熟料新型干法水泥生產(chǎn)線SNCR脫硝系統(tǒng)工程可行性研究報(bào)告.doc_第1頁(yè)
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第一章 總 論1.1 項(xiàng)目名稱與業(yè)主名稱1.1.1 項(xiàng)目名稱項(xiàng)目全稱: 4600t/d熟料新型干法水泥生產(chǎn)線SNCR脫硝系統(tǒng)工程。項(xiàng)目簡(jiǎn)稱: 1.1.2 業(yè)主名稱業(yè)主名稱: 法人代表: 注冊(cè)地址: 1.1.3 建設(shè)地點(diǎn)本項(xiàng)目建設(shè)地點(diǎn):四川省瀘州市敘永縣震東鄉(xiāng)伏龍村,在工廠現(xiàn)有廠區(qū)范圍內(nèi)。1.2 可行性研究報(bào)告編制單位單位名稱:成都建筑材料工業(yè)設(shè)計(jì)研究院有限公司。工程咨詢資格證書(shū):甲級(jí),工咨甲22720070015號(hào)。發(fā)證機(jī)關(guān):中華人民共和國(guó)國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)。1.3 項(xiàng)目由來(lái)和目的1.3.1 氮氧化物(NOx)氮氧化物是一氧化氮(NO)、一氧化二氮(N2O)、三氧化二氮(N2O3)、二氧化氮(NO2)、四氧化二氮(N2O4)、五氧化二氮(N2O5)等氮和氧相結(jié)合的各種形式的化合物總簡(jiǎn)稱(NOx),屬于溫室氣體,絕大部分氮氧化物對(duì)人體有危害。表現(xiàn)在對(duì)眼睛和上呼吸道粘膜的刺激,主要侵入呼吸道深部的細(xì)支氣管及肺泡。當(dāng)?shù)趸镞M(jìn)入肺泡后,因肺泡的表面濕度增加,反應(yīng)加快,NOx可在肺泡內(nèi)阻留下80%,一部分變?yōu)樗难趸?。四氧化氮和二氧化氮均能與呼吸道粘膜的水分作用生成亞硝酸與硝酸,對(duì)肺組織產(chǎn)生強(qiáng)烈的刺激和腐蝕,從而增加毛細(xì)血管及肺泡壁的通透性,引起肺水腫。亞硝酸鹽進(jìn)入血液后還可以引起血管擴(kuò)張,血壓下降,并可與血紅蛋白作用生成高鐵血紅蛋白,引起組織缺氧。高濃度的一氧化氮亦可以使血液中的氧和血紅蛋白變?yōu)楦哞F血紅蛋白,引起組織缺氧。因此,在一般情況下當(dāng)污染以二氧化氮為主時(shí),對(duì)肺的損傷較為明顯,嚴(yán)重時(shí)可出現(xiàn)以肺水腫形式為主的病變。而當(dāng)混合氣體中含有大量一氧化氮時(shí),高鐵血紅蛋白的形成就占優(yōu)勢(shì),此時(shí)中毒發(fā)展迅速,出現(xiàn)高鐵血紅蛋白癥和中樞神經(jīng)損害癥。1.3.2 氮氧化物(NOx)國(guó)際關(guān)注國(guó)際上自1995年以來(lái),“二氧化硫、氮氧化物、汞、細(xì)顆粒污染控制技術(shù)與管理國(guó)際交流會(huì)”會(huì)議已經(jīng)成功舉辦了14屆,第14屆SO2、NOx、Hg、PM2.5污染控制技術(shù)國(guó)際交流會(huì)于2010年5月5日-7日在上海召開(kāi),會(huì)議以合作共贏和諧發(fā)展為主題,圍繞國(guó)家減排戰(zhàn)略和經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇政策下的工業(yè)煙氣及廢氣環(huán)保市場(chǎng)和諧發(fā)展而精心組織,旨在推進(jìn)電力、鋼鐵、有色冶金、石油化工、建材等行業(yè)二氧化硫、氮氧化物、可吸入顆粒物綜合治理,加強(qiáng)國(guó)際交流與合作。2005年,權(quán)威科學(xué)雜志自然上刊登了一篇關(guān)于NO2的論文,文中的全球衛(wèi)星遙感圖顯示,中國(guó)東部NO2濃度值增加明顯高于其他地區(qū),尤其是在華北、長(zhǎng)三角洲和珠三角地區(qū),而北京到上海之間的工業(yè)密集地區(qū)成為世界上對(duì)流層NO2污染較為嚴(yán)重的地區(qū)。中國(guó)東部和珠江三角洲存在大面積的NO2污染,且大氣NO2總負(fù)荷仍呈快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)。大氣中氮氧化物濃度的增長(zhǎng),造成了氮沉降量的增加。根據(jù)酸雨監(jiān)測(cè)資料,江水中NO3-與SO42-濃度比值逐年呈上升趨勢(shì)。表明氮氧化物對(duì)酸性降水的比例在增加,我國(guó)酸雨正在由硫酸型向硫酸型與小酸型復(fù)合過(guò)渡型轉(zhuǎn)化。同時(shí)氮的沉降產(chǎn)生更多的硝酸根和氮氧化物,使土壤酸化,使水酸化和富營(yíng)養(yǎng)化。氮氧化物的持續(xù)增加,還會(huì)加速細(xì)微顆粒物和二次氣溶膠的形成。氮氧化物是光化學(xué)污染的前期化學(xué)物之一。在陽(yáng)光下,NO2和VOCS(揮發(fā)性有機(jī)化學(xué)物)經(jīng)由一連串的光化學(xué)反應(yīng)生成O3和甲醛、乙醛等多種二次污染物,導(dǎo)致大氣氧化性增強(qiáng),并形成光化學(xué)煙霧,對(duì)大氣環(huán)境和人體健康造成危害。早我國(guó)一些人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)和機(jī)動(dòng)車保有量大的城市,已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有發(fā)生光化學(xué)污染的趨勢(shì),尤其在北京、廣州、上海等特大城市已經(jīng)檢測(cè)到光化學(xué)污染的發(fā)生。因此,減少大氣中氮氧化物對(duì)于保護(hù)生態(tài)、保持人們身體健康起到重要作用。而減排氮氧化物就是保護(hù)環(huán)境、改善民生的重大舉措。分析表明,由于很少采取NOx排放控制措施,目前中國(guó)各種燃燒設(shè)備的NOx排放因子與歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍處于較高的水平上。早在2000年中國(guó)NOx排放量約77萬(wàn)t。據(jù)推算,到2020年和2030年,NOx排放量將達(dá)到23632914萬(wàn)t和31544296萬(wàn)t成為世界NOx排放大國(guó)。中國(guó)NOx排放的燃料、部門及地區(qū)分布極不均衡。大約63%的NOx排放來(lái)源于燃煤;火力發(fā)電、交通運(yùn)輸和工業(yè)部門的排放率分別為35.8%和43.3%、21.3%和31.6%、30.9%和13.8%;80%左右NOx排放集中在中東部省區(qū),排放強(qiáng)度量大的地區(qū)是上海。因此煙氣脫硝是控制中國(guó)氮氧化物排放量增長(zhǎng)的必然選擇。1.3.3 水泥行業(yè)氮氧化物情況2011年我國(guó)水泥產(chǎn)量為20多億噸,水泥企業(yè)近5000家,其中新型干法生產(chǎn)線1400多條。水泥煅燒產(chǎn)生大量NOx,排放濃度是3001100mg/Nm3,平均約850mg/Nm3,每噸熟料約產(chǎn)生0.53.5kg氮氧化物。2011年全國(guó)水泥排放氮氧化物200多萬(wàn)噸,占全國(guó)氮氧化物排放總量的10%以上,僅次于電力行業(yè),位居第二。