【正文】 項目目標(biāo)及效果分析 . 國家發(fā)展規(guī)劃以及有關(guān)政策法規(guī) 《中華 人 民共 和國 國民經(jīng) 濟 和社 會發(fā) 展第十 二 個五 年規(guī) 劃綱要 》 繼續(xù)加 大環(huán)境 保 護力度 ， 提出以 解 決飲 用水 不安全 和 空氣 、 土 壤污染 等 損害 群眾健 康的突 出 環(huán)境 問題 為重 點 ， 加 強 綜 合 治理 ， 明顯 改 善 環(huán) 境質(zhì) 量 。 加 強造紙 、 印染 、 化工 、 制 革 、 規(guī)模化 畜 禽養(yǎng) 殖等 行業(yè)污 染 治理 ， 繼 續(xù)推進 重 點流 域和 區(qū)域水 污 染防治 ， 加 強重點 湖 庫及 河流 環(huán)境保 護 和生 態(tài)治 理 ， 加 大 重點 跨界 河流環(huán) 境 管理 和污染 防治力 度 ， 加 強地 下水污 染 防治 。 深 化 顆 粒物污 染 防 治 。 建 立 健全 區(qū) 域 大 氣 污染聯(lián) 防 聯(lián)控 機制 ，控制 區(qū) 域復(fù) 合型 大氣污 染。 《國家 環(huán) 境保護“十二五”發(fā) 展 規(guī)劃 》 將 著力減 排 二氧 化硫 和氮氧 化物。 新型干 法 水泥 窯要進 行低氮 燃 燒技 術(shù)改 造，新 建 水泥 生產(chǎn) 線要安 裝 效率 不低 于 60%的脫 硝 設(shè)施 。 為全力推 進 氮 氧 化物減 排 工作 ， 四川 省政府 要 求水 泥生 產(chǎn)線采 用 低氮 燃燒 技術(shù) 、 煙 氣脫 硝設(shè) 施采用 非 選擇 性催 化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 10 還原法（ SNCR）。 相關(guān)的 產(chǎn) 業(yè)政 策有： （ 1） 《 國 務(wù)院 關(guān)于 發(fā)布實 施 〈 促進 產(chǎn)業(yè) 結(jié)構(gòu)調(diào) 整 暫行 規(guī) 定 〉 的決 定 》（國 發(fā) [2020]40 號 ）； （ 2）《 產(chǎn) 業(yè)結(jié) 構(gòu)調(diào) 整指導(dǎo) 目 錄 （ 2020 年本 ）》。 目前生產(chǎn)線 水 泥窯 窯尾 煙氣 采 用了 除 塵措施 ， 對窯 尾 煙 氣 進行了 除 塵處 理 ， 處理后 尾 氣中 粉塵 能達標(biāo) 排 放 。 . 項目建成后效果分析 通過對 本 項目 重點 污染源 的 治理 ， 減 輕了項 目 建成 后對 環(huán)境的 影 響 。 綜上 所 述 ， 本 項 目采用 環(huán) 保措 施后 的環(huán)境 效 果很 明 顯。 由 上 表可以 看 出，通 過 本項目 的 建設(shè)， 除 塵系統(tǒng) 可 削減氮 氧 化物 排 放1324t/a。 . 總平面布置 1）總平面布置原則 （ 1）符合《工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計規(guī)范》； （ 2）滿足工藝流程要求，力求流程順暢、簡潔； （ 3）在滿足安全衛(wèi)生的條件下，建構(gòu)筑物布置緊湊、節(jié)約占地； （ 4）進行全廠統(tǒng)籌規(guī)劃，尤其是原燃料堆存、輔助公用設(shè)施須進行合理安排，做到功能分區(qū)明確，有機結(jié)合，降低工程投資； （ 5）合理地組織廠內(nèi)運輸線，并滿足廠內(nèi)消防、檢修通道的要求，與廠外運輸線路合理銜接； （ 6）在保證本期工程建設(shè)的同時，考慮今后擴建的建設(shè)場地和接口 要求； （ 7）充分考慮利用地形地勢條件，減少土石方量和土建投資； （ 8）保證廠區(qū)有良好的通風(fēng)衛(wèi)生條件，重視環(huán)保要求，考慮綠化美化，減少環(huán)境污染。 （ 1）廠區(qū)功能區(qū)劃分明確，廠辦公用房同生產(chǎn)場地分開，避免了生產(chǎn)場地噪聲對廠辦公人員的污染影響。 （ 3）廠區(qū)內(nèi)寬廣，有利于廠區(qū)貨物運輸暢通。本項目與生產(chǎn)車間相鄰。 . 運輸、運輸設(shè)備與廠區(qū)道路 1） 運輸 主要運 輸 生產(chǎn) 原材 料。 3） 廠 區(qū)道路 利用現(xiàn) 有 道路 完全 可以滿 足 運輸 要求 ，不新 建 道路。 . 工藝方案比選 . 本項目改造方案 四川旺蒼西南水泥有限公司 主要 產(chǎn)生的大氣污染 物 為水泥窯窯尾 煙氣產(chǎn) 生 的粉 塵污 染物及 氮 氧化 物污 染物。 本 次工 藝設(shè) 計主要針對 2500t/d 的 生 產(chǎn)線進 行 氮氧 化物 污染物 進 行治理 。 其中 一 氧 化氮 NO 的生成 途 徑 ， 包 括熱力 NO、 瞬發(fā) NO、 燃料 NO 及生料 NO； 而 二氧化氮 NO2 則是 在 低溫 下 由 NO 和 O2 接合而 成 的， 因其 反應(yīng)速 率 是與 NO 濃度的 平 方成 正比 的 ， 而 NO 濃度 往 往是很 低 的 ， 故生 成的 NO2 很 少 。同時生 產(chǎn) 中煙 氣的 排水量 和 成分 波動 性比較 大 。 火焰冷 卻 、 低 氮燃 燒器 、 分 段燃 燒 、 添加礦 化 劑等 技術(shù) 是 爐內(nèi)燃 燒 控制 技術(shù) ， 采用這 些 措施后 ， 水泥爐窯的 NOx 排 放控制 水 平可 以達 到 400～ 800mg/m3。 與 SCR 技 術(shù) 相比 ， 選擇性 非 催化 還 原 SNCR 技術(shù) 利 用爐內(nèi)的高 溫 驅(qū)動氨與 NO 的選擇性還 原反 應(yīng) ， 因 此 ， 不 需 要 昂貴的 催 化劑 和 體積龐大 的 催化 塔 。 但 是 ， 要進一 步 降低 NOx 排放 ， SCR 技術(shù) 是 唯一的 選 擇 ， SCR技術(shù)可 以 控制 水泥 爐窯的 NOx 排放 達 到 100～ 200mg/m3， 可以滿 足 更嚴(yán) 格 的排放要 求 。 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 15 1） 選 擇性 催 化還 原 （ SCR） 脫 銷工藝 選擇性 催 化還 原 （ SCR） 脫硝 ， 主要是 NH3 在一 定 的溫 度 和催化 劑 的作 用下， 有 選擇 的把 煙氣中的 NOx 還 原 為 N2， 同 時生 成水 。催化 劑 的更 換與 還原劑的 消 耗是 SCR 系統(tǒng)運 行 費用 的 最主要 來 源， 同時 催化劑 的 生產(chǎn) 制備更 是占據(jù)了 SCR 系 統(tǒng) 初期建 設(shè) 成本的 20%以上。 但 是 由 于水泥 生 產(chǎn)工 藝的 高灰 塵 、 高 堿 土 金 屬煙氣 環(huán) 境 ， 系 統(tǒng)壓 降大 ， 催化 劑 沖 刷 磨損嚴(yán)重 ， 堿 土 金 屬引起 催 化劑 中毒 從而降 低 其活 性等 原 因，使得 SCR 技 術(shù) 在水泥 行 業(yè)的 應(yīng)用 較少。 