1.本发明属于水泥生产设备技术领域，具体地涉及一种水泥制造脱硝用分解炉。
背景技术：
2.在水泥的生产过程中需要大量的煤作为燃料，煤在高温燃烧时不可避免地产生氮氧化物。水泥窑系统中氮氧化物的产生类型主要是热力型的，其次是原料型的和快速型的，其中，快速型产生的比例较小，可以忽略。热力型氮氧化物主要产生于回转窑内，回转窑内气相温度高达1800℃，在氧含量充足的环境下生成大量的氮氧化物。在新型干法生产系统中，50％-60％的煤是在温度较低的分解炉中燃烧的，炉内温度不超过1000℃，在此温度下产生的氮氧化物以原料型氮氧化物为主。这些氮氧化物如果不能在分解炉内得到处理，其进入c5后，在通过sncr时将不能被充分还原，无法将氮氧化物排放降低至50mg/nm3以下，严重危害大气环境。
3.为此，亟需一种水泥制造脱硝用分解炉。
技术实现要素：
4.为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种水泥制造脱硝用分解炉，包括分解炉、回转窑、三次风管和两组预热器，分解炉的中部设置有两个第一投料口和两个第二投料口，分解炉的底部设有脱硝区，脱硝区的下部设置有四个第三投料口和两个第四投料口，回转窑设置在分解炉的下方，回转窑的窑尾处设置有窑尾烟室，且窑尾烟室的顶部与分解炉底部的脱硝区相连通，窑尾烟室设置有两个第五投料口，回转窑的窑头处设置有篦冷机，三次风管的一端与篦冷机相连、另一端与分解炉的中部相连，用于将冷却水泥熟料的热空气引入分解炉内；
5.两组预热器分设在分解炉的左右两侧，每组预热器均包括从上至下依次连接的一级旋风预热器、二级旋风预热器、三级旋风预热器、四级旋风预热器和五级旋风预热器，一级旋风预热器的下料口连接至二级旋风预热器和三级旋风预热器之间的管道上，二级旋风预热器的下料口连接至三级旋风预热器和四级旋风预热器之间的管道上，三级旋风预热器的下料口连接至四级旋风预热器和五级旋风预热器之间的管道上，四级旋风预热器的底部设置有两个下料管、分别为第一下料管和第二下料管，第一下料管与第一投料口相连，第二下料管与第四投料口相连，五级旋风预热器的旋风筒通过管道与分解炉的顶部相连通，五级旋风预热器的底部设置有第三下料管，且第三下料管与第五投料口相连，五级旋风预热器上固定设置有氨水喷枪，氨水喷枪的前端设有喷头，且喷头伸入五级旋风预热器的内部，氨水喷枪的后端设置有氨水泵。
6.优选的，分解炉中部的直径与分解炉的脱硝区直径的比值为1.04-1.6。
7.优选的，脱硝区的内壁上设有呈螺旋盘绕的导流板，对窑气起导流作用的同时，还能防止分解炉局部温度过高，起到保护的作用。
8.优选的，四个第三投料口均布在同一水平面上，两个第四投料口位于四个第三投
料口的上方，两个第四投料口对称设置，两个第四投料口之间连线的投影与任意两个对称位置上的第三投料口之间连线的投影呈45
°
夹角。
9.优选的，氨水喷枪前端伸入五级旋风预热器内的部分套有保护套管，保护套管由耐高温、耐腐蚀和耐磨损的材料制成，氨水喷枪插入至内筒边缘。
10.本发明还包括能够使一种水泥制造脱硝用分解炉正常使用的其它组件，均为本领域的常规技术手段。另外，本发明中未加限定的装置或组件均采用本领域中的常规技术手段，如氨水喷枪、氨水泵、回转窑、篦冷机、一级旋风预热器、二级旋风预热器、三级旋风预热器、四级旋风预热器和五级旋风预热器等。