國(guó)外水泥窯NOx排放標(biāo)準(zhǔn)(mg/Nm3)見(jiàn)下表:名稱奧地利德國(guó)盧森堡日本瑞典美國(guó)歐盟指令NOx500200-500800300-600200400-700200-800我國(guó)水泥窯NOx排放標(biāo)準(zhǔn):我國(guó)原執(zhí)行水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB4915-2004),規(guī)定NOx排放濃度不得超過(guò)800mg/Nm3。2014年3月1日其執(zhí)行新的水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB4915-2013):NOx的排放限值為400mg/Nm3,氨的排放限值為10mg/Nm3。目前國(guó)家對(duì)新建項(xiàng)目和已建項(xiàng)目的環(huán)保要求逐漸加大,特別是對(duì)NOx的排放控制要求較高,“十二五”期間主要大氣污染總量控制約束性指標(biāo)較“十一五”增加了氮氧化物,要求2015年氮氧化物排放總量比2010年下降10%。針對(duì)水泥行業(yè)污染物減排的嚴(yán)峻形勢(shì),新的水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB4915-2013),已將氮氧化物排放限值(窯尾煙囪取樣)由原來(lái)的每標(biāo)立方米800毫克降低到300毫克-400毫克(折算為NO2,以10%氧含量為基準(zhǔn))。工業(yè)和信息化部發(fā)布的水泥行業(yè)準(zhǔn)入條件(工原2010第127號(hào))中提到,“對(duì)水泥行業(yè)大氣污染物總量,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”。各省、市、自治區(qū)根據(jù)區(qū)域位置制定各自標(biāo)準(zhǔn):廣東?。核嗥髽I(yè)實(shí)施廣東地方新標(biāo)準(zhǔn)。從今年1月1日起,廣東、珠三角大部分地區(qū)開(kāi)始執(zhí)行廣東省水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn),NOx排放濃度限定值550mg/Nm3,余下區(qū)域自2014年執(zhí)行;今年廣東抓17條示范線,且廣東環(huán)保廳明確補(bǔ)貼政策。四川省:全省所有4000噸/日以上(含4000噸/日)及2000噸/日以下(不含2000噸/日)的現(xiàn)役新型干法水泥熟料生產(chǎn)線必須實(shí)施低氮燃燒改造并建成投運(yùn)脫硝設(shè)施,綜合脫硝效率達(dá)到75%以上;全省所有2000噸/日以上(含2000噸/日)-4000噸/日以下(不含4000噸/日)的現(xiàn)役新型干法水泥熟料生產(chǎn)線必須實(shí)施低氮燃燒改造并建成投運(yùn)脫硝設(shè)施,綜合脫硝效率達(dá)到40%以上。湖南省:水泥行業(yè)脫硝進(jìn)入倒計(jì)時(shí)。2013年前,全省2000t/d以上生產(chǎn)線全部實(shí)施低氮燃燒技術(shù)改造,脫硝率達(dá)到30%以上;4000t/d以上生產(chǎn)線必須配備SNCR設(shè)施,脫硝效率60%以上;已脫硝企業(yè)擅自停運(yùn)、逾期未建企業(yè)一律停產(chǎn)。浙江省:杭州市NOx排放濃度的政策規(guī)定最嚴(yán)。(杭減辦201130號(hào))文件中提出:水泥企業(yè)煙氣脫硝率保證達(dá)到85%以上(NOx排放濃度150mg/Nm3),脫硝裝置保證運(yùn)轉(zhuǎn)率95%以上。山東省:現(xiàn)役水泥企業(yè)2000t/d的生產(chǎn)線,必經(jīng)進(jìn)行低氮燃燒技術(shù)改造,并配套煙氣脫硝設(shè)施黑龍江:脫硫脫硝納入重點(diǎn)監(jiān)管,19家水泥企業(yè)年內(nèi)完成低氮燃燒改造工程。因此,水泥窯脫硝建設(shè)勢(shì)在必行。1.4 項(xiàng)目建設(shè)單位簡(jiǎn)介瀘州賽德水泥有限公司成立于2008年5月5日,于2012年12月戰(zhàn)略合作整體并購(gòu)納入臺(tái)泥水泥企業(yè)團(tuán),建有日產(chǎn)4600噸熟料水泥生產(chǎn)線一條,是一家大型的水泥生產(chǎn)上市企業(yè)。公司注冊(cè)資本3.95億元,占地400畝,固定資產(chǎn)達(dá)8.2億元,在崗職工426人,其中高級(jí)工程師8人,工程師52人,技術(shù)人員108人。公司坐落于四川省瀘州市敘永縣震東鄉(xiāng)。區(qū)域煤、石灰石等資源豐富,位于夏蓉高速1.5公里,交通便利,通訊發(fā)達(dá)。公司年產(chǎn)PO 42.5R級(jí)、PC 32.5R級(jí)和PC 32.5級(jí)水泥280萬(wàn)噸。其產(chǎn)品具有較高的安定性,凝結(jié)時(shí)間適中,前、后期強(qiáng)度高,耐磨性、可塑性、均勻性優(yōu)良,色澤美觀、含堿量低等特點(diǎn),實(shí)物質(zhì)量達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,被廣泛使用于城市高層建筑、大壩橋梁、大型廠房、高速公路等工程,并被廣闊的民用市場(chǎng)青睞。公司秉承集團(tuán)“善用資源、服務(wù)建設(shè)”的核心理念,積極倡導(dǎo)“創(chuàng)新、績(jī)效、和諧、責(zé)任”的企業(yè)文化,以“團(tuán)結(jié)拼搏、銳意創(chuàng)新、爭(zhēng)創(chuàng)一流”的企業(yè)精神,科學(xué)規(guī)劃企業(yè)未來(lái),以更加優(yōu)秀的經(jīng)營(yíng)業(yè)績(jī),服務(wù)社會(huì)、回報(bào)社會(huì)。公司愿同更多的有志之士,共同營(yíng)造人類生活與自然環(huán)境的和諧統(tǒng)一,加強(qiáng)在各領(lǐng)域的合作,實(shí)現(xiàn)共贏和多贏,共同開(kāi)創(chuàng)更加美好的明天。1.5 項(xiàng)目概述本項(xiàng)目在四川省瀘州市環(huán)保局的大力支持與指導(dǎo)下,對(duì)4600t/d水泥熟料生產(chǎn)線實(shí)施脫硝技術(shù)的改造,此項(xiàng)目建成,對(duì)四川省瀘州市水泥企業(yè)實(shí)施降低氮氧化物技術(shù)具有很強(qiáng)的示范意義,對(duì)改變四川省大氣環(huán)境質(zhì)量具有積極的貢獻(xiàn)。本項(xiàng)目建設(shè)內(nèi)容為瀘州賽德水泥有限公司4600t/d新型干法熟料水泥生產(chǎn)線脫硝工程,采用蘇州仕凈環(huán)保設(shè)備有限公司的選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)降低氮氧化物排放。1.6 工程實(shí)施原則及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)1.6.1 工程實(shí)施原則(1) 嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家和地方有關(guān)環(huán)境保護(hù)法規(guī),確保達(dá)到穩(wěn)定可靠的氮氧化物減排效果;(2) 遵循“技術(shù)先進(jìn)可靠、使用經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行穩(wěn)定”的原則;(3) 技術(shù)線路明確、工藝布置合理、操作穩(wěn)定性可靠,系統(tǒng)抗沖擊能力強(qiáng);(4) 在滿足上述條件下做到低投資費(fèi)用和低運(yùn)行管理費(fèi)用。