淺析水泥脫硝的個性化設計與工程實踐

　　環(huán)保：“脫硝”是近年來環(huán)保領域的熱點議題。在水泥行業(yè)，水泥企業(yè)聯(lián)手環(huán)保公司，開始了從源頭控制到尾端治理等各種手段進行NOx污染綜合治理工作。至今，僅我公司就已建成100多條水泥生產(chǎn)線脫硝改造示范線，水泥窯脫硝技術已從理論探討走向實際應用。

　　國內(nèi)水泥窯脫硝設計需求

　　由于國內(nèi)水泥窯的形式、運行情況、地理環(huán)境、環(huán)保容量等不同，水泥脫硝相關技術的應用需要根據(jù)情況實行個性化設計。如一般的空氣分級技術的適用、SNCR還原劑的選擇、聯(lián)合技術的使用等。在實際應用上，各種技術聯(lián)合使用，更是受到制約條件限制。如替代燃料技術(固廢處理)+SNCR技術適用于已建立或待建設固廢預處理的地區(qū)，以廢氨水為還原劑的SNCR技術應用需考慮廢氨水的品質(zhì)穩(wěn)定和供應穩(wěn)定，并需綜合考慮煤耗成本的增加。

　　工程應用實踐

　　根據(jù)項目設計實施經(jīng)驗，水泥窯脫硝應用技術主要可分為低氮燃燒+SNCR聯(lián)合技術、替代燃料+SNCR技術、一區(qū)兩線SNCR技術、單、雙還原劑SNCR技術等。以下以工程案例說明個性化設計。

　　1.低氮燃燒+SNCR聯(lián)合技術

　　該聯(lián)合技術的使用，首先需要考慮分解爐的適用性和改造的施工難度。云南曲靖一水泥企業(yè)4000t/d生產(chǎn)線根據(jù)實際情況采用了空氣分級+SNCR聯(lián)合技術。該項目前期就實施的可行性進行了專家組專題審議，評選技術路徑方案，為后期項目設計與實施提供關鍵依據(jù)。

　　2.替代燃料+SNCR聯(lián)合技術

　　固廢處理(替代燃料)是水泥工業(yè)的發(fā)展方向。根據(jù)調(diào)研的情況看，國內(nèi)部分水泥生產(chǎn)線已經(jīng)著手對城市污泥、固體廢棄物等嘗試了環(huán)保處理。如北京金隅太行前景水泥進行了固廢燃料棒分解爐燃燒改造，北京立馬水泥對污泥利用進行了分解爐燃燒改造，上海金山水泥廠對高危固廢燃燒進行了改造。固廢處理讓節(jié)能、減排相互依存，在處理固廢垃圾，降低氮氧化物的排放基礎上實現(xiàn)經(jīng)濟價值(政府資金、補助)。北京一水泥企業(yè)同步實施了替代燃料和SNCR改造工藝。

　　3.一區(qū)兩線SNCR技術

　　當并行的兩條生產(chǎn)線同時實施脫硝改造時，兩線共用SNCR工藝是較為合理的選擇。一區(qū)兩線工藝可減少改造用占地面積，提高設備利用率，完善系統(tǒng)管理，降低投資成本。

　　福建一水泥企業(yè)2×5000t/d、大連一水泥企業(yè)2×4000t/d生產(chǎn)線均采用一區(qū)兩線SNCR脫硝工藝。該工藝采用一個存儲、制備區(qū)(還原劑為尿素時)，一套輸送模塊，向兩條線供應還原劑，經(jīng)兩線各自的稀釋計量模塊和分配模塊最終噴射入分解爐，完成脫硝任務。系統(tǒng)采用一套電氣控制系統(tǒng)，實現(xiàn)兩線的協(xié)同自動化控制。

　　4.單/雙還原劑SNCR技術

　　SNCR常用的還原劑為氨水和尿素溶液。在大部分分解爐上，這兩種還原劑都能滿足脫硝效果要求，當某一種還原劑因供應價格浮動帶來的成本增加時，換用另外一種還原劑是降低運行成本的有效措施。因此，在不同還原劑供應地區(qū)，需要靈活選用SNCR還原劑的方案。在化工廠分布多的地方，可直接考慮使用氨水單一還原劑工藝，如主要的煤化工地區(qū)；在周邊缺少化工企業(yè)且運輸不便的地區(qū)，可考慮使用尿素第一還原劑工藝；在一些中間區(qū)域，兩種還原劑供應難易相當?shù)牡貐^(qū)，盡量考慮氨水-尿素雙還原劑SNCR工藝。根據(jù)工程實施情況，采用單一尿素還原劑方案的案例較少，多數(shù)以氨水作為單一或是主要還原劑。

　　福建另一水泥企業(yè)5000t/d生產(chǎn)線采用單一氨水方案。工藝布置上采用雙臥式儲罐，系統(tǒng)中關鍵部件均采用一用一備，采用6+4兩層噴槍組合，脫硝效果良好。

　　貴州一水泥企業(yè)2500t/d生產(chǎn)線采用單一氨水方案。工藝布置上采用兩立式儲罐，采用4+2兩層噴槍組合。該項目為EPC總包工程，整個工程周期僅為一個月時間。

　　結語

　　水泥窯NOx減排技術選用能滿足現(xiàn)有環(huán)保要求，在應用上需要根據(jù)情況個性設計，低氮燃燒加SNCR技術的組合在短期內(nèi)可滿足環(huán)保要求。水泥生產(chǎn)企業(yè)在NOx減排方案的選擇上，需綜合考慮區(qū)域特點、爐型特性和長遠環(huán)保要求，采用專業(yè)的調(diào)研檢測、個性化方案設計和周全的工程實施，以有利企業(yè)發(fā)展和滿足行業(yè)環(huán)保要求。但隨著時間的推移，環(huán)保要求將愈加嚴格。后期SCR技術、復合脫硝技術必將出現(xiàn)并應用。