熟料新型干法水泥生产线SNCR脱硝系统工程可行性研究报告

1、熟料新型干法水泥生产醐c腕硝系统工程可行性研究报告成都建筑材料工业设计研究院有限公司Chengdu Design & Research Institute of Building Materials Industry Co., Ltd.熟料新型干法水泥生产线NC脱硝系统工程可行性研究报告目 录第一章总论J 1 丄、V _J，11.1项目名称与业主名称1.2可行性研究报告编制单位1.3项目由来和目的1.4项目建设单位简介1.5项目概述1.6工程实施原则及执行标准1.7设计指导思想1.8研究范围及深度第一章建设条件Xj、1 15 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5

2、582.1厂址及交通运输条件2.2供电条件2.3供水条件2.4生产线情况第三章脱硝工艺方案选择，,，103.1水泥生产线的工艺原理3.2水泥工业氮氧化合物形成机理3.3影响水泥回转窑NOx生成量的因素3.4降低NOx的工艺措施3.5强制型脱硝技术方案第四章脱硝工程技术方案214.1生产线本底NOX非放浓度4.2本项目的脱硝技术方案4.3本项目地区氨水供应第五章性能保证305.1总则5.2性能保证、性能考核与验收第六章节约与合理利用能源,326.16.26.3合理用能标准和节能设计规范 项目能耗状况和能耗分析节能措施第七章环境保护,347.1设计采用的环境保护标准7.2主要污染源、污染物及防治措

3、施7.3环境效益7.4社会效益第八章安全与职业卫生,368.1设计依据及标准8.2安全8.3职业卫生第九章409.1设计范围9.2设计依据9.3火灾危险性定类9.4总平面布置9.5消防给水系统9.6火灾自动报警系统9.7防雷及防静电第十章组织机构及劳动定员4110.1组织机构10.2劳动疋员10.3职工来源及培训计划第十章项目建设进度安排设想42第十二章投资估算及财务评价4312.1工程范围概述12.2项目总投资及资金筹措12.3经济效益分析第十三章结论与建议46313.1 结论13.2 建议附件目录（另册）相关附件业主单独成册上报。熟料新型干法水泥生产线NC脱硝系统工程可行性研究报告第一章总

4、论1.1项目名称与业主名称1.1.1项目名称项目全称：*赛德水泥有限公司4600t/d熟料新型干法水泥生产线 SNCR兑硝系统工程。项目简称：赛德水泥SNCf脱硝系统工程。1.1.2 业主名称业主名称：*赛德水泥有限公司。法人代表：*注册地址：*市叙永县震东乡伏龙村。1.1.3建设地点本项目建设地点：四川省*市叙永县震东乡伏龙村，在工厂现有厂 区范围内。1.2可行性研究报告编制单位单位名称：*建筑材料工业设计研究院有限公司。工程咨询资格证书：甲级，工咨甲 22720070015号。 发证机关：中华人民共和国国家发展和改革委员会。1.3项目由来和目的1.3.1 氮氧化物（NOX氮氧化物是一氧化氮

5、（NO、一氧化二氮（NO、三氧化二氮（NO）、 二氧化氮（NO）、四氧化二氮（NO）、五氧化二氮（NQ）等氮和氧相结 合的各种形式的化合物总简称（NOX，属于温室气体，绝大部分氮氧化 物对人体有危害。表现在对眼睛和上呼吸道粘膜的刺激，主要侵入呼吸 道深部的细支气管及肺泡。当氮氧化物进入肺泡后，因肺泡的表面湿度 增加，反应加快，NOx可在肺泡内阻留下80% 一部分变为四氧化二氮。 四氧化氮和二氧化氮均能与呼吸道粘膜的水分作用生成亚硝酸与硝酸， 对肺组织产生强烈的刺激和腐蚀，从而增加毛细血管及肺泡壁的通透性， 引起肺水肿。亚硝酸盐进入血液后还可以引起血管扩张，血压下降，并 可与血红蛋白作用生成高铁

6、血红蛋白，引起组织缺氧。高浓度的一氧化 氮亦可以使血液中的氧和血红蛋白变为高铁血红蛋白，引起组织缺氧。 因此，在一般情况下当污染以二氧化氮为主时，对肺的损伤较为明显， 严重时可出现以肺水肿形式为主的病变。而当混合气体中含有大量一氧 化氮时，高铁血红蛋白的形成就占优势，此时中毒发展迅速，出现高铁 血红蛋白症和中枢神经损害症。1.3.2氮氧化物（NOX国际关注国际上自1995年以来，“二氧化硫、氮氧化物、汞、细颗粒污染控 制技术与管理国际交流会”会议已经成功举办了 14届，第14届SO、NOx HgPM2.5污染控制技术国际交流会于 2010年5月5日-7日在上海召开， 会议以合作共赢和谐发展为主

7、题，围绕国家减排战略和经济复苏政策下 的工业烟气及废气环保市场和谐发展而精心组织，旨在推进电力、钢铁、有色冶金、石油化工、建材等行业二氧化硫、氮氧化物、可吸入颗粒物 综合治理，加强国际交流与合作。2005年，权威科学杂志自然上刊登了一篇关于 NO的论文，文 中的全球卫星遥感图显示，中国东部 NO浓度值增加明显高于其他地区， 尤其是在华北、长三角洲和珠三角地区，而北京到上海之间的工业密集 地区成为世界上对流层NO污染较为严重的地区。中国东部和珠江三角洲 存在大面积的NO污染，且大气NO总负荷仍呈快速增长的趋势。大气中氮氧化物浓度的增长，造成了氮沉降量的增加。根据酸雨监 测资料，江水中NO与SO2

