【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 度條件非常敏感，分解爐噴入點(diǎn)的選擇，也就是所謂的溫度視窗的選擇，是SNCR還原NO效率高低的關(guān)鍵。一般認(rèn)為理想的溫度范圍為850℃～1100℃,并隨反應(yīng)器類型的變化而有所不同。當(dāng)反應(yīng)溫度低于溫度視窗時(shí)，由于停留時(shí)間的限制，往往使化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度較低反應(yīng)不夠徹底，從而造成NO的還原率較低，同時(shí)未參與反應(yīng)的NH3增加氨氣的逃逸率。而當(dāng)反應(yīng)溫度高于溫度視窗時(shí)，NH3的氧化反應(yīng)開(kāi)始起主導(dǎo)作用：4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O從而，NH3的作用成為氧化并生成NO，而不是還原NO為N2。所以，SNCR法還原NO的過(guò)程是上述兩類反應(yīng)相互競(jìng)爭(zhēng)、共同作用的結(jié)果。如何選取合適的溫度條件同時(shí)兼顧減少還原劑的泄漏成為SNCR技術(shù)成功應(yīng)用的關(guān)鍵。無(wú)論氨或尿素，皆必須噴射于850℃～1100℃之溫度范圍內(nèi)，才能使氮氧化物還原為氮?dú)?N2)(2) SCR脫硝原理在預(yù)熱器出口的管道上把煙氣（約350℃）引入SCR反應(yīng)器，在管道上加入還原劑尿素[CO(NH2)2]或氨水(NH4OH)，氮氧化物在催化劑作用下被氨還原為無(wú)害的氮?dú)夂退?NO + 4NH3 + O2 → 4N2 + 6H2O4NH3 + 2NO2 + O2 → 3N2 + 6H2ONO2 + NO + 2NH3 → 2N2 + 3H2O(3) 三種煙氣脫硝技術(shù)的比較見(jiàn)下表：脫硝技術(shù)SNCRSCRSNCR/SCR混合型還原劑氨水、液氨、尿素氨水、液氨、尿素氨水、液氨、尿素反應(yīng)溫度區(qū)85011000C3204000C前段：85011000C后段：3204000C催化劑類型不使用催化劑TIOV2OWO3等重金屬氧化物后段加裝少量TIOV2OWO3等催化壽命不使用催化劑2000024000h2000024000h脫硝效率最高可達(dá)8088%最高可達(dá)95%最高可達(dá)95%對(duì)系統(tǒng)通風(fēng)的影響基本不影響增加系統(tǒng)阻力6001000pa增加系統(tǒng)阻力400800pa運(yùn)行成本最低比SNCR高80120%比SNCR高4080%主要成本還原劑消耗、霧化介質(zhì)消耗催化劑消耗、還原劑消耗、霧化介質(zhì)消耗催化劑消耗、還原劑消耗、霧化介質(zhì)消耗占地空間需要還原劑制備系統(tǒng)占地催化劑再生及催化劑反應(yīng)、還原劑制備系統(tǒng)需要空間大催化反應(yīng)占地略小占地中等投資額度約相當(dāng)于SCR系統(tǒng)投資的2530%投資較高約相當(dāng)于SCR系統(tǒng)投資的5060%脫硝水平150500mg/Nm3(10%O2）100500mg/Nm3(10%O2）100500mg/Nm3(10%O2）經(jīng)濟(jì)脫硝運(yùn)行水平水泥行業(yè)煙氣脫硝以SNCR為主大型火力發(fā)電為主，水泥廠采用少尚沒(méi)有成功案例工程SNCR煙氣脫硝技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn)，雖然受到反應(yīng)溫度、混合等因素的制約。但它具有系統(tǒng)容易加工無(wú)停工期，所占空間小，與其他脫硝設(shè)備兼容性升級(jí)性能好，運(yùn)行管理方便等突出特點(diǎn)，SNCR系統(tǒng)的建設(shè)快、投資經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行管理靈活、脫硝成本相對(duì)低廉等優(yōu)勢(shì)。