2500td新型干法水泥熟料生产线脱硝工程可行性研究报告

重庆秀山西南水泥有限公司2500t/d新型干法水泥熟料生产线脱硝工程可行性研究报告南京凯盛重庆秀山西南水泥有限公司脱硝工程可研报告可行性研究报告总目次序号文件名称备注1可行性研究报告1份2附图(1)脱硝工艺流程图1张(2)脱硝还原站设备布置图1张(3)脱硝还原站总平面图1张(4)喷枪安装布置图1张(5)分解炉分级燃烧工艺流程图1张(6)分解炉分级燃烧改造图1张3附件2份南京凯盛重庆秀山西南水泥有限公司脱硝工程可研报告目录1概述 概述项目概况重庆秀山西南水泥有限公司是一家以水泥制造业为主的大型综合经济实体。原名为秀山三磊水泥有限公司,2012年与西南水泥联合，成为中国建材集团旗下西南水泥公司的一员。秀山三磊水泥有限公司是一家股份制水泥生产企业，成立于2007年12月，注册资金10000万元，公司位于秀山县石耶镇余庆村，公司占地面积180余亩，建有一条2500吨/天新型干法水泥生产线，生产普陀硅酸盐水泥（P.O42.5）53万吨/年，复合硅酸盐水泥（P.C32.5）53万吨/年。公司距3秀山县城约20公里，厂区所在地位于渝、湘、黔三省市交界之处，北侧紧邻319国道，西侧有石耶、松桃干线，交通运输十分便利。本项目采用烟气脱硝技术进一步降低水泥熟料生产的氮氧化物排放，属于新形势下的新技术新建项目。对水泥厂熟料生产线进行脱氮处理可以降低烟气中的氮氧化物的排放量，显著改善环境。脱硝工程建设的必要性我国是世界上主要的煤炭生产和消费国，也是以煤炭为主要一次能源的国家。据统计，2010年，原煤在我国一次能源构成中所占比例约为70%，而用于发电的煤炭约占煤炭消费量的40%，用于水泥生产的煤炭约占10%。NOx的排放是酸雨的形成和对大气中臭氧层破坏的重要原因之一，据有关部门估算：1990年我国的NOx排放量约为910万吨，到2000年和2010年，我国的NOx排放量将分别达到1561万吨和2194万吨，其中近70%来自于煤炭的直接燃烧，以燃煤为主的电力生产、水泥生产以及冶金行业是NOx排放的主要来源。鉴于我国的能源消耗量今后将随经济的发展不断增长，氮氧化物NOx排放量也将持续增加，如不加强控制NOx的排放量，NOx将对我国大气环境造成严重的污染。以燃煤为主的电力生产、钢铁冶金和水泥生产等所造成的环境污染是我国工业发展的一个制约因素，煤炭燃烧产生的烟气中含有烟尘、硫氧化物（SOx）、氮氧化物（NOx）和CO2等污染物，已经造成了严重的环境问题，是我国经济可持续发展亟待解决的重要问题。随着我国经济和生活水平的日益提高，将会对环境给予越来越大的关注。我国在烟尘排放的控制方面，通过近三十多年的发展，除尘设备和技术均达到国际先进水平，烟尘排放已得到有效控制。水泥熟料生产工艺因其自身特点，硫氧化物（SOx）排放浓度很低，大部分工厂的排放远低于国家限定值；仅在部分工厂，由于原燃料的特性引起较高的排放，需个别对待处理。因此，整个行业的SOx排放已得到有效控制。氮氧化物（NOx）的控制将是继粉尘和SOx之后工业环保治理的重点。在水泥厂NOx排放的控制方面，欧洲国家早已大范围应用各项技术大力削减NOx排放，技术较为成熟，而目前我国还没有掌握脱硝的先进技术，也没有正在运行的脱硝工程。因此吸收和引进国外成熟的烟气脱硝技术并研究出适合我国国情的烟气脱硝工艺设备是一项十分紧迫的工作。2004年国家新的《水泥工业大气污染物排放标准》已实施，对水泥厂NOx排放标准要求有了大幅度的提高。二〇一〇年十一月十六日，工业和信息化部发布《水泥行业准入条件》的公告，其中第20条规定：（二十）严格执行《水泥工业大气污染物排放标准》和《水泥工业除尘工程技术规范》以及可替代原料、燃料处理的污染控制标准。对水泥行业大气污染物实行总量控制，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%的烟气脱硝装置。新建水泥项目要安装在线排放监控装置，并采用高效污染治理设备。这一要求对新建和改造水泥工程的环保技术提出了更高的要求。国务院印发的《“十二五”节能减排综合性工作方案》，确定了“十二五”期间全国各省（区、市）化学需氧量、氨氮、二氧化硫、氮氧化物排放总量控制目标及各地区的分担量，并提出“将污染物总量控制作为环评前置条件”、“对三区六群进行煤炭总量控制”、“实施脱硝电价”等50条政策措施。据了解，目前，各省（区、市）已着手依据各自分担的减排任务制订实施方案和具体落实意见。根据“十二五”规划纲要，我国的污染减排指标将由化学需氧量、二氧化硫两项扩大到四项，增加氨氮、氮氧化物。方案还细化了节能减排目标，2015年全国化学需氧量和二氧化硫排放总量均比2010年下降8%；氨氮和氮氧化物排放总量的降幅要达到10%。方案还明确了各省（区、市）分担的四种污染物的减排量。2012年伊始，环境保护部副部长张力军在安徽海螺集团调研时称，现在火电厂氮氧化物排放标准为100毫克/标准立方米，而新型干法水泥窑的氮氧化物排放普遍在800毫克/标准立方米左右，“环境保护部正在研究的排放标准将会很严格”。张力军表示，“十二五”时期，水泥行业是减排氮氧化物的重点行业，全国每年新增水泥产量占世界新增产量80%以上，今年水泥产量将突破20亿吨，氮氧化物排放量成为电力之后的第二大行业。各地对于水泥生产线脱硝目标逐渐明确：2011年5月浙江富阳市政府发布富政函[2011]83号文——《关于加强2011年主要污染物减排工作的实施意见》，提出污染物减排目标，其中全市氮氧化物（NOx）排放总量在2010年基础上，要求削减5%以上（“十二五”总减排任务的20%以上）。辖区内包括富阳南方在内的三家水泥生产企业均被要求建设脱硝效率70%的脱硝工程。根据广东省环保厅颁布的《广东省“十二五”主要污染物总量控制规划》，2013年底前，珠江三角洲地区水泥行业新型干法窑要推行低氮燃烧技术和烟气脱硝示范工程建设，并逐步推广，其中珠江三角洲地区所有规模大于4000吨熟料/日的新型干法水泥窑都需采用LNB（低NOx燃烧器）+SNCR等联合脱硝技术，综合脱硝效率要达到70%以上。“十二五”期间，全省规模大于2000吨熟料/日的新型干法水泥窑全部实行低氮燃烧技术升级并建设烟气脱硝工程。2012年湖南省永州市节能减排工作领导小组发布永污减字[2012]01号《关于开展新型干法水泥生产线脱硝治理工作的通知》，提出2012年10月31日前，全市现役新型干法水泥生产企业生产能力2000t/d≤Q＜4000t/d的实施低氮燃烧技术升级，脱硝效率达到30%以上；生产能力≥4000t/d的必须配套SNCR烟气脱硝设施，综合脱硝效率达到60%以上，逾期未完成脱硝治理任务的，将实施限期治理或停产治理。2012年3月，根据江苏省常州市人民政府办公室文件：常政发办[2012]4号文件指示，市政府办公室关于转发市环保局《常州市2012年度主要大气污染物减排工作方案》的通知：“南方水泥、天山水泥在4月底前完成熟料生产线的分级分段燃烧改造及SNCR脱硝工程”，并且要求1月底前安装在线监测系统并通过验收，4月底前完成熟料生产线分级分段燃烧改造及SNCR脱硝工程，设计脱硝效率不低于70%,投运率不低于99%，同步配套脱硝DCS系统。渝办发[2012]49号文件：《重庆市人民政府办公厅关于下达2012年主要污染物总量减排任务的通知》，其中规定重庆秀山西南水泥有限公司的2500t/d水泥生产线建设脱硝效率60%的脱硝装置。根据重庆秀山西南水泥有限公司水泥熟料生产线的实际情况，将配套SNCR脱硝设施和分级燃烧优化脱氮装置，降低生产线脱硝运行成本。本脱硝工程实施后，重庆秀山西南水泥有限公司水泥熟料生产线的NOx排污浓度及总量均将明显降低，具有显著的环保效益，将帮助重庆秀山西南水泥有限公司进一步巩固企业在当地的良好形象。