摘要：隨著(zhu)環保形勢的(de)變化(hua)對水泥工業大(da)氣污染物排放(fang)要求越來(lai)越高(gao)，尤(you)其是對氮(dan)氧(yang)化(hua)物的(de)排放(fang)提出更高(gao)要求，近年來(lai)多地明確要求推進重點(dian)企(qi)業開展超(chao)低排放(fang)改(gai)造，在(zai)(zai)基(ji)準氧(yang)含(han)量(liang)10%的(de)條件下(xia)，氮(dan)氧(yang)化(hua)物排放(fang)濃(nong)度不高(gao)于100 mg/m3。通過(guo)對現有SNCR系統進行多點(dian)位流(liu)量(liang)控制，實現氮(dan)氧(yang)化(hua)物排放(fang)濃(nong)度穩(wen)定(ding)控制在(zai)(zai)100 mg/m3以下(xia)，且氨水單(dan)耗同比降低，氨逃逸不超(chao)標。

為響應(ying)河北省(sheng)藍天保衛戰(zhan)三年(nian)(nian)作(zuo)戰(zhan)計劃（2018~2020年(nian)(nian)）等相關要求(qiu)，河北省(sheng)環保廳近日發布《水(shui)泥(ni)工業(ye)(ye)大氣污染(ran)物排放(fang)標準(zhun)》征(zheng)求(qiu)意見稿，意見稿中(zhong)指出，2018年(nian)(nian)年(nian)(nian)底前，在水(shui)泥(ni)熟(shu)料企(qi)業(ye)(ye)試(shi)點(dian)開(kai)(kai)展超低(di)(di)排放(fang)改造(zao)。完成超低(di)(di)排放(fang)改造(zao)后，水(shui)泥(ni)窯廢氣在基(ji)準(zhun)氧含(han)量10%的條(tiao)件下，顆(ke)粒物、二氧化硫、氮氧化物排放(fang)濃度要分別不高于10 mg/m3、50 mg/m3、150 mg/m3。2019年(nian)(nian)推進重點(dian)企(qi)業(ye)(ye)開(kai)(kai)展超低(di)(di)排放(fang)改造(zao)，2020年(nian)(nian)完成。

1 生產情況

我(wo)公(gong)司2500 t/d新型干法水泥生(sheng)產(chan)線，采(cai)用(yong)五級單系列懸(xuan)浮(fu)預(yu)熱器帶預(yu)燃(ran)爐系統，脫硝系統采(cai)用(yong)SNCR工藝，于2014年建成(cheng)并投入(ru)運(yun)行，脫硝系統噴(pen)槍安(an)裝(zhuang)4支(zhi)，鵝頸管前(qian)段2支(zhi)噴(pen)槍，鵝頸管后端(duan)2支(zhi)噴(pen)槍，兩層噴(pen)槍同(tong)時(shi)進行使(shi)用(yong)，根(gen)據煙筒在線監測數據，系統自動調(diao)整氨(an)(an)水用(yong)量。在生(sheng)產(chan)過程中由于原(yuan)材料、系統壓力、煤、設(she)備故障等(deng)諸多(duo)因素影響，預(yu)熱器溫度(du)場反應溫度(du)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)，原(yuan)系統未能根(gen)據預(yu)熱器系統溫度(du)場的變(bian)化(hua)精(jing)確(que)控制氨(an)(an)水噴(pen)入(ru)量，導致脫硝反應效率低(di)，氮氧化(hua)物難以(yi)控制或穩定在排放標(biao)(biao)準。在排放標(biao)(biao)準400 mg/Nm3時(shi)，可以(yi)滿足要求(qiu)，當(dang)排放標(biao)(biao)準降低(di)到100 mg/Nm3以(yi)下，出現氨(an)(an)水用(yong)量特(te)別大(da)，氨(an)(an)逃逸超(chao)標(biao)(biao)等(deng)問題。

2 原因分析

我公司2 500 t/d新型干法水(shui)泥(ni)生產線控(kong)制(zhi)氮氧(yang)化(hua)物(wu)排(pai)放在200 mg/Nm3左右時(shi)，噸熟料氨水(shui)用量高(gao)達9 kg，同(tong)時(shi)氨逃(tao)逸高(gao)，氨水(shui)沒有發(fa)揮正常脫硝作用。經(jing)對使用的噴(pen)(pen)槍(qiang)進行分(fen)析，霧化(hua)試驗，發(fa)現(xian)噴(pen)(pen)槍(qiang)流氨水(shui)量大，霧化(hua)效果差，噴(pen)(pen)頭容(rong)易結皮堵塞。同(tong)時(shi)對預熱器系統進行熱工(gong)標定，發(fa)現(xian)噴(pen)(pen)槍(qiang)周邊溫度(du)場不斷(duan)變化(hua)，氨水(shui)噴(pen)(pen)量未(wei)能根(gen)據溫度(du)的變化(hua)而(er)自動(dong)分(fen)配氨水(shui)用量。