11.本发明的工作原理是，分解炉下部设有较大的脱硝区，通过煤粉在窑气低氧含量的环境下发生不完全燃烧，产生大量的一氧化碳和未燃烧的焦炭颗粒，在脱硝区内形成强还原气氛，利用这强还原性气氛将窑气中的氮氧化物还原为对环境无害的氮气，在不使用额外还原剂的情况下达到对氮氧化物的源头进行治理的目的。其中，三次风管入分解炉的进口设置在分解炉的中部，保证窑气在通过脱硝区有2s以上的停留时间，且窑气在脱硝区内的风速不能低于11m/s，为了保持脱硝区的风速，脱硝区的直径不能太大，分解炉中部的直径与脱硝区的直径的比值在1.04-1.6之间较为合适；对于窑尾煤粉的喂入，大部分煤粉(60-100％)通过四个第三投料口喂入，少量的煤粉(0-40％)从两个第二投料口喂入；而四级旋风预热器中的生料则分别通过第一投料口和第四投料口喂入，合理调整生料比例，防止局部温度过高造成结皮堵塞事故。
12.五级旋风预热器上设有氨水喷枪，首先，该位置处于氨水脱硝最佳温度区域，即在800-950℃的温度区间内氨逃逸和氮氧化物排放浓度均随温度上升而下降，温度越高，脱硝反应效果越好；其次，布置在此处可延长反应时间，有效提高脱硝效果。
13.本设备还采用智能sncr系统进行处理，脱硝区脱硝技术和sncr自动控制系统相结合，sncr自动控制系统通过对系统多组数据采集综合计算经plc控制器、数据输出模块、变频器、氨水泵等控制氨水喷洒频率调节氨水用量，并在现场氨水分支管道上加装流量计，可根据管道阻力的不同调节氨水喷枪的喷洒量，以提高安全雾化及利用效率。
14.本发明的有益效果是，结构简单，投资小；操作方便，运行稳定可靠，故障率低，维护工作量少；不需要额外的催化剂，生产成本低；脱硝效率高，对窑内产生的氮氧化物的脱除效率接近100％，有效降低水泥窑系统中氮氧化物的排放，并可使窑尾烟囱排放浓度稳定控制在50mg/nm3以下，同时氨水使用量小于2.5kg/吨熟料(氨水浓度≥20％)，有效节省资源。
附图说明
15.下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
16.图1为本发明的整体结构示意图。
17.图2为本发明的氨水喷枪的结构示意图。
18.图3为本发明的脱硝区的内部结构示意图。
19.图中：1.分解炉，2.回转窑，3.三次风管，5.脱硝区，6.第二投料口，8.第三投料口，10.窑尾烟室，11.一级旋风预热器，12.二级旋风预热器，13.三级旋风预热器，14.四级旋风预热器，15.五级旋风预热器，16.第一下料管，17.第二下料管，18.第三下料管，19.氨水喷
枪，20.保护套管，21.导流板。
具体实施方式
20.下面结合本发明实施例中的附图以及具体实施例对本发明进行清楚地描述，在此处的描述仅仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
21.实施例
22.如图1-3所示，本发明提供了一种水泥制造脱硝用分解炉，包括分解炉1、回转窑2、三次风管3和两组预热器，分解炉1的中部设置有两个第一投料口和两个第二投料口6，分解炉1的底部设有脱硝区5，脱硝区5的下部设置有四个第三投料口8和两个第四投料口，回转窑2设置在分解炉1的下方，回转窑2的窑尾处设置有窑尾烟室10，且窑尾烟室10的顶部与分解炉1底部的脱硝区5相连通，窑尾烟室设置有两个第五投料口，回转窑2的窑头处设置有篦冷机(图中未示出)，三次风管3的一端与篦冷机(图中未示出)相连、另一端与分解炉1的中部相连，用于将冷却水泥熟料的热空气引入分解炉1内，以便对分解炉1内的水泥生料进行分解，为未燃烧的煤粉和一氧化碳的再次燃烧提供氧气；
