水泥脫硝的個性化設計與工程實踐
“脫(tuo)硝(xiao)”是近年(nian)來環保領域(yu)的熱點議題。在(zai)水泥行業,水泥企業聯(lian)手(shou)環保公司(si),開始了從(cong)源頭(tou)控制到(dao)尾端治理等各(ge)種手(shou)段進(jin)行NOx污(wu)染綜合治理工作。至今,僅我公司(si)就(jiu)已建成100多(duo)條水泥生產線脫(tuo)硝(xiao)改(gai)造示范線,水泥窯脫(tuo)硝(xiao)技術已從(cong)理論探討(tao)走向實(shi)際(ji)應用(yong)。
國內水泥窯脫硝設計需求
由于國內水泥(ni)窯的形式、運行情況、地(di)理環(huan)(huan)境、環(huan)(huan)保(bao)容量等(deng)不同,水泥(ni)脫硝相關技(ji)術的應用(yong)需(xu)要根據情況實(shi)行個性化設計。如一般(ban)的空氣分級技(ji)術的適用(yong)、SNCR還原(yuan)劑的選(xuan)擇(ze)、聯合技(ji)術的使用(yong)等(deng)。在實(shi)際應用(yong)上,各種技(ji)術聯合使用(yong),更是受到制約(yue)條件限制。如替(ti)代燃料技(ji)術(固廢(fei)處理)+SNCR技(ji)術適用(yong)于已建立或待建設固廢(fei)預(yu)處理的地(di)區,以廢(fei)氨(an)水為還原(yuan)劑的SNCR技(ji)術應用(yong)需(xu)考(kao)慮廢(fei)氨(an)水的品質穩定(ding)和供(gong)應穩定(ding),并需(xu)綜合考(kao)慮煤耗(hao)成本的增加。
工(gong)程應用實踐
根據項目設計實(shi)施經驗,水(shui)泥窯脫硝應用技(ji)術主(zhu)要(yao)可分為低氮燃燒+SNCR聯(lian)合(he)技(ji)術、替代燃料(liao)+SNCR技(ji)術、一區兩線SNCR技(ji)術、單、雙還原劑SNCR技(ji)術等。以下以工程(cheng)案例說明個性化設計。
1.低氮燃燒+SNCR聯合技(ji)術
該聯合技(ji)術的(de)使用(yong),首(shou)先(xian)需要考(kao)慮分解(jie)爐的(de)適用(yong)性(xing)和改造的(de)施工難度(du)。云南曲靖一水泥企業4000t/d生產線根據實際情(qing)況(kuang)采用(yong)了空(kong)氣分級+SNCR聯合技(ji)術。該項目前期(qi)就實施的(de)可行性(xing)進(jin)行了專家組專題審(shen)議(yi),評選技(ji)術路徑方(fang)案,為后期(qi)項目設(she)計與(yu)實施提供關鍵依據。
2.替代燃料+SNCR聯合技術
固(gu)廢處(chu)理(替(ti)(ti)代(dai)燃(ran)(ran)料(liao)(liao))是水(shui)(shui)泥(ni)(ni)(ni)工業(ye)的(de)發展方向。根(gen)據調研的(de)情況(kuang)看,國內(nei)部(bu)分水(shui)(shui)泥(ni)(ni)(ni)生產線已經著手對城市污泥(ni)(ni)(ni)、固(gu)體廢棄物(wu)(wu)等(deng)嘗試了(le)環保處(chu)理。如北(bei)京(jing)金隅(yu)太行(xing)前(qian)景水(shui)(shui)泥(ni)(ni)(ni)進行(xing)了(le)固(gu)廢燃(ran)(ran)料(liao)(liao)棒分解(jie)爐燃(ran)(ran)燒(shao)改造,北(bei)京(jing)立(li)馬水(shui)(shui)泥(ni)(ni)(ni)對污泥(ni)(ni)(ni)利用(yong)進行(xing)了(le)分解(jie)爐燃(ran)(ran)燒(shao)改造,上(shang)海金山水(shui)(shui)泥(ni)(ni)(ni)廠對高危固(gu)廢燃(ran)(ran)燒(shao)進行(xing)了(le)改造。固(gu)廢處(chu)理讓節(jie)能(neng)、減排(pai)相互(hu)依存(cun),在處(chu)理固(gu)廢垃圾,降低氮氧化物(wu)(wu)的(de)排(pai)放基礎(chu)上(shang)實現(xian)經濟價值(政(zheng)府資金、補助)。北(bei)京(jing)一水(shui)(shui)泥(ni)(ni)(ni)企業(ye)同步實施(shi)了(le)替(ti)(ti)代(dai)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)和(he)SNCR改造工藝。
3.一(yi)區兩線SNCR技術
當并行的(de)兩條生產(chan)線(xian)同(tong)時實(shi)施脫硝(xiao)改造(zao)時,兩線(xian)共用(yong)SNCR工藝(yi)是較為合理的(de)選擇。一區(qu)兩線(xian)工藝(yi)可減少改造(zao)用(yong)占地(di)面(mian)積,提高設備(bei)利用(yong)率,完善系統管理,降低投資(zi)成本。
福建一(yi)(yi)水泥企業2×5000t/d、大連一(yi)(yi)水泥企業2×4000t/d生產線(xian)(xian)均采(cai)用(yong)一(yi)(yi)區兩(liang)(liang)線(xian)(xian)SNCR脫(tuo)硝(xiao)工藝。該工藝采(cai)用(yong)一(yi)(yi)個(ge)存儲、制備區(還原劑(ji)(ji)為尿(niao)素時(shi)),一(yi)(yi)套輸送模塊(kuai),向兩(liang)(liang)條線(xian)(xian)供應還原劑(ji)(ji),經(jing)兩(liang)(liang)線(xian)(xian)各自(zi)(zi)的(de)稀釋計(ji)量模塊(kuai)和(he)分配模塊(kuai)最終(zhong)噴射入分解爐,完成脫(tuo)硝(xiao)任(ren)務。系統采(cai)用(yong)一(yi)(yi)套電氣控(kong)制系統,實現(xian)兩(liang)(liang)線(xian)(xian)的(de)協同自(zi)(zi)動化控(kong)制。
