水泥行業(yè)實現(xiàn)超低排放的措施分析

大氣網(wǎng)訊:摘要：水泥行業(yè)為實現(xiàn)超低排放，按照水泥熟料生產(chǎn)工藝及廢氣限值，結(jié)合SNCR脫硝系統(tǒng)、袋收塵器的優(yōu)勢，利用新材料、新技術(shù)的不斷發(fā)展進步，有針對性地采用了三種方法進行超低排放改造，對脫硝治理及收塵治理的技術(shù)改造進行淺談。

關(guān)鍵詞：水泥行業(yè)；脫硝；除塵；超低排放

引言

2020年3月，河北省印發(fā)《水泥工業(yè)大氣污染物超低排放標(biāo)準(zhǔn)》地方標(biāo)準(zhǔn)，對水泥窯及窯尾余熱利用系統(tǒng)大氣污染物排放管控，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物的排放限值分別為10mg/m3、30mg/m3、100mg/m3；2020年4月，河南省發(fā)布《河南省水泥行業(yè)超低排放改造實施方案（征求意見稿）》。意見稿要求，2020年底前，全省水泥企業(yè)完成有組織和無組織超低排放改造。水泥窯及窯尾余熱利用系統(tǒng)廢氣基準(zhǔn)含氧量10%條件下，顆粒物、二氧化硫、氮氧化物、氟化物、汞及其化合物排放濃度小時均值分別不高于10、35、100、3、0.05毫克/立方米；鼓勵企業(yè)采用新技術(shù)，力爭顆粒物、二氧化硫、氮氧化物排放濃度小時均值控制在10、20、50毫克/立方米以下。采用氨法脫硝的氨逃逸濃度不高于8毫克/立方米。由此可見，京津冀及周邊地區(qū)隨后的環(huán)保趨勢將向更高標(biāo)準(zhǔn)邁進，且按照國家環(huán)保針對污染防治深化治理企業(yè)進行差異化管控的要求，積極進行新的技術(shù)探索和儲備，執(zhí)行更嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)對于水泥企業(yè)來說，是一次更嚴(yán)格的篩選，也是一個更好的機遇。

水泥行業(yè)有組織煙氣治理內(nèi)容

水泥行業(yè)中回轉(zhuǎn)窯窯尾煙氣是最主要、最關(guān)鍵的廢氣排放源，以金隅冀東的大部分水泥公司為例，回轉(zhuǎn)窯窯內(nèi)為堿性環(huán)境，原料為石灰石，在高溫區(qū)域經(jīng)分解得到的氧化鈣和燃煤排放出來的二氧化硫大量反應(yīng)，在正常的回轉(zhuǎn)窯運行條件下，窯尾二氧化硫排放濃度很低，因此窯尾煙氣無需末端脫硫措施，因此水泥熟料生產(chǎn)線的煙氣治理主要圍繞脫硝、除塵兩個重要環(huán)節(jié)。

當(dāng)前，煙氣常用脫硝技術(shù)包括低氮燃燒技術(shù)、選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)、選擇性催化還原技術(shù)（SCR）、以及熱碳催化還原復(fù)合脫硝技術(shù)；除塵技術(shù)為袋式除塵器、電除塵器以及電袋復(fù)合除塵器?，F(xiàn)就針對使用低氮燃燒技術(shù)、選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)及袋除塵器對氮氧化物和粉塵超低排放改造進行探討。

（1）低氮燃燒技術(shù)

低氮氧化物燃燒技術(shù)是從源頭治理，主要包括低氮燃燒器和分解爐分級燃燒技術(shù)。低氮燃燒器通過增加燃燒器風(fēng)道，降低一次空氣比例，使煤粉分級燃燒。分解爐分級燃燒技術(shù)利用助燃風(fēng)分級或燃料分級加入，形成的貧氧氣氛或富燃料區(qū)域，產(chǎn)生一定量的CO、CH4、H2、HCN和固定碳等還原劑。這些還原劑與窯內(nèi)產(chǎn)生的NOx發(fā)生反應(yīng)，將NOx還原成N2等無污染的惰性氣體。此外，煤粉在缺氧條件下燃燒也抑制了自身燃料型NOx的產(chǎn)生，使出分解爐的NOx含量大幅度降低，從而實現(xiàn)水泥生產(chǎn)過程中的NOx的減排的目的。反應(yīng)式如下：

 2CO+2NO=N2+2CO2

 NH+NH=N2+H2

2H2+2NO=N2+2H2O

所以在使用分級燃燒技術(shù)降低氮氧化物時，為了控制窯內(nèi)氣氛，首先應(yīng)根據(jù)所使用的燃料類型，結(jié)合生料中的硫、堿含量等，在窯尾煙室、分解爐錐體等部位加裝良好的、易于調(diào)整的燃燒器，有利于煤粉在貧氧區(qū)生成CO，同時因為錐部區(qū)域風(fēng)速較大，有利于煤粉的分散，并避免產(chǎn)生局部高溫區(qū)；其次可適當(dāng)將三次風(fēng)管進行上移，保持窯內(nèi)微氧化氣氛，延長還原劑還原NOx的時間。，從而使氮氧化物能夠最大限度的降低。

（2）選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)

選擇性非催化還原法（SNCR）是從末端治理，在無催化劑存在條件下將氨或尿素等還原劑利用機械霧化和攜帶風(fēng)噴入爐內(nèi)高溫區(qū)，將氮氧化物還原成N2與H2O的方法。還原劑噴入窯爐尾部（或分解爐的中下部）合適的溫度區(qū)間（一般在850℃-1050℃之間），脫硝效率30%-70%。反應(yīng)式為：