1.6.2 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)降低氮氧化物排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)、改造、安裝、調(diào)試、試驗(yàn)及檢查、試運(yùn)行、性能考核、最終交付中采用的資料、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)定及相關(guān)資料的清單如下:標(biāo)準(zhǔn)編號(hào)標(biāo)準(zhǔn)名稱主席令1989第22號(hào)中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法主席令2000第32號(hào)中華人民共和國(guó)大氣污染防治法GB4915-2013水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB3095-2012環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)GB16297-1996大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB12348-2008工業(yè)企業(yè)廠界環(huán)境噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)GB0198-97熱工儀表及控制裝置施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50168-2006電氣裝置安裝工程電纜線路施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50231-2009機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收通用規(guī)范GB50235-2010工業(yè)金屬管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50236-2011現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備工業(yè)管道焊接工程施工及驗(yàn)收規(guī)范1.7 設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想(1) 貫徹“安全可靠,經(jīng)濟(jì)適用,符合國(guó)情”的建設(shè)方針。(2) 貫徹節(jié)約用地、節(jié)能、節(jié)水原則。(3) 總體規(guī)劃、建筑設(shè)計(jì)因地制宜、合理布置、協(xié)調(diào)一致,提高整體效果和水平。(4) 工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)和設(shè)備、建筑結(jié)構(gòu)選型,結(jié)合原住產(chǎn)房的設(shè)計(jì)特點(diǎn),盡量利用原有設(shè)備和材料及建構(gòu)筑物,貫徹技術(shù)先進(jìn)成熟、安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理的原則,技改工程量最小。(5) 廠區(qū)、車間布置,要提高綜合技術(shù)水平,合理分區(qū),方便施工,檢修和運(yùn)行操作。(6) 嚴(yán)格執(zhí)行環(huán)境保護(hù)政策,減少污染;煙氣、廢水、噪音等污染物的排放符合國(guó)家及地方的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。(7) 積極推廣應(yīng)用新技術(shù),努力提高工程設(shè)計(jì)技術(shù)水平。1.8 研究范圍及深度本可研報(bào)告按規(guī)定的深度要求研究工程實(shí)施的必要性、工程背景條件、環(huán)境保護(hù)以及廠址的地形地貌、地震、地質(zhì)和水文氣象等主要工程建設(shè)條件,提出脫硝工藝系統(tǒng)的設(shè)想。主要設(shè)計(jì)范圍及內(nèi)容:(1) 脫硝工程的建設(shè)條件;(2) 煙氣脫硝工藝方案;(3) 脫硝還原劑的來(lái)源及供應(yīng);(4) 脫硝工程對(duì)環(huán)境的影響;(5) 脫硝工程的投資估算及運(yùn)行成本分析。第二章 建設(shè)條件2.1 廠址及交通運(yùn)輸條件2.1.1 廠址位置及交通臺(tái)泥瀘州賽德水泥有限公司地處四川省瀘州市敘永縣震東鄉(xiāng)伏龍村一社,距敘永縣城15km,到瀘州市區(qū)124km。瀘(州)-敘(永)鐵路及大(方)-納(溪)高速公路從廠區(qū)旁通過(guò),工廠外部運(yùn)輸條件優(yōu)越,由公路、鐵路組成的交通網(wǎng)絡(luò)四通八達(dá),完全能滿足工廠的外部運(yùn)輸要求。2.1.2 廠區(qū)氣象、水文條件氣 溫 年平均氣溫 17.9 歷年極端最高氣溫 42.9 歷年極端最低氣溫 -1.5濕 度 年平均相對(duì)濕度 81%降雨量 年平均降雨量 1147.1mm 年最大降雨量 1499.4mm 年最小降雨量 849.9mm 年平均降雨天數(shù) 195.8天 年日照時(shí)數(shù) 1132.4小時(shí)風(fēng) 年平均風(fēng)速 1.2m/s 歷年最大風(fēng)速 28.0m/s 全年主導(dǎo)風(fēng)向 NNW氣壓 年平均大氣壓力 969.8hPa全年雷暴天數(shù) 40天2.1.3 建設(shè)場(chǎng)地及工程地質(zhì)廠區(qū)海拔高度在690m左右。廠址位于東西向構(gòu)造落窩背斜北翼,落窩背斜起于震東鄉(xiāng),止于落卜鎮(zhèn),核部為志留系韓家店地層,兩翼依次出露二迭系、三迭系地層。場(chǎng)地未做工程地質(zhì)勘察。根據(jù)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2010)要求,本項(xiàng)目抗震設(shè)防烈度為6度,設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.05g,設(shè)計(jì)地震分組:第一組。2.2 供電條件工廠建有110kV單電源單回路總降壓站一座,設(shè)有31500kVA、110/10.5kV變壓器一臺(tái)。另設(shè)有一臺(tái)800kW的柴油發(fā)電機(jī)作為保安電源,供窯輔傳、篦冷機(jī)風(fēng)機(jī)、消防水泵等一類負(fù)荷的用電。工廠還建有一座容量9MW的純低溫余熱電站,可供生產(chǎn)線使用。2.3 供水條件本項(xiàng)目在廠區(qū)前的震東河取水。震東河枯水季最小日流量15000m3。此外,在廠區(qū)后還有一條小溪,可作為備用水源。2.4 生產(chǎn)線情況2.4.1 瀘州賽德水泥有限公司的監(jiān)測(cè)結(jié)果根據(jù)瀘州賽德水泥有限公司提供生產(chǎn)線的NOx資料,該公司的氮氧化物排放水平在預(yù)熱器出口處950mg/Nm3(NO2.10%O2),C1出口煙氣量約40萬(wàn)(標(biāo)況風(fēng)量)(Nm3/h)。