因此，我們推薦水泥廠選擇選擇性非催化還原技術(shù)（SNCR）。(4) 各種不同還原劑使用特性比較見(jiàn)下表：特性比較液氨氨水尿素備注毒性高低無(wú)設(shè)備成本高中中脫硝效率高（6088%）高（6088%）中（3050%）藥品單價(jià)低高中噸熟料藥品成本低中高人工成本中低高占用空間小小大操作復(fù)雜復(fù)雜方便較復(fù)雜反應(yīng)溫度870℃870℃1000℃對(duì)分解爐溫度影響小小大安全防護(hù)安全防護(hù)設(shè)備要求很高仍需安全防護(hù)設(shè)備毋須安全防護(hù)設(shè)備SNCR系統(tǒng)中，采用尿素、氨水作為還原劑時(shí)，其運(yùn)行的特性是不一樣的，并對(duì)脫硝的效率、氨逃逸產(chǎn)生一系列的影響。尿素SNCR系統(tǒng)和氨水SNCR系統(tǒng)，還原劑噴射至爐膛后的示意圖：尿素溶液與氨水溶液爐膛內(nèi)噴射示意圖圖中給出了尿素溶液與氨水溶液噴入爐膛內(nèi)的示意圖?？梢郧宄l(fā)現(xiàn)，由于尿素溶液具有一個(gè)固體的核，外層是被水分子包裹，在高溫下，水分子先蒸發(fā)，然后尿素顆粒再分解成氨基，氨基再和煙氣中的氮氧化合物進(jìn)行反應(yīng)，生成氮?dú)夂退?。而氨水溶液則是水與氨充分混合，反應(yīng)更加直接，氨水溶液噴入爐膛的一瞬間還原反應(yīng)就會(huì)開(kāi)始。上述對(duì)比可知，尿素溶液通常對(duì)爐膛內(nèi)能量損耗高于氨水，并且反應(yīng)復(fù)雜。當(dāng)煙氣溫度較低的時(shí)候，尿素所需要的停留時(shí)間很難得到滿足，影響系統(tǒng)脫硝效率及增加氨逃逸。效率比較：下圖為煙氣溫度為900℃的條件下，我們作出的分別以尿素、氨水作為還原劑的脫硝效率。 900℃工況下尿素與氨水的脫硝效率對(duì)比圖圖中的橫坐標(biāo)是氨氮摩爾比，縱坐標(biāo)是氮氧化合物脫除效率。根據(jù)圖中的結(jié)果，顯然可以得出以下結(jié)論：黃色的是尿素作為還原劑的脫除效率，在氨氮摩爾比為1的時(shí)候，氮氧化合物脫除效率為25%～40%；，氮氧化合物脫除效率為38～55%。要達(dá)到更高的效率，就要提高氨氮比，這樣氨的逃逸率也隨之增加。藍(lán)色的是以氨水作為還原劑的脫出效率，在氨氮摩爾比為1的時(shí)候，氮氧化合物的脫除效率為48～80%；，氮氧化合物的脫除效率為75%～95%；在同等的氨氮摩爾比的條件下，氨水作為還原劑的效率比尿素作為還原劑的效率要高25%～30%。綜上所述，選擇性非催化還原技術(shù)（SNCR）以氨水為還原劑較合理，因?yàn)橐喊卑踩婪酪蠛芨?，我們一般較難實(shí)現(xiàn)，而氨水與尿素相比，雖然其仍需安全防護(hù)，但他有操作方便、占地面積少、脫硝效率高、運(yùn)行成本較低的優(yōu)點(diǎn)，所以我們建議以氨水為還原劑，氨水的常用濃度有17%、20%、25%,濃度高，效率高，所需的氨水少。第四章 脫硝工程技術(shù)方案 生產(chǎn)線本底NOx排放濃度現(xiàn)有生產(chǎn)線尾氣處理主要解決粉塵問(wèn)題，沒(méi)有脫除氮氧化物的作用。因此，在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的NOx排放量計(jì)算方法下，采用廢氣總管的實(shí)測(cè)資料作為評(píng)估生產(chǎn)線氮氧化物排放指標(biāo)可滿足工程應(yīng)用精度要求。依據(jù)業(yè)主提供的資料對(duì)4600t/d水泥熟料生產(chǎn)線的氮氧化物排放指標(biāo)匡算如下，作為本可行性研究報(bào)告脫硝基準(zhǔn)資料采用。氧化物排放水平在預(yù)熱器出口處～950mg/Nm3(%O2)，C1出口煙氣量約40萬(wàn)（標(biāo)況風(fēng)量）（Nm3/h)，以實(shí)測(cè)為準(zhǔn)。