《水泥烧成系统脱硝技术控制规范》
脱硝操作规程

脱硝操作规程一、引言脱硝是指通过化学反应将燃煤电厂等工业设备中产生的氮氧化物(NOx)转化为无害物质的过程。
为确保脱硝操作的安全、高效和可靠性,制定本操作规程,以指导操作人员进行脱硝操作。
二、适用范围本操作规程适用于燃煤电厂等工业设备中的脱硝操作。
三、术语和定义1. 脱硝剂:用于将氮氧化物转化为无害物质的化学物质。
2. SCR(Selective Catalytic Reduction):选择性催化还原,是一种常用的脱硝技术。
3. SNCR(Selective Non-Catalytic Reduction):选择性非催化还原,是一种常用的脱硝技术。
4. 脱硝效率:脱硝操作后氮氧化物浓度的降低程度。
四、安全要求1. 操作人员必须熟悉脱硝设备的结构、工作原理和操作流程,并掌握相关安全知识。
2. 操作人员必须佩戴个人防护装备,包括安全帽、防护眼镜、防护服等。
3. 在操作过程中,严禁吸烟、使用明火和进行其他可能引发火灾的行为。
4. 操作人员必须按照操作规程进行操作,不得擅自变动设备参数或操作流程。
五、操作流程1. 准备工作a. 检查脱硝设备的运行状态,确保各部件正常工作。
b. 检查脱硝剂的储存量,如不足应及时补充。
c. 确认脱硝设备的运行参数,包括温度、压力等。
d. 确保操作人员已佩戴个人防护装备。
2. 启动脱硝设备a. 按照设备启动程序,逐步开启脱硝设备的各个部件。
b. 监测脱硝设备的运行状况,确保各部件正常工作。
3. 调整操作参数a. 根据实际情况,调整脱硝设备的温度、压力等操作参数。
b. 监测脱硝效率,根据监测结果进行适当调整。
4. 脱硝剂投加a. 根据脱硝设备的要求,准备好所需的脱硝剂。
b. 按照设备要求,将脱硝剂投加到脱硝设备中。
c. 监测脱硝效率,根据监测结果进行适当调整。
5. 停止脱硝设备a. 在停止脱硝设备前,先停止脱硝剂的投加。
b. 按照设备停止程序,逐步关闭脱硝设备的各个部件。
六、操作注意事项1. 操作人员应定期参加脱硝操作培训,提高操作技能和安全意识。
SNCR脱硝设施运行管理制度

SNCR脱硝设施运行管理制度(HB-20)第一条目的为加强环境保护管理,确保脱硝设施正常运行,进一步消除环境污染,杜绝环境污染事故的发生,达到环境治理的目的,特制定本制度。
第二条适用范围适用于本公司脱硝设施运行及日常管理。
第三条引用法规、标准《中华人民共和国环境保护法》《中华人民共和国大气污染防治法》《水泥工厂脱硝工程技术规范GB51045-2014》第四条工作程序(一)生产部门依据环境保护法律、法规、标准的要求,对脱硝设施运营实施标准化管理,杜绝环境污染事故的发生。
(二)脱硝设施应与窑生产系统同步投运,未经环境保护主管部门同意,不得擅自降低脱除效率、停运脱硝设施;发生故障确需停运时,必须提前征得所在地环境保护主管部门同意。
脱硝设施的规模、地点、发生重要变化时,应向当地环境保护主管部门申报,并经批准后方可实施。
(三)污染源在线监测系统依据标准及法规要求,与当地在线监控中心联网并接受监督管理。
生产部门、安全环保部门必须做好系统的运行管理并纳入考核体系。
(四)脱硝设施的运行和维护,应有完整的记录,并实行严格的档案管理。
(五)发生环境污染事故或其他突发性事件,必须依据应急预案妥善处理,及时通知周边可能受到污染危害的单位和居民,并按国家法律法规要求和上级公司的有关规定,及时向公司和当地环境保护主管部门报告,接受调查处理。
对重要和特大环境污染事故,应在事故发生后立即和当地环境保护主管部门,启动《突发环境污染事件应急预案》。
第五条规定内容(一)脱硝氨站的出入规定1.脱硝氨站正常运行期间为无人值守岗位,中控人员通过接入中控室的控制系统对氨站的设备运行参数进行远程监控,由生产部运行室值班人员定期巡回检查。
2.因工作需要进入氨站的设备管理人员、检修人员、运输人员必须经安全环保主管部门许可后方可入内。
3.外来参观、检查人员进入氨站必须有公司安全管理人员陪同。
4.进入氨站人员必须穿全棉工作服,不得穿带铁钉的鞋,严禁携带火种,禁止在氨站进食和饮水,熟悉氨站的安全风险及紧急处理措施,遵守各项规定。
脱硝操作规程