8、浓度比值逐年呈上升趋势。表明氮氧化物对 酸性降水的比例在增加，我国酸雨正在由硫酸型向硫酸型与小酸型复合 过渡型转化。同时氮的沉降产生更多的硝酸根和氮氧化物，使土壤酸化，使水酸化和富营养化。氮氧化物的持续增加，还会加速细微颗粒物和二次气溶胶的形成。 氮氧化物是光化学污染的前期化学物之一。在阳光下，NO和VOC（挥发性有机化学物）经由一连串的光化学反应生成O和甲醛、乙醛等多种二次污染物，导致大气氧化性增强，并形成光化学烟雾，对大气环境和人 体健康造成危害。早我国一些人口密集、经济发达和机动车保有量大的 城市，已经发现有发生光化学污染的趋势，尤其在北京、广州、上海等 特大城市已经检测到光化学污染的发

9、生。因此，减少大气中氮氧化物对于保护生态、保持人们身体健康起到 重要作用。而减排氮氧化物就是保护环境、改善民生的重大举措。分析表明，由于很少采取 NOx排放控制措施，目前中国各种燃烧设 备的NOx排放因子与欧美等发达国家相比仍处于较高的水平上。早在 2000年中国NOX排放量约77万t。据推算，到2020年和2030年，NOx 排放量将达到23632914万t和31544296万t成为世界NOx排放大 国。中国NOx排放的燃料、部门及地区分布极不均衡。大约63%勺NOx排放来源于燃煤；火力发电、交通运输和工业部门的排放率分别为 35.8% 和 43.3% 21.3%和 31.6% 30.9%和

10、 13.8%; 80%E右 NOx排放集中在中 东部省区，排放强度量大的地区是上海。因此烟气脱硝是控制中国氮氧 化物排放量增长的必然选择。1.3.3水泥行业氮氧化物情况2011年我国水泥产量为20多亿吨，水泥企业近5000家，其中新型 干法生产线1400多条。水泥煅烧产生大量NOx排放浓度是 3001100mg/Nh 平均约850mg/Nm 每吨熟料约产生0.53.5kg氮氧化物。 2011年全国水泥排放氮氧化物200多万吨，占全国氮氧化物排放总量的 10%以上，仅次于电力行业，位居第二。国外水泥窑NOx排放标准（mg/Nr3）见下表：名称奥地利德国卢森堡日本瑞典美国欧盟指令NOx500200

11、-500800300-600200400-700200-800我国水泥窑NOx排放标准：我国原执行水泥工业大气污染物排放 标准（GB4915-2004 ,规定NOx排放浓度不得超过 800mg/NrH 2014年 3月1日其执行新的水泥工业大气污染物排放标准（GB4915-2013：NQ的排放限值为400mg/Nm氨的排放限值为10mg/NrH目前国家对新建项目和已建项目的环保要求逐渐加大，特别是对NOx 的排放控制要求较高，“十二五”期间主要大气污染总量控制约束性指标 较“ 一五”增加了氮氧化物，要求 2015年氮氧化物排放总量比2010 年下降10%针对水泥行业污染物减排的严峻形势，新的水

12、泥工业大气污染物 排放标准（GB4915-2013,已将氮氧化物排放限值（窑尾烟囱取样）由 原来的每标立方米800毫克降低到300毫克-400毫克（折算为NO,以10% 氧含量为基准）。工业和信息化部发布的水泥行业准入条件（工原2010第127号）中提到，“对水泥行业大气污染物总量，新建或改扩建水泥（熟料） 生产线项目须配置脱除NOx效率不低于60%勺烟气脱硝装置”。各省、市、自治区根据区域位置制定各自标准：广东省：水泥企业实施广东地方新标准。从今年1月1日起，广东、珠三角大部分地区开始执行广东省 水泥工业大气污染物排放标准，NOx 排放浓度限定值550mg/Nrh余下区域自2014年执行；今

13、年广东抓17条 示范线，且广东环保厅明确补贴政策。四川省：全省所有4000吨/日以上（含4000吨/日）及2000吨/日 以下（不含2000吨/日）的现役新型干法水泥熟料生产线必须实施低氮 燃烧改造并建成投运脱硝设施，综合脱硝效率达到75%以上；全省所有2000吨/日以上（含2000吨/日）-4000吨/日以下（不含4000吨/日） 的现役新型干法水泥熟料生产线必须实施低氮燃烧改造并建成投运脱硝 设施，综合脱硝效率达到40%以上。湖南省：水泥行业脱硝进入倒计时。2013年前，全省2000t/d以上 生产线全部实施低氮燃烧技术改造， 脱硝率达到30%以上; 4000t/d以上 生产线必须配备SN