說(shuō)明O2NOxNOx氮氧化物排放水平%ppmmg/Nm3(%O2)kg NO2/hkg NO2/高限3463950380低限3500626250平均值3695870348從資料上分析，本項(xiàng)目依托的1條4600t/d水泥熟料生產(chǎn)線的氮氧化物水平（950mg/Nm3(10%O2））略高于原《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB49152004）對(duì)水泥工業(yè)的NOx排放規(guī)定了800mg/Nm3(10%O2）的排放限值；更大于2014年3月1日起執(zhí)行的《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB49152013）400mg/Nm3(10%O2）的排放要求。進(jìn)行脫硝技術(shù)改造勢(shì)在必行。 本項(xiàng)目的脫硝技術(shù)方案本項(xiàng)目設(shè)計(jì)目標(biāo)排放濃度：小于400mg/Nm3(%O2)。滿足現(xiàn)有排放標(biāo)準(zhǔn)。本技術(shù)方案擁有良好的適應(yīng)性，無(wú)需增加設(shè)施，可滿足小于等于300mg/Nm3(%O2)排放要求。我公司投入了大量的人力、物力、資源，開(kāi)發(fā)降低自己水泥窯氮氧化物排放技術(shù)及成套設(shè)備，取得了良好效果，瀘州賽德水泥有限公司降低氮氧化物排放的技術(shù)方案是：選擇性非催化還原技術(shù)（SNCR）。將氨水在一定的條件下與煙氣混合反應(yīng)，降低系統(tǒng)NOx排放，確保在低成本的狀態(tài)下，可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的NOx減排目標(biāo)。降低氮氧化物排放措施見(jiàn)下表：主要措施排放水平減排比例mgNOx/(Nm3,10%O2)初始排放濃度950選擇性非催化還原技術(shù)40060%選擇性非催化還原技術(shù)30070% SNCR技術(shù)方案(1) 技術(shù)方案介紹氨水運(yùn)輸?shù)綇S后卸入儲(chǔ)存系統(tǒng)，經(jīng)調(diào)配后，通過(guò)泵送入霧化控制系統(tǒng)，按照霧化控制要求比例調(diào)節(jié)霧化分散介質(zhì)，通過(guò)各霧化噴槍的壓力、流量的調(diào)配保證還原劑在于預(yù)分解系統(tǒng)的良好分散。霧化控制系統(tǒng)依據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)的煙氣信號(hào)，按照設(shè)定的控制程序進(jìn)行霧化噴射工況的優(yōu)化選擇。在噴射位置選擇及噴槍的布置方式上，首先要滿足脫硝反應(yīng)的溫度要求，同時(shí)也必須兼顧與分解系統(tǒng)燃料燃燒的影響以及氮氧化物還原區(qū)域內(nèi)流場(chǎng)分布對(duì)霧化分散效果的直接作用，通過(guò)優(yōu)化噴槍的空間布置關(guān)系，并保證噴入還原劑在高溫條件的足夠反應(yīng)時(shí)間，提升脫硝的反應(yīng)進(jìn)行程度，實(shí)現(xiàn)脫硝成本的經(jīng)濟(jì)化配置。具體工藝流程圖見(jiàn)下圖：瀘州賽德水泥有限公司4600t/d熟料新型干法水泥生產(chǎn)線SNCR脫硝系統(tǒng)工程可行性研究報(bào)告我公司SNCR系統(tǒng)主要設(shè)備都進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，主要有儲(chǔ)存系統(tǒng)，氨水濃度調(diào)配系統(tǒng)、空氣流量調(diào)配系統(tǒng)以及溶液噴射系統(tǒng)組成。SNCR系統(tǒng)主要指令自變量是流量、噴射系統(tǒng)壓力等指標(biāo)。依據(jù)窯系統(tǒng)產(chǎn)量、排放濃度等系統(tǒng)參數(shù)，通過(guò)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)流量、壓力等操作指標(biāo)實(shí)現(xiàn)氮氧化物排放的減排。