2500td熟料生產線目前已采用窯頭低氮燃燒器和分解爐分級燃燒技術脫硝工程分析

1、技改項目工程分析：（1）建設內容及工程規(guī)模xxxx2500t/d熟料生產線目前已采用窯頭低氮燃燒器和分解爐分級燃燒技術，已經取得了一定了減排效果，但還可以進一步優(yōu)化。另外，單獨采用低氮燃燒技術很難將NOx的排放濃度穩(wěn)定的控制在400mg/Nm3以下或者達到60%的脫硝效率，因此，在采取低氮燃燒技術的基礎上，還采用選擇性非催化還原（SNCR）煙氣脫硝技術，配置SNCR煙氣脫硝設施，在分解爐上部合適的溫度區(qū)間內噴入還原劑，與煙氣中NOx發(fā)生還原反應，進一步降低NOx排放。根據技術先進、工藝成熟、經濟合理”的選擇原則，針對水泥熟料生產線的特點和xxxx公司的具體情況，xxxx2500t/d熟料生產線選擇降低氮氧化物排放技術如下：⑴對現有的低氮燃燒技術設施進行優(yōu)化改造，將窯尾分解爐上部燃燒器及煤粉管道進行更換，增加分解爐下部燃燒器的喂煤量，強化脫硝還原區(qū)，進一步降低NOx排放，控制氮氧化物的排放濃度在550mg/Nm3以下；⑵采用選擇性非催化還原（SNCR）煙氣脫硝技術，配置SNCR煙氣脫硝設施，在分解爐上部合適的溫度區(qū)間內噴入還原劑，與煙氣中NOx發(fā)生還原反應，進一步降低NOx排放。通過以上兩項技術的聯合使用，確保在低成本的狀態(tài)下，實現系統(tǒng)NOx減排目標。表5-1選擇降低氮氧化物排放措施表主要措施初始濃度(mg/Nm3)排放濃度(mg/Nm3)減排比例(%)綜合效率(%)低氮燃燒技術已建成后分級燃燒功能并配置低氮燃燒器的熟料燒成系統(tǒng)80065018.860分級燃燒功能優(yōu)化改造65055015.4煙氣脫硝技術SNCR系統(tǒng)55032041.8本項目設計的NOx目標排放濃度為320mg/Nm3,滿足并低于現有的或最新的排放標準和相關環(huán)保要求。本技術方案擁有良好的適應性和經濟性，SNCR煙氣脫硝效率一般可達30-60%,本技術方案設計SNCR效率只要達到41.8%,即可達到NOx的最終排放濃度控制在320mg/Nm3,綜合脫硝效率達60%的目標，因此，在采用分解爐低氮燃燒改造技術的基礎上，先行降低NOx的排放濃度，再實施SNCR煙氣脫硝系統(tǒng)，可減少還原劑氨水的用量，實現在相對較低的運行成本下，達到較低的NOx排放目標和較高脫硝效率指標，保證滿足國家最新標準要求。該項目的工程內容主要包括：低氮燃燒系統(tǒng)(窯頭低NO2燃燒器)、SNCR系統(tǒng)，以及相關電氣、控制系統(tǒng)、氣體在線分析儀、配套土建等。其中配套土建主要包括氨水儲罐區(qū)、系統(tǒng)控制室、脫硝裝置封閉、在線檢測系統(tǒng)封閉等。項目脫硝工藝流程詳見圖5-1

氨水（尿素溶液）

儲存系統(tǒng)氨水（尿素溶液）

氨水（尿素溶液）

儲存系統(tǒng)氨水（尿素溶液）

注入系統(tǒng)NH3有組織排放.窯尾預熱器及分解爐（低氮燃燒）窯中窯頭圖5-1項目工藝流程圖（2）選用的煙氣脫硝技術①低氮燃燒技術I、對窯尾分解爐上部兩個燃燒器進行更換，并對上部相應的煤粉管道和煤粉分配器進行更換，通過上部煤粉管道的燃燒器的重新設計，達到減少上部燃燒器喂煤量，增加下部燃燒器喂煤量，強化脫硝還原效果的目的。n、操作上，配合改造后的調整，適當降低窯內通風和喂煤量，增加三次風量和分解爐喂煤量，盡量降低窯內過?？諝庀禂?，減少NOx的生成量；降低506風機轉速，盡量減少系統(tǒng)用風。分級燃燒主要改造內容和主要設備材料如表5-2和表5-3所示。表5-2分級燃燒優(yōu)化改造內容一覽表廳P名稱改造內容1窯尾煤粉輸送管道對輸送至分解爐上部燃燒器的煤粉管道進行重新設計更換。2分解爐燃燒器對分解爐上部的兩個燃燒器進行更換，對卜部兩個燃燒器進行優(yōu)化改造。