14、CF设施，脱硝效率60%以上；已脱硝企业擅自停运、 逾期未建企业一律停产。浙江省：杭州市NOx排放浓度的政策规定最严。（杭减办201130 号）文件中提出：水泥企业烟气脱硝率保证达到 85%以上（NOx排放浓度 150mg/Nri）,脱硝装置保证运转率 95%以上。山东省：现役水泥企业2000t/d的生产线，必经进行低氮燃烧技术改造，并配套烟气脱硝设施黑龙江：脱硫脱硝纳入重点监管，19家水泥企业年内完成低氮燃烧 改造工程。因此，水泥窑脱硝建设势在必行。1.4项目建设单位简介*赛德水泥有限公司成立于2008年5月5日，于2012年12月战略 合作整体并购纳入台泥水泥企业团，建有日产4600吨熟料

15、水泥生产线一 条，是一家大型的水泥生产上市企业。公司注册资本3.95亿元，占地400亩，固定资产达8.2亿元，在岗 职工426人，其中高级工程师8人，工程师52人，技术人员108人。公 司坐落于四川省*市叙永县震东乡。区域煤、石灰石等资源丰富，位于 夏蓉高速1.5公里，交通便利，通讯发达。公司年产P O 42.5R级、P C 32.5R级和P C 32.5级水泥280 万吨。其产品具有较高的安定性，凝结时间适中，前、后期强度高，耐 磨性、可塑性、均匀性优良，色泽美观、含碱量低等特点，实物质量达 到国际先进水平，被广泛使用于城市高层建筑、大坝桥梁、大型厂房、 高速公路等工程，并被广阔的民用市场青

16、睐。公司秉承集团“善用资源、服务建设”的核心理念，积极倡导“创 新、绩效、和谐、责任”的企业文化，以“团结拼搏、锐意创新、争创 一流”的企业精神，科学规划企业未来，以更加优秀的经营业绩，服务 社会、回报社会。公司愿同更多的有志之士，共同营造人类生活与自然 环境的和谐统一，加强在各领域的合作，实现共赢和多赢，共同开创更 加美好的明天。1.5项目概述本项目在四川省*市环保局的大力支持与指导下，对 4600t/d水泥 熟料生产线实施脱硝技术的改造，此项目建成，对四川省*市水泥企业实施降低氮氧化物技术具有很强的示范意义，对改变四川省大气环境质 量具有积极的贡献。本项目建设内容为*赛德水泥有限公司460

17、0t/d新型干法熟料水泥生产线脱硝工程，采用苏州仕净环保设备有限公司的选择性非催化还原 技术(SNCR降低氮氧化物排放。1.6工程实施原则及执行标准1.6.1工程实施原则(1) 严格执行国家和地方有关环境保护法规，确保达到稳定可 靠的氮氧化物减排效果；(2) 遵循“技术先进可靠、使用经济、运行稳定”的原则；(3) 技术线路明确、工艺布置合理、操作稳定性可靠，系统抗 冲击能力强；(4) 在满足上述条件下做到低投资费用和低运行管理费用。1.6.2执行标准降低氮氧化物排放系统设计、改造、安装、调试、试验及检查、试 运行、性能考核、最终交付中采用的资料、标准、规定及相关资料的清 单如下：标准编号标准名

18、称主席令1989第22号中华人民共和国环境保护法主席令2000第32号中华人民共和国大气污染防治法GB4915-2013水泥工业大气污染物排放标准GB3095-2012环境空气质量标准GB16297-1996大气污染物综合排放标准GB12348-2008工业企业厂界环境噪声排放标准GB0198-97热工仪表及控制装置施工及验收规范GB50168-2006电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB50231-2009机械设备安装工程施工及验收通用规范GB50235-2010工业金属管道工程施工及验收规范GB50236-2011现场设备工业管道焊接工程施工及验收规范1.7设计指导思想(1) 贯彻“

19、安全可靠，经济适用，符合国情”的建设方针。(2) 贯彻节约用地、节能、节水原则。(3) 总体规划、建筑设计因地制宜、合理布置、协调一致，提咼整 体效果和水平。(4) 工艺系统设计和设备、建筑结构选型，结合原住产房的设计特 点，尽量利用原有设备和材料及建构筑物，贯彻技术先进成熟、安全可 靠、经济合理的原则，技改工程量最小。(5) 厂区、车间布置，要提高综合技术水平，合理分区，方便施工, 检修和运行操作。(6) 严格执行环境保护政策，减少污染；烟气、废水、噪音等污染 物的排放符合国家及地方的标准和规定。(7) 积极推广应用新技术，努力提高工程设计技术水平。1.8研究范围及深度本可研报告按规定的深度

20、要求研究工程实施的必要性、工程背景条 件、环境保护以及厂址的地形地貌、地震、地质和水文气象等主要工程 建设条件，提出脱硝工艺系统的设想。主要设计范围及内容：(1) 脱硝工程的建设条件；(2) 烟气脱硝工艺方案；(3) 脱硝还原剂的来源及供应；(4) 脱硝工程对环境的影响；(5) 脱硝工程的投资估算及运行成本分析。9第二章建设条件2.1厂址及交通运输条件2.1.1厂址位置及交通台泥*赛德水泥有限公司地处四川省*市叙永县震东乡伏龙村一社，距叙永县城15km,到*市区124km泸（州）-叙（永）铁路及大（方）-纳（溪）高速公路从厂区旁通 过，工厂外部运输条件优越，由公路、铁路组成的交通网络四通八达，