具體情況見(jiàn)下表:說(shuō)明O2NOxNOx氮氧化物排放水平%ppmmg/Nm3(NO2.10%O2)kg NO2/hkg NO2/t.熟料高限39501115638292低限3500626359164平均值36958704992282.4.2 燃料條件熟料燒成用燃料來(lái)自于當(dāng)?shù)氐臒o(wú)煙煤,年消耗量217085噸(干基)。無(wú)煙煤工業(yè)分析見(jiàn)下表:MadAadVadFcadSt.adQnet.ad(kJ/kg)2.0829.097.7761.060.4722315.74第三章 脫硝工藝方案選擇3.1 水泥生產(chǎn)線的工藝原理3.1.1 水泥生產(chǎn)原理和方法水泥生產(chǎn)工藝,以石灰石、砂巖、頁(yè)巖、鐵粉為主要原料,經(jīng)破碎、配料、磨細(xì)制成生料、喂入水泥窯中煅燒成熟料,加入適量石膏以及混合材磨細(xì)制成水泥。水泥按用途及性能分為三大類:通用水泥、專用水泥和特種水泥。水泥的特性必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的細(xì)度、凝結(jié)時(shí)間、安定性、強(qiáng)度、比重、水化熱、抗?jié)B性、抗凍性、脹縮性、耐熱性和耐蝕性等指標(biāo)。目前水泥制造以新型干法水泥生產(chǎn)工藝為主,它以懸浮預(yù)熱和預(yù)分解技術(shù)為核心,并把現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)如,礦山計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)化開(kāi)采,原料預(yù)均化,生料均化,高效多功能擠壓粉磨新技術(shù)、新型機(jī)械粉體輸送裝置、新型耐熱、耐磨、耐火、隔熱材料以及IT技術(shù)等廣泛應(yīng)用于水泥干法生產(chǎn)全過(guò)程,使水泥生產(chǎn)具有高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)約資源、清潔生產(chǎn)、符合環(huán)境保護(hù)要求和工藝裝備大型化、生產(chǎn)控制自動(dòng)化、實(shí)行科學(xué)管理。3.1.2 水泥工業(yè)的一般工藝描述水泥生產(chǎn)一般工藝簡(jiǎn)圖如下:3.2 水泥工業(yè)氮氧化合物形成機(jī)理氮氧化合物NOx是NO、NO2和N2O等的總稱,水泥窯NOx排放的主要成分是NO和NO2,其中NO占氮氧化合物總量的95%左右,NO2大約為5%左右。燃料燃燒過(guò)程中主要存在3種氮氧化合物形成方式,即熱力型、瞬態(tài)型和燃料型。熱力型NOx主要是溫度高于1500時(shí),空氣中的N2 和O2反應(yīng)而生成的。瞬態(tài)型氮氧化合物是碳?xì)漕惾剂显赼1的富燃料條件下,碳?xì)浠衔锖蚇2在火焰內(nèi)快速反應(yīng)而生成的,一般來(lái)說(shuō),在水泥生產(chǎn)過(guò)程中,瞬態(tài)型氮氧化合物可以忽略。燃料型NOx是燃料和原料中的氮氧化而生成的,煤中氮主要以有機(jī)形態(tài)存在,氮含量約為0.5%2.5%,原料在氮含量主要以NH4+形式存在于有機(jī)組分中,生料中的NH4+含量約為80200g/t。水泥生產(chǎn)過(guò)程中,回轉(zhuǎn)窯和分解爐是兩個(gè)主要生產(chǎn)設(shè)備。分解爐主要完成生料的分解過(guò)程,分解后的產(chǎn)物進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯,進(jìn)行高溫煅燒,形成熟料。在整個(gè)過(guò)程中,大約60%的煤粉進(jìn)入分解爐,爐內(nèi)的溫度一般在850-1000范圍內(nèi),在此溫度下,基本可以不考慮熱力型NOx的形成,主要是燃料的NOx?;剞D(zhuǎn)窯內(nèi)主要是煅燒時(shí)物料的熔融和重結(jié)晶的過(guò)程,物料溫度必須超過(guò)1400,因此通常水泥窯燃燒器形成的火焰溫度控制在1800-2200之間,這樣在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熱力型NOx和燃料型NOx均有較多的形成比例,其中尤以熱力NOx為主。區(qū)別于電廠鍋爐,水泥廠分解爐內(nèi)不但有煤粉燃燒,還有大量的生料在進(jìn)行碳酸鈣分解,煤粉燃燒和生料分解互相耦合、互相制約。而且分解爐內(nèi)的粉塵濃度高達(dá)1000g/Nm3以上。如果用電廠脫硝技術(shù)直接應(yīng)用,會(huì)引起分解爐工況制度的混亂,不但達(dá)不到脫硝效果,而且會(huì)影響水泥的正常生產(chǎn)。3.3 影響水泥回轉(zhuǎn)窯NOx生成量的因素(1) 過(guò)剩空氣系數(shù)的影響同濟(jì)大學(xué)朱彤等人通過(guò)數(shù)值計(jì)算,證明在不同的過(guò)??諝庀禂?shù)下,NOx生成量也不同。當(dāng)過(guò)剩空氣系數(shù)為1.05時(shí)所生成的NOx最多。當(dāng)過(guò)剩空氣系數(shù)小于1.0時(shí),會(huì)造成不完全燃燒,燃料的熱量不能全部釋放出來(lái),產(chǎn)生大量的CO,而CO會(huì)還原所生成的NOx,所以此時(shí)NOx排放很少。當(dāng)過(guò)??諝庀禂?shù)遠(yuǎn)大于1.0時(shí),燃料燃燒所釋放出來(lái)熱量會(huì)被過(guò)量的空氣和煙氣吸收,火焰溫度受到限制,使得NOx濃度有所下降。見(jiàn)下過(guò)??諝庀禂?shù)對(duì)NOx排放的影響圖:(2) 燒成溫度的影響回轉(zhuǎn)窯主燃燒器火焰溫度高達(dá)16002000,這種量級(jí)的火焰溫度會(huì)促使熱力型NOx大量生成。研究表明,當(dāng)溫度高于1500時(shí),溫度每上升100時(shí),熱力型NOx的生成量就會(huì)成倍增長(zhǎng)。工藝上往往把窯尾NOx(或C1出口NOx)作為反映回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燒成溫度的重要指標(biāo),具體關(guān)系如下圖:(3) 火焰形狀的影響根據(jù)定性判斷,火焰拉長(zhǎng)將降低高溫點(diǎn)溫度,減少熱力型NOx,但過(guò)長(zhǎng)的火焰會(huì)降低高溫區(qū)燒成帶溫度,影響熟料質(zhì)量。在實(shí)際生產(chǎn)中,一般情況下雖然火焰溫度較高,但因?yàn)槎袒鹧婧诵牟课蝗鄙倏諝猓虼水a(chǎn)生的NOx量卻比長(zhǎng)火焰的少,究竟什么樣的火焰形狀會(huì)使NOx生成量最低,需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際和理論分析才得出結(jié)論。(4) 廢氣在窯內(nèi)停留時(shí)間在熱能流量相同的條件下,窯截面空氣流量越大,燃燒氣體在高溫區(qū)停留的時(shí)間越短,形成的NOx量越少,因此縮短料氣在燃燒器出口端附近高溫區(qū)停留時(shí)間,可以減少N2和O2反應(yīng)機(jī)率,從而降低NOx的生成率。