4500t╱d新型干法熟料生產(chǎn)線脫硝工程 可行性研究報(bào)告（甲級(jí)資質(zhì)）

1、 可行性研究報(bào)告第一章 企業(yè)概況及生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀1.企業(yè)概況中材XX水泥有限公司坐落于XX省XX市XXXX境內(nèi)，成立于2008 年9月，是中材水泥有限責(zé)任公司的子公司，中材水泥有限責(zé)任公司是中國(guó)中材股份有限公司的全資子公司，隸屬于中國(guó)中材集團(tuán)，中國(guó)中材集團(tuán)是國(guó)務(wù)院國(guó)資委的直屬企業(yè)。企業(yè)注冊(cè)資金 38861.755萬(wàn)元，占地面積338畝（其中老關(guān)粉磨站78畝），生產(chǎn)廠房建筑面積36788.81平方米（其中老關(guān)6325.74平方米），現(xiàn)有員工318人，其中技術(shù)人員64人，具有高級(jí)職稱(chēng) 12人，企業(yè)總資產(chǎn)45709萬(wàn)元，固定資產(chǎn)27173萬(wàn)元。專(zhuān)業(yè)從事水泥的生產(chǎn)、銷(xiāo)售，現(xiàn)有一條2500 d/t新型干法

2、熟料水泥生產(chǎn)線，年生產(chǎn)能力120萬(wàn)噸水泥（該生產(chǎn)線之前為XX正大水泥有限責(zé)任公司所有，始建于2003年，2004年11月投產(chǎn)，2008年被本公司收購(gòu)），日產(chǎn)4500噸新型干法熟料生產(chǎn)線即將竣工，將在近期投產(chǎn)。公司目前主要生產(chǎn)：32.5級(jí)復(fù)合硅酸鹽水泥和42.5級(jí)普通硅酸鹽水泥。長(zhǎng)期以來(lái)，中材XX水泥有限公司嚴(yán)格按照水泥工業(yè)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)（GB4915-2004）執(zhí)行對(duì)NOx排放限值是800mg/m³（標(biāo)），即2.4kg/t熟料。中材XX水泥有限公司目前2500t/d新型干法熟料生產(chǎn)線目前綜合排放在700mg/m³，是符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的。2.項(xiàng)目實(shí)施的依據(jù)近幾年，國(guó)家關(guān)于水泥工業(yè)發(fā)展產(chǎn)

3、業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的政策和規(guī)定：國(guó)家發(fā)改委關(guān)于鋼鐵、電解鋁、水泥行業(yè)項(xiàng)目清理有關(guān)意見(jiàn)的通知（發(fā)改工業(yè)20041791號(hào)）國(guó)家發(fā)改委產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2005年本）（發(fā)改委第40號(hào)令）國(guó)務(wù)院關(guān)于發(fā)布實(shí)施促進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的暫行規(guī)定（國(guó)發(fā)200540 號(hào)）國(guó)務(wù)院關(guān)于加快推進(jìn)產(chǎn)能過(guò)剩行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整通知（國(guó)發(fā)200611 號(hào)）國(guó)家發(fā)改委關(guān)于加快水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的若干意見(jiàn)（發(fā)改運(yùn)行2006609號(hào)）國(guó)家發(fā)改委關(guān)于防止高耗能行業(yè)重新盲目擴(kuò)張的通知（發(fā)改運(yùn)行20061332號(hào)）國(guó)家發(fā)改委關(guān)于公布國(guó)家重點(diǎn)支持水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大型企業(yè)（集團(tuán)）名單的通知（發(fā)改運(yùn)行20063001號(hào)）國(guó)家發(fā)改委關(guān)于印發(fā)國(guó)家鼓勵(lì)的資源綜合利

4、用認(rèn)定管理辦法的通知（發(fā)改環(huán)資20061864號(hào)）國(guó)家發(fā)改委關(guān)于印發(fā)水泥工業(yè)發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃的通知（發(fā)改工業(yè)20062222號(hào)）國(guó)家發(fā)改委水泥工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策（發(fā)改委第50號(hào)令）國(guó)家發(fā)改委關(guān)于印發(fā)固定資產(chǎn)投資項(xiàng)目節(jié)能評(píng)估和審查指南（2006）（發(fā)改環(huán)資200721號(hào)）國(guó)家發(fā)改委關(guān)于做好淘汰落后水泥生產(chǎn)能力有關(guān)工作的通知（發(fā)改辦工業(yè)2007447號(hào)）國(guó)家發(fā)改委關(guān)于加快推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整遏制高耗能行業(yè)再度盲目擴(kuò)張的緊急通知（發(fā)改運(yùn)行2007933號(hào)）國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知（國(guó)發(fā)200715號(hào)）國(guó)家發(fā)改委關(guān)于請(qǐng)報(bào)送應(yīng)予淘汰落后水泥產(chǎn)能總量指標(biāo)和企業(yè)（生產(chǎn)線）名單的通知（急 發(fā)改辦運(yùn)行2

5、0071778號(hào)）環(huán)境保護(hù)部建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評(píng)價(jià)文件分級(jí)審批規(guī)定（環(huán)境保護(hù)部令第5號(hào)）HJ/TXX清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)水泥行業(yè)水泥工業(yè)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)（GB4915-2004）3.項(xiàng)目實(shí)施的理由隨著社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步，國(guó)家對(duì)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)。2010年年底，工業(yè)和信息化部關(guān)于水泥產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排的指導(dǎo)意見(jiàn)中提出，到2015年年底，全國(guó)水泥工業(yè)的NOx排放量要比2009年減少25%，顆粒物排放要減少50%。按照該指導(dǎo)意見(jiàn)及我國(guó)水泥生產(chǎn)發(fā)展趨勢(shì)的預(yù)測(cè)，2015年水泥工業(yè)的顆粒物排放將由2009年的358萬(wàn)噸降到179萬(wàn)噸，相當(dāng)于0.750.82kg/t水泥或1.151.26kg/t熟料或576629mg/m³（

6、標(biāo)）。為響應(yīng)國(guó)家的號(hào)召，降低本企業(yè)對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境的污染。本公司對(duì)老的2500t/d新型干法生產(chǎn)線以及即將投入生產(chǎn)的4500t/d新型干法生產(chǎn)線進(jìn)行技術(shù)改造，改造的目的針對(duì)氮氧化物（NOx），公司經(jīng)過(guò)分析論證采用目前較為先進(jìn)的SNCR 工藝脫硝。 66第二章 項(xiàng)目提出的依據(jù)和必要性1. 項(xiàng)目背景1.1氮氧化物（NOX）氮氧化物是一氧化二氮（ N2O）、一氧化氮（ NO）、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稱(chēng)簡(jiǎn)稱(chēng)（NOX），屬于溫室氣體，絕大部分氮氧化物對(duì)人體有危害。主要表現(xiàn)在對(duì)眼睛和上呼吸道粘膜刺激較輕，主要侵

7、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，在肺泡內(nèi)約可阻留 80，一部分變?yōu)樗难趸Ｋ难趸c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)烈的刺激及腐蝕作用，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)肺的損害比較明顯，嚴(yán)重時(shí)可出現(xiàn)以肺水腫為主的病變。而當(dāng)混合氣體中有大量一氧化氮時(shí)，高鐵血紅蛋白的形成就占優(yōu)勢(shì)，此

8、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)損害癥狀。1.2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)顆粒物污染控制技術(shù)與管理國(guó)際交流會(huì)”會(huì)議已經(jīng)連續(xù)成功舉辦 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