脱硝工程建设的可行性工程实施背景重庆秀山西南水泥有限公司烟气脱硝工程实施存在以下有利条件：国家各级政府以及重庆市政府重视国民经济的可持续发展和环境保护的关系、加大了环境保护和治理工作的力度，烟气脱硝工程具备良好的政策支持条件；重庆秀山西南水泥有限公司作为负责任的先进企业，秉承善用资源、服务建设的核心理念，建设创新绩效型、资源节约型、环境友好型、社会责任型的“四型”企业，一定会积极响应国家要求水泥行业节能减排的政策，这是实施烟气脱硝工程的有利内部条件。国内热电企业近些年通过引进、吸收国外技术，逐步掌握烟气脱硝的先进技术，在理论研究和工程实践上均积累了丰富经验，可供水泥行业借鉴。同时，南京凯盛在吸收和引进国外成熟的烟气脱硝技术并研究出适合我国国情的烟气脱硝工艺设备，这形成了水泥行业实施烟气脱硝工程的外部条件。重庆秀山西南水泥有限公司采用了新型干法水泥悬窑成套技术，目前烧成系统运行良好。但由于该生产线投产时的技术限制，该系统分解炉未带低氮燃烧风管，分解炉内燃烧存在局部高温，窑尾采取分级燃烧技术可以改善分解炉运行状态并且进一步降低NOx排放量。本脱硝工程实施后，重庆秀山西南水泥有限公司熟料生产线的NOx排污浓度及总量均将明显降低，具有显著的环保效益、社会效益，将帮助重庆秀山西南水泥有限公司进一步巩固负责任企业的良好形象。编制单位介绍南京凯盛国际工程有限公司（英文缩写KISEN，以下简称南京凯盛）隶属于中国建材国际工程有限公司，是一个按香港上市公司规范管理的国际工程公司。公司成立于2001年，注册资本1亿元，公司位于南京，现有员工900多人。

南京凯盛持有国家甲级工程设计证书及对外承包工程经营资格证书，通过了质量管理体系、环境管理体系和职业健康安全管理体系认证和高新技术企业认定，是中国机电产品进出口商会评定的AAA级信用企业。自成立以来，南京凯盛保持了良好的发展态势，由单一化经营转变为多元化经营，由国内经营转变为国际化经营，由单纯的设计院转变为工程公司。业务范围从单纯的水泥工程设计扩展至水泥工程总承包、纯低温余热发电开发设计和工程总承包、机电设备安装、机械设备制造、工业和生活垃圾处理等业务。形成了业务多元化及产业链一体化的企业发展格局。目前，已完成100多个1500t/d-10000t/d等各种规模的新型干法水泥生产线项目，近百个余热发电项目和近百个机电设备安装项目。获得40多项发明专利和实用新型专利，多项产品通过了部级技术鉴定及江苏省高新技术产品认定。获得国家级优秀工程设计奖1项，国家级优秀工程咨询成果奖1项，省部级奖42项。近年来，通过战略转型和管理整合，公司实现了跨越式发展，综合竞争实力不断增强。企业获奖及部分荣誉证书报告研究范围可行性研究主要按要求研究工程实施的必要性、脱硝剂的供应和运输、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方案，并进行投资估算与投资经济分析。主要设计范围及内容：1）选择适用的烟气脱硝工艺系统。2）配套脱硝剂的来源及供应工艺系统。3）烟气脱硝系统实施后烧成系统的影响评价。报告编制依据1）为确保完成2012年主要污染物总量减排目标任务，根据重庆市人民政府办公厅《关于下达2012年主要污染物总量减排任务的通知》（渝办法〔2012〕49号）。2）与重庆秀山西南水泥有限公司关于脱硝项目往来的传真和函件；3）重庆秀山西南水泥有限公司2500t/d孰料生产线配置材料、施工图纸等；4）《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915-2004）5）《重庆市大气污染物综合排放标准》（DB50/148-2012）6）《建筑设计防火规范》（GB50016-2006）7）《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）8）《建设项目投资估算编审规程》（CECA/GC1-2007）。9）《市政工程可行性研究投资估算编制办法》（建标[2007］164号文）。10）《市政工程投资估算指标》建设部（2007年）。11）2006年《重庆市建设工程设计概算编制规定》。主要编制原则本项目的设计遵循“技术可靠、稳定运行、运行成本低、节约投资”为总体原则，具体如下：（1）进行多种烟气脱硝方案论证，选择最适合的烟气脱硝工艺方案；烟气脱硝不能影响烧成系统正常运行，一旦影响设有保证措施；（2）烟气脱硝工程尽可能按现有设备状况及场地条件进行布置，力求工艺流程和设施布置合理、操作安全、简便，对现有设施的影响最少；（3）脱硝系统控制采用PLC系统；（4）脱硝工程尽量节约能源和水源，降低脱硝系统的投资和运行费用；（5）避免产生脱硝副产物二次污染；（6）脱硝系统年利用小时按7440h考虑；脱硝系统可用率≥95%；（7）装置设计寿命大于25年；（8）地震烈度：建（构）筑物按六度设防；（9）本项目建设资金来源为公司自有资金和环保专项补助资金，对脱硝工程实现招投标，确定具有成熟经验和实力的国内公司承担工程的基本设计、详细设计、设备供货，工程建设(施工、安装)、调试、试运行及消缺等工作，按EPC建设模式考虑。工程概况厂址概述重庆秀山西南水泥有限公司2500t/d新型干法水泥熟料生产线位于重庆秀山县石耶镇余庆村，公司占地面积180余亩，生产线配套5MW装机容量的纯低温余热发电系统。建设场地较为稳定，无不良地质现象存在，在下步进行详细工程地质勘查。场地水文地质条件较简单，不会对建筑物基础产生不良影响。主机设备重庆秀山西南水泥有限公司现有日产2500吨熟料生产线一条，并且配套余热发电系统一套，回转窑规格为Φ4.0×60米，第三代篦式冷却机，窑头窑尾采用电收尘器。预热预分解系统分解炉为旧型分解炉，分解炉的设计未考虑优化燃烧进而脱氮的功能。表2.2-1主要设备参数(详见下页)

煤质条件煤质分析结果如下表：表2.3-1煤粉工业分析工业分析（%）名称项目名称项目MtMadVadAadFCadSQnet,ad（kJ/kg）Qnet,ar（kJ/kg）进厂洗煤9.91.1119.6931.4347.771.1252174699入窑煤粉8.51.5317.3429.5851.551.3553374915表2.3-2煤粉化学分析化学分析（%）名称项目名称项目SO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3∑CRC进厂煤53.8527.648.583.521.341.4896.403入窑煤粉51.8526.2310.944.881.431.9597.263工程气象重庆秀山西南水泥有限公司位于重庆市秀山县，秀山县属亚热带湿润季风气候，境内热量丰富，年平均气温16.5℃。境内雨量充沛，年平均降水量为1336.2毫米。四季分明，热量丰富，降水充沛，日照偏少，无霜期长。地震烈度根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)、《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)及场地地理位置，本地区基本地震烈度为6度，设计基本地震加速度值为0.05g，设计地震分组为第一组，工程建构筑物按7度抗震设防，据此进行土建防震设计。建设场地拟建场地位于重庆秀山西南水泥有限公司生产线厂区内，其中SNCR脱硝车间建设在窑尾配料库旁边的空地上，总建设面积为100m2，不需要另征土地；分级燃烧的技术改造，在原窑尾烧成系统上进行改造。工程地质本工程建设场地在现重庆秀山西南水泥有限公司厂区内，本厂地处重庆弧形褶束之炮台垭向斜东翼，岩层呈单斜产出。岩层倾向220～230°，岩层倾角6～8°。区内无断层，地质构造简单。场区内露地层主要为侏罗系中统沙溪庙组砂质泥岩夹砂岩，地表分布第四系堆积层，分别为素填土、粉质粘土、砂质泥岩、砂岩。土层的等效剪切波速为154m/s，属中软土，土层厚0～13.50m，场地类别为Ⅰ～Ⅱ类，属可进行建设的一般场地。交通运输公司距3秀山县城约20公里，厂区所在地位于渝、湘、黔三省市交界之处，北侧紧邻319国道，西侧有石耶、松桃干线，交通运输十分便利。