【正文】 00～ 200mg/Nm179。 SNCR脫硝是目前水泥行業(yè)脫硝的主流技術(shù)。而混合工藝的還原劑噴射系統(tǒng)布置在鍋爐爐墻上，與下游的 SCR 反應(yīng)器距離很遠(yuǎn)，因此，無需再加裝混合設(shè)施，也無需加長煙道，就可以在催化劑反應(yīng)器入口獲得良好還原劑與 NOx 的混合及分布。聯(lián)合脫硝技術(shù)由于減少了催化劑的用量，將使這一問題得到一定程度的遏制。 4）減少 SO2向 SO3的轉(zhuǎn)化，降低腐蝕危害 催化劑的使用雖然有助于提高脫硝效率，但也存在增強(qiáng) SO2 向SO3 轉(zhuǎn)化的副作用，而煙氣中的 SO3 含量的增加，將生成更多的NH4HSO4。它與單一的 SCR 工藝相比，不需要復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)，節(jié)省了投資且不受場地的限制。與 SCR 工藝相比，混合工藝的催化劑用量可以大大減少。并且由于需要定期更換，運(yùn)行費(fèi)用也很高。 水泥爐窯 SCR 脫硝系統(tǒng)中，由于煙氣中堿性金屬氧化物含量較高，要特別注意催化劑的中毒問題。 2）催化劑中毒問題 水泥爐窯煙氣中鈉 、鉀等水溶性堿金屬化合物易與催化劑中的V2O5 反應(yīng)導(dǎo)致催化劑中毒，從而降低催化劑的活性。易造成催化劑孔隙堵塞，使系統(tǒng)壓降迅速增加，給引風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行造成嚴(yán)重威脅，從而影響水泥爐窯生產(chǎn)線長期穩(wěn)定運(yùn)行。在要求較低的排放濃度的情況下，一般采取把 SCR 與 SNCR結(jié)合起來的聯(lián)合脫硝技術(shù)。氨氣在煙氣內(nèi)的均勻分布對(duì)于實(shí)現(xiàn) NOX 的有效還原、較低的氨逸出量以及由此達(dá)到催化劑的有效利用都十分重要。注入系統(tǒng)有許多注射噴嘴組成 ,使氨和煙氣均勻分布。液氨通過蒸發(fā)器中的蒸汽、熱水或電被蒸發(fā)。當(dāng)采用氨水或尿素溶液時(shí) ,通常將其通過位于導(dǎo)管或滑流的霧化噴嘴直接注入到煙氣通道中。 1噴氨格柵 2整流格柵 3催化劑 4SCR 反應(yīng)器 圖 61 干法水泥窯脫硝 SCR 工藝流程圖 SCR脫硝工藝裝置的主要組成部分包括一個(gè) SCR反應(yīng)器、一個(gè)儲(chǔ)罐及一個(gè)還原劑注入系統(tǒng)。SCR 脫硝技術(shù)的原理如下： 4NO+4NH3+O2→ 4N2+6H2O 4NH3+2NO2+O2→ 3N2+6H2O NO2+NO+2NH3→ 2N2+3H2O 工藝流程 在窯尾預(yù)熱器和增濕塔之間增設(shè)一個(gè) SCR 反應(yīng)塔，將預(yù)熱器的廢氣由該反應(yīng)塔上部導(dǎo)入，與噴入塔內(nèi)的氨水或尿素等還原劑相混合，借助反應(yīng)塔內(nèi)多層催化劑的催化作用，確保脫氮反應(yīng)更充分地 可行性研究報(bào)告 26 完成，催化劑由 V2O W2O3等活性組分制成的。但要達(dá)到 400 mg／ Nm179。 運(yùn)用 SNCR脫硝技術(shù)，確保水泥窯 NOx的排放穩(wěn)定在 800mg／ Nm179。噴射霧化 、設(shè)備冷卻需 、 管路吹掃 都 需要廠用氣。 3）由于噴嘴噴射器工作在 爐窯 內(nèi)部高溫區(qū)，為防止噴 射器 冷卻水 管路內(nèi)部結(jié)垢 ， 需采用除鹽水作為多噴嘴噴射器 冷卻水 。若尿素的溶解水和稀釋水（一般為 工業(yè) 水）的硬度過高，在加熱過程中水中的鈣、鎂離子析出會(huì)造成脫硝系統(tǒng)的管路結(jié)垢、堵塞。在北方寒冷地區(qū)的氣象條件下，該問題將會(huì)暴露的更明顯。 水泥爐窯 SNCR 脫硝技術(shù)需要注意的幾個(gè)問題 1）目前國內(nèi) 一般 沒有現(xiàn)成的 50%尿素溶液采購，所以需從化肥廠買來袋裝尿素自行配制成尿素溶液。噴嘴處的液體壓力 一般為 ， 噴嘴處的氣體壓力 一般為 。為了使尿素與 NOx 的反應(yīng)在很短的時(shí)間內(nèi)完成 ,必須對(duì)尿素溶液進(jìn)行良好的霧 化。 可行性研究報(bào)告 24 選擇合適的噴嘴位置，主要通過兩種途徑來實(shí)現(xiàn)： CFD 流場模擬，來確定最佳噴射點(diǎn)； 通過紅外線現(xiàn)場測試爐窯內(nèi)溫度分布，確定噴射位置。 噴嘴的位置選擇是否合適，直接決定了 SNCR 的脫硝效率的高低。 