9、 的論文，文中的全球衛(wèi)星遙感圖顯示，中國(guó)東部 NO2 濃度值增加量明顯高于其他地區(qū)，尤其是在華北、長(zhǎng)三角和珠三角地區(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增長(zhǎng)，造成了氮沉降量的增加。根據(jù)酸雨監(jiān)測(cè)關(guān)愛(ài)地球，我國(guó)酸雨正在由硫酸型酸雨向硫酸/硝酸復(fù)合型過(guò)渡。同時(shí)，氮沉降產(chǎn)生更多的硝酸根和氮的氧化物，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)污染的前體物之一。在陽(yáng)光照射下，NO2 和 VOCs

10、(揮發(fā)性有機(jī)化合物)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。在我國(guó)一些人口密集、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)和機(jī)動(dòng)車(chē)保有量大的城市，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)發(fā)生光化學(xué)污染的趨勢(shì)，尤其是在北京、廣州、上海等特大城市已經(jīng)監(jiān)測(cè)到了光化學(xué)污染的發(fā)生。因此，減少大氣中的氮氧化物對(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)

11、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(mén)及地區(qū)分布極不均衡。大約 63的 NOX 排放源于燃煤；火力發(fā)電、交通運(yùn)輸和工業(yè)部門(mén)的貢獻(xiàn)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)度最大的地區(qū)是上海。因此，制定日趨嚴(yán)格的 NOX 排放標(biāo)準(zhǔn)，促使先進(jìn)的低 NOX 燃燒技術(shù)、可靠的煙氣脫除 NOX 是控制中國(guó) NOX 排放增長(zhǎng)的必然選擇。1.3水泥行業(yè)氮氧化物（NO）情況目前，我國(guó)擁有水泥企業(yè)近

12、5000 家，產(chǎn)量已連續(xù)多年位居世界首位。2010 年全國(guó)累計(jì)水泥總產(chǎn)量 18.7 億噸，其中，新型干法水泥比重達(dá)到 80%。來(lái)自國(guó)家發(fā)改委的數(shù)據(jù)顯示，截至 2010 年年底，采用國(guó)內(nèi)技術(shù)和裝備建設(shè)的新型干法水泥生產(chǎn)線已經(jīng)達(dá) 1300 多條，日產(chǎn) 4000噸、5000 噸水泥生產(chǎn)線占 60%左右，總計(jì) 800 多條生產(chǎn)線?；剞D(zhuǎn)窯是新型干法水泥物料燒成的關(guān)鍵技術(shù)裝備，也是水泥行業(yè)氮氧化物排放的主要來(lái)源。水泥行業(yè)中，煅燒水泥熟料時(shí)生成一氧化氮的途徑主要有熱力氮氧化物、瞬發(fā)氮氧化物、燃料氮氧化物和生料氮氧化物 4 種。在回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生的廢氣中，二氧化氮一般僅占氮氧化物總量的5%以下，一氧化氮?jiǎng)t占總量的

13、95%以上。2. 環(huán)保政策很強(qiáng)硬 NOx減排刻不容緩水泥行業(yè)“十二五”規(guī)劃指出， “二十五”期間將重點(diǎn)推進(jìn)氮氧化合物治理，消減大氣污染物排放總量。工信部頒布的水泥行業(yè)準(zhǔn)入條件，新改擴(kuò)建項(xiàng)目必須安裝效率不低于60%的脫硝裝置。氮氧化合物其實(shí)對(duì)人體健康影響特別大，氮氧化物可刺激肺部，使人較難抵抗感冒之類(lèi)的呼吸道系統(tǒng)疾病，然而呼吸系統(tǒng)有問(wèn)題的人，會(huì)較易受二氧化氮影響，看來(lái)氮氧化合物已嚴(yán)重影響到人類(lèi)的身體健康。據(jù)有效數(shù)據(jù)表明，2010年全國(guó)氮氧化物排放量2273.6萬(wàn)噸，主要集中在火電、水泥和汽車(chē)尾氣，水泥煅燒過(guò)程產(chǎn)生大量氮氧化物污染物，排放濃度在300mg/Nm³2200mg/N

14、m³，每噸熟料約產(chǎn)生1.5kg1.8kg氮氧化物。2010年全國(guó)水泥排放氮氧化物約200萬(wàn)噸，占全國(guó)工業(yè)氮氧化物排放總量的10%。所以無(wú)論是行政硬性指標(biāo)還是行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，氮氧化物減排無(wú)疑都是水泥行業(yè)未來(lái)發(fā)展的必經(jīng)之路。再有，工信部提出了“十二五”水泥工業(yè)NOx比2009年要降低25%的目標(biāo)，國(guó)家環(huán)保部要求4000t/d以上的水泥生產(chǎn)線和新建的線都必須上脫硝，我國(guó)4000t/d，5000t/d的生產(chǎn)線有800條之多，因此我國(guó)水泥工業(yè)的脫硝已是迫在眉睫。但是，目前的情況是大部分企業(yè)對(duì)水泥脫硝的態(tài)度處于模棱兩可的狀態(tài)中。國(guó)內(nèi)的多家水泥企業(yè)交流中了解到，很多水泥企業(yè)對(duì)脫硝工作還是很積極的，

15、國(guó)家對(duì)氮氧化合物減排的政策剛上臺(tái)不久，還沒(méi)有形成強(qiáng)制性的要求，但是為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，該企業(yè)高層也表示，在以后還是會(huì)把脫硝工作當(dāng)成重點(diǎn)工作來(lái)做，表示不達(dá)標(biāo)不生產(chǎn)。目前水泥脫硝工作也得到了部分地區(qū)政府的實(shí)際響應(yīng)，據(jù)了解，近日XX省政府在出臺(tái)的“十二五”降氮脫硝工作的意見(jiàn)中明確表示水泥工業(yè)為全省降氮脫硝的重點(diǎn)行業(yè)之一，并確定了降氮脫硝的目標(biāo)和措施。意見(jiàn)明確的規(guī)定了，在“十二五”期間，現(xiàn)有日產(chǎn)2000噸以上、新建、改擴(kuò)建新型干法水泥項(xiàng)目都應(yīng)采用先進(jìn)的低氮燃燒技術(shù)，同步建成配套的SNCR煙氣脫硝設(shè)施，綜合脫硝率達(dá)到70%以上。3. 國(guó)內(nèi)水泥脫硝技術(shù)還有待提升在“十二五”開(kāi)局之年頒布的我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展

16、十二五規(guī)劃綱要中，明確提出了“十二五”氮氧化物減排10%的約束性指標(biāo)，這無(wú)疑對(duì)脫硝技術(shù)提出了更高的要求。目前在市場(chǎng)上主流的脫硝技術(shù)有SNCR（選擇性非催化還原）技術(shù)和SCR（選擇性催化還原）兩種，SNCR（選擇性非催化還原）技術(shù)憑著資金投入相對(duì)較少，設(shè)備簡(jiǎn)單，系統(tǒng)不復(fù)雜的優(yōu)勢(shì)在水泥脫硝的技術(shù)中成了首要的選擇。然而在政策頒布這么長(zhǎng)一段時(shí)間來(lái)，國(guó)內(nèi)水泥行業(yè)的氮氧化合物減排工作并沒(méi)有得到有效地實(shí)行，國(guó)內(nèi)開(kāi)展了水泥脫硝工作的企業(yè)可以說(shuō)是寥寥無(wú)幾。據(jù)了解，主要還是脫硝技術(shù)上的瓶頸，現(xiàn)今國(guó)內(nèi)的水泥企業(yè)在氮氧化物控制節(jié)能減排方面才剛剛起步，技術(shù)上還不是那么成熟，與國(guó)際發(fā)達(dá)國(guó)家的脫硝技術(shù)相比還有很大的差距。與