21、 完全能满足工厂的外部运输要求。2.1.2厂区气象、水文条件气温年平均气温17.9 C历年极端最高气温 42.9 C 历年极端最低气温 -1.5 C湿度 年平均相对湿度81%降雨量年平均降雨量1147.1mm年最大降雨量 1499.4mm 年最小降雨量 849.9mm年平均降雨天数195.8 天年日照时数1132.4 小时风年平均风速1.2m/s历年最大风速28.0m/s全年主导风向NNW气压年平均大气压力969.8hPa全年雷暴天数40天2.1.3建设场地及工程地质厂区海拔高度在690m左右。厂址位于东西向构造落窝背斜北翼，落窝背斜起于震东乡，止于落 卜镇，核部为志留系韩家店地层，两翼依次出

22、露二迭系、三迭系地层。场地未做工程地质勘察。根据建筑抗震设计规范（GB50011-2010要求，本项目抗震设防 烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组：第一组。2.2供电条件工厂建有110kV单电源单回路总降压站一座，设有31500kVA、110/10.5kV变压器一台。另设有一台800kW的柴油发电机作为保安电源，供窑辅传、篦冷机 风机、消防水泵等一类负荷的用电。工厂还建有一座容量9MW勺纯低温余热电站，可供生产线使用。2.3供水条件本项目在厂区前的震东河取水。震东河枯水季最小日流量15000用。此外，在厂区后还有一条小溪，可作为备用水源。2.4生产线情况2.4.1 *赛

23、德水泥有限公司的监测结果根据*赛德水泥有限公司提供生产线的NOx资料，该公司的氮氧化物排放水平在预热器出口处 950mg/Nri（NC2.10%Q）,C1出口烟气量约40 万（标况风量）（Nrh）。具体情况见下表：说明QNOxNOx氮氧化物排放水平%PPm3mg/Nm(NQ.10%Q)kg NO2/hkg NO2/t.熟料高限395011156382. 92低限35006263591 . 64平均值36958704992. 282.4.2燃料条件熟料烧成用燃料来自于当地的无烟煤，年消耗量217085吨（干基）无烟煤工业分析见下表：MadAadVadFcadSt.adQn et.ad(kJ/kg

24、)2.0829.097.7761.060.4722315.74熟料新型干法水泥生产线NC脱硝系统工程可行性研究报告第三章脱硝工艺方案选择3.1水泥生产线的工艺原理3.1.1水泥生产原理和方法水泥生产工艺，以石灰石、砂岩、页岩、铁粉为主要原料，经破碎、 配料、磨细制成生料、喂入水泥窑中煅烧成熟料，加入适量石膏以及混 合材磨细制成水泥。水泥按用途及性能分为三大类：通用水泥、专用水泥和特种水泥。水泥的特性必须符合国家标准规 定的细度、凝结时间、安定性、强度、比重、水化热、抗渗性、抗冻性、 胀缩性、耐热性和耐蚀性等指标。目前水泥制造以新型干法水泥生产工 艺为主，它以悬浮预热和预分解技术为核心，并把现代

25、科学技术如，矿 山计算机控制网络化开采，原料预均化，生料均化，高效多功能挤压粉 磨新技术、新型机械粉体输送装置、新型耐热、耐磨、耐火、隔热材料 以及IT技术等广泛应用于水泥干法生产全过程，使水泥生产具有高效、 优质、节约资源、清洁生产、符合环境保护要求和工艺装备大型化、生 产控制自动化、实行科学管理。3.1.2水泥工业的一般工艺描述水泥生产一般工艺简图如下：13“耳料童新型干法水泥熟料生产线工艺流程腳炉命Izsuni!4#*m窑生n畋空I 3.2水泥工业氮氧化合物形成机理氮氧化合物NOx是NO NO和NO等的总称，水泥窑NOx非放的主要 成分是NO和NO,其中NO占氮氧化合物总量的95注右，N

26、O大约为5% 左右。燃料燃烧过程中主要存在 3种氮氧化合物形成方式，即热力型、 瞬态型和燃料型。热力型NOx主要是温度高于1500C时，空气中的N2和 O反应而生成的。瞬态型氮氧化合物是碳氢类燃料在a1的富燃料条件下，碳氢化合物和N2在火焰内快速反应而生成的，一般来说，在水泥生 产过程中，瞬态型氮氧化合物可以忽略。燃料型NOx是燃料和原料中的氮氧化而生成的，煤中氮主要以有机形态存在，氮含量约为0.5%2.5%, 原料在氮含量主要以NH+形式存在于有机组分中，生料中的nH+含量约为 80 200g/t。水泥生产过程中，回转窑和分解炉是两个主要生产设备。分解炉主 要完成生料的分解过程，分解后的产物

27、进入回转窑，进行高温煅烧，形 成熟料。在整个过程中，大约 60%勺煤粉进入分解炉，炉内的温度一般 在850-1000C范围内，在此温度下，基本可以不考虑热力型 NOx的形成， 主要是燃料的NOx回转窑内主要是煅烧时物料的熔融和重结晶的过程， 物料温度必须超过1400C，因此通常水泥窑燃烧器形成的火焰温度控制 在1800-2200C之间，这样在回转窑内热力型 NOx和燃料型NOx均有较 多的形成比例，其中尤以热力 NOx为主。区别于电厂锅炉，水泥厂分解炉内不但有煤粉燃烧，还有大量的生 料在进行碳酸钙分解，煤粉燃烧和生料分解互相耦合、互相制约。而且 分解炉内的粉尘浓度高达 1000g/Nm以上。如

