【正文】 ①氨水 SNCR系統(tǒng)處理成本 四川旺蒼西南水泥有限公司 2500t/d 熟料新型干法水泥生產(chǎn)線尾氣脫氮項目 。 （ 3）運營成本對比 通過對于本項目的煙氣分析，采用尿素方 案時，可以實現(xiàn) NOx 排放量為 500 mg/Nm3，但是不能實現(xiàn) NOx排放為 300 mg/Nm3，因此下面的兩個方案的運營成本分析是基于 NOx排放量為 500 mg/Nm3的。（ 極限 效率的定義是在氨和煙氣完全混合、反應(yīng)所需的停留時間完全滿足脫硝反應(yīng)）；在 900℃ 的條 件 下， 氨 水的極 限 效率 為 70%，尿素的效 率是 低于 40%。 圖 尿 素 SNCR 系統(tǒng)和氨水 SNCR 系統(tǒng)脫 硝 效率 比較 圖 根據(jù)圖 中 所示 ， 橫坐 標(biāo)是反 應(yīng) 的溫度 ， 縱 坐標(biāo)是 脫 硝反 應(yīng)的 效率 。當(dāng)噴射位置煙氣溫度低的時候，尿素有可能不能充分分解和反應(yīng)，導(dǎo)致氨逃逸，對后面的設(shè)備造成腐蝕。 在下圖中，表示了氨水噴入爐膛之后的過程，由于氨水溶液則是水與氨充分混合，氨水溶液噴入爐膛的一瞬間還原反應(yīng)就會開始。 （ 1）反應(yīng)的過程 尿素 SNCR系統(tǒng)和氨水 SNCR系統(tǒng)，還原劑噴射入爐膛后的示意圖： 圖 尿 素 SNCR 系統(tǒng)和氨水 SNCR 系統(tǒng)還 原 劑噴 射入 爐膛后 示 意圖 最上面 圖 表示 了尿 素溶液 噴 射到 爐膛 中之后 的 過程 ， 由 于尿素 溶 液具有 一個固 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 行反 應(yīng) ， 生成 氮 氣和 水 。 稀 釋 水 的 溫度設(shè)計在 10~30oC之間避免了稀釋過程中尿素顆粒的析出。 對 于 尿 素 SNCR 系 統(tǒng) ， 工 藝 在尿 素 溶液 的 制 備 ，存 儲 及使 用 過 程 中 充 分 考慮了 尿 素的 上述 特性 ， 在 制備 過程 中使 用 60℃的 除鹽 水對尿 素 顆粒 直接 進 行混合 攪 拌 ， 避免 了直接 使 用蒸 汽或 電加熱 器 對尿 素直 接加熱 導(dǎo) 致尿 素分解 的缺 點 。為 了保證 儲 罐的 安全 ， 儲罐上配 有 的 所 有儀器 儀 表均 是防 爆儀表 ， 在 使 用 過 程 中不會 產(chǎn) 生電 火花 。 Zn 揮發(fā)氣體 易燃 刺鼻的氣味 缺點： 熱不穩(wěn)定 物 質(zhì) 微生物的 分解 易引鼠類 動 物 ， 尿 素 儲 存 會產(chǎn) 生 成本 低溫時溶 液 易 沉 淀 ， 需 要 特別 的 保 溫 措施 溶解時需 加 熱 ， 會 產(chǎn) 生 成本 固體較易 結(jié) 塊 ， 增 加 儲 存 難度 和 成本 優(yōu)點： 凝固點 = 55176。 四川旺蒼西南水泥有限公司 2500t/d 熟料新型干法水泥生產(chǎn)線尾氣脫氮項目 可行性研究報告 21 表 氨水 SNCR與尿素 SNCR處理特性對比表 25 % 氨 水 溶 液 還 原 劑 方案 尿素 還 原 劑 方案 缺點： 蒸汽壓高 (“.” = 38 176。 由于尿素的特性，即凝結(jié)點較高的特點，為了避免輸送過程中的低溫結(jié)晶，尿素系統(tǒng)的管道需要進行保溫措施。 尿素 SNCR 系統(tǒng)的循環(huán)泵使用液下泵，可以在輸送尿素溶液的同時釋放 熱量對儲罐內(nèi)溶液進行小功率加熱，保證儲罐內(nèi)液體溫度，同時避免電加熱 器造成的局部高溫?zé)峤?。