表5-3分煤燃燒優(yōu)化改造主要設備材料表廳P名稱單位數量備注1煤粉三通分料閥臺2窯尾煤粉分配調節(jié)2煤粉管道閘閥個3窯尾煤粉輸送控制調節(jié)3壓力表臺3窯尾煤粉輸送壓力監(jiān)控4煤粉輸送管道一套1包括無縫鋼管和陶瓷彎頭5分解爐上燃燒器］臺2用于分解爐柱體②選擇性非催化還原法（SNCR）I、SNCR技術實施位置SNCR技術采用的是分解爐內直噴還原劑技術，所以煙氣成分唯一影響的就是還原劑噴射量的多少。分解爐內直噴還原劑適合的溫度區(qū)間為850C-1100C,分解爐內的溫度正符合這一溫度區(qū)間。SNCR技術示意圖見圖5-2。圖5-2SNCR系統(tǒng)實施位置圖n、SNCR技術系統(tǒng)組成SNCR系統(tǒng)主要包括：還原劑原料的接受及制備系統(tǒng)、還原劑的供應系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)、電氣、控制系統(tǒng)以及配套土建。田、還原劑SNCR技術還原劑選擇是整個系統(tǒng)中很重要的一個環(huán)節(jié)。在SNCR系統(tǒng)中，還原劑是最大的消耗品。其消耗成本直接影響到脫硝系統(tǒng)的整體經濟評估。該項目SNCR系統(tǒng)使用的還原劑為氨水。氨水的特性：氨水與無水氨都屬于危險化學品。氨溶液：含氨＞50%的氨溶液，危險貨物編號為23003。35%〈含氨＜50%、為《危險貨物品名表》《危險化學品名錄（2002版）》GB12268-90規(guī)定之危險品，危險物編號為22025。10%＜含氨W35%勺氨溶液，危險貨物編號為82503;用于脫硝的還原劑通常采用20%?25%濃度的氨水。無色透明液體，易分解放出氨氣，溫度越高，分解速度越快，可形成爆炸性氣氛。若遇高熱，容器內壓增大，有開裂和爆炸的危險。與強氧化劑和酸劇烈反應。與鹵素、氧化汞、氧化銀接觸會形成對震動敏感的化合物。接觸下列物質能引發(fā)燃燒和爆炸：三甲胺、氨基化合物、1-氯-2,4-二硝基苯、鄰一氯代硝基苯、鉗、二氟化三氧、二氧二氟化艷、鹵代硼、汞、碘、澳、次氯酸鹽、氯漂、氨基化合物、塑料和橡膠。腐蝕銅、黃銅、青銅、鋁、鋼、錫、鋅及其合金等等。IV、技術原理選擇性非催化還原（SNCR）脫除NOx技術是把含有NHx基的還原劑（氨水和尿素）噴入爐膛溫度為800c?1100c的區(qū)域，在無催化劑作用下，NH3與煙氣中的NOx進彳fSNCR反應而生產沖。該方法是以分解爐為反應器。采用氨水作為還原劑時，其主要化學反應方程式為：8NH36NO2-；7N212H2O不同還原劑有不同的反應溫度范圍，此溫度范圍稱為溫度窗。還原劑氨水的反應最佳溫度區(qū)為800?1100C。當反應溫度過高時，還原劑氨水會被氧化成NOx,NOx排放量會不降反升；溫度過低，還原反應速率下降，脫硝效率下降，還會引起未反應的NH3逃逸。NH3是高揮發(fā)性和有毒物質，氨的逃逸會造成新的環(huán)境污染。引起SNCR系統(tǒng)氨逃逸的原因有兩種，一是由于噴入點煙氣溫度低影響了氨與NOx的反應；另一種可能是噴入的還原劑過量或還原劑分布不均勻。還原劑噴入系統(tǒng)必須能將還原劑噴入到爐內最有效的部位，因為NOx在爐膛內的分布經常變化，如果噴入控制點太少或噴到爐內某個斷面上的氨分布不均勻，則會出現氨濃度分布較高區(qū)域有較高的氨逃逸量。為保證脫硝反應能充分地進行，以最少的噴入還原劑氨水量達到最好的還原效果，必須設法使噴入的還原劑氨水與煙氣良好地混合。若噴入的氨水溶液不充分反應，則會造成一定量的NH3逃逸，造成二次污染。為了保證還原劑氨水與煙氣良好地混合，還原劑氨水噴射系統(tǒng)安裝位置在分解爐中部，圍繞分解爐環(huán)繞一周多層布設噴槍，噴射系統(tǒng)由4個噴槍構成。同時，項目脫硝裝置還設置有霧化系統(tǒng)，霧化系統(tǒng)主要是調節(jié)霧化介質的壓力和流量，霧化介質的作用主要為加強還原劑與爐內煙氣混合，充分混合有利于保證脫硝效果、提高還原劑利用率、減少還原劑用量、減少尾部氨殘余。霧化介質主要是提高還原劑噴射速度、增加噴射動量，而不是要求把還原劑溶液全部霧化成很小的液滴，而是一定比例的不同尺寸液滴。小液滴在噴槍出口爐壁附近的低溫區(qū)就揮發(fā)反應，而大液滴則可以深入爐膛才析出反應。綜上所述，本項目還原劑氨水溶液與煙氣可進行良好地混合。V、工藝流程簡述在分解爐的中下部噴入還原劑氨水，使之與煙氣中的NOx化合，并將其還原成氨氣和水，脫硝效果最低可達50%。儲存罐內的還原劑氨水先經過濾器后，通過還原劑添加泵送入分解爐，出添加泵的溶液進入流量調節(jié)閥和流量計，經計量的溶液進入噴槍，在噴槍內與壓縮空氣混合，霧化后噴入分解爐內。噴槍位置在分解爐中部，由多個噴槍構成，形成霧狀，更利于高溫下還原劑還原劑氨水迅速分解為氨，并與煙氣中的NOx進行反應生成氮氣和水。選擇性非催化還原（SNCR）脫除NOx技術具關鍵技術是噴槍位置的確定，確定噴槍位置主要考慮設備內部的氣體溫度，尿素還原NOx反應的適宜溫度為800C?1100C,此處內部氣體溫度約1000Co噴槍的結構和噴槍的質量是還原劑氨水添加設備的技術關鍵，噴槍的結構設計首先應保證尿素溶液具有良好的霧化效果，其次噴槍本身處于高溫部位，應具有良好的耐熱性能，不易燒損。噴射系統(tǒng)主要包括噴槍系統(tǒng)，自動開關門，自動前進后退裝置，當噴槍不工作時，噴槍自動退出套管之外，關門裝置自動關閉噴槍安裝套筒門；當噴槍工作時，門自動打開，噴槍自動進入工作位置。③煙氣脫硝技術參數

