SNCR脱硝技术在水泥窑炉中的应用探索.doc

SNCR脱硝技术在水泥窑炉中的应用探索
李斌，方培根，楼春辉，汪伟，费月秋
浙江浙大海元环境科技有限公司，浙江杭州，310051
【摘要】：
本文简要介绍了浙江上峰集团1×2500t/d水泥窑炉采用SNCR烟气脱硝工程，通过调试及试运行，对影响脱硝效率的相关因子进行了研究。
【关键词】：
水泥窑炉；SNCR；脱硝；研究
1水泥脱硝行业动态概述
脱硝是“十二五”期间，我国大气环保治理的重点。其中，素来被冠以“高能耗、高污染”的水泥行业必定被要求转变发展方式、调整结构、节能减排和可持续发展的重要突破方向。根据国发[2011]26号即《国务院关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案的通知》及《关于水泥工业节能减排的指导意见》精神，要求在“十二五”末，水泥工业的氮氧化物排放量在2009年的基础上降低25%。《国家环境保护“十二五”规划》中也明确提出“新型干法水泥窑要进行低氮燃烧技术改造，新建水泥生产线要安装效率不低于60％的脱硝设施”。GB4915-2004《水泥工业大气污染物排放标准》的修订工作也在进行中。
至2011年的统计数据，我国有水泥生产线1513条，许多技术性能并不先进的水泥生产线排放的氮氧化物浓度或总量远远没有达到政策形势的要求。水泥行业应强制脱硝是必然，但鉴于当前的经济态势或水泥价格行情，以及脱硝需要较大的资金投入及增加运行成本，水泥生产企业的脱硝资金和运行成本上升压力也是制约该行业脱硝迅速展开不利因素。
国外水泥脱硝业绩以SNCR居多，据介绍，至2010年，欧洲建成的水泥脱硝装置中，SNCR为70条，SCR仅两条，说明SNCR工艺仍是水泥脱硝的主流工艺。我国与欧日美的水泥排放标准比较见下表1
表1我国与欧美的水泥排放标准比较表
颁布年标准号NOX（mg/Nm3)说明1996GB4915-19968002004GB4915-20048002010DB44/818-2010550广东省地方标准（新建窑）2012GB4915-201×？水泥工业大气污染物排放标准修订中美国900欧洲500目前，浙江省各地的水泥窑炉脱硝都采用SNCR脱硝，在国家新的水泥工业大气排放标准出台前，过渡性地设定NOX排放指标为300~350mg/Nm3，已有浙江上峰水泥2500t/d、浙江江山水泥2500t/d等多条水泥窑炉进行了SNCR脱硝改造。
2浙江上峰水泥SNCR脱硝项目简介
为响应浙江省诸暨市“十二五”期间主要污染物减排工作的实施，浙江浙大海元环境科技有限公司于7月27日与浙江上峰集团签订了1×2500t/d水泥窑炉SNCR脱硝总承包建设合同。丹麦flow-vision公司对此项目进行了技术支持，并提供了部分设备。工程于9月1日开工，10月25日进入热态调试及试运行，调试结果说明，系统可连续稳定运行，性能达到设计要求。
2.1设计及性能保证参数
表2主要设计参数
序号参数名称单位数量备注1生产规模t/d2500正常运行产能2900t/d2实际出力t/d2900最大运行产能3000t/d3入口NOx浓度mg/Nm386010%O2，干基（峰值1100mg/Nm3）4出口NOx浓度mg/Nm330010%O2，干基5氨逃逸浓度mg/Nm3810%O2，干基6氨水浓度%207烟气量（烟囱）Nm3/h（干态、真实O2）3104828烟气温度（烟囱）℃1399烟气湿度%4.8910烟气氧量%10.111氨氮比（NSR）1.4~1.6
2.2SNCR脱硝工艺流程
本工程采用外购20%（wt）的氨水溶液作为还原剂。
在850℃~1050℃温度条件下，氨可选择性地还原烟气中的NO、NO2，基本上不与烟气中的氧作用。NH3还原NOx的主要反应为：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O（1）
4NH3+2NO2+O2→3N2+6H2O（2）
2.3SNCR脱硝系统配置
SNCR系统主要由氨水储存系统、氨水输送给料系统、计量分配系统、喷射系统、控制系统五部分组成。工艺流程见下图1：

图1工艺流程图
氨水储罐材料为不锈钢304，氨水输送给料泵冗余配置，并通过稳定调节系统自动控制保证喷枪入口处压力的稳定。氨水溶液管道、阀门选用不锈钢材质。氨水储罐及氨水输送泵见下图2：

图2氨水储存及输送模块
氨水雾化用压缩空气调节系统及氨水调节计量系统的精密仪表都集成在仪表箱内，以提高运行稳定性和延长仪表使用寿命。计量控制箱见下图3：

图3氨水计量控制模块
根据对分解炉后段不同部位烟气的温度测试，结合CFD数值模拟结果，确定喷枪布置在分解炉出口烟道上，正常运行时温度范围880℃~920℃，设置5~8支高性能双流SNCR脱硝专用喷枪。喷枪布置及氨水双流雾化效果照片见下图4和图5：

图4喷枪布置图图5氨水双流雾化效果图
鉴于分解炉出口的粉尘浓度高、烟