尿素給料斗中，再通過螺旋輸送機將其輸送到尿素溶液制備罐中，尿素顆粒通過與60℃的除鹽水（ 20℃除鹽水與 100℃冷凝水混合得到 60℃）混合并溶解，制備出濃度為 40%的尿素。 2）尿素 SNCR系統(tǒng)特點 以下是尿素 SNCR系統(tǒng)尿素溶液制備部分流程圖。同時為了防止罐內(nèi)負壓對罐體的損害，儲罐同 時配有真空閥。 1）氨水 SNCR系統(tǒng)特點 以下是氨水 SNCR 系統(tǒng)氨儲罐部分的流程圖 圖 氨水 SNCR系統(tǒng)氨儲罐部分流程圖 四川旺蒼西南水泥有限公司 2500t/d 熟料新型干法水泥生產(chǎn)線尾氣脫氮項目 可行性研究報告 19 在氨水 SNCR 系統(tǒng)中，直接由罐車將濃度為 25%的氨水運送到現(xiàn)場，通 過卸載泵將其灌裝到氨水儲存罐中。其脫 硝 工藝 流程 圖如下 所 示： 四川旺蒼西南水泥有限公司 2500t/d 熟料新型干法水泥生產(chǎn)線尾氣脫氮項目 可行性研究報告 18 圖 SNCR 工 藝 流程圖 . 還原劑的選擇與確定 水泥行業(yè)實施 SNCR 煙氣脫硝技術(shù)，多采用氨水作為還原劑，也有少部 分企業(yè)采用尿素溶液。 SNCR脫 硝 技術(shù) 在 水泥行 業(yè) 的應(yīng) 用較 廣，脫 硝 效率 一般 為 60~70%， 部分企業(yè) 在 不斷 優(yōu)化 運行的 情 況 下 ， 甚 至可實現(xiàn) 80%的 脫 硝效 率 。 綜上所 述 ， SNCR 脫硝技 術(shù) 相比 于其 他的脫 硝 技術(shù) 具有 脫硝效 率 高 、 投資成本 低 、 設(shè) 備 改 造方便 等諸多優(yōu)點， SNCR 脫硝技術(shù)己成水泥工業(yè)節(jié)能減排的發(fā)展趨勢。 在芬蘭 ， 2020 年 ， Finnsementti 水泥 公 司 4 號 生 產(chǎn)線 安裝 了 SNCR 系 統(tǒng) ， 在 煙氣中 NOx 含 量 為800mg/m3 時可得到 72%的 還原 率 。 此外 Finaneiera Minera， Ana plant， Finaneiera Minera， Malaga plant 等多 個 水泥廠 也 使用了 SNCR 技術(shù) 。 在德國 ， 1992年以來 ， 為 了滿 足 新的歐 盟 環(huán)境 標(biāo)準(zhǔn) 的要求 ， 70%的 干 法水泥 生 產(chǎn)線 上安 裝 了 SNCR 系 統(tǒng) ， 并 取得良 好 成 效 ， 多 項工程 測 試統(tǒng) 計結(jié) 果證 實 ， SNCR 技術(shù) 可 使 NOx 限值 達 到 400mg/m3。 SNCR 技 術(shù)能較 大 幅度 降 低 NOx，且在 分 解爐 中溫度 窗 口相 對符 合脫硝 反 應(yīng)溫 度區(qū) 間，操 作 系統(tǒng) 簡單 ，投資 成 本較 低 。 例如加 入 礦化 劑降 低鍛燒 溫 度 ， 雖 然 降 低 NOx 的排 放， 但帶來 產(chǎn) 品質(zhì) 量不 穩(wěn)定及 生 產(chǎn)成 本提 高。 當(dāng) 溫 度較 高 超 過 上述范 圍 時 ， 氨 容 易被洋 氣 氧 化 ， 導(dǎo) 致NOx 還原量減少 ； 而溫度 低 于范 圍時 ，氨反 應(yīng) 不完 全， 易導(dǎo)致 氨 逸出。 2） 選 擇性 非 催化 還 原脫硝 選 擇 性 非催 化 還原 （ SNCR） 脫硝 技 術(shù) 是 在 無 催化 劑 存在 的 條 件 下 向 爐 內(nèi)噴射 還 原劑 使之 與煙氣 中 的 NOx 反 應(yīng)，將 其 還 原 成 N2 及 H2O。 