低NO2燃燒技術與SNCR系統(tǒng)設計技術參數及參數比較詳見下表5-4。表5-4低NO2燃燒技術與SNCR系統(tǒng)設計技術參數表項目SNCR低氮燃燒技術還原劑用氨水或尿素無反應溫度850?1100c/催化劑不使用催化劑/脫硝效率25%?60%20%?40%還原劑噴射位置通常在分解爐內噴射/SO2/SO3氧化不導致SO2/SO3氧化不導致SO2/SO3氧化NH3逃逸低于8mg/m3/對后續(xù)設備影響不導致SO2/SO3的氧化，影響小無系統(tǒng)壓力損失沒用壓力損失無燃料的影響無影響無影響占地空間小(無需增加催化劑反應器)最小(3)系統(tǒng)組成本項目的煙氣脫硝技術采用低氮燃燒器+SNCR技術，設備安裝位置分別為：窯頭低氮燃燒器在水泥生產線的窯頭車間安裝實現，即將窯頭普通噴煤管更換為低氮燃燒器；SNCR的系統(tǒng)組成為氨水溶液儲罐區(qū)、氨水溶液的供應系統(tǒng)、噴射系統(tǒng)及電氣系統(tǒng)及相關的儀器儀表。(4)建設條件①脫硝裝置場地脫硝裝置場地主要包括還原劑儲存區(qū)、噴射區(qū)。其中儲存為窯尾處空地。噴射區(qū)設置在窯尾預熱器塔架上，現有場地位置完全可以滿足要求。②供電電源引自2500t/d水泥熟料生產線總降壓站，脫硝系統(tǒng)所需電源有保障。③氣源條件2500t/d新型干法熟料水泥生產線SNCR脫硝系統(tǒng)壓縮空氣可引自2500t/d熟料水泥生產線。脫硝系統(tǒng)壓縮空氣耗量約為2-3m3/h,現有供氣系統(tǒng)可滿足需求，氣源可在就近車間壓縮空氣罐引取。④SNCR系統(tǒng)還原劑的供應條件本工程SNCR系統(tǒng)還原劑選用尿素、氨水。尿素可從****縣化肥廠購買，運距50公里；氨水從開遠解化廠購買，運距600公里。尿素、氨水供貨來源穩(wěn)定，可以保障本工程SNCR系統(tǒng)的正常運行。(三)SNCR系統(tǒng)還原劑的運輸條件擬建項目位于xx省****市****縣興泉鎮(zhèn)興泉村石板魯溝，距興泉鎮(zhèn)東4.5公里處，地處川滇兩省交界處，攀枝花****公路北側，規(guī)劃廠界南面距該公路300m廠區(qū)西距****縣城39km距****市區(qū)240km東距攀枝花市35km,距格里坪火車站24km距昆明市區(qū)360公里，成昆鐵路、108國道公路等交通干線從擬建廠址附近經過。廠址距氨水產地開遠解化廠600公里，距尿素生產廠家****縣化肥廠50公里，現有交通網絡方便快捷，滿足SNC源統(tǒng)技改需要。(5)主要經濟技術指標表5-5分級燃燒+SNCR脫硝系統(tǒng)的主要經濟技術指標廳P名稱單位經濟技木指標1項目總投資萬元642.732年利用小時數小時8000