建筑状况厂区布置分为原料预处理、原料粉磨、生料均化库、熟料烧成、熟料储存、煤粉制备、水泥粉磨、生产附属建筑区及预留区域等区域。脱硝技术方案选择脱硝工艺的选择水泥窑烟气特性我国是世界水泥生产大国，水泥生产过程中每年排放氮氧化物占全国工业排放总量的15%，已是居火力发电、汽车尾气之后的第三大氮氧化物排放大户。回转窑是新型干法水泥物料烧成的关键技术装备，也是NOx的主要来源。煅烧水泥熟料时生成氮氧化物NOx的途径主要有四种，即第一种热力NOx，它是燃料在水泥窑头1500℃以上燃烧时会产生大量NOx；第二种瞬发NOx，它是有碳氢根存在时，于火焰前端瞬发形成的NOx，一般这种瞬发NOx生成量的比例很小；第三种燃料NOx，它是由燃料中所含的化学接合氮所产生的。例如煤中约含有0.5％～2％的氮(按质量计)。因为燃料中氮原子的接合能较小，所以在水泥窑系统相对较低温的分解炉内产生的燃料NOx较多；第四种生料NOx，它是由窑喂料中含氮的化合物分解后而形成的NOx，例如NH4等。在窑废气中NO2一般仅占NOx总量的5％以下，NO脱硝技术选择原则控制NOX排放有很多种方法，各种脱硝工艺工程投资和脱硝效率各不相同，选定脱硝技术要考虑以下因素：NOx排放浓度和排放量必须满足国家和当地政府环保要求；脱硝工艺要适用于工程己确定的煤种条件，并考虑燃煤来源的变化可能性；脱硝工艺技术成熟、设备运行可靠；根据工程的实际情况尽量减少脱硝装置的建设投资；脱硝装置布置合理；脱硝剂有稳定可靠的来源；脱硝工艺不影响水泥厂主工艺；脱硝工艺脱硝吸收剂、水和能源等消耗少，尽量减少运行费用。几种脱硝技术的简介及比选有关NOX的控制方法从燃料的生命周期的三个阶段入手，即燃烧前、燃烧中和燃烧后。随着各项降低NOx技术在水泥工业中的应用，当前，燃烧前脱硝技术工程应用很少，大都集中在燃烧中和燃烧后的NOX控制技术应用。所以国际上把燃烧中NOX的所有控制措施统称为一次措施，把燃烧后的NOx控制措施统称为二次措施，又称为烟气脱硝技术。目前普遍采用的燃烧中NOx控制技术即为低NOx燃烧技术，主要有低NOx燃烧器、空气分级燃烧和燃料分级燃烧。应用在燃煤电站锅炉上的成熟烟气脱硝技术主要有选择性催化还原技术（SelectiveCatalyticReduction，简称SCR）、选择性非催化还原技术（SelectiveNon-CatalyticReduction，简称SNCR）以及SCR/SNCR混合烟气脱硝技术。国外目前应用在水泥熟料生产上的成熟烟气脱硝技术主要是选择性非催化还原技术（SNCR）。低氮燃烧器原理：使燃烧过程尽可能在接近理论空气量的条件下进行，随着烟气中过量氮的减少，可以抑制NOX的生成。这是一种最简单的降低NOX排放的方法。低氮燃烧器一般把一次风分成浓淡两股，浓相在内，更靠近火焰中心；淡相在外，贴近水冷壁。浓相在内着火时，火焰温度相对较高，但是氧气比相对较少，故生成的氮氧化物的几率相对减少；淡相在外，氧气比相对较大，但由于距火焰高温区域较远，温度相对较低，故氮氧化物的生成也不会很多。降低烧成温度的方法，可以通过调整配料、加矿化剂、窑头喷水等方法降低窑内的最高温度以减少热力型NOX的形成，但从熟料和水泥性能等方面考虑这类措施并非普遍适用。低NOX燃烧器目前在国内已经有广泛的应用，但其效果受窑工况影响较大，一般NOX的排放量不能达到预期效果或效果不明显。一般脱硝效率在5%以下，达不到环保要求。分级燃烧分解炉是水泥分解生产工艺的重要装备，其承担了生料分解的作用，分解炉内燃烧的燃料量占水泥熟料煅烧所需总燃料量的70%，分解炉与回转窑相连接，回转窑窑头燃料产生的烟气可以进入分解炉。分级燃烧脱氮的基本原理是在窑尾烟室和分解炉之间建立还原燃烧区，将原分解炉所用助燃空气和燃料的按照一定要求和比例分布到该区域内，使其燃烧时产生还原性气氛区域，以便产生CN、CH4、H2、HCN和固定碳等还原剂，这些还原剂与窑尾烟气中的NOX发生反应，将NOX还原成N2等无污染的惰性气体。此外，煤粉在低空气过剩系数条件下燃烧也抑制了自身燃料型NOX产生，从而实现水泥生产过程中的NOX减排。其主要反应如下：2CO+2NO→N2+2CO22H2+2NO→N2+2H2O2NHi+2NO→N2+...分级燃烧技术主要有空气分级燃烧和燃料分级两种类型。（一）空气分级燃烧技术及其应用水泥窑空气分级燃烧技术的基本原理为：将分解炉燃烧用的空气分两阶段分级加入，先将一部分空气送入主燃烧区，使第一级燃烧区内空气过剩系数在1左右，使燃料在缺氧的条件下燃烧，燃烧速度低，生成CO等还原性气体，且燃料中的N大部分分解为HCN、HN、CN、CH2等，使NOx分解，抑制陆内NOx生成，同时CO可还原部分窑气的NOx。然后将燃烧用空气的剩下部分以分级风的方式送入分解炉，使燃料燃烬。水泥窑空气分级燃烧改造包括：三次风管调整和改造、脱硝风管配置、高温闸阀控制系统。（二）燃料分级燃烧技术及其应用燃料分级燃烧脱硝系统主要由煤粉输送系统和煤粉均布喷射系统组成。系统主要包含：煤粉计量、输送系统、分解炉用煤粉燃烧器和相应的电器控制系统，脱氮系统的用煤经煤粉秤精确计量后，由罗茨风机送到窑尾烟室的脱氮还原区，在脱氮还原区的合适位置均布着一套燃烧喷嘴，煤粉经燃烧喷嘴高速（具体速度与该处空间结构密切相关）进入还原区内并充分散开，一方面保证了分级燃烧的脱氮效率，另一方面减少了煤粉在壁面燃烧出现结皮的负面影响。根据还原区操作温度、C1出口NOx等系统参数，可及时调整脱氮用煤量。在窑尾预分解炉建立专门的脱氮还原区，采用煤粉均布和司料温控技术，能够有效的控制脱氮区的用煤和脱氮区的温度。分级燃烧技术脱硝效率大约在10%-30%左右。虽然仅通过燃烧组织过程的调整，不增加水泥窑系统的运行成本即可实现系统氮氧化物排放的显著下降，但是分级燃烧技术单独采用，脱硝效率并不能满足环保要求。因此在大多数场合下，可作为前置脱硝技术手段。选择性催化还原技术（SCR）原理：在催化剂作用下，向温度约280-420℃的烟气中喷入氨，将NOX还原成N2和H24NO+4NH3+O2→4N2+6H2O6NO+4NH3→5N2+6H2O当烟气中由氧气时，反应第一式优先进行，因此，氨消耗量与NO还原量有一对一的关系。在燃烧烟气中，NO2一般约占总的NOx浓度的5%，NO2参与的反应如下：6NO2+8NH3→7NO2+12H2O2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O上面两个反应表明还原NO2比还原NO需要更多的氨。在绝大多数的烟气中，NO2仅占NOx总量的一小部分（约5%左右），因此NO2的影响并不显著。SCR法具有脱氮效率高的优势，在电厂锅炉脱氮被广泛应用。但由于SCR操作温度窗口和含尘量的特殊要求，在国外水泥生产线上极少使用，而国内目前没有投运案例，主要原因为：（1）出C1的烟气通常用于余热发电，出余热发电系统的烟气温度无法满足SCR的温度要求；（2）窑尾框架周边基本上没有布置SCR催化剂框架的空间；（3）出C1的烟气中高浓度粉尘及其有害元素易造成催化剂破损和失效；（4）一次性投资大；烟气通过催化剂的阻力增大了窑系统的阻力；（5）催化剂每三年需要更换，运行成本高。因此SCR脱硝技术不适宜在水泥窑上应用。选择性非催化还原技术（SNCR）原理：选择性非催化还原技术（简称SNCR）是一种不用催化剂，在850～1100℃范围内，在烟气中直接还原NOx的工艺。SNCR技术是把还原剂如氨气、尿素稀溶液等喷入炉膛温度为850～1100℃的区域，该还原剂迅速热分解出NH3并与烟气中的NOx进行反应生成N2和H2O。该方法以炉膛为反应器，可通过对锅炉进行改造实现。在炉膛850～1100℃的温度范围内，在无催化剂作用下，氨或尿素等氨基还原剂可选择性地还原烟气中的NOx，基本上不与烟气中的O2反应，主要反应为：(1)氨为还原剂：4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O(2)尿素为还原剂：CO(NH2)2+NO+1/2O2→2N2+CO2+H2O当温度过高时，超过反应温度窗口时，氨就会被氧化：