關(guān)鍵技術(shù)問題 SNCR 技術(shù)的關(guān)鍵是：還原劑噴射在合適的溫度窗口，以及噴入的還原劑與煙氣中 NOx 的充分混合，從而實(shí)現(xiàn)較高的脫硝效率，降低還原劑的耗量和尾部氨的逃逸量。 SNCR 在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的試驗(yàn)中可以達(dá)到 90％以上的氮氧化物脫除率。 4NH3 + 4NO + O2 → 4N2 + 6H2O (1) 溫度進(jìn)一步升高 ,則可能發(fā)生以下的反應(yīng) : 4NH3 + 5O2 → 4NO + 6H2O (2) 氨水噴射的過程對(duì)于噴入點(diǎn)的煙氣溫度水平非常敏感，一般認(rèn)為合適的溫度為 800～ 1100 ℃，也就是所謂的“溫度 窗口”。 選擇性非催化還原 （ SNCR） 脫硝技術(shù) 技術(shù) 介紹 選擇性非催化還原（ Selective NonCatalytic Reduction，以下簡寫為 SNCR）技術(shù)是一種商業(yè)性氮氧化物控制處理技術(shù)。采用選擇性 非催化還原（ SNCR）脫硝法或選擇性催化還原（ SCR）脫硝法進(jìn)一步降低 NOx排放的措施是一個(gè)非常有效的降低 NOx 排放的途徑。然而，即使把上述四種措施全部采用起來，事實(shí)上水泥窯的 NOx 排放也很難達(dá)到 400mg／ Nm179。 左右。在窯廢氣中 NO2一般僅占 NO+NO2總量的 5％ 以下， NO則占總量的 95％ 以上。煅燒水泥熟料時(shí)生成一氧化氮 NO的途徑主要有四種，即第一種熱力 NOx，它是燃料在水泥窯頭 1400℃ 以上燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量 NOx；第二種瞬 發(fā) NOx，它是有碳?xì)涓嬖跁r(shí)，于火焰前端瞬發(fā)形成的 NOx，一般這種瞬發(fā) NO 生成量的比例很小；第三種燃料 NO，它是由燃料中所含的化學(xué)接合氮所產(chǎn)生的。預(yù)計(jì)隨著國家對(duì) NOx 排放控制日益嚴(yán)格和脫硝技術(shù)的發(fā)展，水泥行業(yè)的 NOx 排放標(biāo)準(zhǔn)將趨于更加嚴(yán)格。和《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》 (GB 132232020)相比 , 該限值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于火電廠大氣污染物排放限值（ 100 ～ 200 mg/Nm179。在 GB4915－ 85標(biāo)準(zhǔn)中，沒有對(duì)水泥爐窯的 NOx排放提出限制，而 GB49151996標(biāo)準(zhǔn) 明確規(guī)定 了 水泥廠允許排放 NOx 的排放限值。 。而國內(nèi)運(yùn)行的新型干法水泥窯 NOx 排放濃度尚缺乏系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，根據(jù)一些不完全的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，大約在 800 ～ 1600 mg/Nm179。 可行性研究報(bào)告 21 第六章 技術(shù)方案論述 1. 水泥行業(yè)排放現(xiàn)狀和標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展 從我國 水泥 工業(yè) NOx 控制技術(shù)的使用情況來看，除一些水泥窯采用了低氮燃燒器設(shè)計(jì)，以及部分新型干法窯通過控制分解爐產(chǎn)生還原性氣氛削減 NOx 排放外，基本未采取任何控制措施。 根據(jù)工廠的現(xiàn)有建筑物及場地標(biāo)高，按照防洪標(biāo)準(zhǔn)“ 50 年一遇 可行性研究報(bào)告 19 的高水（潮）位”，合理擬定 工廠 各車間的標(biāo)高，故 工廠 沒有洪水威脅。擬建場地?zé)o活動(dòng)斷裂通過，未發(fā)現(xiàn)土洞、溶洞及滑坡等不良 地質(zhì)作用，場地穩(wěn)定，適宜建筑。 6. 地質(zhì)災(zāi)害影響分析 根據(jù)“中國地震烈度區(qū)劃圖”，該地區(qū)地震基本烈度為 VI度。分別以 35ｋＶ雙回路引入 福田變電所，出線電壓 10ｋＶ 廠內(nèi) 設(shè)備使用 。 3. 