28、果用电厂脱硝技术直接应 用，会引起分解炉工况制度的混乱，不但达不到脱硝效果，而且会影响 水泥的正常生产。3.3影响水泥回转窑NOx生成量的因素(1) 过剩空气系数的影响同济大学朱彤等人通过数值计算，证明在不同的过剩空气系数下， NOx生成量也不同。当过剩空气系数为 1.05时所生成的NOx最多。当过 剩空气系数小于1.0时，会造成不完全燃烧，燃料的热量不能全部释放熟料新型干法水泥生产线NC脱硝系统工程可行性研究报告3.2 水泥工业氮氧化合物形成机理氮氧化合物NOx是NO NO和20等的总称，水泥窑NOX非放的主要 成分是NO和NO,其中NO占氮氧化合物总量的95注右，NO大约为5% 左右。燃料

29、燃烧过程中主要存在 3 种氮氧化合物形成方式，即热力型、 瞬态型和燃料型。热力型NOx主要是温度高于1500C时，空气中的N2和 O2 反应而生成的。瞬态型氮氧化合物是碳氢类燃料在a1 的富燃料条件下，碳氢化合物和N2在火焰内快速反应而生成的，一般来说，在水泥生 产过程中，瞬态型氮氧化合物可以忽略。燃料型 NOx是燃料和原料中的 氮氧化而生成的，煤中氮主要以有机形态存在，氮含量约为0.5%2.5%, 原料在氮含量主要以NH+形式存在于有机组分中，生料中的nH+含量约为 80 200g/t 。水泥生产过程中,回转窑和分解炉是两个主要生产设备。分解炉主 要完成生料的分解过程,分解后的产物进入回转窑

30、,进行高温煅烧,形 成熟料。在整个过程中,大约 60%的煤粉进入分解炉,炉内的温度一般 在850-1000C范围内，在此温度下，基本可以不考虑热力型 NOx的形成， 主要是燃料的NOx回转窑内主要是煅烧时物料的熔融和重结晶的过程， 物料温度必须超过1400C，因此通常水泥窑燃烧器形成的火焰温度控制 在1800-2200C之间，这样在回转窑内热力型 NOx和燃料型NOx均有较 多的形成比例，其中尤以热力 NOx为主。区别于电厂锅炉,水泥厂分解炉内不但有煤粉燃烧,还有大量的生 料在进行碳酸钙分解,煤粉燃烧和生料分解互相耦合、互相制约。而且 分解炉内的粉尘浓度高达 1000g/Nm3 以上。如果用电

31、厂脱硝技术直接应 用,会引起分解炉工况制度的混乱,不但达不到脱硝效果,而且会影响 水泥的正常生产。3.3影响水泥回转窑NOx生成量的因素(1) 过剩空气系数的影响 同济大学朱彤等人通过数值计算,证明在不同的过剩空气系数下, NOx生成量也不同。当过剩空气系数为 1.05时所生成的NOx最多。当过 剩空气系数小于 1.0 时,会造成不完全燃烧,燃料的热量不能全部释放13熟料新型干法水泥生产线NC脱硝系统工程可行性研究报告一般情况下虽然火焰温度较高，但因为短火焰核心部位缺少空气，因此 产生的NOx量却比长火焰的少，究竟什么样的火焰形状会使 NOx生成量 最低，需要结合现场实际和理论分析才得出结论。

32、(4)废气在窑内停留时间在热能流量相同的条件下，窑截面空气流量越大，燃烧气体在高温 区停留的时间越短，形成的 NOx量越少，因此缩短料气在燃烧器出口端 附近高温区停留时间，可以减少 N2和Q反应机率，从而降低NOx的生成 率。3.4降低NQ的工艺措施针对NOx形成机理、生成量的影响因素，我们从工艺方向下降低NOx 主要方法有。(1) 加强原燃料的管理，加强原燃料的均化效果，合理控制生料、 煤粉的细度，提高生料的易烧性，降低煤耗，相关实验表明，提高生料 的易烧性，降低煤耗可以降低 NOx(2) 加强工艺管理，精细化操作，优化回转窑系统的煅烧制度，控制利于NOx的火焰形状和适宜的煅烧温度，在不影响

33、熟料质量的前提下， 尽量降低过剩空气系数，确保原燃料喂料的准确均匀稳定，精心操作， 适当调整窑系统的各项指令自变量可获得相应的NOx减排效果，降低NOx生成量约为10%15%(3) 降低烧成带温度可有效降低热力型 NOx的生成量，因此可以通过加入混合材或矿化剂，调整配料等方法减少热力型NOx的生成量，降低NOx生成量约为5%15%氟化物矿化剂的加入有可能存在氟污染， 造成二次污染，因此矿化剂不具有普遍适用性，所以可以通过加入混合材，调整配料等方法减少热力型 NOx的生成量。(4) 使用低氮燃烧器：回转窑中的热力型 NOx主要是由窑头燃烧器产生的，提高一次风喷出速度，提高一次风喷出动量，降低一次