4NH3+5O2→4NO+6H2O。通过对氨气和NO及空气中的O2的化学反应的不同化学反应活化能来选择合理的温度窗范围，可抑制对NH3与氧气反应，从而提高了还原剂的利用效率。SNCR的还原剂一般为液氨、氨水或尿素等。选择性非催化还原技术的反应机理SNCR的反应机理是及其复杂的，目前尚没有完全了解清楚，但大多数学者认为可以用右图描述的反应历程来说明Nhi基团的反应。Nhi基团只对NO起作用，在不同的反应条件下，各反应具有不同的反应速率，因此体现在整体上表现为温度对脱硝效率的明显影响。目前通常认为在900℃附近，脱除效果最显著，在工业应用上，采用850～1100℃SNCR与SCR混合型技术混合SNCR-SCR工艺常用于电厂脱硝，具有两个反应区，通过布置在锅炉炉墙上的喷射系统，首先将还原剂喷入第一个反应区———炉膛，在高温下，还原剂与烟气中NOx发生非催化还原反应，实现初步脱氮。然后，未反应完的还原剂进入混合工艺的第二个反应区———反应器，进一步脱氮。混合SNCR-SCR工艺最主要的改进就是省去了SCR设置在烟道里的复杂AIG(氨喷射)系统，并减少了催化剂的用量还原剂可使用NH3或尿素，反应温度前段为900～1100℃，后段为320～400℃，后段加装少量催化剂(成分主要为TiO2、V2O5、WO3)；脱硝效率为40%～70%；SO2氧化较SCR低，NH3逃逸体积分数为5×10-6～10×10-6。虽然该混合技术脱氮效率高，催化剂使用量较SCR用量少，但是和SCR技术一样操作温度窗口和含尘量的特殊要求，在国内外水泥生产线上极少使用几种脱硝技术的对比表表3.1-1空气分级燃烧和燃料分级燃烧比较技术名称投资效率工程量工期对熟料产量影响空气分级燃烧一般10%左右一般一般基本没有燃料分级燃烧中等20%～30%中等中等根据各厂情况不同，有个别的还会提高熟料产量结合对两种分级燃烧技术的对比，结合秀山西南水泥有限公司2500吨生产线的情况，为了以后能够节省运行成本，在此决定采用燃料分级燃烧技术。表3.1-2水泥行业各种低NOX技术指标比较工艺技术名称效率（%）理论排放值(mg/Nm3,10%O2)低NOX燃烧器0～5800分级燃烧10～30500～800选择性非催化还原技术（SNCR）60～80200～500选择性催化还原技术（SCR）80～90150～300表3.1-3水泥窑低NOX技术投资比较技术名称可行性效率(%)费用熟料质量低NOX燃烧器高0～5低廉不变分级燃烧高10～30低廉不变选择性非催化还原技术（SNCR）中等60～80中等不变选择性催化还原技术（SCR）低80～90昂贵不变燃煤分级燃烧技术可实现脱硝效率达到20%-30%之间。其突出优点在于仅通过燃烧组织过程的调整，不增加水泥窑系统的运行成本即可实现系统氮氧化物排放的显著下降，但是单独使用并不能满足环保要求。因此在大多数场合下，只可作为前置脱硝技术手段以降低系统脱硝运行的成本。设计时燃煤分级燃烧效率按照最低20%进行设计，燃煤分级燃烧的技术经济分析见下表。表3.1-4本项目2500t/d生产线分级燃烧技术经济分析表设计效率20%浓度氨水耗量t/a上分级燃烧节省20%浓度氨水（t/a）上分级燃烧节省氨水费用（万元/年）上分级燃烧每吨熟料节省成本（元/吨熟料）未上分级燃烧技术/1961.11653.652.29（按800元/吨计）0.67上分级燃烧技术20%1307.51单独采用燃煤分级燃烧技术脱硝脱硝效率不能满足环保要求，优点是没有运行成本，顾还需要结合其他脱硝技术一起使用。与其它脱硝技术相比，SNCR技术具有以下优点：脱硝效果令人满意：SNCR技术应用在大型煤粉燃烧设备上，长期现场应用得出，NOx的经济脱除率一般能够达到60％左右。还原剂多样易得：SNCR技术中脱除NOx的还原剂一般都是含氮的物质，包括氨、尿素、氰尿酸和各种铵盐（醋酸铵、碳酸氢铵、氯化铵、草酸铵、柠檬酸铵等）。但效果最好，实际应用最广泛的是氨和尿素。无二次污染：SNCR技术是一项清洁的技术，没有任何固体或液体的污染物或副产物生成，无二次污染。经济性好：由于SNCR的反应是靠高温驱动的，不需要昂贵的催化剂系统，因此投资成本和运行成本较低。系统简单、施工时间短：SNCR技术最主要的系统就是还原剂的储存系统和喷射系统，主要设备有储罐、泵、喷枪和必要的管路、测控设备。由于设备简单，SNCR技术的安装期短，仅需3天左右停炉时间，小修期间即可完成炉膛施工。SNCR技术不需要对燃烧设备和受热面进行改动，也不需要改变燃烧设备的常规运行方式，对燃烧设备的主要运行参数也不会有显著影响。建设方案确定根据上述综合分析，低NOx燃烧器目前在国内已经有广泛应用，但其效果受窑工况影响较大，一般NOx的排放浓度不能达到预期效果或效果不明显。（1）燃煤分级燃烧技术可实现脱硝效率达到20-30%之间。其突出优点在于仅通过燃烧组织过程的调整，不增加水泥窑系统的运行成本即可实现系统氮氧化物排放的显著下降，但是单独使用并不能满足环保要求。因此在大多数场合下，只可作为前置脱硝技术手段以降低系统脱硝运行的成本。（2）SCR法具有脱氮效率高的优势，在电厂锅炉脱NOx被广泛应用。但由于SCR操作温度窗口和含尘量的特殊要求，在国内外水泥生产线上极少使用，且SCR投资很大，运行成本很高，需要定期更换催化剂。（3）SNCR法在水泥工业中有大量的应用，特别是在欧洲水泥工业已应用20多年，效果较好。在水泥生产过程中，分解炉温度刚好是SNCR脱硝反应的时间窗口，可以让氨水充分利用、反应。根据国家及重庆市政府的排放标准，结合企业自身的情况，选择采用燃煤分级燃烧+SNCR脱硝技术，最终将会实现满足环保要求，为更严的环保要求做好准备，同时节省脱硝运行成本。目前，根据重庆市政府下达的60%脱硝效率的要求，使用燃煤分级燃烧+SNCR技术可以满足要求，本可研报告就选取燃煤分级燃烧+SNCR技术进行分析。SNCR脱硝还原剂选择脱硝还原剂的比选脱硝还原剂选择是整个脱硝系统中很重要的一个环节。在脱硝系统中，还原剂是最大的消耗品（对于SNCR来说是这样，但对于SCR来说催化剂的消耗费用更多）。其消耗成本直接影响到脱硝系统的整体经济评估。目前，SNCR脱硝系统最常用的还原剂有：液氨、氨水和尿素。下表为用于SNCR脱硝工程时各种还原剂的优缺点。表3.2-1SNCR脱硝系统还原剂比较还原剂类型优点缺点液氨反应剂成本最低蒸发成本最低脱硝温度范围宽储存体积最小氨站设计、运行考虑安全问题需要非常好的烟气和还原剂混合效果氨水较安全脱硝温度范围宽反应剂成本低较高的蒸发能量较高的储存设备成本尿素1、没有危险2、反应剂成本一般1、脱硝温度范围窄2、更高的蒸发能量3、更高的储存设备成本液氨的运行成本最低，依次是氨水和尿素。从安全角度讲，液氨属于乙类危险品，对储存车间的建筑要求（耐火等级、防火间距、厂方防爆措施，疏散措施指标等）高，从采购角度讲，液氨的采购和运输存在较大困难。氨水作为还原剂比尿素更加稳定，副反应少，设备系统占地面积小，脱氮率高，经济性更佳。但是氨水遇到高温可分解氨气，根据GB50058《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》规定，氨气属于IIATI级组，也就是说，是爆炸危险级组。因此在氨水的储存、输运、安全管理上要特别注意，避免氨气聚集后遇火星而爆炸。脱硝还原剂的确定通过以上分析比较，综合考虑成本、安全和投资等因素，对于SNCR工艺来说，氨水在各方面均具有一定的优势，且其运行费用较低。本方案设计以氨水作为脱硝还原剂。氨水周边市场调查情况表如下，周边市场有充足的氨水供应，能保证脱硝系统氨水用量。