3.4 降低NOX的工藝措施針對(duì)NOx形成機(jī)理、生成量的影響因素,我們從工藝方向下降低NOx,主要方法有。(1) 加強(qiáng)原燃料的管理,加強(qiáng)原燃料的均化效果,合理控制生料、煤粉的細(xì)度,提高生料的易燒性,降低煤耗,相關(guān)實(shí)驗(yàn)表明,提高生料的易燒性,降低煤耗可以降低NOx。(2) 加強(qiáng)工藝管理,精細(xì)化操作,優(yōu)化回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的煅燒制度,控制利于NOx的火焰形狀和適宜的煅燒溫度,在不影響熟料質(zhì)量的前提下,盡量降低過(guò)剩空氣系數(shù),確保原燃料喂料的準(zhǔn)確均勻穩(wěn)定,精心操作,適當(dāng)調(diào)整窯系統(tǒng)的各項(xiàng)指令自變量可獲得相應(yīng)的NOx減排效果,降低NOx生成量約為10%15%。(3) 降低燒成帶溫度可有效降低熱力型NOx的生成量,因此可以通過(guò)加入混合材或礦化劑,調(diào)整配料等方法減少熱力型NOx的生成量,降低NOx生成量約為5%15%,氟化物礦化劑的加入有可能存在氟污染,造成二次污染,因此礦化劑不具有普遍適用性,所以可以通過(guò)加入混合材,調(diào)整配料等方法減少熱力型NOx的生成量。(4) 使用低氮燃燒器:回轉(zhuǎn)窯中的熱力型NOx主要是由窯頭燃燒器產(chǎn)生的,提高一次風(fēng)噴出速度,提高一次風(fēng)噴出動(dòng)量,降低一次風(fēng)用量,提高卷吸高溫二次風(fēng)的能力,可以顯著降低回轉(zhuǎn)窯中NOx的生成量。這一類燃燒器主要有:丹麥?zhǔn)访芩沟腃entrax型、雙調(diào)縮節(jié)伸縮式Duoflex型燃燒器,法國(guó)皮拉得公司Rotaflam型燃燒器、德國(guó)KDH公司的PY-RO-JET型燃燒器,使用低氮燃燒器對(duì)于不同水泥廠的NOx減排效果一般在5%30%。(5) 分級(jí)燃燒技術(shù):在分解爐采用分級(jí)燃燒技術(shù)是降低NOx排放的有效及必要的技術(shù)措施。分解爐內(nèi)煤粉燃燒溫度為850-1100,分解爐分級(jí)燃燒技術(shù)有自身的特殊性,對(duì)于一個(gè)傳統(tǒng)的分解爐來(lái)說(shuō),一般認(rèn)為燃料中的氮約有50%被轉(zhuǎn)化形成燃料型氮氧化物,當(dāng)分解爐內(nèi)某一區(qū)域沒(méi)有充足的氧氣燃燒時(shí)就會(huì)產(chǎn)生HCN、NH3、CO,把已生成的NOx還原成N2?;谶@一反應(yīng)對(duì)于窯內(nèi)已形成高溫氮氧化物在分解爐內(nèi)通過(guò)還原性區(qū)域時(shí),可還原降低氮氧化物。分解爐有很大的調(diào)節(jié)性,可以處置回轉(zhuǎn)窯內(nèi)產(chǎn)生的大部分NOx,同時(shí)可以和生料分解的熱力要求結(jié)合起來(lái),使水泥的生產(chǎn)過(guò)程和氮氧化物的降低有機(jī)結(jié)合。在分解爐結(jié)構(gòu)上可采用分風(fēng)、分燃料、分生料的措施,其主要原理是在沿著氣流動(dòng)動(dòng)方向,在分解爐內(nèi)形成強(qiáng)還原區(qū)、弱還原區(qū)、完全燃燒區(qū),確保把窯內(nèi)形成的NOx充分還原成N2,同時(shí)對(duì)分解爐的燃料型NOx進(jìn)行還原控制,并保證燃料完全燃燒和生料的充分分解。在窯爐的進(jìn)料端點(diǎn)燃燃料,并保持還原性氣氛,就可以減低在窯內(nèi)燃燒帶中形成的NOx;通過(guò)調(diào)整燃燒空氣量,使得燃燒燃料最初是在還原性氣氛中燃燒,以降低NOx的生成,然后再在氧化氣氛中完全燃燒;通過(guò)控制生料的加入量來(lái)調(diào)節(jié)燃燒溫度;引入三次風(fēng)來(lái)調(diào)整燃燒器中還原性氣氛,使其達(dá)到適宜的還原氣氛,采用這種方式的分級(jí)燃燒技術(shù)可降低熱力型和燃料型NOx。分級(jí)燃燒技術(shù)的脫NOx效率達(dá)20%50%。但是理論研究和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)表明,回轉(zhuǎn)窯中無(wú)論采取何種工藝措施來(lái)降低NOx的排放,仍有相當(dāng)數(shù)量NOx生成,所以我們還須采取強(qiáng)制型脫硝方案。3.5 強(qiáng)制型脫銷技術(shù)方案強(qiáng)制型脫硝技術(shù)方案有選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)、選擇性催化還原技術(shù)(SCR)、SNCRSCR復(fù)合技術(shù)等。選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)是一種對(duì)燃料燃燒后含NOx煙氣進(jìn)行的脫硝技術(shù),在沒(méi)有催化劑的情況下,在一定的溫度范圍內(nèi)向煙氣中噴入一定量的還原劑,(如氨水,碳?xì)浠衔锏?,把煙氣中的氮氧化物還原成氮?dú)?,?shí)踐證明,向窯尾高溫廢氣中噴氨是最有效的NOx減排技術(shù)之一。選擇性催化還原技術(shù)(SCR)就是在固體催化劑存在下利用各種還原性氣體(如H2、CO、烴類、NH3)和NO反應(yīng)使之轉(zhuǎn)化為N2的方法。以NH3做還原劑時(shí),金屬氧化物(如V2O5、MnO2等)是最常用的SCR工業(yè)催化劑。催化劑是影響NOx脫除效率的重要因素,除此之外,溫度、還原劑濃度、催化劑種類和量等對(duì)脫氮效果影響顯著。SNCRSCR復(fù)合技術(shù)是SNCR與SCR相接合的技術(shù)。(1) SNCR脫硝原理選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)是把含有NHx基的還原劑(如氨氣、氨水或者尿素等)噴入分解爐溫度為8501100的區(qū)域,在該溫度區(qū)域的停留時(shí)間為12S,該還原劑迅速熱分解成NH3和其他副產(chǎn)物,隨后NH3與煙氣中的NOx進(jìn)行SNCR反應(yīng)而生成N2。采用NH3作為還原劑,在溫度為8501100的范圍內(nèi),還原NOx的化學(xué)反應(yīng)方程式主要為:4NH3 + 4NO + O2 4N2 + 6H2O4NH3 + 2NO + 2O2 3N2 + 6H2O 8NH3 + 6NO2 7N2 + 12H2O而采用尿素作為還原劑還原NOx的主要化學(xué)反應(yīng)為:2NO + (NH2)2CO十(1/2)02=2N2十2H20+C02SNCR還原NO的反應(yīng)對(duì)于溫度條件非常敏感,分解爐噴入點(diǎn)的選擇,也就是所謂的溫度視窗的選擇,是SNCR還原NO效率高低的關(guān)鍵。一般認(rèn)為理想的溫度范圍為8501100,并隨反應(yīng)器類型的變化而有所不同。當(dāng)反應(yīng)溫度低于溫度視窗時(shí),由于停留時(shí)間的限制,往往使化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的程度較低反應(yīng)不夠徹底,從而造成NO的還原率較低,同時(shí)未參與反應(yīng)的NH3增加氨氣的逃逸率。