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      樂山金源環保設備有限公司

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      水泥窯脫硝(超低排放排)

      一、水泥窯“低氨脫硝+高效SNCR”脫硝技術概述:

      “低氨脫硝+高效SNCR”復合脫硝技術的主旨是先利用低氨脫硝技術源頭減少窯內煙氣中達30%以上的NOx,再通過高效SNCR脫硝技術精細控制各噴點處還原劑流量,顯著提高水泥窯內NOx的脫硝效率,最終兩種技術的疊加復合使用可實現NOx排放滿足≤100 mg /Nm3指標,達到90%以上的脫硝效率,并且相應可減少10%以上的氨水量,節約運行成本。圖1為“低氨脫硝+高效SNCR”復合脫硝技術在水泥生產中改造位置示意圖。

      水泥窯脫硝1.png

      低氨脫硝技術改造是主要優化分解爐煤粉燃燒、三次風管、C4下料管等工藝,在不影響水泥燒成條件下,合理控制窯頭窯尾用煤量,采用分解爐高強還原燃燒控制技術在分解爐錐體部位產生強力還原區;利用煤粉在還原區內貧氧燃燒產生的CO、CH4、HCN等還原劑與窯頭煙氣中熱力型的NOx還原反應,生成無污染的惰性氣體N2。該技術的脫硝效率可達到30%以上,結合現有水泥廠SNCR脫硝設施,在投入極少改造資金的情況下,可以使水泥企業氮氧化物排放量實現超低排放要求。高效SNCR脫硝技術改造是綜合考慮爐型尺寸、生產運行數據和脫硝溫度范圍,基于分解爐SNCR脫硝完整的CFD分析,布置成“分解爐+C5旋風筒出口”多層溫度場噴點,采用泵送分流集成設備將還原劑輸定量送至多層噴點設置的小流量霧化噴槍處,經霧化噴入預熱器系統850~l000℃高溫區域,使還原劑與煙氣中NOx高效還原反應成N2。同時采用自主設計的集成自動控制系統,通過監測各層噴點的溫度、煙囪尾氣的NOx量和氨逃逸量,合理調節分配各層噴點的還原劑注入量,保證霧化注入的還原劑與水泥窯內的NOx高溫充分反應,實現精準高效還原氮氧化物,最終使氮氧化物減少90%以上,同時避免還原劑過量浪費及煙囪尾氣的氨逃逸量超標。


      水泥窯脫硝2.png

      二、“低氨脫硝+高效SNCR”復合脫硝技術總體要求:

      分解爐分煤:分解爐燃燒器分上下兩層“2+4”點布置。分解爐中部原有2個燃燒器仍旋轉對稱布置于三次風管附近;新增4個燃燒器旋轉對稱布置于分解爐錐部,通過貧氧燃燒器四角切圓方式噴入分解爐錐體部,在錐部形成旋轉的燃燒流場,利于脫硝還原區的形成。C4下料管分料:C4原有下料管各新增加1個分料管,分出部分生料喂入分解爐錐部,通過生料可以調節分解爐溫度,防止高溫結皮現象的產生。同時生料中堿性金屬氧化物對窯爐內NOx的還原反應起催化作用。三次風管(上移):根據分解爐的類型和運行狀況,三次風管上移合適距離,增加脫硝還原的區見,確保NOx被還原的時間。多層脫硝噴點:在原分解爐噴點的基礎上,新增C5旋風筒出口噴點,布置成“分解爐+C5旋風筒出口”多層溫度場噴點,拓寬脫硝合適溫度反應窗口,避免溫度的變化引起脫硝溫度場偏移,造成脫硝效果大大降低,使得氨水用量噴射到一定程度,氮氧化物的排放都難以控制或穩定到排放標準。SNCR系統優化:原SNCR系統基礎上,增設泵送分流集成控制設備,選配小流量霧化噴槍,提高還原劑的利用率和脫硝反應效率。

          1、 低氨脫硝技術原理

      低氨脫硝技術主要是優化分解爐煤粉燃燒系統、三次風管、C4下料管等工藝,在分解爐錐體部位產生強力還原區;利用煤粉在還原區內貧氧燃燒產生的CO、CH4、HCN等還原劑與窯尾煙氣中的NOx還原反應,生成無污染的惰性氣體N2。本技術的作用原理如下:

      還原劑產生區:煤粉通過貧氧燃燒器均勻噴到分解爐錐體部位,在貧氧條件下煤粉燃燒產生CO,少量的固定碳在高溫缺氧條件下與水蒸氣反應生成CO、H2,同時煤揮發分高溫下析出CH4、HCN等還原劑。窯尾煙氣中的NOx與還原區內的CO、H2、CH4、HCN等還原劑在熱生料調節溫度及催化作用下發生反應,將NOx還原成無污染的惰性氣體N2。此外,分解爐中的煤粉在缺氧條件下燃燒能夠抑制自身燃料型NOx產生,從源頭上減少水泥生產中的NOx排放。

             2、 高效SNCR脫硝技術

      將氨水(質量濃度20%~25%)通過分流系統經霧化噴射系統分別噴入“分解爐+C5旋風筒出口”多層噴點的合適溫度區域,霧化后的氨與NOx(NO、NO2等混合物)進行選擇性非催化還原反應,將NOx轉化成無污染的N2。當反應區溫度過低時,該反應效率會降低;當反應區溫度過高時,氨會直接被氧化成N2和NO。噴氨后爐內發生的化學反應有:為了提高脫NOx效率并實現NH3逃逸最小化,滿足以下條件:還原劑噴入的位置沒有火焰;在反應區域維持合適的溫度范圍;且在反應區域有足夠的停留時間。

      三、“低氨脫硝+高效SNCR”優勢及發展前景:

             1、高效降低氮氧化物排放,降低氨水用量60%以上在可不增加成本,增強水泥煅燒性能的前提下,NOx排放濃度大幅度降低,可達到少用氨水、尿素、催化劑等條件下,降低氨水用量60%以上,NOx排放濃度大幅度降低達到環保要求。同時大幅節能、提產,大大減少了對空氣的污染。 

             2、節約煤耗,分解爐燃盡率、熱效率高節煤5%-15%——分解爐燃盡率、熱效率高,在降低NOx排放的同時大幅降低煤耗,節約實物煤耗5-20kg/t。 

             3、提高產量,降低水泥熟料的生產成本提產5-20%——采用煤的預燃及強化燃燒技術,可使窯產量大幅提高5%以上;分解爐對煤種的適應性強,特別適用于低劣煤及揮發很低的煤種(如無煙煤,高灰份(45%)低質煤、高硫煤等),降低水泥熟料的生產成本。







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