23.两组预热器分设在分解炉1的左右两侧，每组预热器均包括从上至下依次连接的一级旋风预热器11、二级旋风预热器12、三级旋风预热器13、四级旋风预热器14和五级旋风预热器15，一级旋风预热器11的下料口连接至二级旋风预热器12和三级旋风预热器13之间的管道上，二级旋风预热器12的下料口连接至三级旋风预热器13和四级旋风预热器14之间的管道上，三级旋风预热器13的下料口连接至四级旋风预热器14和五级旋风预热器15之间的管道上，四级旋风预热器14的底部设置有两个下料管、分别为第一下料管16和第二下料管17，第一下料管16与第一投料口相连，第二下料管17与第四投料口相连，五级旋风预热器15的旋风筒通过管道与分解炉1的顶部相连通，五级旋风预热器15的底部设置有第三下料管18，且第三下料管18与第五投料口相连，五级旋风预热器15上固定设置有氨水喷枪19，氨水喷枪19的前端设有喷头，且喷头伸入五级旋风预热器15的内部，氨水喷枪19的后端设置有氨水泵(图中未示出)。
24.分解炉1中部的直径与分解炉1的脱硝区5直径的比值为1.3。
25.脱硝区5的内壁上设有呈螺旋盘绕的导流板21，对窑气起导流作用的同时，还能防止分解炉1局部温度过高，起到保护的作用。
26.四个第三投料口8均布在同一水平面上，两个第四投料口位于四个第三投料口8的上方，两个第四投料口对称设置，两个第四投料口之间连线的投影与任意两个对称位置上的第三投料口8之间连线的投影呈45
°
夹角。
27.氨水喷枪19前端伸入五级旋风预热器15内的部分套有保护套管20，保护套管20由耐高温、耐腐蚀和耐磨损的材料制成，氨水喷枪19插入至内筒边缘。
28.本发明的工作原理是，分解炉1下部设有较大的脱硝区5，通过煤粉在窑气低氧含量的环境下发生不完全燃烧，产生大量的一氧化碳和未燃烧的焦炭颗粒，在脱硝区5内形成强还原气氛，利用这强还原性气氛将窑气中的氮氧化物还原为对环境无害的氮气，在不使用额外还原剂的情况下达到对氮氧化物的源头进行治理的目的。其中，三次风管3入分解炉
1的进口设置在分解炉1的中部，保证窑气在通过脱硝区5有2s以上的停留时间，且窑气在脱硝区5内的风速不能低于11m/s，为了保持脱硝区5的风速，脱硝区5的直径不能太大，分解炉1中部的直径与脱硝区5的直径的比值取1.3较为合适；对于窑尾煤粉的喂入，大部分煤粉(60-100％)通过四个第三投料口8喂入，少量的煤粉(0-40％)从两个第二投料口6喂入；而四级旋风预热器14中的生料则分别通过第一投料口和第四投料口喂入，合理调整生料比例，防止局部温度过高造成结皮堵塞事故。
29.五级旋风预热器15上设有氨水喷枪19，首先，该位置处于氨水脱硝最佳温度区域，即在800-950℃的温度区间内氨逃逸和氮氧化物排放浓度均随温度上升而下降，温度越高，脱硝反应效果越好；其次，布置在此处可延长反应时间，有效提高脱硝效果。
30.本设备还采用智能sncr系统进行处理，脱硝区5脱硝技术和sncr自动控制系统相结合，sncr自动控制系统通过对系统多组数据采集综合计算经plc控制器、数据输出模块、变频器、氨水泵等控制氨水喷洒频率调节氨水用量，并在现场氨水分支管道上加装流量计，可根据管道阻力的不同调节氨水喷枪19的喷洒量，以提高安全雾化及利用效率。
31.河南某公司5000t/d水泥生产线，分解炉为天津某公司早期设计的tsd分解炉。改造前，喂料量370t/h，窑尾烟囱氮氧化物排放浓度在80mg/nm3左右，氨水用量4kg/t以上(浓度20％)；使用该技术改造后，喂料量增加到390t/h，氮氧化物排放浓度降低到40mg/nm3以下，氨水用量降低到2.3kg/t(浓度20％)，实现了氮氧化物排放量较大幅度降低的目的。
32.以上已经描述了本发明的实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的实施例。在不偏离所说明实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。