而當(dāng)反應(yīng)溫度高于溫度視窗時(shí),NH3的氧化反應(yīng)開(kāi)始起主導(dǎo)作用:4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O從而,NH3的作用成為氧化并生成NO,而不是還原NO為N2。所以,SNCR法還原NO的過(guò)程是上述兩類反應(yīng)相互競(jìng)爭(zhēng)、共同作用的結(jié)果。如何選取合適的溫度條件同時(shí)兼顧減少還原劑的泄漏成為SNCR技術(shù)成功應(yīng)用的關(guān)鍵。無(wú)論氨或尿素,皆必須噴射于8501100之溫度范圍內(nèi),才能使氮氧化物還原為氮?dú)?N2)(2) SCR脫硝原理在預(yù)熱器出口的管道上把煙氣(約350)引入SCR反應(yīng)器,在管道上加入還原劑尿素CO(NH2)2或氨水(NH4OH),氮氧化物在催化劑作用下被氨還原為無(wú)害的氮?dú)夂退?NO + 4NH3 + O2 4N2 + 6H2O4NH3 + 2NO2 + O2 3N2 + 6H2ONO2 + NO + 2NH3 2N2 + 3H2O(3) 三種煙氣脫硝技術(shù)的比較見(jiàn)下表:脫硝技術(shù)SNCRSCRSNCR/SCR混合型還原劑氨水、液氨、尿素氨水、液氨、尿素氨水、液氨、尿素反應(yīng)溫度區(qū)850-11000C320-4000C前段:850-11000C后段:320-4000C催化劑類型不使用催化劑TIO2、V2O5、WO3等重金屬氧化物后段加裝少量TIO2、V2O5、WO3等催化壽命不使用催化劑20000-24000h20000-24000h脫硝效率最高可達(dá)80-88%最高可達(dá)95%最高可達(dá)95%對(duì)系統(tǒng)通風(fēng)的影響基本不影響增加系統(tǒng)阻力600-1000pa增加系統(tǒng)阻力400-800pa運(yùn)行成本最低比SNCR高80-120%比SNCR高40-80%主要成本還原劑消耗、霧化介質(zhì)消耗催化劑消耗、還原劑消耗、霧化介質(zhì)消耗催化劑消耗、還原劑消耗、霧化介質(zhì)消耗占地空間需要還原劑制備系統(tǒng)占地催化劑再生及催化劑反應(yīng)、還原劑制備系統(tǒng)需要空間大催化反應(yīng)占地略小占地中等投資額度約相當(dāng)于SCR系統(tǒng)投資的25-30%投資較高約相當(dāng)于SCR系統(tǒng)投資的50-60%脫硝水平150-500mg/Nm3(10%O2)100-500mg/Nm3(10%O2)100-500mg/Nm3(10%O2)經(jīng)濟(jì)脫硝運(yùn)行水平水泥行業(yè)煙氣脫硝以SNCR為主大型火力發(fā)電為主,水泥廠采用少尚沒(méi)有成功案例工程SNCR煙氣脫硝技術(shù)具有經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特點(diǎn),雖然受到反應(yīng)溫度、混合等因素的制約。但它具有系統(tǒng)容易加工無(wú)停工期,所占空間小,與其他脫硝設(shè)備兼容性升級(jí)性能好,運(yùn)行管理方便等突出特點(diǎn),SNCR系統(tǒng)的建設(shè)快、投資經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行管理靈活、脫硝成本相對(duì)低廉等優(yōu)勢(shì)。因此,我們推薦水泥廠選擇選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)。(4) 各種不同還原劑使用特性比較見(jiàn)下表:特性比較液氨氨水尿素備注毒性高低無(wú)設(shè)備成本高中中脫硝效率高(60-88%)高(60-88%)中(30-50%)藥品單價(jià)低高中噸熟料藥品成本低中高人工成本中低高占用空間小小大操作復(fù)雜復(fù)雜方便較復(fù)雜反應(yīng)溫度8708701000對(duì)分解爐溫度影響小小大安全防護(hù)安全防護(hù)設(shè)備要求很高仍需安全防護(hù)設(shè)備毋須安全防護(hù)設(shè)備SNCR系統(tǒng)中,采用尿素、氨水作為還原劑時(shí),其運(yùn)行的特性是不一樣的,并對(duì)脫硝的效率、氨逃逸產(chǎn)生一系列的影響。尿素SNCR系統(tǒng)和氨水SNCR系統(tǒng),還原劑噴射至爐膛后的示意圖:尿素溶液與氨水溶液爐膛內(nèi)噴射示意圖圖中給出了尿素溶液與氨水溶液噴入爐膛內(nèi)的示意圖??梢郧宄l(fā)現(xiàn),由于尿素溶液具有一個(gè)固體的核,外層是被水分子包裹,在高溫下,水分子先蒸發(fā),然后尿素顆粒再分解成氨基,氨基再和煙氣中的氮氧化合物進(jìn)行反應(yīng),生成氮?dú)夂退?。而氨水溶液則是水與氨充分混合,反應(yīng)更加直接,氨水溶液噴入爐膛的一瞬間還原反應(yīng)就會(huì)開(kāi)始。上述對(duì)比可知,尿素溶液通常對(duì)爐膛內(nèi)能量損耗高于氨水,并且反應(yīng)復(fù)雜。當(dāng)煙氣溫度較低的時(shí)候,尿素所需要的停留時(shí)間很難得到滿足,影響系統(tǒng)脫硝效率及增加氨逃逸。效率比較:下圖為煙氣溫度為900的條件下,我們作出的分別以尿素、氨水作為還原劑的脫硝效率。 900工況下尿素與氨水的脫硝效率對(duì)比圖圖中的橫坐標(biāo)是氨氮摩爾比,縱坐標(biāo)是氮氧化合物脫除效率。根據(jù)圖中的結(jié)果,顯然可以得出以下結(jié)論:黃色的是尿素作為還原劑的脫除效率,在氨氮摩爾比為1的時(shí)候,氮氧化合物脫除效率為25%40%;在氨氮摩爾比為1.5的時(shí)候,氮氧化合物脫除效率為3855%。要達(dá)到更高的效率,就要提高氨氮比,這樣氨的逃逸率也隨之增加。藍(lán)色的是以氨水作為還原劑的脫出效率,在氨氮摩爾比為1的時(shí)候,氮氧化合物的脫除效率為4880%;在氨氮摩爾比的為1.5的時(shí)候,氮氧化合物的脫除效率為75%95%;在同等的氨氮摩爾比的條件下,氨水作為還原劑的效率比尿素作為還原劑的效率要高25%30%。綜上所述,選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)以氨水為還原劑較合理,因?yàn)橐喊卑踩婪酪蠛芨撸覀円话爿^難實(shí)現(xiàn),而氨水與尿素相比,雖然其仍需安全防護(hù),但他有操作方便、占地面積少、脫硝效率高、運(yùn)行成本較低的優(yōu)點(diǎn),所以我們建議以氨水為還原劑,氨水的常用濃度有17%、20%、25%,濃度高,效率高,所需的氨水少。第四章 脫硝工程技術(shù)方案4.1 生產(chǎn)線本底NOx排放濃度現(xiàn)有生產(chǎn)線尾氣處理主要解決粉塵問(wèn)題,沒(méi)有脫除氮氧化物的作用。因此,在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的NOx排放量計(jì)算方法下,采用廢氣總管的實(shí)測(cè)資料作為評(píng)估生產(chǎn)線氮氧化物排放指標(biāo)可滿足工程應(yīng)用精度要求。依據(jù)業(yè)主提供的資料對(duì)4600t/d水泥熟料生產(chǎn)線的氮氧化物排放指標(biāo)匡算如下,作為本可行性研究報(bào)告脫硝基準(zhǔn)資料采用。氧化物排放水平在預(yù)熱器出口處950mg/Nm3(NO2.10%O2),C1出口煙氣量約40萬(wàn)(標(biāo)況風(fēng)量)(Nm3/h),以實(shí)測(cè)為準(zhǔn)。說(shuō)明O2NOxNOx氮氧化物排放水平%ppmmg/Nm3(NO2.10%O2)kg NO2/hkg NO2/t.