常見的 SCR脫硝 催化劑 有 貴金 屬催 化劑、 金 屬氧 化物 催化劑 和 分子篩催化劑 等 。 SCR 是 脫硝 效率最高 、 最為成 熟的 脫硝技 術(shù) ，其 有效 反應(yīng)溫 度 范圍 較低 ，約在 320～ 400℃ 之 間，反 應(yīng) 式為： 4NO+4NH3+O2→ 4N2+6H2O （ 1） 4NH3+2NO2+O2→ 6N2+6H2O （ 2） 在 SCR 技術(shù) 的應(yīng) 用過程 中 ，催 化劑 的制備 生 產(chǎn)是 其中 最重要 的 部分之一，其 催 化性 能直 接影響到 SCR系 統(tǒng)的整 體 脫硝 效果 。 本次工 藝 方案 主要 對選擇 性 催化 還 原 （ SCR） 脫硝 工藝 及選擇 性 非催化還原（ SNCR）脫 銷 工藝進 行 介紹。 SNCR 相對于低 NOx 燃燒器和 SCR 來 說，初 投 資低 ， 停工安裝 期 短 。 SNCR 技術(shù)是 在水 泥爐窯 內(nèi) 噴射 還原 劑 ， 可以降低 30～80％的 NOx 排放 。 目前，用于水泥 爐 窯 NOx 排放控制 的 技術(shù)有火焰冷卻 、 低氮燃燒器、 分 段燃 燒 、添 加 礦 化 劑、 選 擇性 非 催 化 還原 技 術(shù) （ SNCR） 和選 擇 性催 化 還 原技 術(shù) （ SCR）。 在 水泥窯廢氣中 NO2 一 般僅占 NOx總 量 的 5％ 以 下 ， NO 則 占 總量的 95％ 以 上 。 . 工藝方案的選擇與確定 水泥窯 尾 氣中 氮氧 化物污 染 物主 要為 一氧化氮 、 二 氧 化 氮等 。 目 前該 公司 2500t/d 新型干法水泥生四川旺蒼西南水泥有限公司 2500t/d 熟料新型干法水泥生產(chǎn)線尾氣脫氮項目 可行性研究報告 14 產(chǎn)線 ， 該生產(chǎn) 線產(chǎn) 生的窯 尾 煙氣 中粉 塵污染 物 已經(jīng) 得到 有效治理 ， 但 是 其 煙氣中的 氮 氧化 物污 染物并 未 得到 有效 的治理 ， 雖 然 其 排 放濃度滿 足 《水 泥工業(yè)大氣 污 染物 排放 標(biāo)準(zhǔn)》 要 求， 但是 由于其 煙 氣量 較大 ，污染物 排 放總 量也教大 。 . 廠區(qū)綠化 本項目 僅 涉及 建設(shè) 區(qū)綠化 帶 損壞 恢復(fù) 。 2） 運 輸設(shè)備 電廠的 檢 修 、 生活 福利所 需 車輛 及其 它輔助 運 輸設(shè) 備均 由建設(shè) 方 統(tǒng)一調(diào)配使用。 . 豎向布置 在滿足 生 產(chǎn)工 藝的 前提下 ， 本工 程 建 構(gòu) 筑物根 據(jù) 布置 所處 的現(xiàn)場 地 勢位置條件 順 勢而 為。 （ 4）廠區(qū)內(nèi)實行雨污分流。 （ 2）廠區(qū)兩座大 門，項目物流、人流分開。 2）總平面布置方案 根據(jù)以 上 總平 面布 置原則 ， 結(jié)合 場地 地質(zhì)、 地 形、 風(fēng)向 、消防 、 環(huán)保、 內(nèi)外運 輸 等因素 ， 并根據(jù) 公 司的 總體 發(fā)展思路 ， 即 總 平 面布置 須 順應(yīng) 生產(chǎn)線 所處場 地 的幾 何尺 寸 、 豎向條 件 及 長 遠發(fā)展 的 用地 預(yù)留 位置要求 ， 方 案 能 很 四川旺蒼西南水泥有限公司 2500t/d 熟料新型干法水泥生產(chǎn)線尾氣脫氮項目 可行性研究報告 13 好地順應(yīng)場地地勢，工藝流程順暢。 