17、此相比，國(guó)外水泥行業(yè)氮氧化物控制技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛，認(rèn)知度也相對(duì)較高。據(jù)了解，根據(jù)氮氧化物產(chǎn)生的機(jī)理及其影響因素，國(guó)內(nèi)水泥企業(yè)目前可以選用的脫硝技術(shù)主要有低氮燃燒技術(shù)、分級(jí)燃燒技術(shù)、SNCR（選擇性非催化還原）技術(shù)和可替代燃料技術(shù)。經(jīng)專(zhuān)家分析，SNCR（選擇性非催化還原）技術(shù)很值得我們意見(jiàn)和學(xué)習(xí)，SCR（選擇性催化還原）技術(shù)由于資金投入高，技術(shù)難度大等特點(diǎn)不得不讓我們望洋興嘆。SNCR技術(shù)作為一種成熟的NOx控制處理技術(shù)，如今在市場(chǎng)上已成主流，使用氨水的SNCR技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)國(guó)家環(huán)保局所規(guī)定的對(duì)氮氧化合物的排放標(biāo)準(zhǔn)。所以中國(guó)水泥企業(yè)要實(shí)現(xiàn)對(duì)氮氧化合物的達(dá)標(biāo)排放，從技術(shù)上來(lái)看，SNCR技術(shù)是一個(gè)不

18、錯(cuò)的選擇。國(guó)家環(huán)保局表示,到“十二五”末期，通過(guò)全面推廣采用水泥窯燒成用低NOx燃燒器、分級(jí)燃燒電解爐、選擇性費(fèi)氧化還原組合技術(shù)，全面提升我們水泥窯NOx減排技術(shù)應(yīng)用，大幅降低水泥窯NOx排放總量。4. 促進(jìn)水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整自上世紀(jì)60年代開(kāi)始，鑒于當(dāng)時(shí)水泥廠的粉塵污染十分嚴(yán)重，有關(guān)部門(mén)向一些水泥廠每年收取一定的排塵費(fèi)。然而10多年來(lái)新型干法水泥徹底顛覆了立窯水泥的排污形象之后，許多新型干法生產(chǎn)線的粉塵和SO2排放已遠(yuǎn)低于國(guó)標(biāo)規(guī)定。但由于歷史和現(xiàn)實(shí)的各種因素及長(zhǎng)期養(yǎng)成的收交排塵費(fèi)的“習(xí)慣”，許多水泥廠出于各種考慮，始終繼續(xù)交納“排污費(fèi)”。如此這般，許多運(yùn)營(yíng)管理和排放都不錯(cuò)的新型干法水泥企業(yè)依然

19、按慣例交費(fèi)，這無(wú)形中成為其N(xiāo)Ox超標(biāo)排放的“口實(shí)”。隨著近10多年來(lái)新型干法水泥大規(guī)模淘汰取代落后水泥的巨大技術(shù)進(jìn)步，我國(guó)新型干法水泥熟料在總產(chǎn)量的占比由6%上升到85%以上，水泥工業(yè)已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，總體已達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。我國(guó)的水泥技術(shù)與成套裝備在國(guó)際市場(chǎng)上已占有40%的份額，成為國(guó)際水泥行業(yè)迅速崛起的新引擎?？梢哉f(shuō)，如今我國(guó)水泥工業(yè)的人才、技術(shù)、裝備、管理、環(huán)保和創(chuàng)新等綜合水平與幾十年前有了天壤之別。但是我國(guó)水泥工業(yè)在公眾腦海里的污染印象尚未消除。我國(guó)水泥工業(yè)環(huán)保新形象要樹(shù)立，尚需時(shí)日，對(duì)此我們不僅應(yīng)予以理解，更要從中吸取教訓(xùn)。據(jù)了解，水泥工業(yè)脫硝資金消耗巨大，大部分企業(yè)對(duì)此表

20、示割肉之痛，經(jīng)分析水泥行業(yè)對(duì)氮氧化合物處理的費(fèi)用占到了企業(yè)排污費(fèi)總額八成以上，所以資金在其中自然就成了一個(gè)“狠角色”。 目前國(guó)內(nèi)每噸水泥的生產(chǎn)成本約180元250元，新的氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)修訂后，加上水泥脫硝設(shè)備投入，每噸水泥成本將增加5元10元。水泥成本的增加必將帶來(lái)對(duì)全行業(yè)的一次洗牌，將成為優(yōu)勝劣汰的舉措，并帶來(lái)水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整高峰期。5. 理想的CDM項(xiàng)目為了應(yīng)對(duì)溫室氣體排放對(duì)全球氣候變化帶來(lái)的嚴(yán)重影響，20多年來(lái)，人類(lèi)社會(huì)進(jìn)行了持續(xù)不懈的努力。1997年12月在日本京都通過(guò)的京都議定書(shū)是這種努力的里程碑式的極其重要的成果。在聯(lián)合國(guó)氣候變化框架公約之下，世界各國(guó)最終簽署了具有法律約束力的京

21、都議定書(shū)，規(guī)定在2008到2012年的第一個(gè)承諾期內(nèi)，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家必須將二氧化碳排放總量在1990年排放總量的基礎(chǔ)上減少5.2%；發(fā)展中國(guó)家在此期間不承擔(dān)減排義務(wù)，而且可以將本國(guó)實(shí)現(xiàn)的減排量出售給發(fā)達(dá)國(guó)家，換取資金與技術(shù)，再用于國(guó)內(nèi)的環(huán)境保護(hù)事業(yè)，促進(jìn)發(fā)展中國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展，這就是京都議定書(shū)所涉及的“清潔發(fā)展機(jī)制（簡(jiǎn)稱(chēng)CDMClean Development Machanism）”的精髓。CDM是京都議定書(shū)第12條所建立的發(fā)達(dá)國(guó)家與發(fā)展中國(guó)家之間的一種國(guó)際合作機(jī)制。京都議定書(shū)所涉及的CDM包含雙重目的：幫助發(fā)展中國(guó)家實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展；幫助發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)現(xiàn)其減限排承諾。CDM規(guī)定發(fā)達(dá)國(guó)家通過(guò)提供資金和

22、技術(shù)的方式，與發(fā)展中國(guó)家開(kāi)展項(xiàng)目級(jí)的合作，將項(xiàng)目所實(shí)現(xiàn)的“核證減排量（CERS）”用于發(fā)達(dá)國(guó)家締約方完成他們?cè)谧h定書(shū)中的減排承諾 。CDM被普遍認(rèn)為是一種“雙贏”機(jī)制：發(fā)展中國(guó)家通過(guò)合作可以獲得資金和技術(shù)，有助于實(shí)現(xiàn)自己的可持續(xù)發(fā)展；發(fā)達(dá)國(guó)家可以大幅度降低其在國(guó)內(nèi)實(shí)現(xiàn)減排所需的高昂費(fèi)用。CDM為發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)現(xiàn)減排承諾提供了另一種可行的途徑。在全球范圍內(nèi)，無(wú)論在哪里進(jìn)行減排，效果都是一樣的，但在發(fā)展中國(guó)家實(shí)現(xiàn)減排所需的成本與難度相對(duì)更低一些。CDM模式的主要內(nèi)容是，發(fā)達(dá)國(guó)家可以在發(fā)展中國(guó)家的項(xiàng)目中投入資金、技術(shù)，幫助其減少溫室氣體的排放量，然后向發(fā)展中國(guó)家購(gòu)買(mǎi)其減排量，這樣發(fā)達(dá)國(guó)家就能以比較低的成