表3.2-2周边氨水市场供应情况表项目名称地址 单价氨水供应重庆市江北化肥厂重庆市渝北区悦来镇清溪口800元/吨，氨水浓度：20%重庆市中梁山化肥厂重庆九龙坡区西站村800元/吨，氨水浓度：22%重庆市江津区化肥厂重庆市江津区850元/吨，氨水浓度：20%重庆市建峰化肥厂重庆市涪陵区白涛镇750元/吨，氨水浓度：20%其他氨水中间供货商氨水要求颜色：无色、透明氨水浓度：17~25%(重量比)温度：环境温度杂质：无杂质脱硝工程技术方案设计基础参数污染物排放情况对重庆秀山西南水泥有限公司2500t/d熟料生产线窑尾烟气情况进行了数据采集，该烟气量来自监测报告（见附件），氮氧化物数据是业主在生产线长期正常稳定运行的情况下进行的标定，由业主最终确定认可。因此本可研选择此标定数据为工艺计算依据，折合成标况下的数据如下表所示。表4.1-1烟气污染物排放情况名称单位2500t/d生产线数值规模t/d2500排放烟气量（工况下）m3/h249228.51压力Pa5100温度℃126测量位置窑尾排放口NOx原始排放浓度mg/Nm3（O2：9.5%）850排放烟气量（折合成标况下）Nm3/h（O2：10%）178000NOx原始排放浓度mg/Nm3（O2：10%）813脱硝系统设计规模重庆秀山西南水泥有限公司现有2500t/d水泥熟料生产线。本脱硝工程规模按照每天运行24小时，年运行310天进行设计，因此处理规模如下：表4.1-2脱硝工程设计规模表生产线规模处理烟气量（Nm3/h）烟气中NOx含量（mg/Nm3）(O2：10%)年运行时间/h年产生NOx总量（t/a）2500t/d17800081374401076.67脱硝系统设计效率2004年颁布的《水泥工业大气污染排放标准》（GB4915-2004）中NOx规定的排放标准800mg/Nm3（O2：10%）目前已难以适应我国目前环境保护的需要，国家新的排放标准正在制定中，估计新的排放标准在300-400mg/Nm3（O2：10%）。重庆市于2012年颁布的《重庆市大气污染物综合排放标准》（DB50/148-2012）中规定了其他区域水泥工业NOx最高允许排放浓度≤350mg/Nm3（O2：10%）。因此本脱硝工程设计参数表如下：表4.1-3本脱硝工程设计参数表序号指标名称单位2500t/d熟料生产线备注数值1设计处理烟气量（标态下）Nm3/h1780002处理前烟气中NOX浓度mg/Nm3（O2：10%）8133分级燃烧效率20%设计值4通过分级燃烧后NOX浓度mg/Nm3（O2：10%）650.4设计值5SNCR效率60%设计值6最终NOX排放浓度mg/Nm3（O2：10%）260.2设计值7NOX排放标准mg/Nm3（O2：10%）350《重庆市大气污染物综合排放标准》（DB50/148-2012）8脱硝装置负荷适应范围%50%～110%设计值9脱硝装置利用率%≥95%设计值10综合脱硝效率%68设计值分级燃烧技术方案设计参数条件分级燃烧脱硝技术应用及效果的主要因素包括：原、燃料的情况、煤粉在脱硝区的停留时间、窑尾的氧含量。根据现场调查情况，本项目实施分级燃烧的设计条件如下：（1）生料中的Cl－<0.015%（0.02%max），K2O+Na2O<1%，硫碱比：0.6～1，燃料中的S<1.5%，能保证系统的正常稳定；（2）煤的高挥发份能够提供更多还原物质，提高分级燃烧的脱硝效率；（3）窑尾烟室的氧含量O2<1%，有利于提高分级燃烧的脱硝效果。（4）分解炉脱硝区空间能够满足煤粉及还原性物质还原NOx所需的停留时间。原有设备情况（1）三次风管：φ1760mm；（2）煤粉输送风机：SSR三叶罗茨鼓风机（3）原有分煤管：DN180mm，燃烧器：2台。设计方案本项目燃料分级燃烧脱硝系统主要由煤粉输送系统和煤粉均布喷射系统组成。系统主要包含：煤粉计量、输送系统、分解炉用煤粉燃烧器和相应的电器控制系统，脱氮系统的用煤经煤粉秤精确计量后，由罗茨风机送到窑尾烟室的脱氮还原区，在脱氮还原区的合适位置均布着一套燃烧喷嘴，煤粉经燃烧喷嘴高速进入还原区内并充分散开，一方面保证了分级燃烧的脱氮效率，另一方面减少了煤粉在壁面燃烧出现结皮的负面影响。根据还原区操作温度、C1出口NOx等系统参数，可及时调整脱氮用煤量。在窑尾预分解炉建立专门的脱氮还原区，采用煤粉均布和司料温控技术，能够有效的控制脱氮区的用煤和脱氮区的温度。煤粉分级燃烧流程其分解炉调整如下图所示。具体改造内容包括：具体改造内容包括：1）、调整分解炉锥部煤粉燃烧空间，使煤粉的燃烧更加充分；进入分解炉，将一部分煤粉引入分解炉锥部，在缺氧的情况下进行不完全燃烧，生成大量CO、HCN等还原成分，在锥部形成强还原区，还原回转窑中生成的氮氧化物；具体内容：分解炉锥部炉壳改造，扩容，内部耐火材料的改造和预热器塔架结构加固。2）、调整煤粉送入位置。具体内容为取消原有2台燃烧器和煤粉输送管。在分解炉上部新增两台燃烧器，配套两根Φ127mm(外径)的喷煤管，，分解炉的下部新增两台燃烧器，配套两根Φ127mm(外径)的喷煤管。3）、增加煤粉分配器。在主煤管上设置2台煤粉分配器分别将煤粉送至分解炉上部新增的燃烧器和分解炉下部新增的燃烧器。同时配套闸阀和压力表。4）、对窑尾烟室入炉烟气进行整流，改变上升烟道尺寸，使窑内烟气入炉流场稳定；具体为窑尾烟室上升管道与分解炉锥部连接处设计弧面跳台，防止塌料现象发生，同时易于生料与气流充分混合；需要更换窑尾烟室膨胀节。5）、根据现场勘察，目前秀山西南分解炉为管道炉,分解炉规格为φ5.0m×33.7m，炉容705m3，预热器框架为钢结构框架，分解炉周围有足够的空间可以增设燃煤燃烧系统，即从原有煤粉主管上设置煤粉分布器，分成两部分煤粉，再将该部分燃料分成四部分分别从分解炉上部（即原有煤管上部）和分解炉下部（即原有煤管下部）喷入分解炉，同时配套压力变送器和闸阀。分煤管布置在预热器框架的外部，与预热器框架不干涉，实施效果：在进行分解炉分级燃烧改造以后，水泥窑烧成系统工况会发生一定的调整。工艺系统组成（1）煤粉输送系统本系统主要设计：取消原有分煤管，改为分解炉上部（柱体部分）和下部（椎体部分）各两根分煤管。新增煤粉分配器。①分煤管规格：无缝钢管Φ127mm×10mm；数量：56米；②主分煤管规格：Φ325mm×10mm；数量：36米；规格：Φ245mm×10mm；数量：17米；③煤粉分配器规格：Φ325mm—Φ245mm/Φ45mm（外径）数量：1台；规格：Φ245mm—Φ127mm/Φ127mm（外径）数量：2台；④压力变送器量程：0～70kPa；数量：6台；⑤闸阀：规格为Φ127mm：4台；规格为Φ245mm：2台；⑥煤粉输送风机：利旧，因为系统改造后煤粉输送量没有改变，只是煤粉的喷入位置发生了改变。（2）煤粉均布喷射系统本系统主要设计：新增燃烧器将分煤管输送来的煤粉燃烧，改造原有窑尾烟室。同时分解炉锥部炉壳改造，内部耐火材料的改造和预热器塔架结构加固。①燃烧器上部新增燃烧器规格：喷煤量4.5t/h；下部新增燃烧器规格：6t/h；数量：4台，其中分解炉上部设置2台，分解炉下部设置2台。②窑尾烟室膨胀节规格：DN2000×300mm；数量：1台；③分解炉壳体改造：钢板（Q235A，8mm）18.6m2；④耐火材料改造：65m3；⑤预热器塔架结构加固：钢支撑：8个。改造工程量重庆秀山西南水泥有限公司2500t/d水泥熟料生产线分解炉改造工程量见下表。表4.2-1分解炉主要改造内容表序号改造内容型号单位数量备注1煤粉输送风机SSR三叶罗茨鼓风机台2利旧2煤粉分配器非标，Φ325mm—Φ245mm/Φ45mm（外径）Q235A台1煤粉分配调节3煤粉分配器非标，Φ245mm—Φ127mm/Φ127mm（外径）Q235A台2煤粉分配调节4闸阀Φ127mm台45闸阀Φ245mm台26压力变送器0～70kPa台67煤粉输送管道Φ127mm×10mm米568煤粉输送管道Φ325mm×10mm米369煤粉输送管道Φ245mm×10mm米1710分解炉上部燃烧器喷煤量4.5t/h台211分解炉下部燃烧器喷煤量6t/h台212窑尾烟室膨胀节DN2000×300mm个113耐火材料m365用于窑尾烟室上升烟道及分解炉锥部等所有部位的耐火材料改造14钢支撑个8用于预热器塔架结构加固15分解炉锥部壳体改造Q235A，8mmm218.6SNCR技术方案工艺流程图SNCR脱硝工艺流程说明：还原剂运输到厂内，由卸料泵送至储罐中，储罐中的还原剂由输送系统送至喷射系统。