水泥脫硝的個性化設(shè)計與工程實踐
“脫硝”是近年來環(huán)保領(lǐng)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(shù)已從理論探討走向?qū)嶋H應(yīng)用。
國內(nèi)水泥窯脫硝設(shè)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(guān)技術(shù)的應(yīng)用需要根據(jù)情況實行個性化設(shè)計。如一般的空氣分級技術(shù)的適用、SNCR還原劑的選擇、聯(lián)合技術(shù)的使用等。在實際應(yīng)用上,各種技術(shù)聯(lián)合使用,更是受到制約條件限制。如替代燃料技術(shù)(固廢處理)+SNCR技術(shù)適用于已建立或待建設(shè)固廢預(yù)處理的地區(qū),以廢氨水為還原劑的SNCR技術(shù)應(yīng)用需考慮廢氨水的品質(zhì)穩(wěn)定和供應(yīng)穩(wěn)定,并需綜合考慮煤耗成本的增加。
工程應(yīng)用實踐
根據(jù)項目設(shè)計實施經(jīng)驗,水泥窯脫硝應(yīng)用技術(shù)主要可分為低氮燃燒+SNCR聯(lián)合技術(shù)、替代燃料+SNCR技術(shù)、一區(qū)兩線SNCR技術(shù)、單、雙還原劑SNCR技術(shù)等。以下以工程案例說明個性化設(shè)計。
1.低氮燃燒+SNCR聯(lián)合技術(shù)
該聯(lián)合技術(shù)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(shù)。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(shù)路徑方案,為后期項目設(shè)計與實施提供關(guān)鍵依據(jù)。
2.替代燃料+SNCR聯(lián)合技術(shù)
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(chǔ)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(shù)
當(dāng)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(shè)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(yīng)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(wù)。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(shù)
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(dāng)某一種還原劑因供應(yīng)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(yīng)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(yīng)難易相當(dāng)?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(guān)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(jié)語
水泥窯NOx減排技術(shù)選用能滿足現(xiàn)有環(huán)保要求,在應(yīng)用上需要根據(jù)情況個性設(shè)計,低氮燃燒加SNCR技術(shù)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(shè)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(shù)、復(fù)合脫硝技術(shù)必將出現(xiàn)并應(yīng)用。
編輯:姜立東
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