4NH3+4NO+O2→4N2+6H20

6NO2+8NH3→7N2+12H2O

所以在使用SNCR脫硝技術(shù)降低氮氧化物時，選好噴射位置，一般選在C5入口位置，盡可能將還原劑噴入到爐內(nèi)最有效溫度窗口區(qū)域內(nèi)，保證還原劑與NOX最大限度的反應(yīng)，提高還原劑利用率，降低氨水用量和氨逃逸。要達(dá)到超低排放的標(biāo)準(zhǔn)，還要特別考慮還原劑在相應(yīng)溫度窗區(qū)域的精細(xì)分布程度，所以選擇霧化效果好的噴槍十分重要，例如雙流體噴槍有良好的霧化效果和抗堵塞功能，其次在調(diào)試優(yōu)化期間，必須合理調(diào)節(jié)每支噴槍的霧化性能和流速，擴大噴灑覆蓋面積，為水泥熟料生產(chǎn)線的特性設(shè)定科學(xué)合理的NH3/NOx摩爾比，在氨逃逸不超標(biāo)的情況下，以達(dá)到反應(yīng)最充分、脫硝效果最好。

（3）袋式除塵器

現(xiàn)在水泥行業(yè)多數(shù)采用氣箱脈沖袋收塵器，但相較來說，噴吹脈沖袋收塵器比氣箱脈沖袋收塵器在空間利用和布置上更合理，進出氣方式更靈活，而且現(xiàn)在不斷出現(xiàn)的高性能濾袋及除塵器結(jié)構(gòu)技術(shù)完全可以做到粉塵排放濃度≤10mg/m3，滿足超低排放標(biāo)準(zhǔn)。所以要實現(xiàn)有組織粉塵的超低排放，更換或者在原氣箱脈沖袋除塵器的基礎(chǔ)上改造升級為噴吹脈沖袋除塵器更有效果。

水泥行業(yè)無組織粉塵治理內(nèi)容

水泥行業(yè)中可能產(chǎn)生無組織粉塵排放的環(huán)節(jié)有礦石開采、原輔料及成品儲存、原輔料及成品輸送、工藝過程。所以無組織粉塵的治理需全面加強爆破開采、物料儲存、輸送及生產(chǎn)工藝過程無組織排放控制，推進大宗物料的清潔運輸，強化揚塵綜合治理。以金隅冀東水泥企業(yè)在無組織粉塵治理方面的措施為例，可實現(xiàn)水泥行業(yè)無組織粉塵的超低排放。

礦石爆破開采：爆破期間合理使用爆破抑塵車，開采使用自帶收塵設(shè)施的鉆機，如阿特拉斯鉆機，開采面全方位覆蓋霧炮抑塵車，實現(xiàn)爆破開采環(huán)節(jié)無組織粉塵的超低排放。

原輔料及成品儲存：全部采用密閉儲存庫或全封閉料棚進行存儲，物料裝卸過程噴淋噴霧等抑塵措施，料棚安裝收塵設(shè)施和實用型紅外線感應(yīng)堆積門，物料出口安裝噴霧抑塵裝置和車輛沖洗裝置，所有料棚外加裝微型監(jiān)測設(shè)備，實時開展無組織排放監(jiān)測和視頻監(jiān)控，通過采取這些措施，能夠保證原輔料儲存環(huán)節(jié)對無組織粉塵排放進行嚴(yán)格管控，實現(xiàn)原輔料儲存環(huán)節(jié)無組織粉塵的超低排放。

原輔料及成品輸送：所有物料轉(zhuǎn)移、運輸全部采用全密閉皮帶、封閉通廊、管狀帶式輸送機和密閉車廂、真空罐車、氣力輸送等輸送方式進行運輸，能夠使得輸送過程中無組織粉塵最大限度的回用和管控?？紤]到實際情況中資金投入及地理位置等多方面因素，多數(shù)企業(yè)無法實現(xiàn)管道輸送、氣力輸送等運輸方式，仍采用車輛運輸方式進行原輔材料的轉(zhuǎn)運，所以生產(chǎn)運輸?shù)缆沸枞坑不?，裸露土石方全部綠化，并配備高效機掃車、吸塵車、灑水車，進出廠道路安裝車輪清洗裝置，物料運輸車輛采用新能源車輛或國六排放標(biāo)準(zhǔn)汽車。運輸車輛全密閉。實現(xiàn)原輔料及成品輸送環(huán)節(jié)無組織粉塵的超低排放。

工藝過程：磨機前喂料裝置密閉，磨尾卸料口和除塵器出灰口安裝鎖風(fēng)裝置，回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)保持微負(fù)壓，無漏風(fēng)、漏料現(xiàn)象，這樣可實現(xiàn)工藝生產(chǎn)過程中無組織粉塵的超低排放。

結(jié)論

在“綠水青山就是金山銀山”的生態(tài)文明建設(shè)的新政策下，從政府加強環(huán)境保護和人民追求美好生活的角度出發(fā)，現(xiàn)在各地水泥行業(yè)的超低排放限值正在逐步降低，已然成為新環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)修訂的基礎(chǔ)，同時各地政府部門在秋冬采暖季期間，通過加強污染物超低排放的管控力度，引導(dǎo)工業(yè)企業(yè)開展規(guī)范化建設(shè)，鼓勵企業(yè)進行提標(biāo)升級改造，依照規(guī)范評定差異化管理等級，逐級帶動地方企業(yè)提高環(huán)保意識和水平，由此產(chǎn)生的環(huán)保效益和經(jīng)濟效益同步并進。水泥行業(yè)超低排放改造已勢在必行，所以只有學(xué)習(xí)先進經(jīng)驗，努力向綠色花園式企業(yè)邁進，全面打贏藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)，才是水泥企業(yè)的真正出路。