23、本完成減排承諾。CDM在發(fā)達(dá)國(guó)家和發(fā)展中國(guó)家之間創(chuàng)造了一種商機(jī)，使溫室氣體的減排量可以作為商品在國(guó)際市場(chǎng)上進(jìn)行交易，發(fā)展中國(guó)家可以通過(guò)CDM項(xiàng)目獲得一定的資金和較先進(jìn)的技術(shù)。項(xiàng)目建成后，可利用現(xiàn)有的2500t/d新型干法熟料生產(chǎn)線及新線4500t/d新型干法熟料生產(chǎn)線進(jìn)行脫氮工程技術(shù)改造，大量減少了氮氧化物的排放。提高水泥線的整體清潔生產(chǎn)，為資源的綠色消費(fèi)貢獻(xiàn)力量。第三章 水泥行業(yè) NOx 的排放標(biāo)準(zhǔn)及現(xiàn)狀1.水泥行業(yè)氮氧化物排放基本原理氮氧化物（NOx）在水泥生產(chǎn)中由煤燃燒過(guò)程產(chǎn)生。煤燃燒過(guò)程中，依據(jù)氮氧化物形成機(jī)理的不同區(qū)分為三種類(lèi)型：（1）燃燒與空氣中的 N2在高溫條件下氧化形成的熱力

24、NOx；（2）燃料中的有機(jī)氮化合物在燃燒過(guò)程中被氧化形成的燃料 NOx；（3）在碳?xì)浠鶊F(tuán)反應(yīng)過(guò)程中形成的中間產(chǎn)物和 N2 反應(yīng)形成的快速NOx。水泥生產(chǎn)過(guò)程中，回轉(zhuǎn)窯和分解爐是兩個(gè)主要的生產(chǎn)設(shè)備，如圖 2-1 所示。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，形成水泥熟料。在整個(gè)水泥生產(chǎn)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 8501000范圍內(nèi)，在此溫度下，基本可以不考慮熱力 NOx 的形成，主要是燃料 NOx ，分解爐出口氮氧化物濃度一般在 800-1300 mg NO2/（Nm³ 10%O2）?；剞D(zhuǎn)窯內(nèi)主要是煅燒時(shí)物料的熔融和重結(jié)晶過(guò)程，

25、物料溫度必須超過(guò) 1400，因此通常水泥窯主燃燒器形成的火焰溫度控制在 18002200之間，這樣在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熱力 NOx 和燃料 NOx 均有較多的形成比例，其中尤以熱力 NOx 為主，窯尾煙室的氮氧化物濃度可高達(dá) 1500-2600 mg NO2/（Nm³ 10%O2）。圖 3-1 水泥生產(chǎn)過(guò)程中的氮氧化物產(chǎn)生位置示意圖隨著水泥生產(chǎn)采用的原燃料逐步向替代廢棄物擴(kuò)展，水泥生產(chǎn)過(guò)程也可能引入其他的 NOx 形成。但這部分 NOx 的形成量是有限的，即使大規(guī)模采用替代原燃料，水泥生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的 NOx 也應(yīng)當(dāng)以熱力 NOx 和燃料 NOx 為主，控制NOx 的排放也應(yīng)當(dāng)著眼于窯及分解爐

26、系統(tǒng)的低 NOx 技術(shù)的應(yīng)用。2. 水泥行業(yè)氮氧化物的排放標(biāo)準(zhǔn)很早以來(lái)各國(guó)政府就已經(jīng)開(kāi)始制定各種環(huán)境保護(hù)法案來(lái)限制 NOx 的排放。水泥行業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)之中 NOx 排放的大戶(hù)，因此對(duì)于水泥行業(yè)而言，治理 NOx 污染更具有保護(hù)環(huán)境的重要意義。環(huán)境保護(hù)的力度總是和一個(gè)國(guó)家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平相適應(yīng)的，而由于水泥生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，因此不同的水泥廠類(lèi)型對(duì)于 NOx 排放的控制也是不盡相同的。表 2-1 給出了各主要水泥生產(chǎn)國(guó)家對(duì) 于NOx 排放的法規(guī)政策規(guī)定。表 2-1 水泥行業(yè)氮氧化物允許排放極限規(guī)定值的比較標(biāo)準(zhǔn)類(lèi)別GB49151996GB49152004HJTxx(清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)水泥行業(yè)歐 盟2

27、000/76/EC日 本標(biāo)準(zhǔn)mg/Nm³kg/t產(chǎn)品mg/Nm³kg/t產(chǎn)品kg/t產(chǎn)品mg/Nm³cm³/Nm³NOx排 放標(biāo)準(zhǔn)已建8002.40800新、改、擴(kuò)建8002.40500一級(jí)0.8二級(jí)8002.402.0三級(jí)16004.803.0未確定根據(jù)中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)法 、中華人民共和國(guó)大氣污染防治法 、水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn) 等法律法規(guī)的有關(guān)規(guī)定和要求，至 2010 年 1月 1 日起，我國(guó)現(xiàn)有水泥廠排氣筒中的氮氧化物排放量不得超過(guò) 800 mg NO2/（Nm³ 10%O2）。水泥行業(yè)準(zhǔn)入條件（工業(yè)和信息化部公告工原

28、2010第 127號(hào)）：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。新建水泥項(xiàng)目要安裝在線排放監(jiān)控裝置，并采用高效污染治理設(shè)備。3. 我國(guó)水泥行業(yè)氮氧化物排放現(xiàn)狀2008年，我國(guó)水泥總產(chǎn)量為13.6 億噸，排放氮氧化物157 萬(wàn)噸，占全國(guó)工業(yè)排放總量的 15%；2010 年我國(guó)水泥總產(chǎn)量達(dá)超過(guò) 18.8億噸（熟料產(chǎn)量約為 12億噸），排放氮氧化物約 220 萬(wàn)噸。水泥工業(yè)已是居火力發(fā)電、汽車(chē)尾氣之后的第三大氮氧化物排放大戶(hù)。氮氧化物排放影響大氣質(zhì)量，是水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的制約因素之一。近年來(lái)，天津水泥工業(yè)設(shè)計(jì)研究院對(duì)國(guó)內(nèi)不同規(guī)模不同窯型的國(guó)內(nèi)多家企業(yè)

29、預(yù)分解窯生產(chǎn)線進(jìn)行測(cè)試，平均排放水平870 mg NO2/（Nm³ 10%O2）。4.國(guó)際水泥行業(yè)氮氧化物排放現(xiàn)狀綠色工業(yè)是歐洲工業(yè)最為顯著的特點(diǎn)之一，歐盟多年來(lái)特別重視循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的工業(yè)模式，其節(jié)能環(huán)保技術(shù)一直處于世界前沿。在水泥脫硝方面其不管是技術(shù)，政府政策扶持水泥脫硝方面歐盟更是前驅(qū)者，據(jù)了解，2009年，在歐洲283條水泥生產(chǎn)線，其中西歐大部分水泥廠都配備SNCR的脫硝系統(tǒng)，東歐也有近50家配備了此系統(tǒng)，而SCR脫硝系統(tǒng)僅在德國(guó)有一家。據(jù)了解，歐洲水泥企業(yè)在上個(gè)世紀(jì)90年代，就已經(jīng)開(kāi)始推廣氮氧化合物減排技術(shù)。2011年1月6日，歐洲規(guī)定協(xié)同處置固廢的水泥氮氧化合物排放