其 主要反 應(yīng)方程 式 如下： 4NH3+4NO+O2→ 4N2+6H2O 2CO(NH2)2+4NO+O2→ 4N2+2CO2+4H2O 還原劑 最 適宜 的注 入溫度 大 約在 50~1100℃ 之間 ， 這 樣 可 以保證 上 述兩個反應(yīng) 為 主要 反應(yīng) 。 SCR和 SNCR 脫 硝技術(shù) 的 主要 工藝 特性比較 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 16 表 SCR 脫 銷 工藝與 SNCR 脫硝 工藝方 案 比較 主要 工 藝 特 性 工藝 方 法 SCR 法 SNCR 法 還原劑 NH3 或 尿素 NH3 或 尿素 反應(yīng) 溫 度 （ ℃ ） 320~420 850~ 1250 催化 劑 及 其 成分 主 要 為 TiO2 、 V2O5WO3 不使 用 催 化 劑 脫硝 效 率 （ %） 70~90 60~70 SO2/SO3 氧化 催化 劑中 的 V、 Mn、 Fe 等多種 金 屬 會 對 SO2 的氧 化 起 催 化 作 用 ， SO2/SO3 氧 化 率 較 高 不 導(dǎo) 致 SO2/SO3 氧化 NH3 逃 逸（ μL/L） 3~5 5~10 對空 氣 預(yù) 熱 器 影響 NH3 與 SO3 易 形 成 NH4HSO4， 造 成 堵 塞或 腐蝕 造成 堵 塞 或 腐 蝕 的 機 會較 低 系統(tǒng) 壓 力 損 失 催化 劑 會 造 成 較 大 的 壓 力 損失 ， 一 般大 于 980Pa 無 燃料 的 影響 高灰 分 會 磨 耗 催 化 劑 、 堿 金屬 氧 化 物 會 使催 化 劑 鈍化 無影響 占地 空 間 較大 ， 需 增 加 大 型 催 化 劑 反應(yīng) 器 和 供 氨 或尿 素 系 統(tǒng) 小， 無 需 增 加 催 化 劑 反應(yīng) 器， 工程 造 價 及 運 行費 用 工程 造 價 較 高 ， 運 行 費 用 中等 工程 造 價 低 ， 運 行 費 用中 等 4） 處 理工 藝 的確定 從上 述 分 析可 知， 降低 NOx 排 放有 多種綜 合 技術(shù) 可供 選用， 但 是把降 低 NOx 技術(shù)置 于水 泥生產(chǎn) 中 去 ， 應(yīng)該 從 NOx的降低 效果 、 對燒 成 工藝 影 響、 投資及 運 行費 用等 多方面 綜 合考慮 。又 如 燃燒 器的 改良 ， 為 了滿 足 水 泥 熟料鍛 燒 的要 求 ， 必須保 證 高的 鍛燒 溫度與 強 度 ， 因 此 燃 燒器 降 低 NOx 的 程 度有限。 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 17 目前 ， SNCR 技 術(shù) 在 歐美的 水 泥工 業(yè)中 得到了 成 功的 應(yīng) 用 。在西班牙， SNCR 應(yīng) 用 于 Tudela Veguin LaRobla 水 泥公 司 的 7， 8 號 生 產(chǎn)線 。 在 丹 麥 ， FSKARA 地區(qū)的 Roskilde 公司 4 號干 法水泥 生 產(chǎn)線使用 SNCR 技術(shù)， 煙氣 中的 NOx 含 量 為 300~350mg/m3 時可降低 65%的 排放 。 在 美國 ， 1994 年 ， SNCR 應(yīng) 用 于 Lehigh Cement水泥廠的 2， 4號 生產(chǎn) 線 ， 在 煙 氣中的 NOx含 量 為 400mg/m3 時 ， 還原率為 40%。因此，本工程選擇 SNCR 技術(shù)作為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 水泥窯尾煙氣脫硝工藝。 