項目名稱 脫銷系統(tǒng) 煙量 氮氧化物 排放濃度 氮氧化物 排放總量 Nm3/h mg/Nm3 t/a 技改前 460000 700 2318 技改后 300 994 消減量 1324 四川旺蒼西南水泥有限公司 2500t/d 熟料新型干法水泥生產(chǎn)線尾氣脫氮項目 可行性研究報告 12 3. 工程技術(shù)方案 . 廠區(qū)總體規(guī)劃及總平面布置 . 區(qū)域位置 處理設(shè)施設(shè)在廠內(nèi)，根據(jù)該廠的發(fā)展要求，以及工廠的實際用地情況，其場址選在四川旺蒼西南水泥有限公司內(nèi)現(xiàn)有空地上，水 泥窯窯尾煙氣脫硝處理設(shè)施建設(shè)在工廠內(nèi)部生產(chǎn)廠房旁的空地上。 四川旺蒼西南水泥有限公司 2500t/d 熟料新型干法水泥生產(chǎn)線尾氣脫氮項目 可行性研究報告 11 表 建成后效果分析表 說明 ： 年 運 行 工 作 日 為 300 天 ， 每 天 工作 24h。 可見，通 過 對各 污染 源的治 理 ，各 污染 源的排 放 量基 本都 做到了 有 效的 削減 ，減輕了 對 環(huán)境 的影 響 。 水 泥窯 窯 尾中氮氧 物污 染 物并未 進 行治理，其氮氧化 物 排放 濃度 在 700mg/Nm3 以上 ，不 能滿 足 《 水 泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的氮氧化物排放濃度限值要求，其煙氣量高達 460000Nm3/h， 氮 氧 化物 排放總 量 大， 對周 邊大氣 環(huán) 境造 成一 定的環(huán) 境 污染。 （ 3）《 四 川省 關(guān)于 “十二五”降 氮脫 硝工作 的 意見》 （ 4）《 國 務(wù)院 關(guān)于 印 發(fā) “十二五”節(jié) 能 減排綜 合 性工 作方 案的通 知 》（國 發(fā)〔 2020〕 26 號） . 污染治理現(xiàn)狀及存在的環(huán)保問題 四川旺蒼西南水泥有限公司 2500t/d 新型干法水泥生產(chǎn)線 ， 年產(chǎn) 硅酸鹽水泥 110 萬噸。 同時要 求 現(xiàn)有日產(chǎn) 2020 噸及 以 上熟 料 新型干 法 水泥 生產(chǎn) 線加建 SNCR 煙氣 脫硝設(shè) 施 ， 綜 合脫 硝效率達到 40%以 上 ； 新建 、 改建 新型 干法水 泥 項目 應(yīng)采 用先進 的 低氮 燃燒 技術(shù) ， 同 步建 成 配 套 的 SNCR 煙氣 脫硝 設(shè)施， 綜 合脫 硝效 率達到 70%以 上。 四川省 政 府指 出 ， 水泥廠 降 氮脫 硝工 程是全 省 完 成 “十二五”氮氧 化物 減排任 務(wù) 的重 要措 施和關(guān) 鍵 環(huán)節(jié) 之一 。 并提出 加 強水 泥 、 石油化 工 、 煤 化 工 等行業(yè) 二 氧化 硫和 氮氧化 物 治 理 、石 油 石化 、 有 色 、 建 材 等行業(yè) 的 工業(yè) 窯爐 要進行 脫 硫改 造 。 根據(jù) 2020 年 12 月 頒發(fā)的 《 產(chǎn)業(yè) 結(jié)構(gòu) 調(diào)整指 導(dǎo) 目錄 （ 2020 年 本 ）》中規(guī) 定：建 材 行業(yè) 中水 泥行業(yè) 要 求淘 汰窯 徑 3米 及以上 水泥 機立窯 （ 2020年 ）、 干法中空 窯 （生 產(chǎn) 高鋁水泥 、 硫鋁 酸 鹽水泥等 特 種水 泥 除外 ） 、 立波 爾 窯 、濕法窯 ； 淘 汰 直徑 3 米以 下 水