30、標(biāo)準(zhǔn)限值為500mg/Nm³，德國(guó)更是在這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)上給自己提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，為了推動(dòng)歐洲水泥企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，歐洲水泥協(xié)會(huì)于1999年出版了水泥窯處置固體廢棄物和氮氧化合物減排技術(shù)的指導(dǎo)性文件，其中收錄了水泥企業(yè)可以應(yīng)用的成熟的技術(shù)，并隨著科技發(fā)展每4年更新一次。歐洲的水泥企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，科學(xué)的生產(chǎn)方式對(duì)減少氮氧化合物的排放，做出了很大的貢獻(xiàn)。在燃料方面，大量使用替代燃料，其中大部分水泥廠的燃料替代率能維持在60%以上，甚至可以達(dá)到80%左右。在燃燒器方面，多數(shù)企業(yè)都使用底氮燃燒器，僅此這個(gè)過(guò)程就能減少10%30%的氮氧化合物的排放。在燃燒技術(shù)方面，普遍采用燃料分級(jí)燃燒，燃料分級(jí)燃燒是

31、脫硝的有效手段，其效率可高達(dá)30%50%。在歐洲SNCR系統(tǒng)脫硝技術(shù)能夠很好的做到氮氧化合物的達(dá)標(biāo)排放，深受各水泥企業(yè)的喜愛(ài)，其技術(shù)已趨于成熟。歐水水泥工業(yè)的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，政府有效地扶持政策，維穩(wěn)的生產(chǎn)體系都是我國(guó)水泥企業(yè)值得學(xué)習(xí)的地方。在學(xué)習(xí)的過(guò)程中，中國(guó)的企業(yè)應(yīng)當(dāng)不時(shí)的加大裝備技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)，提高我國(guó)對(duì)氮氧化合物排放的技術(shù)管理水平，真正實(shí)現(xiàn)綠色水泥的美好前景。第四章 建設(shè)條件1. 廠址本項(xiàng)目是利用水泥現(xiàn)有的2500t/d新型干法生料、熟料生產(chǎn)線及即將投入生產(chǎn)的4500t/d新型干法水泥生產(chǎn)線，在現(xiàn)有生產(chǎn)線上進(jìn)行技術(shù)改造，無(wú)需征地，廠區(qū)場(chǎng)地經(jīng)水泥生產(chǎn)線工程地質(zhì)勘探得知，建設(shè)場(chǎng)地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)不良工

32、程地質(zhì)現(xiàn)象，適宜技術(shù)改造。擬建場(chǎng)地?zé)o活動(dòng)斷裂通過(guò)，未發(fā)現(xiàn)土洞、溶洞及滑坡等不良地質(zhì)作用，場(chǎng)地穩(wěn)定，適宜建筑。本項(xiàng)目站址位于水泥生產(chǎn)線范圍內(nèi)。2. 自然條件2.1.氣象條件年平均溫度： 17.3 最高極限溫度： 40.1 最低極限溫度： -9.3 年平均5的天數(shù)： 20 d年平均濕度： 78.5 %年平均降水量： 1574.2 mm年連續(xù)降雨天數(shù)： 25 d年平均風(fēng)速： 1.6 m/s年最大風(fēng)速： 26 m/s當(dāng)?shù)睾０胃叨龋?115 m年平均大氣壓力： 100 kPa冬季平均大氣壓力： 101 kPa夏季平均大氣壓力： 99 kPa年主導(dǎo)風(fēng)向及頻率： 東北風(fēng) 2.2. 地震烈度按國(guó)家建筑抗震設(shè)計(jì)

33、規(guī)范（GB50011-2001），根據(jù)中國(guó)地震區(qū)劃圖（1992），XX屬于小于度地震區(qū)。3. 水源本工程生產(chǎn)用水（循環(huán)水補(bǔ)水）水源擬采用地表水，現(xiàn)有供水設(shè)施可以滿足項(xiàng)目建成后所有生產(chǎn)用水。4. 供電狀況供電電源引自上栗供電局長(zhǎng)坪變電站和彭高變電站。分別以35雙回路引入福田變電所，出線電壓10廠內(nèi)設(shè)備使用。5. 建總投資本工程項(xiàng)目計(jì)劃總投資為5130萬(wàn)元。6. 地質(zhì)災(zāi)害影響分析根據(jù)“中國(guó)地震烈度區(qū)劃圖”，該地區(qū)地震基本烈度為VI度。擬建項(xiàng)目場(chǎng)地與水泥生產(chǎn)線相鄰，水泥生產(chǎn)線建設(shè)時(shí)經(jīng)人工推填整平，目前地形較平坦、開(kāi)闊。擬建場(chǎng)地?zé)o活動(dòng)斷裂通過(guò)，未發(fā)現(xiàn)土洞、溶洞及滑坡等不良地質(zhì)作用，場(chǎng)地穩(wěn)定，適宜建筑。

34、7. 其他不利影響分析本項(xiàng)目的建設(shè)場(chǎng)地位于水泥生產(chǎn)線的廠區(qū)內(nèi)，廠區(qū)內(nèi)無(wú)可開(kāi)采的礦藏，沒(méi)有古跡；對(duì)防洪和通航等沒(méi)有影響。根據(jù)工廠的現(xiàn)有建筑物及場(chǎng)地標(biāo)高，按照防洪標(biāo)準(zhǔn)“50年一遇的高水（潮）位”，合理擬定工廠各車(chē)間的標(biāo)高，故工廠沒(méi)有洪水威脅。第五章 項(xiàng)目?jī)?nèi)容及設(shè)計(jì)原則1. 項(xiàng)目?jī)?nèi)容根據(jù)水泥熟料生產(chǎn)線及水泥粉磨系統(tǒng)的特點(diǎn)，本項(xiàng)目的建設(shè)范圍如下：根據(jù)老生產(chǎn)線一座2500t/d新型干法熟料產(chǎn)水泥生產(chǎn)系統(tǒng)，新生產(chǎn)線4500t/d新型干法熟料產(chǎn)水泥生產(chǎn)系統(tǒng)，分別安裝空氣分級(jí)燃燒系統(tǒng)、選擇性非催化還原SNCR 技術(shù)系統(tǒng)，主要有氨水儲(chǔ)存系統(tǒng)，氨水溶液傳輸模塊以及氨水溶液噴射系統(tǒng)等；1、配電間（高、低壓）400m

35、2（兩處）2、脫硝車(chē)間4000 m2（兩處）3、原材料倉(cāng)庫(kù)600 m25、廢水處理設(shè)施（2處）6、機(jī)電維修車(chē)間200m27、化驗(yàn)室360m2配套建設(shè)項(xiàng)目的土建、給排水工程；生產(chǎn)線配電系統(tǒng)；自動(dòng)控制系統(tǒng)；2. 設(shè)計(jì)原則最大限度的利用水泥生產(chǎn)線現(xiàn)有可用設(shè)備；技術(shù)改造的建設(shè)、生產(chǎn)運(yùn)行減少影響水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行；保證質(zhì)量為原則，快速安裝、調(diào)試好生產(chǎn)設(shè)備，讓生產(chǎn)設(shè)備迅速投入生產(chǎn)；系統(tǒng)及設(shè)備應(yīng)選擇成熟可靠的節(jié)能技術(shù)及裝備。第六章 技術(shù)方案論述1. 水泥行業(yè)排放現(xiàn)狀和標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展從我國(guó)水泥工業(yè)NOx控制技術(shù)的使用情況來(lái)看，除一些水泥窯采用了低氮燃燒器設(shè)計(jì)，以及部分新型干法窯通過(guò)控制分解爐產(chǎn)生還原性氣氛削減