再经过自动控制系统输送至喷枪，喷枪加上压缩空气雾化后喷入分解炉内进行脱硝处理。工艺流程示意图如下图所示。还原剂供应还原剂供应卸料泵还原剂储罐过滤回流调节流程泵雾化流量控制流量调节压力监测电动调节阀在线烟气分析仪PLC控制系统压力调节喷枪喷枪支架压缩空气雾化图5.2图5.2-1工艺流程示意图总平面布置总平面布置原则是：结构紧凑、布局合理、节约材料。重庆秀山西南水泥有限公司水泥生产线的脱硝还原剂站布置在水泥生产线分解炉旁边的空地上，经查看建厂地勘资料，该地块地质良好，无沉降。同时考虑到电气室放置在现场的安全性，总平面布置电气室内电气柜基础高0.5米，电缆线均走桥架，若当氨水发生泄漏，不会对电气柜造成影响，因此电气室设置在现场是安全的。SNCR工艺系统组成还原剂卸料系统；还原剂储存系统；还原剂供给系统；还原剂喷射系统；压缩空气系统还原剂控制系统；电气及自动控制系统（PLC）。还原剂卸料系统本系统主要设计：选用15%-25%浓度的氨水作为还原剂，购买该浓度的合格氨水用罐车运送至厂内。安装一台卸氨泵，泵流量大小按每车氨水罐车（20吨）卸料时间不超过2小时考虑。泵选择扬程：23m；流量：20m3/h；功率：2.2KW。还原剂储存系统还原剂的卸料是由罐车直接连接卸料泵往氨水储罐加注。储罐的灌装线和排气管通过挠性软管与罐车连接。灌装线将用于储罐注液，排气管将灌装过程中的多余压力通过返回罐车释放。卸料进程启动时排气管线和灌装线阀门打开，卸料泵手动启动，卸料时工作人员全程监控。系统运行过程中，当氨水卸完时，人工停止卸料泵。（1）本系统主要设计：氨水（20%）装入氨水储罐，氨水储罐的大小考虑每条生产线至少3天的脱硝氨水用量进行设计。氨水储罐设置带远传的磁翻板液位计，材质选用304不锈钢。氨水每天的消耗量大约为6.7t，设计1个氨水储罐，储罐规格为40m3。（2）还原剂储存区氨水安全防护措施根据《建设项目环境风险评价技术导则》（HJ/T169-2004）中附录A.1物质危险性标准，氨水不属于有毒、易燃或爆炸性物质，但氨水的挥发物氨气为一般毒性物质，易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。根据国内外事故调查资料，本项目风险类型为：氨水泄漏、氨气挥发。氨水防泄漏安全措施：在脱硝工程还原站周围设置围堰，防止氨水泄漏时污染周边环境。水泥生产线脱硝还原站围堰的设计为11m×9m，高0.5米，围堰有效容积约为49.5m3，满足氨水罐泄露应急需求。围堰内设计集水坑（1m×1m×1m）收集在卸料过程中泄露的氨水，回收利用。氨气挥发引发爆炸防止措施：为防止夏季高温期间防护措施不力发生故障，引起氨水储罐的火灾、爆炸，在氨水储罐上部设置喷淋装置，增加脱硝系统的安全性。还原剂供给系统本系统主要设计：采用输送泵（一用一备）将还原剂输送至流量控制柜中。氨水溶液输送泵采用离心泵，输送泵设有备用，为避免杂物堆泵机及喷嘴的损坏，氨水储罐到输送泵入口设有管道过滤器。输送泵选用扬程：178m；流量：4m3/h；功率：4KW。还原剂喷射系统本系统主要设计：设计喷射控制系统，通过控制系统控制进入喷枪的还原剂量和压缩空气量，可以保证每个喷射点氨氮摩尔比保持恒定的一个数值（0.8-1.4），但具体数值需要由调试后再确定，这样可以保证脱硝系统稳定，可靠。喷枪设计的安装位置，需要经过流场和温度场分析并确定最佳的位置，并确定喷枪插入深度和喷枪插入的角度。安装数量应满足工艺需要，生产线分解炉初步设计喷枪为4套，本工程拟选用的脱硝喷枪具有如下特点：选用特种材质：喷枪采用不锈钢，喷嘴采用310SS以上材质制作而成。该材质具有耐酸、耐碱、耐高温（最高耐热温度1200℃）、耐磨损的特性，经先进加工工艺制成，具有使用寿命更长的特点。良好雾化效果：雾滴颗粒在30-70μm，雾化角度从30-120度，雾场喷射距离从1200mm-4500mm，单只喷枪喷射量在100-2000kg任意选择，能够实现溶液瞬间雾化并完成还原反应，确保高效脱硝，能够满足分解炉在不同工况环境下的脱硝需要。压缩空气系统本项目压缩空气引自厂方附近的空压机房，SNCR系统压缩空气按照雾化控制系统的信号控制要求，依据雾化流量调整控制喷射所用的压缩空气流量经管路分配阀门输送至各喷枪待用。所有的喷枪进口前设置压缩空气、还原剂的压力表来进行喷枪的雾化控制及分流使用。生产线脱硝系统压缩空气用量为：10m3/h。还原剂控制系统设置1台流量控制柜，通过控制系统、溢流装置，还原剂管路系统和相关的仪表控制还原剂输送流量。当输送泵输送至喷枪的氨水流量多时，通过控制系统将多余的氨水回流至氨水储罐中。流量控制柜规格：2000mm×1000mm×750mm。电气及自动控制系统（PLC）脱硝系统控制采用PLC控制方式，控制盘柜布置在脱硝还原站区域内的电气室内，脱硝系统通过PLC系统自动控制工艺参数，操作人员进行监控。雾化喷射为SNCR系统的核心控制设备，利用现有烧成系统的在烟气成分信号作为输入控制信号，并依据据系统的输入条件根据NOx的变化自动调节喷枪的氨水喷射量，保证脱硝效率。考虑到系统的安全运行，也考虑到设备故障时应有相应的措施，所以本系统设计了在以下几种状态下的主要功能：1）正常模式：当整个系统的各部分（各部件）都在安全无故障的状态下，系统根据实际的烟气状态调节，根据控制逻辑实现整个系统的自动调节，保证NOx排放控制在合理的范围内。2）安全模式：当自动控制系统出现故障时，可进行人工操作。3）紧急停机模式：当系统中出现氨水泄露等事故时，人工可现场紧急停机，以便工作人员检查相应问题并实施相应措施。4）主要保护信号：系统还设置了泵的液位保护、防止水泵干运转。特别地，当喷枪不喷氨时，还设置措施以保护烟气中的灰尘不会进入喷枪。SNCR系统土建工程主要建、构筑物钢结构厂棚设备基础废水收集坑和收集沟电气室（现场放置控制柜）氨水罐操作及检修平台氨水防泄漏围堰以上建、构筑物设计尺寸如下表所示：表4.3-1主要建构筑物一览表名称规格、尺寸备注钢结构厂房11米×9米×6米设计尺寸电气室2.5米×3.5米×3米砖混水泵、氨水罐基础3台水泵基础，1个氨水储罐基础混凝土控制柜基础1个控制柜基础混凝土废水收集坑1米×1米×1米砖混氨罐操作及检修平台1套钢结构混凝土氨水围堰11米×9米×0.5米设计尺寸土建工程量表4.3-2土建工程量清单表序号项目名称单位数量备注1场平土石方m31802钢结构厂房m299高6m3电气室m28.754设备基础m3152钢筋砼5废水收集坑m32.20砖混6氨水围堰m311.00砼7氨罐操作及检修平台t3.20Q235SNCR系统设备材料主要设备选型主要设备是根据工艺设计参数进行选型。具体设备型号见设备材料表。主要设备来源主要设备来自知名企业，质量可靠、性价比高、业绩众多、售后服务好。