熟料高限34639503801.83低限35006262501.20平均值36958703481.67從資料上分析,本項(xiàng)目依托的1條4600t/d水泥熟料生產(chǎn)線的氮氧化物水平(950mg/Nm3(10%O2)略高于原水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB4915-2004)對(duì)水泥工業(yè)的NOx排放規(guī)定了800mg/Nm3(10%O2)的排放限值;更大于2014年3月1日起執(zhí)行的水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB4915-2013)400mg/Nm3(10%O2)的排放要求。進(jìn)行脫硝技術(shù)改造勢(shì)在必行。4.2 本項(xiàng)目的脫硝技術(shù)方案本項(xiàng)目設(shè)計(jì)目標(biāo)排放濃度:小于400mg/Nm3(NO2.10%O2)。滿足現(xiàn)有排放標(biāo)準(zhǔn)。本技術(shù)方案擁有良好的適應(yīng)性,無(wú)需增加設(shè)施,可滿足小于等于300mg/Nm3(NO2.10%O2)排放要求。我公司投入了大量的人力、物力、資源,開(kāi)發(fā)降低自己水泥窯氮氧化物排放技術(shù)及成套設(shè)備,取得了良好效果,瀘州賽德水泥有限公司降低氮氧化物排放的技術(shù)方案是:選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)。將氨水在一定的條件下與煙氣混合反應(yīng),降低系統(tǒng)NOx排放,確保在低成本的狀態(tài)下,可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的NOx減排目標(biāo)。降低氮氧化物排放措施見(jiàn)下表:主要措施排放水平減排比例mgNOx/(Nm3,10%O2)初始排放濃度950選擇性非催化還原技術(shù)60%選擇性非催化還原技術(shù)70%4.2.1 SNCR技術(shù)方案(1) 技術(shù)方案介紹氨水運(yùn)輸?shù)綇S后卸入儲(chǔ)存系統(tǒng),經(jīng)調(diào)配后,通過(guò)泵送入霧化控制系統(tǒng),按照霧化控制要求比例調(diào)節(jié)霧化分散介質(zhì),通過(guò)各霧化噴槍的壓力、流量的調(diào)配保證還原劑在于預(yù)分解系統(tǒng)的良好分散。霧化控制系統(tǒng)依據(jù)檢測(cè)系統(tǒng)的煙氣信號(hào),按照設(shè)定的控制程序進(jìn)行霧化噴射工況的優(yōu)化選擇。在噴射位置選擇及噴槍的布置方式上,首先要滿足脫硝反應(yīng)的溫度要求,同時(shí)也必須兼顧與分解系統(tǒng)燃料燃燒的影響以及氮氧化物還原區(qū)域內(nèi)流場(chǎng)分布對(duì)霧化分散效果的直接作用,通過(guò)優(yōu)化噴槍的空間布置關(guān)系,并保證噴入還原劑在高溫條件的足夠反應(yīng)時(shí)間,提升脫硝的反應(yīng)進(jìn)行程度,實(shí)現(xiàn)脫硝成本的經(jīng)濟(jì)化配置。具體工藝流程圖見(jiàn)下圖:瀘州賽德水泥有限公司4600t/d熟料新型干法水泥生產(chǎn)線SNCR脫硝系統(tǒng)工程-可行性研究報(bào)告我公司SNCR系統(tǒng)主要設(shè)備都進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì),主要有儲(chǔ)存系統(tǒng),氨水濃度調(diào)配系統(tǒng)、空氣流量調(diào)配系統(tǒng)以及溶液噴射系統(tǒng)組成。SNCR系統(tǒng)主要指令自變量是流量、噴射系統(tǒng)壓力等指標(biāo)。依據(jù)窯系統(tǒng)產(chǎn)量、排放濃度等系統(tǒng)參數(shù),通過(guò)控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)流量、壓力等操作指標(biāo)實(shí)現(xiàn)氮氧化物排放的減排。氨水儲(chǔ)存系統(tǒng)氨水流量和空氣流量調(diào)配系統(tǒng)噴射系統(tǒng)分解爐儲(chǔ)氣罐控制室信號(hào)(2) SNCR的主要設(shè)備表設(shè)備清單(以20%/25%氨水為還原劑的SNCR系統(tǒng))見(jiàn)下表:序號(hào)工程規(guī)范單位數(shù)量備注以20%氨水為還原劑SNCR系統(tǒng)一主體設(shè)備1氨水輸送泵 臺(tái)1材質(zhì): SUS3041)流量20m3/h,揚(yáng)程35m國(guó)內(nèi)知名品牌2噴射泵 (1用1備)臺(tái)2材質(zhì): SUS3041)流量4m3/h,壓頭1.5MPa,揚(yáng)程150m國(guó)內(nèi)知名品牌3儲(chǔ)氨罐臺(tái)2SJEF1)材質(zhì):SUS304使用壽命10年 2)規(guī)格:50m34霧化噴淋系統(tǒng)套8日本進(jìn)口品牌1)霧化效果:霧滴顆粒在3070mKAM27*8-702)耐酸堿、高耐熱溫度12005壓縮空氣儲(chǔ)氣罐臺(tái)1SJEF1)容積3m3 ,壓力0.8MPa6空氣流量調(diào)配柜臺(tái)1SJEF7噴射柜臺(tái)2SJEF8連接管件及閥門批1浙江鋼一等同級(jí)別品牌材質(zhì):氨水輸送管道SUS304,壓縮空氣及水輸送管道Q235.10五金零配件及管道保溫式1二電控柜及配電 套11)材質(zhì):SS-41 2mmt2)就地控制柜型式:戶外雙層防水型3)箱體油漆采烤漆處理4)電源: 3/380V/50HZ5)主要元器件為進(jìn)口品牌(施耐德)6)變頻器臺(tái)2ABB7)電磁流量計(jì)上海飛卓等國(guó)內(nèi)知名品牌8)型渦街流量傳感器國(guó)內(nèi)知名品牌9)壓力表國(guó)內(nèi)知名品牌10)壓力變送器ABB11)電動(dòng)執(zhí)行器國(guó)內(nèi)知名品牌12)電氣控制柜系統(tǒng)國(guó)內(nèi)知名品牌13)磁翻板液位計(jì)國(guó)內(nèi)知名品牌14)就地儀表等國(guó)內(nèi)知名品牌15)其他配線批1三脫硝房式1 1)材質(zhì):半敞開(kāi)式鋼構(gòu),彩鋼板封頂罐區(qū)四周設(shè)有混凝土圍堰及排水溝。2)規(guī)格:L15M*W9.5M3)含平臺(tái)、扶梯按需4)含消防噴淋系統(tǒng)及洗眼器、防雷接地四備品及運(yùn)雜式1 (3) 不同基準(zhǔn)工況下SNCR系統(tǒng)的運(yùn)行比較本技術(shù)方案是先通過(guò)工藝操作、技改以及實(shí)施分級(jí)燃燒盡最大的可能降低氮氧化物,以達(dá)到降低運(yùn)行成本的目的,同時(shí)配合選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR),以較少的運(yùn)行成本可以達(dá)到環(huán)保要求。