36、NOx排放外，基本未采取任何控制措施。德國(guó)近30年的監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示回轉(zhuǎn)窯廢氣中NOx排放濃度大約在300 2200 mg/Nm³。而國(guó)內(nèi)運(yùn)行的新型干法水泥窯NOx排放濃度尚缺乏系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，根據(jù)一些不完全的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示，大約在800 1600 mg/Nm³左右, 也有一些數(shù)據(jù)報(bào)道水泥爐窯平均排放濃度為500 800 mg/Nm³ 。我國(guó)在1985年頒布了第一個(gè)水泥行業(yè)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，即水泥工業(yè)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB4915-85)，1996年對(duì)該標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行第一次修訂，并更名為水泥廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB4915-1996)。在GB491585標(biāo)準(zhǔn)中，沒(méi)有對(duì)水泥爐窯的NOx

37、排放提出限制，而GB4915-1996標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定了水泥廠允許排放NOx的排放限值。2004年國(guó)家頒布了新的水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB4915-2004)，該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)已建和新建水泥廠的排放要求沒(méi)有區(qū)分，NOx排放限值和GB4915-1996標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的水泥爐窯NOx排放限值一樣，即為800 mg/Nm³。和火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB 13223-2011)相比, 該限值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于火電廠大氣污染物排放限值（100 200 mg/Nm³)。預(yù)計(jì)隨著國(guó)家對(duì)NOx排放控制日益嚴(yán)格和脫硝技術(shù)的發(fā)展，水泥行業(yè)的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)將趨于更加嚴(yán)格。2.水泥行業(yè)NOx控制技術(shù)的比選回轉(zhuǎn)窯是新

38、型干法水泥物料燒成的關(guān)鍵技術(shù)裝備，也是NOx的主要來(lái)源。煅燒水泥熟料時(shí)生成一氧化氮NO的途徑主要有四種，即第一種熱力NOx，它是燃料在水泥窯頭1400以上燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量NOx；第二種瞬發(fā)NOx，它是有碳?xì)涓嬖跁r(shí)，于火焰前端瞬發(fā)形成的NOx，一般這種瞬發(fā)NO生成量的比例很小；第三種燃料NO，它是由燃料中所含的化學(xué)接合氮所產(chǎn)生的。因?yàn)槿剂现械拥慕雍夏茌^小，所以在水泥窯系統(tǒng)相對(duì)較低溫的分解爐內(nèi)產(chǎn)生的燃料NOx較多；第四種生料NOx，它是由窯喂料中含氮的化合物分解后而形成的NOx。在窯廢氣中NO2一般僅占NO+NO2總量的5以下，NO則占總量的95以上。國(guó)內(nèi)運(yùn)行的干法水泥窯NOx排放濃度大約在

39、9001700mg/Nm³ 左右。在我國(guó)，新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯上常用的NOx控制技術(shù)主要有以下幾種：一是優(yōu)化窯和分解爐的燃燒制度；二是改變配料方案，摻用礦化劑以求降低熟料燒成溫度和時(shí)間，改進(jìn)熟料易燒性；三是采用低NOx的燃燒器；四是在窯尾分解爐和管道中的階段燃燒技術(shù)。然而，即使把上述四種措施全部采用起來(lái)，事實(shí)上水泥窯的NOx排放也很難達(dá)到400mgNm³以下。采用選擇性非催化還原（SNCR）脫硝法或選擇性催化還原（SCR）脫硝法進(jìn)一步降低NOx排放的措施是一個(gè)非常有效的降低NOx排放的途徑。根據(jù)實(shí)際情況本項(xiàng)目主要對(duì)SNCR和SCR脫硝技術(shù)在水泥廠的運(yùn)用進(jìn)行比選。2.1 選擇性

40、非催化還原（SNCR）脫硝技術(shù)2.1.1技術(shù)介紹選擇性非催化還原（Selective Non-Catalytic Reduction，以下簡(jiǎn)寫(xiě)為 SNCR）技術(shù)是一種商業(yè)性氮氧化物控制處理技術(shù)。SNCR 技術(shù)屬于燃燒后控制技術(shù)，是將氨水或尿素等氨基物質(zhì)在一定的條件下與煙氣混合，在不使用催化劑的情況下將氮氧化物還原成為無(wú)毒的氮?dú)夂退彼€原氮氧化物總的化學(xué)反應(yīng)為：在分解爐或爐膛的中下部噴入還原劑尿素CO(NH2)2或氨水(NH4OH) ,在有部分氧存在的條件下,發(fā)生以下反應(yīng)過(guò)程。4NH3 + 4NO + O2 4N2 + 6H2O (1)溫度進(jìn)一步升高,則可能發(fā)生以下的反應(yīng):4NH3 + 5O

41、2 4NO + 6H2O (2)氨水噴射的過(guò)程對(duì)于噴入點(diǎn)的煙氣溫度水平非常敏感，一般認(rèn)為合適的溫度為 8001100 ，也就是所謂的“溫度窗口”。一般來(lái)講影響 SNCR 反應(yīng)的關(guān)鍵因素有：反應(yīng)溫度、氨氮 (NH3/ NO)摩爾比、氮氧化物初始濃度、煙氣中 O2濃度、停留時(shí)間等因素。SNCR 在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的試驗(yàn)中可以達(dá)到 90以上的氮氧化物脫除率。應(yīng)用在水泥工業(yè)上，長(zhǎng)期現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用一般能達(dá)到 2080的 NOx 脫除率。2.1.2關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題SNCR技術(shù)的關(guān)鍵是：還原劑噴射在合適的溫度窗口，以及噴入的還原劑與煙氣中NOx的充分混合，從而實(shí)現(xiàn)較高的脫硝效率，降低還原劑的耗量和尾部氨的逃逸量。1）噴嘴位置

42、的確定確定噴嘴位置主要考慮爐窯內(nèi)部的氣體溫度,尿素還原 NOx 反應(yīng)的適宜溫度為 9501050。噴嘴的位置選擇是否合適，直接決定了SNCR的脫硝效率的高低。噴嘴位置的選擇是整個(gè)SNCR系統(tǒng)最關(guān)鍵的地方。選擇合適的噴嘴位置，主要通過(guò)兩種途徑來(lái)實(shí)現(xiàn)：CFD流場(chǎng)模擬，來(lái)確定最佳噴射點(diǎn)；通過(guò)紅外線現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試爐窯內(nèi)溫度分布，確定噴射位置。2）尿素溶液的霧化要求尿素溶液噴入到爐窯后，要求尿素與 NOx 必須在很短的時(shí)間內(nèi)完成反應(yīng) ,否則尿素就會(huì)流動(dòng)到較低的溫度區(qū)域 ,明顯降低尿素還原 NOx的反應(yīng)程度。為了使尿素與NOx 的反應(yīng)在很短的時(shí)間內(nèi)完成 ,必須對(duì)尿素溶液進(jìn)行良好的霧化。對(duì)尿素溶液進(jìn)行良好的霧化

43、,必須選擇噴嘴的結(jié)構(gòu)和噴嘴處的液體、氣體壓力和流量。噴嘴處的液體壓力一般為0.4MPa，噴嘴處的氣體壓力一般為0.3MPa。3）噴嘴的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)噴嘴的質(zhì)量是尿素添加設(shè)備的技術(shù)關(guān)鍵,噴嘴的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該首先保證使尿素溶液具有良好的霧化效果,其次應(yīng)考慮噴嘴本身處于高溫部位,應(yīng)具有良好的耐熱性能,不易燒損。2.1.3水泥爐窯SNCR脫硝技術(shù)需要注意的幾個(gè)問(wèn)題1）目前國(guó)內(nèi)一般沒(méi)有現(xiàn)成的50%尿素溶液采購(gòu)，所以需從化肥廠買(mǎi)來(lái)袋裝尿素自行配制成尿素溶液。由于尿素的溶解過(guò)程是吸熱反應(yīng)，在尿素溶液配制過(guò)程中需配置功率強(qiáng)大的熱源，以防尿素溶解后的再結(jié)晶。在北方寒冷地區(qū)的氣象條件下，該問(wèn)題將會(huì)暴露的更明顯。2）在整