水源 本工程生產(chǎn)用水（ 循環(huán)水補(bǔ)水）水源擬采用地表水，現(xiàn)有供水設(shè)施可以滿足 項(xiàng)目 建成后所有生產(chǎn)用水。 本項(xiàng)目站址位于水泥生產(chǎn)線范圍內(nèi)。 可行性研究報(bào)告 17 第四章 建設(shè)條件 1. 廠 址 本項(xiàng)目是利用水泥 現(xiàn)有 的 2500t/d 新型干法 生料、熟料 生產(chǎn)線及即將投入生產(chǎn)的 4500t/d 新型干法水泥生產(chǎn)線， 在現(xiàn)有生產(chǎn)線上進(jìn)行技術(shù)改造 ，無需 征地，廠區(qū)場地經(jīng)水泥生產(chǎn)線工程地質(zhì)勘探得知，建設(shè)場地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)不良工程地質(zhì)現(xiàn)象，適宜 技術(shù)改造 。 歐水水泥工業(yè)的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，政府有效地扶持政策，維穩(wěn)的生產(chǎn)體系都是我國水泥企業(yè)值得學(xué)習(xí)的地方。在燃燒技術(shù)方面，普遍采用燃料分級(jí)燃燒，燃料分級(jí)燃燒是脫硝的有效手段，其效率可高達(dá)30%~50%。在燃料方面，大量使用替代燃料，其中大部分水泥廠的燃料替代率能維持在 60%以上，甚至可以達(dá)到 可行性研究報(bào)告 16 80%左右。德國更是在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)上給自己提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，為了推動(dòng)歐洲水泥企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，歐洲水 泥協(xié)會(huì)于 1999年出版了水泥窯處置固體廢棄物和氮氧化合物減排技術(shù)的指導(dǎo)性文件，其中收錄了水泥企業(yè)可以應(yīng)用的成熟的技術(shù)，并隨著科技發(fā)展每 4 年更新一次。 據(jù)了解，歐洲水泥企業(yè)在上個(gè)世紀(jì) 90年代，就已經(jīng)開始推廣氮氧化合物減排技術(shù)。 水泥行業(yè)氮氧化物排放現(xiàn)狀 綠色工業(yè)是歐洲工業(yè)最為顯著的特點(diǎn)之一，歐盟多年來特別重視循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的 工業(yè)模式，其節(jié)能環(huán)保技術(shù)一直處于世界前沿。 近年來，天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院對(duì)國內(nèi)不同規(guī)模不同窯型的國內(nèi)多家企業(yè)預(yù)分解窯生產(chǎn)線進(jìn)行測試，平均排放水平 ~870 mg NO2/（ Nm179。水泥工業(yè)已是居火力發(fā)電、汽車尾氣之后的第三大氮氧化物排放大戶。/Nm179。 kg/t 產(chǎn)品 kg/t 產(chǎn)品 mg/Nm179。 3. 我國水泥行業(yè)氮氧化物排放現(xiàn)狀 2020年，我國水泥總產(chǎn)量為 ~ 億噸，排放氮氧化物 ~157 萬噸，占全國工業(yè)排放 總量的 15%； 2020 年我國水泥總產(chǎn)量 達(dá) 超過 標(biāo)準(zhǔn)類別 GB4915—1996 GB4915—2020 HJ／ Txx(清 潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn) 水 泥行業(yè) 歐 盟 2020/76/EC 日 本標(biāo) 準(zhǔn) mg/Nm179。水泥行業(yè)準(zhǔn)入條件（工業(yè)和信息化部公告工原〔 2020〕第 127 號(hào)）：新建或改擴(kuò)建水泥（熟料）生產(chǎn)線項(xiàng)目須配置脫除 NOx 效率不低于 60%的煙氣脫硝裝置。 表 21 水泥行業(yè)氮氧化物允許排放極限規(guī)定值的比較 可行性研究報(bào)告 14 根據(jù)《中華人民共和國環(huán)境保護(hù)法 》、《中華人民共和國大氣污染防治法 》、《水泥工業(yè)大氣污染物 排放標(biāo)準(zhǔn) 》等法律法規(guī)的有關(guān)規(guī)定和要求，至 2020 年 1月 1 日起，我國現(xiàn)有水泥廠排氣筒中的氮氧化物排放量不得超過 800 mg NO2/（ Nm179。