主要设备材料清单表4.3-3SNCR系统工艺设备材料清单表序号项目名称规格型号单位数量备注1还原剂卸料、储存和供给系统1.1氨水卸料泵CDLF20-2材质：304不锈钢台11.2氨水储罐40m3，材质：304不锈钢台11.3磁翻板液远传液位计量程0-3m套11.4管道过滤器DN50，Pg1.0材质：304不锈钢台11.5管道过滤器DN25，不锈钢台11.6喷淋装置套11.7氨水输送泵CDLF4-22材质：不锈钢台21用1备1.8氨水流量控制柜型号：GZLL-50台11.9电磁流量计FM10-B15BDBACAAAABAAA台21.1电动调节阀HLS台31.11防腐型压力变送器（氨水）PI2088SF-1.6MPa台32还原剂喷射系统2.1氨水喷射控制柜型号：GZLL-50台12.2喷枪型号：FM1556，喷孔角度：30°，喷枪长度：1000mm，材质：不锈钢，喷头采用310SS以上材质台42.3标准压力变送器（空气）PI2088S-1.0MPa台22.4氨水与喷枪连接软管DN15根42.5压缩空气与喷枪连接软管DN15根42.6电动调节阀HLS台42.7压力表不锈钢个123安装材料3.1还原剂管道DN50，不锈钢m263.2还原剂管道DN25，不锈钢m3203.3还原剂管道DN15，不锈钢m4803.4镀锌管DN50m1453.5镀锌管DN32m1763.6镀锌管DN25m903.7阀门批13.8管件批13.9钢材Q235At2.53.10钢板厚5mmm2153.11焊管DN25m723.12油漆桶83.13分解炉开孔个4表4.3-4SNCR系统电气及控制系统设备材料清单表序号项目名称规格型号单位数量备注1.1集成PLC现场/远程控制柜台1ABB/SIEMENS/SCHNEIDER1.1.1CPU314C-2DP/PNSIMATICS7-300个1SIEMENS1.1.2存储卡MMC(64K)SIMATICS7个1SIEMENS1.1.3DO模块SIMATICS7-300个1SIEMENS1.1.4AI模板SIMATICS7-300个31.1.5AO模块SIMATICS7-300个1SIEMENS1.1.6DP总线连接器SIMATICS7-300系列个31.1.7导轨SIMATICS7-300系列个11.1.824VDC电源(PS307)6ES73071KA020AA0PS307OUTPUT:DC24V，10A个1SIEMENS1.1.9DP网接头6ES79720BA120XA0个21.1.10控制柜2200×800×600mm，密封，柜门防尘，柜内配备照明电源和开关个1TORA1.1.11操作台不锈钢台面个1TORA1.1.12触摸屏KTP600SIMATICKTP600台1SIEMENS1.1.13变频器ACS550重载2.2KW5.4A台1ABB1.2电气柜台业主提供1.3工控机台1知名品牌1.4光缆套11.5内部软件套1含于1.11.6系统编程套1含于1.11.7模型（流场CFD模拟）个11.8动力电缆m15001.9控制电缆阻燃、防腐、屏蔽m12501.10电缆桥架m125环境保护及效益分析设计依据及采用标准本方案环境保护按照《建设项目环境保护设计规定》的规定，主要阐述工程自身排放的污染物情况及其治理措施和达到的水平。采用的环境保护主要标准有：《中华人民共和国环境保护法》，1989.12.26；《中华人民共和国大气污染防治法》，2000.9.1；《中华人民共和国环境噪声污染防治法》，1997.3.1；《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》，2005.4.1；《污水综合排放标准》，GB8978-1996；《环境空气质量标准》，GB3095-1996；《水泥大气污染物排放标准》，GB4915-2004；《重庆市大气污染物综合排放标准》，（DB50/148-2012）；《工业企业厂界噪声标准》，GB12348-2008。污染及防治措施水环境本工程没有污水排出，对区域水环境没有影响。固体废弃物本项目分级燃烧不会改变正常生产，不产生固体废弃物。SNCR系统不使用催化剂，氨水经喷枪雾化后喷入水泥窑尾，与NOx反应后生产N2排入大气，五固体废弃物产生。声环境本工程噪声源主要为脱硝系统中的水泵运行中产生的噪声。对水泵进行减震降低噪声：在设备安装和设备与管路连接处必要时可采用减震垫或柔性接头等措施；厂区内禁止汽车鸣笛。大气环境本工程建成后，NOx和氨反应生成N2和水蒸汽，不会污染大气环境。本项目的建设使窑尾废气中NOx稳定达标排放，对改善区域环境有一定的贡献，还能为国家总量控制做出贡献。环境效益分析我国水泥工业NOx的排放量高居世界各国前列，由此带来的大气污染和酸雨问题十分严重，经济损失巨大，已成为制约我国经济社会持续发展的主要因素，因此控制水泥行业NOx污染已势在必行；另外，要扩大水泥厂建设国际市场占有量，必须提升现有技术，跨越低NOx控制的技术壁垒。本项目水泥生产线加装脱硝系统后，氮氧化物NOx排放量大为降低，脱硝前后烟气污染物的排放量比较列于下表。表5.3-1脱硝前后烟气污染物排放状况2500t/d新型干法水泥熟料生产线烟气总量（Nm3/h，10%O2）178000运行时间（h/a）7440SNCR设计脱硝效率（%）60NOx原始基础浓度（mg/Nm3，10%O2）813综合脱硝效率（分级燃烧+SNCR技术）68%设计NOx排放浓度（mg/Nm3，10%O2）260.2设计NOx减排量（t/a）732.08《重庆市大气污染物综合排放标准》（DB50/148-2012）NOx排放标准（mg/Nm3，10%O2）350达标情况达标由以上表中可以看出重庆秀山西南水泥有限公司2500t/d新型干法水泥熟料生产线可减排氮氧化物732.08吨/年，有效改善当地环境质量，环境效益十分明显。社会效益分析本项目的实施符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要》（2006-2020年）和国家关于两控区酸雨控制的相关政策和规划；可有效减少水泥企业的NOx排放量，提供水泥企业的效益，改善水泥企业所在地的区域环境，改变当地民众对传统水泥工业的印象，使水泥生产企业能够成为环境友好型企业；增强水泥工业对国家循环经济发展的支撑作用，提高对污染物扩散的控制能力，在水泥工业中建立起可持续发展的技术示范模式。南京凯盛重庆秀山西南水泥有限公司脱硝工程可研报告节约和合理利用能源节约用水脱硝装置本体正常运行、现场人员生活、场地的清洁、氨水的贮存和供应场地的消防等均需要水。地面冲洗水澄清处理后作其它用水，以减少水耗。合理利用能源充分考虑经济效益、合理利用能源：选择脱硝效率高、NOx/NH3摩尔比较低的脱硝系统，减少对还原剂的需求，减少运行费。对脱硝装置系统设备、烟道、管道进行优化配置，降低能耗。选择效率高的风机、泵类。选用Y型电机、安全省电。选用电气性能好，损耗低的变压器。选用发光效率高的荧光灯，高压汞灯和高压钠灯为主的光源，照明灯具选用反射率高，光效高的节能灯具。选用合适的保温材料，控制表面温度，优化保温设计，防止热量逸散。节约用地、节约原材料根据场地设计条件和特点，优化脱硝装置系统设备、烟道、管道的布置，减少占地，减少工程量。一方面可以节约用地、节约原材料、降低工程造价，另一方面尽可能降低对烧成系统的影响。厂区脱硝工程生产联络管线采用公用管架集中布置，不可共用部分单独架设管架。劳动安全和工业卫生劳动安全职业危险、危害因素分析在采用氨水作为还原剂时：由于氨气在狭窄浓度范围内的可燃性和剧烈的毒性，氨被认为是危险物质，氨气侵入人体的途径是主要经呼吸道吸入。眼接触液氨或高浓度氨气可引起灼伤，严重者可发生角膜穿孔。皮肤接触液氨可致灼伤。。对于水泥厂SNCR系统，氨的危险性需要安全防护惜施。本项目上各风机等设备在运转过程中产生的噪声会对工人的听力造成一定影响；各种设备运转中有发生机伤、电伤的可能。电伤是指脱硝系统设备由于雷击或设备接地不良所造成的损坏并由此给工作人员带来的伤害，高压电器设备由于人员的误操作及保护不当而给人员带来的伤害。机械伤害，脱硝系统中有风机、泵类等转动机械设备。在运行和检修过程中如果操作不当或设备布置不当均有可能给工作人员造成伤害。其它伤害包括:钢平台及钢楼梯踏板造成人员滑倒；人员在高处作业时的跌倒等。SNCR系统运行时，窑尾烟囱存在氨气的逃逸可能。对各种危害因素采取的主要防范措施氨水属于碱性腐蚀品，SNCR系统的操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴导管式防毒面具，戴化学安全防护眼镜，穿防酸碱工作服，戴橡胶手套。防止蒸汽泄漏到工作场所空气中。避免与酸类、金属粉末接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。氨水储存于阴凉、通风的环境，因此氨水储罐需加盖遮阳棚。