4.單/雙還(huan)原劑SNCR技術
SNCR常用(yong)(yong)的(de)(de)還(huan)原(yuan)(yuan)劑為氨(an)水(shui)和尿(niao)素(su)溶液。在大部分分解爐上,這(zhe)兩種(zhong)還(huan)原(yuan)(yuan)劑都能滿足脫硝效果要求,當某一(yi)(yi)(yi)種(zhong)還(huan)原(yuan)(yuan)劑因供應(ying)價格浮動(dong)帶(dai)來的(de)(de)成本增加時(shi),換用(yong)(yong)另外一(yi)(yi)(yi)種(zhong)還(huan)原(yuan)(yuan)劑是降低運行成本的(de)(de)有效措施(shi)。因此,在不同還(huan)原(yuan)(yuan)劑供應(ying)地區(qu)(qu)(qu),需要靈活(huo)選用(yong)(yong)SNCR還(huan)原(yuan)(yuan)劑的(de)(de)方案(an)。在化工(gong)(gong)廠(chang)分布(bu)多的(de)(de)地方,可(ke)直接(jie)考(kao)(kao)慮使用(yong)(yong)氨(an)水(shui)單(dan)一(yi)(yi)(yi)還(huan)原(yuan)(yuan)劑工(gong)(gong)藝(yi),如主要的(de)(de)煤化工(gong)(gong)地區(qu)(qu)(qu);在周邊缺少化工(gong)(gong)企業且運輸不便的(de)(de)地區(qu)(qu)(qu),可(ke)考(kao)(kao)慮使用(yong)(yong)尿(niao)素(su)第(di)一(yi)(yi)(yi)還(huan)原(yuan)(yuan)劑工(gong)(gong)藝(yi);在一(yi)(yi)(yi)些中間區(qu)(qu)(qu)域(yu),兩種(zhong)還(huan)原(yuan)(yuan)劑供應(ying)難(nan)易相(xiang)當的(de)(de)地區(qu)(qu)(qu),盡量(liang)考(kao)(kao)慮氨(an)水(shui)-尿(niao)素(su)雙還(huan)原(yuan)(yuan)劑SNCR工(gong)(gong)藝(yi)。根(gen)據工(gong)(gong)程(cheng)實(shi)施(shi)情況,采(cai)用(yong)(yong)單(dan)一(yi)(yi)(yi)尿(niao)素(su)還(huan)原(yuan)(yuan)劑方案(an)的(de)(de)案(an)例較少,多數以氨(an)水(shui)作為單(dan)一(yi)(yi)(yi)或(huo)是主要還(huan)原(yuan)(yuan)劑。
福建另(ling)一(yi)水(shui)泥企業5000t/d生產(chan)線采(cai)用單一(yi)氨水(shui)方(fang)案。工藝布置上采(cai)用雙臥式(shi)儲罐,系(xi)統中關鍵部件均采(cai)用一(yi)用一(yi)備,采(cai)用6+4兩層噴槍組(zu)合,脫硝效果良好。
貴州一水(shui)泥企業2500t/d生產線采用單一氨水(shui)方(fang)案(an)。工藝布置(zhi)上采用兩立式儲(chu)罐,采用4+2兩層噴槍組合(he)。該項目為(wei)(wei)EPC總包工程,整個(ge)工程周(zhou)期僅為(wei)(wei)一個(ge)月(yue)時(shi)間。
結(jie)語
水泥(ni)(ni)窯NOx減排(pai)技(ji)術(shu)(shu)選用(yong)(yong)能滿(man)足現有(you)環(huan)(huan)保要(yao)求(qiu)(qiu),在應用(yong)(yong)上(shang)需(xu)要(yao)根據情況個性(xing)設(she)計(ji),低氮(dan)燃燒加SNCR技(ji)術(shu)(shu)的組(zu)合在短期內(nei)可(ke)滿(man)足環(huan)(huan)保要(yao)求(qiu)(qiu)。水泥(ni)(ni)生(sheng)產企業(ye)(ye)在NOx減排(pai)方案(an)的選擇(ze)上(shang),需(xu)綜(zong)合考慮(lv)區域特(te)(te)點、爐型特(te)(te)性(xing)和長遠(yuan)環(huan)(huan)保要(yao)求(qiu)(qiu),采用(yong)(yong)專業(ye)(ye)的調(diao)研檢測、個性(xing)化方案(an)設(she)計(ji)和周全(quan)的工程實施,以有(you)利(li)企業(ye)(ye)發(fa)展和滿(man)足行業(ye)(ye)環(huan)(huan)保要(yao)求(qiu)(qiu)。但(dan)隨著(zhu)時間的推移,環(huan)(huan)保要(yao)求(qiu)(qiu)將愈加嚴格(ge)。后期SCR技(ji)術(shu)(shu)、復合脫硝(xiao)技(ji)術(shu)(shu)必將出現并應用(yong)(yong)。

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