34、风用量， 提高卷吸高温二次风的能力，可以显著降低回转窑中NOx的生成量。这一类燃烧器主要有：丹麦史密斯的Centrax型、双调缩节伸缩式Duoflex 型燃烧器，法国皮拉得公司Rotaflam 型燃烧器、德国 KDH公司的PY -RO-JET型燃烧器，使用低氮燃烧器对于不同水泥厂的NOx减排效果一般在 5% 30%（5）分级燃烧技术：在分解炉采用分级燃烧技术是降低NOx排放的有效及必要的技术措施。分解炉内煤粉燃烧温度为850-1100 C,分解炉分级燃烧技术有自身的特殊性，对于一个传统的分解炉来说，一般认为 燃料中的氮约有50%被转化形成燃料型氮氧化物，当分解炉内某一区域 没有充足的氧气燃烧时

35、就会产生 HCN NH、CO把已生成的NOx还原成 N。基于这一反应对于窑内已形成高温氮氧化物在分解炉内通过还原性 区域时，可还原降低氮氧化物。分解炉有很大的调节性，可以处置回转 窑内产生的大部分 NOx同时可以和生料分解的热力要求结合起来，使 水泥的生产过程和氮氧化物的降低有机结合。在分解炉结构上可采用分 风、分燃料、分生料的措施，其主要原理是在沿着气流动动方向，在分 解炉内形成强还原区、弱还原区、完全燃烧区，确保把窑内形成的NOx充分还原成N2,同时对分解炉的燃料型 NOx进行还原控制，并保证燃料 完全燃烧和生料的充分分解。在窑炉的进料端点燃燃料，并保持还原性 气氛，就可以减低在窑内燃烧带

36、中形成的NOx通过调整燃烧空气量，使得燃烧燃料最初是在还原性气氛中燃烧，以降低NOx的生成，然后再在氧化气氛中完全燃烧；通过控制生料的加入量来调节燃烧温度；引入 三次风来调整燃烧器中还原性气氛，使其达到适宜的还原气氛，采用这 种方式的分级燃烧技术可降低热力型和燃料型NOx分级燃烧技术的脱NOx效率达 20%- 50%但是理论研究和实际经验表明，回转窑中无论采取何种工艺措施来 降低NOx的排放，仍有相当数量NOx生成，所以我们还须采取强制型脱 硝方案。3.5强制型脱销技术方案强制型脱硝技术方案有选择性非催化还原技术 （SNC）选择性催化 还原技术（SCR、SNCR SCF复合技术等。选择性非催化

37、还原技术（SNCR是一种对燃料燃烧后含NOx烟气进 行的脱硝技术，在没有催化剂的情况下，在一定的温度范围内向烟气中喷入一定量的还原剂，（如氨水，碳氢化合物等），把烟气中的氮氧化物 还原成氮气，实践证明，向窑尾高温废气中喷氨是最有效的NOx减排技术之一。选择性催化还原技术（SCR就是在固体催化剂存在下.利用各 种还原性气体（如H2、CO烃类、NH）和NC反应使之转化为N2的方法。 以NH3做还原剂时，金属氧化物（如 V2Q、MnO等）是最常用的SCR工业 催化剂。催化剂是影响NOx脱除效率的重要因素，除此之外，温度、还 原剂浓度、催化剂种类和量等对脱氮效果影响显著。SNCR SCR复合技术是SN

38、CF与SCF相接合的技术。（1）SNCR脱硝原理选择性非催化还原技术（SNCR是把含有NHx基的还原剂（如氨气、氨 水或者尿素等）喷入分解炉温度为850C1100C的区域，在该温度区域 的停留时间为12S,该还原剂迅速热分解成NH和其他副产物，随后NH 与烟气中的NOx进行SNCf反应而生成N2。采用NH作为还原剂，在温度为850C1100C的范围内，还原NOx 的化学反应方程式主要为：4NH + 4NO + O 2 t 4N2 + 6H 2。4NH + 2NO + 2O2 t 3N2 + 6H 2O8NH + 6NO2 t 7N2 + 12H2O而采用尿素作为还原剂还原NOx的主要化学反应为

39、：2NO + （NH2） 2CC十（1/2）0 2=2N十 2HbO+CQSNCF还原NO的反应对于温度条件非常敏感，分解炉喷入点的选择， 也就是所谓的温度视窗的选择，是 SNCF还原NO效率高低的关键。一般 认为理想的温度范围为850C1100C ,并随反应器类型的变化而有所不 同。当反应温度低于温度视窗时，由于停留时间的限制，往往使化学反 应进行的程度较低反应不够彻底，从而造成NO的还原率较低，同时未参 与反应的NH增加氨气的逃逸率。而当反应温度高于温度视窗时，NH的氧化反应开始起主导作用：4NH + 5O 2 t 4NO + 6H2O从而，NH的作用成为氧化并生成 NQ而不是还原NO为M

