水泥爐窯SNCR及SCR煙氣脫硝技術(shù)比較

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:通過分析水泥爐窯氮氧化物(NOx)生成機(jī)理、脫除技術(shù)以及國內(nèi)外水泥爐窯脫硝現(xiàn)狀并結(jié)合我國具體情況，探討適合我國的水泥爐窯切實(shí)可行脫硝技術(shù)，為“十二五”期間我國水泥爐窯開展煙氣脫硝整治工作提供技術(shù)性方向。

關(guān)鍵詞：水泥爐窯;脫硝技術(shù);氮氧化物

“十一五”期間我國削減二氧化硫10%，如果不對(duì)氮氧化物的排放進(jìn)行控制，酸雨污染將因氮氧化物排放的顯著上升而全抵消。水泥行業(yè)所排放出的NOx總量?jī)H次于火力發(fā)電廠。

工信部582號(hào)文件[1]關(guān)于水泥工業(yè)節(jié)能減排的指導(dǎo)意見，提出了具體的量化目標(biāo)：到“十二五”末，氮氧化物在2009年基礎(chǔ)上降低25%。另據(jù)文獻(xiàn)[2]，新建或改擴(kuò)建水泥(熟料)生產(chǎn)線項(xiàng)目須配置脫除NOx效率不低于60%的煙氣脫硝裝置。因而，探討水泥行業(yè)最佳可行的脫硝技術(shù)顯得尤為迫切。

1水泥爐窯NOx產(chǎn)生機(jī)理[3]

水泥窯尾氣中NOx主要成分為NO和NO2，其中NO占據(jù)90%以上，主要來源為燃料型NOx和熱力型NOx。

1.1熱力型NOx/ThermalNOx

空氣中的N2在高溫條件下被氧化為NOx即生成熱力型NOx。在水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)必須提供高溫、過量空氣等氣氛，以確保水泥熟料的煅燒品質(zhì)，而在此高溫、富氧環(huán)境為熱力型NOx的生成提供了合適的條件。煙氣在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)停留時(shí)間越長(zhǎng)，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)煙氣溫度越高，熱力型NOx生成越多。

1.2燃料型NOx/FuelNOx

燃料中的含氮化合物被氧化成燃料型NOx，此類NOx主要在分解爐和預(yù)熱器等溫度低于1200℃區(qū)域生成。據(jù)文獻(xiàn)[4]報(bào)道，燃料型NOx生成約有60%左右的燃料N被轉(zhuǎn)化為燃料型NOx。

1.3原料型NOx/FeedNOx

煅燒水泥的原料主要成分為石灰石，另有黏土、沙石等，不同原料中氮含量由20×10-6～100×10-6不等。原料型NOx主要在溫度窗口為300～800℃內(nèi)生成。帶預(yù)分解爐或預(yù)熱器的窯型，較之其他傳統(tǒng)窯型，熟料產(chǎn)量大，生成的原料型NOx較少。

1.4快速型NOx/promptNOx

在還原性氣氛下燃料相對(duì)過量，過量的燃料中的CH自由根與助燃空氣中的N2快速反應(yīng)生成快速型NOx?？焖傩蚇Ox生成速度快，受煙氣溫度影響較小，主要在還原性、富燃料區(qū)生成。只有在所生成的NOx總量較低時(shí)，才考慮快速型NOx的生成。

對(duì)于水泥窯，由于生成800～1300mg/m3的高NOx濃度，快速型NOx可忽略。在所生成的NOx中，熱力型NOx占據(jù)主導(dǎo)，其次為燃料型NOx和物料型NOx。熱力型NOx主要在高于1400℃的回轉(zhuǎn)窯內(nèi)生成，燃料型NOx主要在溫度較低的分解爐或預(yù)熱器內(nèi)生成，物料型NOx則在300～800℃溫度更低區(qū)域生成。

2水泥爐窯NOx控制技術(shù)

根據(jù)NOx的生成機(jī)理，針對(duì)NOx的控制技術(shù)主要分兩類，一類對(duì)燃燒過程進(jìn)行控制，降低NOx的生成，另一類對(duì)針對(duì)已經(jīng)生成的NOx采取脫除措施。

2.1燃燒過程控制技術(shù)

低NOx燃燒器、燃料分級(jí)燃燒、空氣分級(jí)燃燒等手段從控制氧氣供給或降低煙氣溫度等方面著手，降低熱力型NOx的生成。通過對(duì)燃燒過程的監(jiān)控，如回轉(zhuǎn)窯的過量空氣系數(shù)和煙氣溫度，以及煙囪出口處的NOx、CO等污染物濃度，優(yōu)化燃燒。在滿足熟料煅燒要求的前提下，盡量降低回轉(zhuǎn)窯的過量空氣系數(shù)和煙氣溫度。

但是降低回轉(zhuǎn)窯內(nèi)氧氣含量和煙氣溫度，影響水泥熟料煅燒品質(zhì)。故水泥爐窯采用低NOx燃燒技術(shù)來降低氮氧化物的應(yīng)用空間有限。

延伸閱讀：

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