3處理煙氣量Nm3/h364000（10%。2含量）4初始NOx排放濃度…3mg/Nm（10%。2含量）6505脫硝效率%50.86氨逃逸率3mg/Nm<8720%氨水消耗量噸/天9.8820%氨水消耗量噸/月295920%氨水消耗量噸/年32801020%氨水價格元/噸100011氨水運行成本萬元/年32812電耗kwh/年3600013實物煤耗噸/年83714壓縮空氣m3/年64000015年均單位生產成本(不含稅)元/噸熟料9.2516脫硝區(qū)域占地面積2m12017最終NOx排放濃度3mg/Nm（10%。2含量）32018NOx減排量噸/年961(6)項目低氮燃燒系統(tǒng)設備①分煤燃燒優(yōu)化改造主要設備材料見表5-6表5-6分煤燃燒優(yōu)化改造主要設備材料表廳P名稱單位數量備注1煤粉三通分料閥臺2窯尾煤粉分配調節(jié)2煤粉管道閘閥個3窯尾煤粉輸送控制調節(jié)3壓力表臺3窯尾煤粉輸送壓力監(jiān)控4煤粉輸送管道套1包括無縫鋼管和陶瓷彎頭5分解爐上燃燒器臺2用于分解爐柱體②SNCR系統(tǒng)本項目熟料水泥生產線建設的SNCR裝置，整套工藝是全機械化和自動運行的，主要包括4個分系統(tǒng)：I、接收、儲存和輸送氨水溶液的系統(tǒng)；n、還原劑計量分配系統(tǒng)；田、還原劑噴射與監(jiān)測系統(tǒng)；IV、工藝的控制和管理系統(tǒng)。主要設備如下表5-7:表5-7主要設備表廳P設備或模塊數量1儲罐2個2氨水加注模塊1個3還原劑輸送模塊2個4給料分配模塊1個5噴射模塊2個6噴槍模塊8-10（支噴槍）1套7PLC控制柜1套8的分配模塊接線箱1套（7）總平面布置本脫硝工程包括：低氮燃燒系統(tǒng)（窯頭低氮燃燒器）、SNCR系統(tǒng)、以及相關電氣、控制系統(tǒng)、氣體在線分析儀、配套土建等。根據2500t/d新型干法水泥熟料生產線的布置情況，窯頭低氮燃燒器安裝在水泥生產線的窯頭車間，即將窯頭普通噴煤管更換為低氮燃燒器；SNCR系統(tǒng)中噴射系統(tǒng)安裝在窯尾預熱器分解爐工作平臺上；在窯尾旁的空地上建設二層鋼筋混凝土建筑，一樓布置空壓機、氨水溶液儲罐區(qū)，二樓單獨設置系統(tǒng)控制區(qū)。2、主要污染工序(1)施工期污染分析1、廢水的產生及排放在施工過程中，產生的廢水主要有施工人員產生的生活污水、混凝土及砂漿攪拌用水、設備清洗用水及開挖地面因降雨產生的高濃度泥沙地面雨水，廢水產生量和產生的時間均不確定。施工方應設置施工廢水臨時沉淀池，對施工廢水進行沉淀處理后回用于攪拌和灑水降塵。項目施工人員約為10人，施工人員的生活用水主要為清洗用水，用水定額按50L/(人?d)計，施工人員的清洗廢水產生率按用水量的80%計算,則項目施工期用水量約為0.4m3,產生的生活廢水進入廠區(qū)原有的污水處理系統(tǒng)，經處理后達標排放。2、廢氣的產生及排放在施工過程中，部分機械作業(yè)會產生粉塵及NOx、CO等燃油廢氣。施工期間，建筑材料的運輸、堆放，部分混凝土在現場拌和等過程均會產生粉塵，均為無組織排放。