40、。所以，SNCR法还原NO的过程是上述两类反应相互竞争、共同作用的结果。如何选取合适的温度条件同时兼顾减少还原剂的泄漏成为SNCR技术成功应用的关键。无论氨或尿素，皆必须喷射于850 C1100C之温度范围内，才能使氮氧化物还原为氮气（N2）（2）SCR脱硝原理在预热器出口的管道上把烟气（约 350C）弓|入SCR反应器，在管 道上加入还原剂尿素CO（NH）2或氨水（NHOH）,氮氧化物在催化剂作用 下被氨还原为无害的氮气和水：4NO + 4NH + O 2 t 4N2 + 6H 2。4NH + 2NO2 + O2 t 3N2 + 6H 2O NO + NO + 2NH3 t 2N2 + 3H

41、 2O(3) 三种烟气脱硝技术的比较见下表：脱硝技术SNCRSCRSNCR/SCF混 合型还原剂氨水、液氨、尿素氨水、液氨、尿素氨水、液氨、尿素反应温度区850-1100 0C320-400 0C前段：850-1100 0C后段：320-400 0C催化剂类型不使用催化剂TIO2、V2O、WO等重金属氧 化物后段加装少量TIO2、V2Q、WO等催化寿命不使用催化剂20000-24000h20000-24000h脱硝效率最咼可达80-88%最咼可达95%最咼可达95%对系统通风的 影响基本不影响增加系统阻力600-1000pa增加系统阻力400-800pa运行成本最低比 SNCR高 80-120

42、%比 SNCR高 40-80%主要成本还原剂消耗、雾化介质消 耗催化剂消耗、还原剂消 耗、雾化介质消耗催化剂消耗、还原剂消 耗、雾化介质消耗占地空间需要还原剂制备系统占地催化剂再生及催化剂反 应、还原剂制备系统需要 空间大催化反应占地略小占地中 等投资额度约相当于SCR系统投资的25-30%投资较咼约相当于SCR系统投资的50-60%脱硝水平3150-500mg/Nm(10%Q)3100-500mg/Nm(10%Q)3100-500mg/Nm(10%Q)经济脱硝运行 水平水泥行业烟气脱硝以SNCF为主大型火力发电为主，水泥 厂采用少尚没有成功案例工程SNCR因气脱硝技术具有经济实用的特点，虽然

43、受到反应温度、混合等因素的制约。但它具有系统容易加工无停工期，所占空间小，与其他 脱硝设备兼容性升级性能好，运行管理方便等突出特点，SNCR系统的建设快、投资经济、运行管理灵活、脱硝成本相对低廉等优势。因此，我 们推荐水泥厂选择选择性非催化还原技术(SNC)(4) 各种不同还原剂使用特性比较 见下表：特性比较液氨氨水尿素备注毒性高低无设备成本高中中脱硝效率高（60-88%）高（60-88%）中（30-50%）药品单价低高：中吨熟料药品成本低中高人工成本中低高占用空间小小大操作复杂复杂方便较复杂反应温度870 C870 C1000 C对分解炉温度影响小小大安全防护安全防护设备要 求很高仍需安全防

44、护设 备毋须安全防护 设备SNCR统中，采用尿素、氨水作为还原剂时，其运行的特性是不一 样的，并对脱硝的效率、氨逃逸产生一系列的影响。尿素SNC療统和氨水SNCR系统，还原剂喷射至炉膛后的示意图:21尿素溶液与氨水溶液炉膛内喷射示意图图中给出了尿素溶液与氨水溶液喷入炉膛内的示意图。可以清楚发 现，由于尿素溶液具有一个固体的核，外层是被水分子包裹，在高温下， 水分子先蒸发，然后尿素颗粒再分解成氨基，氨基再和烟气中的氮氧化 合物进行反应，生成氮气和水。而氨水溶液则是水与氨充分混合，反应 更加直接，氨水溶液喷入炉膛的一瞬间还原反应就会开始。上述对比可知，尿素溶液通常对炉膛内能量损耗高于氨水，并且反

45、应复杂。当烟气温度较低的时候，尿素所需要的停留时间很难得到满足, 影响系统脱硝效率及增加氨逃逸。效率比较：下图为烟气温度为900 C的条件下，我们作出的分别以尿素、氨水 作为还原剂的脱硝效率。900 C工况下尿素与氨水的脱硝效率对比图图中的横坐标是氨氮摩尔比，纵坐标是氮氧化合物脱除效率。根据 图中的结果，显然可以得出以下结论：黄色的是尿素作为还原剂的脱除效率，在氨氮摩尔比为1的时候，氮氧化合物脱除效率为25%40%在氨氮摩尔比为1.5的时候，氮氧化 合物脱除效率为3855%要达到更高的效率，就要提高氨氮比，这样 氨的逃逸率也随之增加。蓝色的是以氨水作为还原剂的脱出效率， 在氨氮摩尔比为1的时候

46、, 氮氧化合物的脱除效率为4880%在氨氮摩尔比的为1.5的时候，氮 氧化合物的脱除效率为75%-95%在同等的氨氮摩尔比的条件下，氨水 作为还原剂的效率比尿素作为还原剂的效率要高 25%- 30%综上所述，选择性非催化还原技术（SNCR以氨水为还原剂较合理， 因为液氨安全防防要求很高，我们一般较难实现，而氨水与尿素相比， 虽然其仍需安全防护，但他有操作方便、占地面积少、脱硝效率高、运 行成本较低的优点，所以我们建议以氨水为还原剂，氨水的常用浓度有 17% 20% 25%浓度高，效率高，所需的氨水少。熟料新型干法水泥生产线NC脱硝系统工程可行性研究报告第四章脱硝工程技术方案4.1生产线本底NO

