間后，在催化劑27縫隙通道內(nèi)積累了一定量的氧化鋁粉塵，壓差計30監(jiān)測到反應(yīng)器24進(jìn)出口的壓差達(dá)到一定值后，發(fā)出指令開啟聲波清灰器25進(jìn)行清灰，從而清理掉積累在催化劑27縫隙內(nèi)的氧化鋁粉塵，以免影響催化劑27活性及增加系統(tǒng)阻力。

本發(fā)明通過兩次脫硝，總脫硝率達(dá)到75％-90％，排入大氣的煙氣中NOx含量降低到50-100mg/Nm³，大幅度降低了排入大氣的煙氣中NOx含量，且由于降低了焙燒溫度，減少了氧化鋁熱耗，從而降低了成本。

以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的宗旨和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。