該項目不存在場地平整問題，因此，大大減小了無組織粉塵的產生量和排放量。只是在某些機械作業(yè)時會產生少量粉塵和NOx、CO等燃油廢氣以及開挖地基產生的揚塵。為了減少施工期揚塵的產生量，施工方應合理安排施工時間，優(yōu)化施工方案，并在旱季風大時對施工作業(yè)面進行灑水盡量減少施工期揚塵的產生量，減輕施工揚塵對項目區(qū)域環(huán)境的影響。3、施工噪聲的產生及排放情況施工期間，由于使用電鋸、電鉆、吊車等施工機械以及施工材料運輸車輛，將會產生一定的噪聲污染。電鋸、電鉆噪聲源強約為85dB(A);大型施工運輸車輛的噪聲源強度也超過90dB(A)。施工噪聲的特點是突發(fā)性和間歇性，為間歇性點源排放。施工噪聲的處理措施主要為采用低噪設備，合理安排施工時間、夜間不施工、盡量優(yōu)化施工方案，選擇施工車輛的最優(yōu)進場道路，盡量從源強及傳播途徑上降低施工噪聲的產生量。4、固體廢棄物的產生及排放項目施工期間所產生的固體廢棄物主要為建筑垃圾和施工人員的生活垃圾。其中，建筑垃圾屬于一般固廢，于項目區(qū)內統(tǒng)一堆存，對于這些廢物，應集中處理，分類收集并盡可能的回收再利用，不能回收利用的則應及時清理出施工現場，在施工結束后及時清運到建設部門指定的地點進行處理。施工期10名人員的生活垃圾，按每人每天產生1kg計，則每天產生的生活垃圾為10kg,施工期間產生的生活垃圾集中收集，匯同原項目的其他垃圾清運處置。(2)工程運營期污染分析1、廢水的產生及排放該項目生產用氨水噴入分解爐后，由于分解爐中溫度高達800C?1100C,氨水溶液中的水將變?yōu)檎羝麚]發(fā)掉，因此，本技改項目生產用水為消耗水，無生產廢水產生。該項目不新增勞動定員，不新增生活污水。xxxx水泥有限責任公司內已建有布局合理的雨水溝，雨水排放有可靠保證，故本項目不再新建雨水溝。2、廢氣的產生及排放情況該項目運營期的廢氣主要來自氨逃逸后由窯尾煙囪排放的氨氣，為有組織排放。項目SNCR系統(tǒng)氨逃逸平均排放濃度以8mg/Nm3計，窯尾廢氣標況流量為369248Nm3/h,故項目建成后2500t/d新型干法水泥熟料生產線氨逃逸后由90m高的窯尾煙囪排放的氨氣量為2.95kg/h、21.24t/a。其排放濃度可滿足GB14554-93《惡臭污染物排放標準》二級標準的要求。止匕外，本項目作為廢氣治理設施，其建成后將對回轉窯所排廢氣中的氮氧化物有一定的削減作用。故水泥廠原2500t/d新型干法水泥熟料生產線所排廢氣中除回轉窯排放廢氣中的氮氧化物濃度及排放量減少外，其余大氣污染物均不發(fā)生變化。根據xx市環(huán)境監(jiān)測站監(jiān)測提供的《建設項目竣工環(huán)境保護驗收監(jiān)測報告》（保環(huán)驗字［2012］第2號）中的驗收監(jiān)測數據，原2500t/d新型干法水泥熟料生產線窯尾廢氣標況流量為369248Nm3/h,NOx排放濃度為738mg/Nm3,故原2500t/d新型干法水泥熟料生產線回轉窯所排NOx量為272.51kg/h、19