47、x排放浓度现有生产线尾气处理主要解决粉尘问题， 没有脱除氮氧化物的作用。 因此，在国家标准的NOx排放量计算方法下，采用废气总管的实测资料 作为评估生产线氮氧化物排放指标可满足工程应用精度要求。依据业主 提供的资料对4600t/d水泥熟料生产线的氮氧化物排放指标匡算如下， 作为本可行性研究报告脱硝基准资料采用。氧化物排放水平在预热器出口处 950mg/NmNQ.10%O） , C1出口烟 气量约40万（标况风量）（Nrh），以实测为准。说明QNOxNOx氮氧化物排放水平%PPmmg/Nrfi(NO2.1O%Q)kg NO2/hkg NO2/I 熟料高限34639503801.83低限35006

48、262501.20平均值36958703481.67从资料上分析，本项目依托的1条4600t/d水泥熟料生产线的氮氧 化物水平（950mg/Nr3（10%Q）略高于原水泥工业大气污染物排放标准（GB4915-2004对水泥工业的 NOx排放规定了 800mg/Nr3（10%（3）的排 放限值；更大于2014年3月1日起执行的水泥工业大气污染物排放标 准（GB4915-2013 400mg/Nri（10%Q）的排放要求。进行脱硝技术改造 势在必行。4.2本项目的脱硝技术方案本项目设计目标排放浓度：小于400mg/NmNQ.10%O）。满足现有排 放标准。本技术方案拥有良好的适应性，无需增加设施，

49、可满足小于等 于 300mg/NmNQ.10%O）排放要求。我公司投入了大量的人力、物力、资源，开发降低自己水泥窑氮氧 化物排放技术及成套设备，取得了良好效果，*赛德水泥有限公司降低氮氧化物排放的技术方案是：选择性非催化还原技术（SNCR。将氨水在 一定的条件下与烟气混合反应，降低系统NOx排放，确保在低成本的状态下，可实现系统的NOx减排目标。降低氮氧化物排放措施见下表:主要措施排放水平减排比例mgNOx/(Nm,10%Q)初始排放浓度950:选择性非催化还原技术60%选择性非催化还原技术70%4.2.1 SNCR技术方案(1)技术方案介绍氨水运输到厂后卸入储存系统，经调配后，通过泵送入雾化

50、控制系 统，按照雾化控制要求比例调节雾化分散介质，通过各雾化喷枪的压力、流量的调配保证还原剂在于预分解系统的良好分散。雾化控制系统依据 检测系统的烟气信号，按照设定的控制程序进行雾化喷射工况的优化选 择。在喷射位置选择及喷枪的布置方式上，首先要满足脱硝反应的温度 要求，同时也必须兼顾与分解系统燃料燃烧的影响以及氮氧化物还原区 域内流场分布对雾化分散效果的直接作用，通过优化喷枪的空间布置关 系，并保证喷入还原剂在高温条件的足够反应时间，提升脱硝的反应进 行程度，实现脱硝成本的经济化配置。具体工艺流程图见下图：23熟料新型干法水泥生产线NC脱硝系统工程可行性研究报告255000t/diASNCRi

51、im5000t/dtM我公司SNCF系统主要设备都进行模块化设计， 主要有储存系统，氨水浓度调配系统、空气流量调配系统以及溶液喷射系统组成。SNCF系统主要指令自变量是流量、喷射系统压力等指标。依据窑系统产量、排放 浓度等系统参数，通过控制系统协调流量、压力等操作指标实现氮氧化 物排放的减排。SNCR的主要设备表设备清单（以20%/25临水为还原剂的SNCF系统）见下表:序号工程规范单位数量备注以20癥水为还原剂 SNCR系统-一一主体设备1氨水输送泵台1材质：SUS3041)3流量20m/h，扬程35m国内知名品牌2喷射泵 （1用1备）台2材质：SUS3041)流量4ni/h，压头1.5MP

52、a，扬程150m国内知名品牌3储氨罐台2SJEF1)材质：SUS304使用寿命10年2)规格：50ni4雾化喷淋系统套8日本进口品牌1)雾化效果：雾滴颗粒在3070卩mKAM27*8-702)耐酸碱、高耐热温度 1200 C5压缩空气储气罐台1SJEF1)3容积3m，压力0.8MPa序号工程规范单位数量备注6空气流量调配柜台1SJEF7喷射柜台2SJEF8连接管件及阀门批1浙江钢一等同级别品牌材质：氨水输送管道 SUS304,压缩空气及水输送管道Q235.10五金零配件及管道保温式1-二-电控柜及配电套11)材质：SS-41 2mmt2)就地控制柜型式：户外双层防水型3)箱体油漆采烤漆处理4)电源：3 为 /380V/50HZ5)主要元器件为进口品牌（施耐徳）6)变频器台2ABB7)电磁流量计上海飞卓等国内知名品牌8)型涡街流量传感器国内知名品牌9)压力表国内知名品牌10)压力变送器ABB11)电动执行器国内知名品牌12)电气控制柜系