在分級(jí)燃燒運(yùn)行與否的條件下,SNCR系統(tǒng)的主要消耗品指標(biāo)如下:序號(hào)項(xiàng)目指標(biāo)備注1熟料生產(chǎn)線規(guī)模5000t/d2熟料產(chǎn)量(標(biāo)定)208.3t/h3煙氣量(標(biāo)定)40萬(wàn)Nm3/h4噴入點(diǎn)溫度8509705煙氣初始NOx濃度950mg/Nm3SNCR降到400mg/Nm38煙氣脫硝后NOx濃度400mg/Nm39氨水使用量540kg/h20%濃度SNCR降到300mg/Nm311煙氣脫硝后NOx濃度300mg/Nm312氨水使用量700kg/h20%濃度(4) 管道及閥門材料本工程脫硝配套管道均按以下要求:本工程中的工藝物料,根據(jù)物性及工藝要求,管道選用管材主要為不銹鋼無(wú)縫鋼管,其他管道閥門和壓縮空氣及相關(guān)輔材為碳鋼材質(zhì)。4.2.2 工程總平面布置方案根據(jù)建設(shè)場(chǎng)地的地形地貌特征及總平面布置原則,煙氣脫硝工程還原劑儲(chǔ)罐集中布置于靠近窯尾地區(qū)??偟膩?lái)說(shuō),總平面布置工藝流程合理,物料流向順暢、短捷,廠區(qū)交通便利,功能分區(qū)明確;合理利用場(chǎng)地條件,總平面布置緊湊、完善;工廠的整體布局美觀大方。4.2.3 電氣本工程為配套新型干法水泥線的煙氣脫硝系統(tǒng),項(xiàng)目所需電源、供配電系統(tǒng)由水泥生產(chǎn)線的生料磨窯尾電氣室供給。4.2.4 自動(dòng)化控制SNCR公用系統(tǒng)部分采用獨(dú)立的PLC控制系統(tǒng),能實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)噴射還原劑及SNCR供用系統(tǒng)配料的自動(dòng)控制,并保證脫硝系統(tǒng)能跟隨運(yùn)行負(fù)荷變化而變化。使脫硝系統(tǒng)長(zhǎng)期、可靠的安全運(yùn)行。為了保證系統(tǒng)的可靠性和提高性價(jià)比,分解爐的SNCR噴射系統(tǒng)可納入水泥生產(chǎn)線的DCS控制系統(tǒng)中,因此水泥生產(chǎn)線的SNCR噴射系統(tǒng)采用一個(gè)遠(yuǎn)程I/O站,DCS系統(tǒng)CPU仍采用原有DCS的CPU,工作站及系統(tǒng)軟件也采用原有設(shè)備。在氨水卸車及儲(chǔ)存站采用一套PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)視和控制。在輔助系統(tǒng)控制室內(nèi)以彩色CRT/鍵盤作為主要的監(jiān)視和控制手段,同時(shí)預(yù)留與水泥線DCS控制系統(tǒng)的通訊接口,方便在中央控制室進(jìn)行監(jiān)視和操作。在正常工作時(shí),每隔一個(gè)時(shí)間段記錄燃燒系統(tǒng)及SNCR運(yùn)行工況數(shù)據(jù),包括熱工實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)、設(shè)備運(yùn)行狀況等。當(dāng)故障發(fā)生時(shí)系統(tǒng)將及時(shí)記錄故障信息?,F(xiàn)場(chǎng)操作員終端可存儲(chǔ)大量信息,自動(dòng)生成工作報(bào)表及故障記錄,存儲(chǔ)的信息可通過(guò)查詢鍵查詢。4.2.5 給水和排水本工程為配套新型干法水泥線的煙氣脫硝系統(tǒng),項(xiàng)目給水和排水系統(tǒng)等均納入現(xiàn)有水泥生產(chǎn)線。4.2.6 建筑及結(jié)構(gòu)4.2.6.1 設(shè)計(jì)條件和依據(jù)(1) 工程地質(zhì)條件:建設(shè)場(chǎng)地未做工程地質(zhì)初勘,在施工圖設(shè)計(jì)之前必須補(bǔ)充工程地質(zhì)勘察。目前所有建構(gòu)筑物均按天然基礎(chǔ)考慮。(2) 地震狀況:場(chǎng)地地震基本烈度為6度。(3) 本工程采用的國(guó)家現(xiàn)行建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、規(guī)程水泥工廠設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50295-2008)水泥工廠節(jié)能設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50443-2007)民用建筑設(shè)計(jì)通則(GB50352-2005)地下工程防水技術(shù)措施(GB50108-2008)建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50016-2006)建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范(GB50222-95)(2001版)建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB50068-2001)房屋建筑制圖統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)(GB/T50001-2010)建筑結(jié)構(gòu)制圖標(biāo)準(zhǔn)(GB/T50105-2010)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50003-2011)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50010-2010)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50017-2003)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB5007-2011)建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011-2010)構(gòu)筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50191-2012)鋼筋混凝土筒倉(cāng)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50077-2003)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范(JGJ79-2012)建筑樁基技術(shù)規(guī)范(JGJ94-2008)高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ99-98)高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ3-2010)(4) 標(biāo)準(zhǔn)圖集混凝土結(jié)構(gòu)施工圖平面整體表示方法制圖規(guī)則和構(gòu)造詳圖(03G101-1,2)建筑物抗震構(gòu)造詳圖(03G329-1,05G329-28)懸掛運(yùn)輸設(shè)備軌道(05G359-14)預(yù)埋件圖集(04G362)鋼筋混凝土過(guò)梁(03G322-14)鋼筋混凝土吊車梁(04G323-12)(5) 本院工藝等各專業(yè)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求。(6) 建設(shè)單位對(duì)生產(chǎn)輔助建筑的特殊要求。(7) 當(dāng)?shù)刈匀粭l件,地方建筑材料和施工條件

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