储罐泄漏的防护：相关人员迅速撤离泄漏至安全区，并进行隔离，严格限制出入。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防酸碱工作服。不要直接接触泄漏物。尽可能切断泄漏源。小量泄漏：用砂土、蛭石或其它惰性材料吸收。也可以用大量水冲洗，洗水稀释后放入废水系统。为预防大量泄漏，需在储罐四周建筑围堰，用泵转移至槽车或专用收集器内，回收或运至废物处理场所处置。SNCR系统堵塞。自动控制系统检测堵塞情况。喷枪磨损情况需定期检查。氨逃逸浓度在满足《恶臭污染物排放标准》(GB14554-93)要求。对噪声的防治主要是以保护岗位工人为主，采取综合防治措施。设计中尽可能选用低噪声设备，对噪声较大的风机等设备的进出口作小声处理。对工人配备隔声耳罩等个人防护用品，减少噪声对工人的影响；所有设备的传动件及传动机构都设有保护罩以防机械伤害，在易发生机伤和电伤处以及开关、按钮箱等处设安全标志，以利安全生产。安全设计内容脱硝车间厂房内土建设置0.5m高砖墙围堰，防止意外情况下氨水储存罐发生泄漏，泄漏出的氨水禁止泄漏到车间外并且防止渗入土壤和地下水系统。脱硝车间厂房周边设置排水沟，斜度1/500，使泄漏的氨水或消防喷淋水的导流至安全区域。脱硝车间设置紧急集水坑，尺寸大小1000mm×1000mm×1000mm（深），该集水坑可以储存紧急事故产生的废水，该废水之后排至污水处理车间或当全厂绿化肥料使用。脱硝车间氨水储存区域设置紧急喷淋系统，若发生泄漏，空气中挥发的氨水浓度大于10ppm时进行喷淋，喷淋时间30分钟，水量3t/h。安全生产制度本工程的劳动保护安全卫生设施符合国家规定的标准。在处理系统运行之前，须对操作人员、管理人员进行安全教育，制定必要的安全操作和管理制度。1）各处理设施走道均设置保护栏杆，用黄色警告色标色，其走道宽度、栏杆高度和强度均符合劳动保护的规定。2）水泵等易产生噪音的设备，如必要，需设置隔振垫，减小噪声。3）生产操作、检修及有关作业人员上岗前要接受有关氨气中毒及救护知识的教育培训，经考试合格后，方准上岗作业。做好个人防护工作，进入可能存在氨气的作业场所从事采样、堵漏、检修等作业时，需戴好防毒面具，在未脱离危险区域前严禁脱下防护用品，以防中毒；并有两人同时到现场，站在上风向，一人做业，一人监护。4）严格执行厂规和安全制度，按章操作，做好设备和管道的维护保养，防止跑、冒、滴、漏。安全防治措施1、防电伤措施(1)电气设备应采取必要的机械，电气联锁装置以防止误操作;(2)电气设备设计严格按照带电部分最小安全净距执行;(3)电气设备选用有"五防"设施的设备，对配电室加锁，严格执行工作票制度;(4)在高压电气设备的周围按规程规定设置栅栏，遮拦或屏蔽装置;(5)紧急事故采取声光显示及必要的其它指示信号，设置自动联锁装置以给出处理事故的方法;(6)各元件的控制回路均设有保险，信号，监视，跳闸等保护措施;(7)所有电气设备应有防雷击设施并有接地设施。2、防机械伤害措施(1)所有转动机械外露部分均应加装防护罩或采取其它防护措施;(2)设备布置，在设计时留有足够的检修场地。3、其它伤害防止措施(1)所有钢平台及钢楼梯踏板采用花纹钢板或格栅板以防人员滑倒;(2)在楼梯孔平台等处周围设置保护沿和栏杆，以防高处跌伤。消防本项目将充分利用水泥厂原有设计的消防设施，且生产用水由厂方负责接入循环水池，水量、水质能满足本装置的生产、消防用水要求。职业卫生（1）所有设备尽可能选用低噪音设备，对噪音较大的设备进出口做消声处理。给工人配备隔声耳罩等个人防护用品，减少噪声对工人的伤害。（2）在氨水的储存和输送过程中，与氨水系统工作人员应穿戴防护工作服、穿戴口罩和眼罩。（3）在喷枪设置附近设置醒目的防烫伤标识牌，加强生产人员的安全意识、开展安全生产培训，防止意外烫伤的发生。（4）在钢平台及楼梯踏板附近设置小心滑倒标识牌，并采用花纹板和格栅以防人员滑倒。（5）在高空平台和楼梯周围设置保护栏杆，以防高处跌伤。（6）作业时遵守操作规程，严禁只顾方便乱操作。利用原工厂生产生活卫生设施，以满足工人劳动安全与卫生。生产组织与劳动定员生产运行管理脱硝系统的运行、维护、管理由既有相关部门负责，充分利现有工程技术人员、管理人员和生产人员，保证项目建成后正常运行。劳动定员脱硝人员工作范围为:脱硝设备的监控、巡回操作、表计记录、事故处理等。岗位包括：值班员、巡检操作员。若配置人员管理脱硝装置，配置专职巡检人员3人，现场查看、检修脱硝装置。工厂实际定员由业主自行确定。脱硝工程项目实施条件和轮廓进度脱硝工程项目实施条件运输方式脱硝设备无大重件设备，运输不存在超极限问题，因此所有设备及建筑材料，采用铁路、公路直接运输到施工现场。主体工程进厂道路均可投入使用，完全可以满足机组脱硝工程设备等运输的需要。材料供应由于厂址所处位置为经济水平和物资供应发达的地区，施工用建筑材料设备和物资均可以方便通过外购的方式解决。所有材料汽车和水陆运输。施工水源、电源、通讯等脱硝工程项目实施，完全可以依靠主体工程的场地、道路、水源、施工电源、施工通讯、施工生活临建等现有施工条件。施工单位的生产及生活用水，均由施工供水系统接引。分级燃烧实施条件本项目的分级燃烧系统是在原分解炉上进行改造，因此现场是否有条件实施至关重要。根据现场勘察情况，生产线预热器框架为钢结构框架，周围有足够的空间可以在增加分煤管，并且布置在预热器框架的外部，与预热器框架不干涉。工程进度由于脱硝装置所用场地小，并且有部分与水泥厂正常生产运营有关的设施，同时在施工中有交叉，给施工留有适当的富裕时间。可行性研究报告批准后，立即进行初步设计，同时着手工程地质勘探，随后进行施工图设计、设备订货、施工单位进场等工作，并开始土建施工，土建主体工程建设进行一段时间之后，分项进入设备安装阶段，然后进行调试和联合试运转，最后进行在线试生产。为保证本工程建设和调试、试生产期间尽量小的影响原有生产线正常生产，需做好用电、用水、水电改造、工艺衔接等工程协调调度，以确保各项工作顺利进行。项目进度表为保证建设工期，项目建设的有关方面应加强配合，使项目建设的各阶段工作交叉进行，以保证工程建设工期。项目实施进度见表。表9.3-1SNCR脱硝工程实施进度表时间周期第一个月第二个月第三个月第四个月施工设计设备采购、制作施工安装现场调试注：整个SNCR施工安装过程无需停窑，只是喷射系统与预分解系统接口时，需开小孔，可以在生产系统小修时实施。表9.3-2分级燃烧工程实施进度表序号项目自然天数（天）51015202530354045501勘察设计2业主确认改造实施的位置和空间3工程设计4设备和材料采购5分煤管制作及浇筑耐火材料6设备安装7调试运行注：分级燃烧实施时，业主需要停产15天时间。投资估算工程概述本工程为一条2500t/d熟料的新型干法水泥脱硝工艺的配套。包含SNCR系统和分级燃烧技术改造两部分。编制依据建筑工程（1）计价定额采用“建材工业土建工程概算定额重庆市估价表”。其中估价表计价水平采用重庆市现行建筑工程预算定额中人工工日单价、材料预算价格、施工机械台班单价；定额项目划分、计量单位及工料机消耗标准采用原国家建材局二零零六年颁发的《建材工业土建工程概算定额》。（2）工程量计算规则采用原国家建材局二零零六年颁发的《建材工业土建工程概算定额》。（3）施工费用计取标准采用重庆市现行建设工程费用定额。（4）材料市场价格采用重庆市最新市场行情，不足部分参照周边地区价格信息。设备购置（1）国产设备及来图加工设备按同类规模现行设备的实际订货价或设备制造厂的报价资料进行计算，引进设备按国外公司的报价或参考类似工程的实际订货价计算，并按规定计取银行财务费、外贸手续费、免税货物海关监管手续费等费用。（2）设备运杂费按设备价的6%计算。（3）国内设备备品备件费按国内设备购置费的3%计算。安装工程（1）工艺设备及非标制安、筑炉、保温安装工程依据原国家建材局2000年颁发的《建筑材料工业建设工程预算定额》及类似工程的概算资料，结合重庆