環(huán)境保護(hù)的力度總是和一個(gè)國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平相適應(yīng)的，而由于水泥生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，因此不同的水泥廠類型 對(duì)于 NOx 排放的控制也是不盡相同的。 2. 水泥行業(yè)氮氧化物的排放標(biāo)準(zhǔn) 很早以來各國政府就已經(jīng)開始制定各種 環(huán)境保護(hù)法案來限制 NOx 的排放。 可行性研究報(bào)告 13 圖 31 水泥生產(chǎn)過程中的氮氧化物產(chǎn)生位置示意圖 隨著水泥生產(chǎn)采用的原燃料逐步向替代廢棄物擴(kuò)展，水泥生產(chǎn)過程也可能引入其他的 NOx 形成?；剞D(zhuǎn)窯內(nèi)主要是煅燒時(shí)物料的熔融和重結(jié)晶過程，物料溫度必須超過 1400℃，因此通常水泥窯主燃燒器形成的火焰溫度控制在 1800~2200℃之間，這樣在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熱力 NOx 和燃料 NOx 均有較多的形成比例，其中尤以熱力 NOx 為主，窯尾煙室 的氮氧化物濃度可高達(dá) 15002600 mg NO2/（ Nm179。在整個(gè)水泥生產(chǎn)過程中，大約 60%的煤粉進(jìn)入分解爐，爐內(nèi)的溫度一般在 850~1000℃范圍內(nèi)，在此溫度下，基本可以不考慮熱力 NOx 的形成，主要是燃料 NOx ，分解爐出口氮氧化物濃度一般在 8001300 mg NO2/（ Nm179。 水泥生產(chǎn)過程中，回轉(zhuǎn)窯和分解爐是兩個(gè)主要的生產(chǎn)設(shè)備，如圖 21 所示。 可行性研究報(bào)告 12 第三章 水泥 行業(yè) NOx 的排放標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)狀 氮氧化物（ NOx）在水泥生產(chǎn)中由煤燃燒過程產(chǎn)生。 項(xiàng)目 建成后，可利用 現(xiàn)有的 2500t/d 新型干法熟料生產(chǎn)線及新線 4500t/d 新型干法熟料生產(chǎn)線進(jìn)行脫氮工程 技術(shù)改造 ， 大量 減少了 氮氧化物的排放 。 CDM模式的主要內(nèi)容是，發(fā) 達(dá)國家可以在發(fā)展中國家的項(xiàng)目中投入資金、技術(shù)，幫助其減少溫室氣體的排放量，然后向發(fā)展中國家購買其減排量，這樣發(fā)達(dá)國家就能以比較低的成本完成減排承諾。 CDM為發(fā)達(dá)國家實(shí)現(xiàn)減排承諾提供了另一種可行的途徑。 CDM規(guī)定發(fā)達(dá)國家通過提供資金和技術(shù)的方式，與發(fā)展中國家開展項(xiàng)目級(jí)的合作，將項(xiàng)目所實(shí)現(xiàn)的“核證減排量（ CERS）”用于發(fā)達(dá)國家締約方完成他們?cè)谧h定書中的減排承諾 。 可行性研究報(bào)告 11 CDM 是《京都議定書》第 12 條所建立的發(fā)達(dá)國家與發(fā)展中國家之間的一種國際合作機(jī)制。 1997年 12月在日本京都通過的《京都議定書》是這種努力的里程碑式的極其重要的成果。水泥成本的增加必將帶來對(duì)全行業(yè)的一次洗牌，將成為優(yōu)勝劣汰的舉措，并帶來 水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整 高峰期。 據(jù)了解，水泥工業(yè)脫硝資金消耗巨大，大部分企業(yè)對(duì)此表示割肉之痛，經(jīng)分析水泥行業(yè)對(duì)氮氧化合物處理的費(fèi)用占到了企業(yè)排污費(fèi)總額八成以上，所以資金在其中自然就成了一個(gè) “狠角色 ”。但是我國水泥工業(yè)在公眾腦海里的污染印象尚未消除。我國的水泥技術(shù)與成套裝備在國際市 場上已占有 40%的份額，成為國際水泥行業(yè)迅速崛起的新引擎。如此這般，許多運(yùn)營管理和排放都不錯(cuò)的新型干法水泥企業(yè)依然按慣例交費(fèi)，這無形中成為其 NOx 超標(biāo)排放的 “口實(shí) ”。然而 10多年來新型干法水泥徹底顛覆了 立窯