44、個(gè)SNCR脫硝工藝中，尿素溶液總是處于被加熱狀態(tài)。若尿素的溶解水和稀釋水（一般為工業(yè)水）的硬度過(guò)高，在加熱過(guò)程中水中的鈣、鎂離子析出會(huì)造成脫硝系統(tǒng)的管路結(jié)垢、堵塞。因此，必須在尿素中添加阻垢劑或采用除鹽水作為脫硝工藝水。3）由于噴嘴噴射器工作在爐窯內(nèi)部高溫區(qū)，為防止噴射器冷卻水管路內(nèi)部結(jié)垢，需采用除鹽水作為多噴嘴噴射器冷卻水。4）在SNCR脫硝工藝中，廠用氣的耗量也是較大的。噴射霧化、設(shè)備冷卻需、管路吹掃都需要廠用氣。2.2 水泥爐窯選擇性催化還原（SCR）脫硝技術(shù)2.2.1 選擇性催化還原SCR 降低NOx原理選擇性催化還原法（SCR）是利用還原劑在催化劑作用下有選擇性地與爐窯中的氮氧化物（

45、主要是一氧化氮和二氧化氮）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氮?dú)夂退?，從而減少煙氣中氮氧化物排放的一種脫硝工藝。 運(yùn)用SNCR脫硝技術(shù)，確保水泥窯NOx的排放穩(wěn)定在800mgNm³，是可以比較可靠的實(shí)現(xiàn)。但要達(dá)到400 mgNm³以下甚至更低，單獨(dú)依靠SNCR已不能穩(wěn)定可靠地實(shí)現(xiàn)，必須和SCR脫硝技術(shù)結(jié)合起來(lái)。SCR脫硝技術(shù)的原理如下：4NO+4NH3+O24N2+6H2O4NH3+2NO2+O23N2+6H2ONO2+NO+2NH32N2+3H2O2.2.2工藝流程在窯尾預(yù)熱器和增濕塔之間增設(shè)一個(gè)SCR反應(yīng)塔，將預(yù)熱器的廢氣由該反應(yīng)塔上部導(dǎo)入，與噴入塔內(nèi)的氨水或尿素等還原劑相混合，借助反

46、應(yīng)塔內(nèi)多層催化劑的催化作用，確保脫氮反應(yīng)更充分地完成，催化劑由V2O5、W2O3等活性組分制成的。水泥行業(yè)SCR脫硝工藝流程圖如圖2所示。1-噴氨格柵 2-整流格柵 3-催化劑 4-SCR反應(yīng)器圖6-1 干法水泥窯脫硝SCR工藝流程圖SCR脫硝工藝裝置的主要組成部分包括一個(gè)SCR反應(yīng)器、一個(gè)儲(chǔ)罐及一個(gè)還原劑注入系統(tǒng)。還原劑即可是帶壓的無(wú)水液氨, 也可是常壓下的氨水溶液(通常重量濃度為25%)。當(dāng)采用氨水或尿素溶液時(shí),通常將其通過(guò)位于導(dǎo)管或滑流的霧化噴嘴直接注入到煙氣通道中。無(wú)水液氨的儲(chǔ)存壓力取決于儲(chǔ)罐的溫度。液氨通過(guò)蒸發(fā)器中的蒸汽、熱水或電被蒸發(fā)。然后, 蒸發(fā)的氨氣經(jīng)空氣稀釋, 通過(guò)注入系統(tǒng)被

47、注入到煙氣中。注入系統(tǒng)有許多注射噴嘴組成,使氨和煙氣均勻分布。另一方面, 在噴嘴數(shù)量較少的情況下, 可以結(jié)合一個(gè)靜態(tài)混合器一起使用。氨氣在煙氣內(nèi)的均勻分布對(duì)于實(shí)現(xiàn)NOX的有效還原、較低的氨逸出量以及由此達(dá)到催化劑的有效利用都十分重要。考慮到脫硝催化劑的投資成本較高，水泥爐窯很少單獨(dú)依靠SCR來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)氮氧化物的控制。在要求較低的排放濃度的情況下，一般采取把SCR與SNCR結(jié)合起來(lái)的聯(lián)合脫硝技術(shù)。2.2.3水泥爐窯SCR脫硝工藝需要注意的問(wèn)題 1）高粉塵濃度對(duì)催化劑的影響大水泥爐窯尾部的粉塵含量可高達(dá)80100g/Nm³，易造成催化劑孔隙堵塞，使系統(tǒng)壓降迅速增加，給引風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行造成嚴(yán)

48、重威脅，從而影響水泥爐窯生產(chǎn)線長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。水泥爐窯SCR脫硝工藝對(duì)催化劑的堵塞和磨損，提出了更高的要求。2）催化劑中毒問(wèn)題水泥爐窯煙氣中鈉 、鉀等水溶性堿金屬化合物易與催化劑中的V2O5反應(yīng)導(dǎo)致催化劑中毒，從而降低催化劑的活性。同時(shí)，水泥爐窯煙氣中的CaO含量較高，易于SO3反應(yīng)生成CaSO4，覆蓋催化劑的表面，降低催化劑的活性。水泥爐窯SCR脫硝系統(tǒng)中，由于煙氣中堿性金屬氧化物含量較高，要特別注意催化劑的中毒問(wèn)題。2.3 水泥爐窯SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)2.3.1 SNCR+SCR聯(lián)合脫硝的特點(diǎn)1）催化劑用量小SCR工藝由于催化劑非常昂貴，使得SCR系統(tǒng)的投資很大。并且由于需要定期更換

49、，運(yùn)行費(fèi)用也很高。SNCR+SCR聯(lián)合脫硝工藝由于首先采用了SNCR工藝初步脫硝，脫硝效率可以達(dá)到40%甚至更高，降低了對(duì)催化劑的依賴(lài)。與SCR工藝相比，混合工藝的催化劑用量可以大大減少。2）SCR反應(yīng)塔體積小，空間適應(yīng)性強(qiáng)由于聯(lián)合脫硝工藝催化劑用量少，通過(guò)對(duì)煙道、擴(kuò)展煙道等進(jìn)行改造來(lái)布置SCR反應(yīng)器，大大縮短了反應(yīng)器上游煙道長(zhǎng)度。它與單一的SCR工藝相比，不需要復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)，節(jié)省了投資且不受場(chǎng)地的限制。3）脫硝系統(tǒng)阻力小由于聯(lián)合脫硝工藝的催化劑用量少，SCR反應(yīng)器體積小，其前部煙道較短因此，與傳統(tǒng)SCR工藝相比，系統(tǒng)壓降將大大減小，減少了引風(fēng)機(jī)改造的工作量，降低了運(yùn)行費(fèi)用。4）減少SO2向S

