水泥窯SCR脫硝技術(shù)的應(yīng)用與調(diào)試

隨著GB4915—2013《水泥工業(yè)大氣污染物排放標準》的實施，要求現(xiàn)有和新建水泥企業(yè)的NOx排放限值由原來的800mg/Nm3（NO2@10%O2，以下同）降到400mg/Nm3（重點地區(qū)NOx排放限值為320mg/Nm3），因此需要對現(xiàn)有和新建水泥熟料生產(chǎn)線項目配置煙氣脫硝裝置。

就目前來看，絕大多數(shù)水泥企業(yè)采用的是選擇性非催化還原法（SNCR脫硝技術(shù)），SNCR的脫硝效率能達到60%，NOx排放可以滿足現(xiàn)行的排放標準，然而隨著國內(nèi)環(huán)保形勢的日益嚴峻，對污染物排放的要求越來越嚴格，有必要采用脫硝效率更高的選擇性催化還原法（SCR脫硝技術(shù)）。下面就SNCR與SCR脫硝技術(shù)作簡單比較，并對SCR脫硝技術(shù)在富陽南方水泥有限公司5000t/d水泥生產(chǎn)線中的應(yīng)用和調(diào)試進行介紹，以供參考。

1SNCR與SCR脫硝技術(shù)比較

1）工藝原理

SNCR：采用氨水或尿素作為脫硝還原劑，將稀釋好的氨水（一般質(zhì)量濃度20%）或利用尿素經(jīng)溶解稀釋后配成尿素溶液（一般質(zhì)量濃度5%~10%），通過霧化噴射系統(tǒng)直接噴入分解爐合適溫度區(qū)域（850~1050℃），還原劑霧化后，其中的氨基成分與煙氣中NOx進行選擇性非催化還原反應(yīng)，將NOx轉(zhuǎn)化成無污染的N2和H2O，從而達到降低NOx排放的目的。

SCR：SCR脫硝技術(shù)是采用氨（NH3）作為還原劑，將原系統(tǒng)煙道合適區(qū)域的煙氣引出至新建反應(yīng)器，在反應(yīng)器中設(shè)置催化劑，在遠離反應(yīng)器的上游煙道中設(shè)置還原劑噴射系統(tǒng)（噴槍），使氨與煙氣充分均勻混合后進入反應(yīng)器，氨在反應(yīng)器中催化劑的作用下，在有氧氣的條件下選擇性地與煙氣中NOx發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成N2和H2O。

2）脫硝效率

SNCR：由于SNCR脫硝需要滿足反應(yīng)溫度的要求，溫度太高或太低都會影響氨和NOx的反應(yīng)，對噴氨控制的要求很高，脫硝效率一般為30%~60%。

SCR：脫硝效率一般可達到90%以上。

3）投資與運行成本

因為SNCR脫硝技術(shù)是利用原有設(shè)備（如分解爐）作為反應(yīng)器，而SCR脫硝技術(shù)需要新建反應(yīng)器，將原煙氣引入反應(yīng)器，脫硝后再送回原煙道，同時在煙道中新增反應(yīng)器會導(dǎo)致系統(tǒng)壓力損失增大，這就需要對原有風機系統(tǒng)等進行改造。此外，SCR脫硝技術(shù)需要用催化劑，系統(tǒng)較SNCR復(fù)雜，檢修和維護也比較麻煩。因此在投資和運行成本方面SCR都比SNCR要高很多。

4）二次污染

SNCR與SCR脫硝的最終產(chǎn)物為氮氣和水，然而由于工況、操作等原因會導(dǎo)致在脫硝后的煙氣中含有一部分NH3，會對大氣造成二次污染。實踐證明SCR較SNCR對環(huán)境造成的二次污染要小。

2工藝方案

該工程SCR工藝方案采用的是中溫中塵脫硝布置方案。方案流程圖見圖1。

該方案選用的是蜂窩式中溫催化劑，在窯尾余熱發(fā)電鍋爐出口至窯尾高溫風機入口前的煙道上取溫度在220℃左右的煙氣，煙氣量約28715Nm3/h，在取風管道上設(shè)置高溫電動通風蝶閥（4a-1）控制風量，在SCR反應(yīng)器后設(shè)置高溫風機（4i）取風，在SCR反應(yīng)器前加旋風除塵器（4b），去除煙氣中的大顆粒粉塵，經(jīng)過處理后的煙氣回余熱發(fā)電鍋爐出口至窯尾高溫風機之間的煙道上。

在旋風除塵器前和C1~C2筒之間下料管道上分別設(shè)置還原劑噴射系統(tǒng)（噴槍），還原劑采用20%~25%氨水溶液（質(zhì)量分數(shù)），在SCR反應(yīng)器前設(shè)置CEMS監(jiān)測儀表，通過檢測得到進入SCR反應(yīng)器前的NOx濃度、含氧量以及相應(yīng)的煙氣流量。在SCR反應(yīng)器出口也設(shè)置CEMS監(jiān)測儀表，通過檢測得到出SCR反應(yīng)器后的NOx濃度、含氧量以及氨的逃逸量。同時在SCR反應(yīng)器進出口以及每層催化劑都設(shè)置壓力和溫度監(jiān)測儀表。

同時，由于水泥窯的粉塵與電廠的酸性粉塵不同，其性質(zhì)為堿性，黏性較大，使用傳統(tǒng)的聲波吹氣器很難將灰吹掃干凈，因此配備了壓縮空氣吹灰器進行吹灰。利用空壓機和儲氣罐提供壓縮空氣，同時利用管道加熱器將壓縮空氣加熱至150℃左右，減少其對煙氣溫度的影響。

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