其 脫 硝 原 理主要為 在 水泥 窯的 適當(dāng)位 置 噴入 含有 氨基的 還 原劑 ， 是 的主要 在 回轉(zhuǎn) 窯內(nèi) 生 成的 NOx還原為 N2。先分別介紹如下。與尿素溶液儲備方式不同的是，氨水儲 罐內(nèi)壓不可超過 ，所以儲罐配有高壓釋放閥，及罐內(nèi)溫度壓力監(jiān)測等 儀表。在加注 過程中為了防止超壓，罐體同時配有回流管線與罐車相連，由于液面上升產(chǎn) 生的高壓會通過回流管線釋放到罐車內(nèi)。 圖 尿素 SNCR系統(tǒng)尿素制備流程圖 這個流程表示尿素由人工拆開尿素袋，并將其投入到容積為 2m179。 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 20 圖 尿素 SNCR系統(tǒng)輸送 流程圖 這部分流程表示了制備好的 40%的溶液輸送到尿素溶液儲罐中，由于尿素溶液易結(jié)晶，所以該儲罐采用了保溫措施。該系統(tǒng)對于稀釋水溫亦有溫度要求，需要稀釋水在10℃ ~30℃之間。 3）處理特性對比 處理特性的對比，包括了還原劑是否有毒，有氣味和儲存的特點， 以下是其比較表。C) 腐蝕性 (pH=12) 損害的金屬 ,Cu amp。C 刺鼻的氣 味 ， 如 果 氨 氣 泄 露， 非 常 容 易察覺 優(yōu)點： 無毒 沒有腐蝕性 根 據(jù) 上 表知 ， 氨 水 SNCR 系 統(tǒng) 對 罐 區(qū)及 系 統(tǒng) 安 全設(shè) 計 要求 較 高 ， 在 儲罐設(shè)計上 必 須對 安全 性作詳 細 的設(shè)計 ， 如整個 系 統(tǒng)配 有氣 體實時 監(jiān) 測系統(tǒng) ， 一 旦出現(xiàn) 氨 泄露 將會 發(fā)出警報 ， 并 在 高 位泄露 的 情況 下自 動停止 系 統(tǒng)運行 。 儲罐的設(shè) 計 也 充 分考慮 了 氨水 蒸汽 壓高的 特 點 ， 設(shè) 有 溫 度及壓 力 監(jiān) 測 ， 對 儲罐內(nèi) 的 壓力 進行 實時監(jiān) 測 ， 罐 內(nèi) 一 旦超 壓 ， 壓 力 釋 放 閥 會自動 開 啟， 是罐 內(nèi)壓力 回 落到 正常 水平。 根 據(jù) 尿 素 凝結(jié)點 高 的特 點 ， 尿素溶 液 儲罐 設(shè)計 有保溫 層 ， 同 時 使用 液下泵 進 行低 功率 的加熱 ， 避 免 了 直 接使用 電 加熱 器造 成的分解 。 4）運行特性對比 尿素、氨水 SNCR 系統(tǒng)的運行特性的比較 ，除了如系統(tǒng)流程對比中提到的，氨水和尿素溶液制備、儲存過程不一樣之外，主要的運行特性在于還原 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 22 劑噴射如爐膛之后的反應(yīng)過程不同，這會對脫硝的效率、氨逃逸產(chǎn)生一系列 的影響。 同時這 個 固體 核的 作用能 夠 保證 同樣 液滴大 小 的情 況下 ， 尿素 溶 液的 穿透 力 會大于 氨 水溶 液的 穿透力。上述對比可知，尿素溶液通常對分解爐內(nèi)反應(yīng)溫度要求會比氨水反應(yīng)溫度高。 （ 2）脫硝效率的比較 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 23 如下圖所示，脫硝效率在不同的溫度窗內(nèi)停留時間，不同的反應(yīng)溫度下的反應(yīng)效率曲線。 如950℃的條 件 下 ， 尿素 的極限 效 率 為 60%， 氨水的 極 限效 率 是 85%。 鑒于還原劑噴射位置位于分解爐頂部，其煙氣溫度約為 900℃，建議采用氨水作為還原劑，以達到較高的脫硝效率和較低的氨逃逸。氨水 SNCR系統(tǒng)的運營