SNCR管道(dao)截(jie)面中(zhong)的流場分布見圖1。不同脫硝狀態的示(shi)意見圖2。

3 改造措施

本次改(gai)造采用噴槍多溫(wen)度場控制，系統(tong)自行調整(zheng)不同(tong)部位氨水(shui)噴入(ru)比例，實現脫硝反應最(zui)佳溫(wen)度場和脫硝效率。

具體改造內容：

 （1）在鵝頸管(guan)后端(duan)下行管(guan)道及(ji)C5出口設置8支小(xiao)流量噴槍(qiang)。

（2）加(jia)裝噴槍集(ji)成分(fen)配系統，實(shi)現(xian)氨水(shui)用量的精確控(kong)制。

（3）優化升級中控計算機控制(zhi)系統，從(cong)噴氨(an)量僅根據(ju)排放(fang)數據(ju)改為根據(ju)分解爐出口溫度精(jing)確控制(zhi)每(mei)層氨(an)水噴量。

（4）同時采用某斜(xie)噴式噴槍，提高氨水霧化效果。

改造后SNCR脫(tuo)硝流(liu)程示意見圖(tu)3。斜噴式噴槍結構見圖(tu)4。

噴(pen)(pen)槍(qiang)(qiang)采用雙流體噴(pen)(pen)嘴(zui)內(nei)部(bu)混(hun)合(he)。噴(pen)(pen)槍(qiang)(qiang)內(nei)部(bu)管(guan)(guan)(guan)(guan)與外(wai)(wai)(wai)部(bu)管(guan)(guan)(guan)(guan)相連(lian)接，外(wai)(wai)(wai)部(bu)管(guan)(guan)(guan)(guan)通過(guo)卡套(tao)接頭與噴(pen)(pen)槍(qiang)(qiang)套(tao)管(guan)(guan)(guan)(guan)連(lian)接，噴(pen)(pen)射角度可以在運(yun)行期(qi)間進行改變。噴(pen)(pen)槍(qiang)(qiang)沒(mei)有可移動部(bu)件，只(zhi)有外(wai)(wai)(wai)部(bu)管(guan)(guan)(guan)(guan)是可以活(huo)動的。在現(xian)場可以通過(guo)調節外(wai)(wai)(wai)部(bu)管(guan)(guan)(guan)(guan)以獲得不(bu)同的噴(pen)(pen)霧形式。固定安裝的噴(pen)(pen)槍(qiang)(qiang)通過(guo)外(wai)(wai)(wai)纏不(bu)銹鋼的聚四氟乙烯軟管(guan)(guan)(guan)(guan)向爐內(nei)噴(pen)(pen)射還(huan)原劑。

4 改造效果

改(gai)造前后氨水單耗(hao)及(ji)排放數(shu)據見(jian)表(biao)1。

從表1可以(yi)看出，改(gai)造后(hou)氮(dan)氧化物排放濃度較改(gai)造前(qian)降(jiang)低41 mg/Nm3，氨水(shui)單耗降(jiang)低1.71 kg/t，每月節約氨水(shui)用量按120 t計算，節約氨水(shui)采購(gou)費用120×650=78 000元(yuan)，年(nian)節約費用93.6萬元(yuan)。

按照《河北省環(huan)境保護稅(shui)應稅(shui)大(da)氣(qi)污(wu)染物(wu)和水污(wu)染物(wu)適用稅(shui)額(e)方(fang)案》三檔標準(zhun)4.8元/當(dang)量(liang)(liang)及《應稅(shui)污(wu)染物(wu)和當(dang)量(liang)(liang)值(zhi)》大(da)氣(qi)污(wu)染物(wu)氮(dan)氧(yang)化物(wu)污(wu)染當(dang)量(liang)(liang)值(zhi)0.95 kg計，氮(dan)氧(yang)化物(wu)排(pai)放濃度降低41 mg/m3時每日排(pai)放量(liang)(liang)減少41 mg/m3×24 h/d×420 000 m3/h =413 kg/d，每月節約(yue)稅(shui)額(e)4.8×30×413/0.95=6.3（萬元），年節約(yue)環(huan)保稅(shui)75.6萬元。本次改(gai)造年節約(yue)費用共(gong)計169.2萬元。

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