氨水儲(chǔ)存系統(tǒng)氨水流量和空氣流量調(diào)配系統(tǒng)噴射系統(tǒng)分解爐儲(chǔ)氣罐控制室信號(hào)(2) SNCR的主要設(shè)備表設(shè)備清單（以20%/25%氨水為還原劑的SNCR系統(tǒng)）見(jiàn)下表：序號(hào)工程規(guī)范單位數(shù)量備注以20%氨水為還原劑SNCR系統(tǒng)一主體設(shè)備1氨水輸送泵 臺(tái)1材質(zhì): SUS3041)流量20m3/h，揚(yáng)程35m國(guó)內(nèi)知名品牌2噴射泵 （1用1備）臺(tái)2材質(zhì): SUS3041)流量4m3/h，揚(yáng)程150m國(guó)內(nèi)知名品牌3儲(chǔ)氨罐臺(tái)2SJEF1)材質(zhì)：SUS304使用壽命10年 2)規(guī)格：50m34霧化噴淋系統(tǒng)套8日本進(jìn)口品牌1)霧化效果：霧滴顆粒在30～70μmKAM27*8702)耐酸堿、高耐熱溫度1200℃5壓縮空氣儲(chǔ)氣罐臺(tái)1SJEF1)容積3m3 ，6空氣流量調(diào)配柜臺(tái)1SJEF7噴射柜臺(tái)2SJEF8連接管件及閥門批1浙江鋼一等同級(jí)別品牌材質(zhì)：氨水輸送管道SUS304，壓縮空氣及水輸送管道Q235.10五金零配件及管道保溫式1二電控柜及配電 套11)材質(zhì)：SS41 2mmt2)就地控制柜型式:戶外雙層防水型3)箱體油漆采烤漆處理4)電源: 3∮/380V/50HZ5)主要元器件為進(jìn)口品牌（施耐德）6)變頻器臺(tái)2ABB7)電磁流量計(jì)上海飛卓等國(guó)內(nèi)知名品牌8)型渦街流量傳感器國(guó)內(nèi)知名品牌9)壓力表國(guó)內(nèi)知名品牌10)壓力變送器ABB11)電動(dòng)執(zhí)行器國(guó)內(nèi)知名品牌12)電氣控制柜系統(tǒng)國(guó)內(nèi)知名品牌13)磁翻板液位計(jì)國(guó)內(nèi)知名品牌14)就地儀表等國(guó)內(nèi)知名品牌15)其他配線批1三脫硝房式1 1)材質(zhì)：半敞開(kāi)式鋼構(gòu)，彩鋼板封頂罐區(qū)四周設(shè)有混凝土圍堰及排水溝。2)規(guī)格：L15M*3)含平臺(tái)、扶梯按需4)含消防噴淋系統(tǒng)及洗眼器、防雷接地四備品及運(yùn)雜式1 (3) 不同基準(zhǔn)工況下SNCR系統(tǒng)的運(yùn)行比較本技術(shù)方案是先通過(guò)工藝操作、技改以及實(shí)施分級(jí)燃燒盡最大的可能降低氮氧化物，以達(dá)到降低運(yùn)行成本的目的，同時(shí)配合選擇性非催化還原技術(shù)（SNCR），以較少的運(yùn)行成本可以達(dá)到環(huán)保要求。在分級(jí)燃燒運(yùn)行與否的條件下，SNCR系統(tǒng)的主要消耗品指標(biāo)如下：序號(hào)項(xiàng)目指標(biāo)備注1熟料生產(chǎn)線規(guī)模5000t/d2熟料產(chǎn)量（標(biāo)定）3煙氣量（標(biāo)定）40萬(wàn)Nm3/h4噴入點(diǎn)溫度850℃～970℃5煙氣初始NOx濃度950mg/Nm3SNCR降到400mg/Nm38煙氣脫硝后NOx濃度400mg/Nm39氨水使用量～540kg/h20%濃度SNCR降到300mg/Nm311煙氣脫硝后NOx濃度300mg/Nm312氨水使用量～700kg/h20%濃度(4) 管道及閥門材料本工程脫硝配套管道均按以下要求：本工程中的工藝物料，根據(jù)物性及工藝要求，管道選用管材主要為不銹鋼無(wú)縫鋼管，其他管道閥門和壓縮空氣及相關(guān)輔材為碳鋼材質(zhì)。 工程總平面布置方案根據(jù)建設(shè)場(chǎng)地的地形地貌特征及總平面布置原則，煙氣脫硝工程還原劑儲(chǔ)罐集中布置于靠近窯尾地區(qū)?？偟膩?lái)說(shuō)，總平面布置工藝流程合理，物料流向順暢、短捷，廠區(qū)交通便利，功能分區(qū)明確；合理利用場(chǎng)地條件，總平面布置緊湊、完善；工廠的整體布局美觀大方。 電氣本工程為