我国水泥厂脱硝技术现状及展望

我国水泥厂脱硝技术现状及展望摘要：目前，中国水泥生产行业进展快速，其氮氧化物排放量逐年增加。氮氧化物作为一种高活性和高氧化性污染物，也是酸沉降，土壤污染和水体富养分化等环境问题的重要因素。这些问题严峻威逼着人们的健康，因此掌握氮氧化物变得至关重要。人们可以使用脱硝技术来有效削减水泥生产来源的氮氧化物排放。但是，会消失一系列新的环境问题，人们只有通过适当的预防工作才能有效削减脱硝技术对生态环境的负面影响。脱硝技术使用氨（NH3）作为还原剂将烟道气从原始系统烟道的适当区域提取到新反应器。在反应器中供应催化剂，并在远离反应器的上游烟道中供应还原剂注入系统（枪），将氨和烟道气充分匀称混合，然后进入反应器，生成N2和H2O。脱硝效率一般可达到90%以上。由于脱硝技术使用原始设备（如分解炉）作为反应器，脱硝技术需要新的反应器。将原始烟道气引入反应器，然后在脱硝后送回原始烟道。这需要改造原始风扇系统。此外，脱硝技术需要使用催化剂，系统更简单，维护和维护更麻烦。因此，它在投资和运营成本方面要高得多。一、水泥厂脱硝技术种类1.1低NOx燃烧器目前，低NOx燃烧器在我国有许多应用，但效果受窑工况的影响很大。它需要与其他烟气脱硝技术相结合，以实现高脱硝率。1.2选择性催化还原（SCR）法SCR脱硝方法在催化剂作用下在300-450℃下将烟道气中的NOx还原为N2。SCR方法具有脱氮效率高的优点，广泛应用于电厂锅炉脱硝。然而，由于SCR反应温度范围和粉尘含量的特别要求，它很少用于水泥生产线。主要缘由为：（1）窑炉烟气通常用于余热发电，余热发电系统的烟气温度不能满意SCR的温度要求;（2）一次性投资大，贵金属催化剂必需每三年更换一次，运行成本高。（3）窑烟气中高浓度的粉尘和有害元素简单引起催化剂堵塞和中毒;（4）催化剂增加烟气，使窑系统的排气阻力增加500~1000Pa;（5）基本上没有空间用于将SCR催化剂框架布置在窑尾框架四周。1.3分级燃烧技术空气分级燃烧也是更常用的低NOx燃烧技术之一。燃烧支持的空气分级燃烧技术的基本原理是：将燃烧所需的空气量分为两个阶段，使第一阶段燃烧区（还原区）的空气过剩率小于1，燃料首先在缺氧条件下燃烧，导致燃烧速率和温度降低，从而抑制热氮氧化物的形成。同时，缺氧燃烧产生CO，CH4，H2，HCN和其他还原剂以与NOx反应以抑制燃料氮氧化物的形成。在二次燃烧区（燃尽区），它变成富氧燃烧区。此时，空气量大，一些中间产物被氧化形成NOx，但燃烧温度低于常规燃烧温度，产生的NOx量少。然而，分级燃烧脱氮技术缺点在于，脱氮效率低于30%，一次投资大。因此可与SNCR方法同时使用，以更低的运营成本实现更高的脱硝率。二、水泥厂脱硝技术现状2.1新增逃逸氨气对环境的影响现在，一些新的脱硝技术不断用于水泥生产。虽然它们能有效削减氮氧化物的排放，但一些新污染物的消失对环境有肯定的负面影响。讨论表明，在安装脱氮装置后，新的脱硝技术为污染物添加了新的氨污染物。逸出氨意味着部分气体不与氮氧化物反应并在还原反应过程中流入空气中。这些逸出的氨气导致消失硫酸铵或其他铵盐，这会堵塞和腐蚀诸如空气预热器等设备。假如这些逃逸的氨气和飞灰相互吸附，也会影响粉煤灰的处理工作，其排放的氨气味将严峻影响水泥厂四周居民的正常生活。2.2脱硝装置引起的环境风险问题脱硝技术在水泥生产中的应用也将带来肯定的环境风险。假如使用氨作为还原剂，其运输和储存很简单对生态环境构成威逼。主要缘由是氨水的性质不同于其他还原剂，具有剧烈的刺激性气味，易溶于水，具有肯定的毒性，还会腐蚀人体皮肤甚至窒息人。氨水简单分解成氨气，分解速率与空气温度成正比。一旦氨水在储存或运输过程中泄漏，很简单引起爆炸事故并对四周环境构成严峻威逼。三、解决对策3.1逃逸氨气的掌握措施目前，脱硝技术在水泥生产中的应用越来越广泛。因此，实行适当的预防措施至关重要。首先，有必要适当掌握氨的逸出，以避开影响四周环境。人们可以在炉内喷洒合适的还原剂，严格掌握反应条件，如温度和停留时间。一旦温度太低，氮氧化物就不能与还原剂充分反应形成逸出氨。因此，有必要严格掌握SCNR系统中的喷射系统，以确保还原剂的喷射量和还原剂的分布满意相关要求。其次，要不断完善掌握系统，优化相应的工艺，降低氨逃逸的概率。3.2严格实施精细化操作窑排气室的氧含量越低，分级燃烧的脱氮效果越好。水泥厂讨论发觉，当窑尾氧含量高于3.5时，脱硝效率显着降低。因此，必需通过全面提高生产管理水平和精细化操作水平来确保，这对很多水泥厂来说是一个挑战。水泥厂通过优化回转窑系统的煅烧系统来掌握火焰的外形和适当的煅烧温度以削减NOx。在不影响熟料质量的前提下，降低窑尾主排风扇的速度，削减系统的风耗，增加风量，尽可能降低空气过剩系数;适当削减窑中供应的煤量，增加供应分解炉的煤量，使NOx排放浓度掌握在800mg/Nm3以下，降低系统阻力。在确保脱硝效率的同时，可以降低熟料燃烧能耗，从而实现节能减排效果。3.3优化操作SNCR烟气脱硝系统为了满意脱硝要求，水泥厂应认真总结加湿塔的操作阅历，以处理窑废气。在SNCR烟气脱硝设施中，前喷射系统配备8-16根喷枪（依据窑型确定），具有良好的雾化效果和抗堵塞功能。每个喷枪的流量调整范围为20至200L/h，为熟料生产线的特性设定科学合理的NH3/NOx摩尔比。采纳浓度为20%氨水，脱硝效率高，运行成本低，运输和储存平安性好，作为还原剂供应充分。通过PLC掌握系统，SNCR运行参数显示在中央掌握操作室的计算机屏幕上，实现了实时监控的目的。依据在线监测数据自动掌握氨喷射量，以确保掌握NOx排放浓度和氨泄漏。3.4胜利实施配套改造依据原系统的需要，应当调整三次风进口面积和风速进炉;依据原系统的运行状况，调整冲裁点的位置，使原料沿分解炉锥体内部向下滑动，从而避开分解锥体内的不良现象。在上升烟道与分解炉锥度的连接处设计曲面升降台