50、O3的轉(zhuǎn)化，降低腐蝕危害催化劑的使用雖然有助于提高脫硝效率，但也存在增強(qiáng)SO2向SO3轉(zhuǎn)化的副作用，而煙氣中的SO3含量的增加，將生成更多的NH4HSO4。NH4HSO4的黏結(jié)性很強(qiáng)，在煙氣溫度較低時(shí)，會(huì)堵塞催化劑并對(duì)下游設(shè)備造成腐蝕。聯(lián)合脫硝技術(shù)由于減少了催化劑的用量，將使這一問(wèn)題得到一定程度的遏制。5）簡(jiǎn)化還原劑噴射系統(tǒng) 為了為了獲得高效脫硝反應(yīng)，要求噴入的氨與煙氣中的NOx有良好的接觸并要求在催化反應(yīng)器前形成分布均勻的流場(chǎng)、濃度場(chǎng)和溫度場(chǎng)，為此，單一的SCR工藝除必須設(shè)置復(fù)雜的氨噴射格柵（AIG）及其控制系統(tǒng)外，還往往需要在多處安放摻混設(shè)施、加長(zhǎng)煙道以保證AIG與催化劑之間有足夠遠(yuǎn)的距離

51、等措施，以達(dá)到上述要求。而混合工藝的還原劑噴射系統(tǒng)布置在鍋爐爐墻上，與下游的SCR反應(yīng)器距離很遠(yuǎn)，因此，無(wú)需再加裝混合設(shè)施，也無(wú)需加長(zhǎng)煙道，就可以在催化劑反應(yīng)器入口獲得良好還原劑與NOx的混合及分布。2.4 比選結(jié)論1）從世界范圍來(lái)看，已實(shí)施的水泥廠脫硝工程，幾乎全部采用SNCR脫硝技術(shù)。SNCR脫硝是目前水泥行業(yè)脫硝的主流技術(shù)。2）SNCR法的脫硝的效率為50%60% ,低于選擇性催化還原法(SCR)脫硝的效率(80%90%),而SNCR法的費(fèi)用只有SCR 法的五分之一左右。3）SCR脫硝技術(shù)可以有效地控制氮氧化物的排放，可以保證爐窯煙氣的NOx排放濃度降到100200mg/Nm³

52、。但SCR需要使用和消耗價(jià)格昂貴的貴金屬催化劑,且由于水泥企業(yè)廢氣的粉塵濃度很高,堿金屬含量較高，易使催化劑中毒和堵塞。SCR脫硝技術(shù)在水泥工業(yè)上的實(shí)踐才剛剛開(kāi)始，還有諸多改進(jìn)的空間。4）隨著水泥行業(yè)的發(fā)展和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求的不斷提高, SNCR和SCR脫硝將會(huì)得到廣泛的運(yùn)用。5）根據(jù)比選SNCR和SCR脫硝技術(shù)，SNCR技術(shù)為是目前水泥行業(yè)脫硝的主流技術(shù)。應(yīng)用較為成熟，并投入相對(duì)更經(jīng)濟(jì)，安全系數(shù)更高是較為可靠的脫硝技術(shù)。3、技術(shù)方案SNCR 系統(tǒng)主要設(shè)備都需進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，主要有氨水儲(chǔ)存系統(tǒng)，氨水溶液傳輸模塊以及氨水溶液噴射系統(tǒng)組成。工藝流程圖、主機(jī)設(shè)備表見(jiàn)后。SNCR 系統(tǒng)主要設(shè)備布置在窯尾平

53、臺(tái)上即可，氨水罐可以布置在生料均化庫(kù)旁或其他適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)。選擇性非催化還原法（SNCR）脫硝技術(shù)是在沒(méi)有催化劑的條件下，在9501050的溫度范圍內(nèi)，把還原劑（氨氣或尿素）噴入水泥爐窯內(nèi)，還原劑與爐窯中的氮氧化物（主要是一氧化氮和二氧化氮）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氮?dú)夂退?，從而減少煙氣中氮氧化物的排放。當(dāng)溫度低于800時(shí),NH3與NO的反應(yīng)速度很慢；當(dāng)溫度高于1100時(shí)反應(yīng)式(2)會(huì)逐漸起主導(dǎo)作用,當(dāng)溫度高于1300時(shí)NH3轉(zhuǎn)變?yōu)镹O的趨勢(shì)會(huì)變得明顯。3.1 空氣分級(jí)燃燒3.1.1空氣分級(jí)燃燒介紹助燃空氣分級(jí)燃燒是目前使用最為普遍的低氮氧化物燃燒技術(shù)之一。助燃空氣分級(jí)燃燒技術(shù)的基本原理為：將燃燒所需的空

54、氣量分成兩級(jí)送入，使第一級(jí)燃燒區(qū)內(nèi)過(guò)量空氣系數(shù)在 80%左右，燃料先在缺氧的富燃料條件下燃燒，使得燃燒速度和溫度降低，因而抑制了熱力氮氧化物的生成。同時(shí)，燃燒生成的一氧化碳與氮氧化物進(jìn)行還原反應(yīng)，以及燃料氮分解成中間產(chǎn)物 (如 NH、CN、HCN 和NHx 等)相互作用或與氮氧化物還原分解，抑制燃料氮氧化物的生成：2CO+ 2NO 2CO + N2NH+ NH N2+ H2NH+ NO N +OH在二級(jí)燃燒區(qū)（燃盡區(qū)）內(nèi)，將燃燒用空氣的剩余部分以二次空氣的形式輸入，成為富氧燃燒區(qū)。此時(shí)空氣量多，一些中間產(chǎn)物被氧化生成氮氧化物：CN+ O CO+ NO但因溫度相對(duì)常規(guī)燃燒較低，氮氧化物生成量不大

55、，因而總的氮氧化物生成量是降低的。水泥窯進(jìn)行空氣分級(jí)燃燒技術(shù)的示意圖見(jiàn)圖 3-2。圖 6-2 空氣分級(jí)燃燒示意圖3.1.2 空氣分級(jí)燃燒技術(shù)方案本方案主要是通過(guò)助燃空氣分級(jí)燃燒技術(shù)實(shí)現(xiàn)氮氧化物的減排。在分級(jí)燃燒過(guò)程中，以保證水泥廠正常生產(chǎn)和控制氮氧化物排放為目標(biāo)，在實(shí)現(xiàn)氮氧化物減排的過(guò)程中配備較為完善的控制檢測(cè)設(shè)備，以確定合理的分解爐燃燒制度。1） 中材XX水泥有限公司原燃料概況表 6-1 生料化學(xué)成分平均LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO36.6412.132.792.0544.031.3999.03表 6-2 煤灰成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO59.7723.4

56、97.491.391.3693.50表6-3 入窯煤粉StMar(%)Mad(%)Vad(%)Aad(%)Qned.ad(kj/kg)Qnet.ad(kcal/kg)固定碳1.275.91.863.3434.3720548491660.432）技術(shù)方案在現(xiàn)有 TTF 分解爐添加三次風(fēng)上行管道，使分解爐的主燃燒區(qū)空氣過(guò)剩系數(shù)<1，主燃燒區(qū)處于“富燃料燃燒”狀態(tài)；分解爐燃盡區(qū)空氣過(guò)剩系數(shù)>1。助燃空氣分級(jí)燃燒過(guò)程通過(guò)有效的組織，把對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的影響降低到最小。助燃空氣分級(jí)燃燒改造示意圖見(jiàn)圖 6-2.圖 6-2 空氣分級(jí)燃燒改造示意圖3.1.3 空氣分級(jí)燃燒設(shè)備空氣分級(jí)燃燒技術(shù)改造的主機(jī)設(shè)備表如下表所示：表 6-4 （4500t/d水泥生產(chǎn)線）空氣分級(jí)燃燒主機(jī)設(shè)備表編號(hào)設(shè)備名稱(chēng)規(guī)格數(shù)量1原有三次風(fēng)閘板閥改造1800*1800mm22上行三次風(fēng)分風(fēng)管道1500mm13上行三次風(fēng)分風(fēng)管道