脱硝操作规程一、引言脱硝是指通过化学反应将燃煤电厂等工业排放中的氮氧化物(NOx)转化为无害物质的过程。
为了确保脱硝操作的安全、高效和可靠,制定一套脱硝操作规程是必要的。
本文将详细介绍脱硝操作规程的各个方面,包括操作准备、操作步骤、安全注意事项和操作结果的监测与记录。
二、操作准备1. 操作前,必须确保所有脱硝设备处于正常工作状态,并进行必要的维护和检修。
2. 操作人员应熟悉脱硝设备的结构、工作原理和操作流程,并具备相关的操作技能和知识。
3. 操作人员应穿戴好个人防护装备,包括防护眼镜、防护口罩、防护手套和防护服等。
4. 操作前,应检查脱硝设备周围的环境,确保没有可燃物和易燃物质,以防发生火灾。
三、操作步骤1. 启动脱硝设备前,必须先进行预热操作,将设备内部温度提升到适宜的工作温度。
2. 在预热完成后,将燃煤电厂的烟气引入脱硝设备,同时控制进气温度和流量。
3. 在脱硝设备中,通过添加适量的脱硝剂,使烟气中的氮氧化物与脱硝剂发生反应,生成无害物质。
4. 在脱硝过程中,需要控制脱硝剂的投加量和反应时间,以确保脱硝效果达到要求。
5. 完成脱硝操作后,需要对脱硝设备进行冷却操作,将设备内部温度降低到安全范围。
6. 关闭脱硝设备前,必须将设备内部的残存脱硝剂和废气排放进行处理,以防止对环境造成污染。
四、安全注意事项1. 操作人员必须遵守相关的安全操作规程,严禁违章操作和超负荷操作。
2. 操作人员在操作过程中,应时刻保持警惕,注意观察设备运行情况,如发现异常情况应及时报告。
3. 操作人员应定期接受相关培训,提高自身的安全意识和应急处理能力。
4. 在操作过程中,应严格控制脱硝剂的投加量,避免超出设备承载能力,以防止设备损坏或者事故发生。
5. 在操作过程中,应随时监测脱硝效果,并记录相关数据,以便后续的分析和改进。
五、操作结果的监测与记录1. 在脱硝操作结束后,应对脱硝效果进行监测,包括测量烟气中的氮氧化物浓度和其他相关指标。
水泥厂NOx(脱硝)排放控制技术

SCR催化剂的工作窗口: 160-400 °C
三,北京工业大学的SCR催化技术
SCR催化剂的成型技术
无机原料 捏合 成型助剂 陈化冷却
真空练泥
高温焙烧
干燥
挤出成型
陈腐
最终成型
三,北京工业大学的SCR催化技术 SCR催化工程技术开发
云南钛业酸洗线氮氧化物净化系统
三,北京工业大学的SCR催化技术
SCR催化工程技术开发
水泥行业对NOx排放贡献仅次与电力行业和机动车 尾气排放, 位居第三。
根据一些不完全的监测数据显示,大约在800 ~ 1600 mg/Nm3左右, 也 有一些数据报道水泥炉窑平均排放浓度为500 ~800 mg/Nm3 。
水泥行业NOx排放标准的发展及与火电厂排放标准比较
颁布年代 1985 排放标准 《水泥工业污染物排放标准》 (GB4915-85) 《水泥厂大气污染物排放标准》 (GB4915-1996 《水泥工业大气污染物排放标准》 (GB4915-2004) 《水泥工业大气污染物排放标准》 DB44/818-2010(广东) 《火电厂大气污染物排放标准》 GB23223-2003 《火电厂大气污染物排放标准》 GB 13223-2011 Nox限值 mg/m3 无限制
SCR技术
选择性催化还原法( Selective Catalytic Reduction, SCR)是 工业上应用最广的一种脱硝技术,可应用于电站锅炉、 工业锅炉和垃圾焚烧等燃烧设备的NOx排放控制,理想 状态下,可使NOx 的脱除率达90%以上, 是目前能找到的 最好的固定源NOx治理的技术。 原理:使用适当的催化剂,在一定条件下,用氨作为催化 反应的还原剂,使NOx转化为无害的氮气和水蒸气。反应 如下: 4NO+4NH3+O2 4N2 +6H2O 2NO2+4NH3+O2 3N2 +6H2O SCR脱销反应温度一般为300~450 oC,
脱硝系统操作使用细则及管理制度

华润水泥(富川)有限公司脱硝系统操作使用细则及管理制度2014年4月脱硝系统操作使用细则及管理制度SNCR系统与水泥生产线系统具有相对的独立性,但脱硝系统运行的情况尤其是运行的经济性水平直接依赖与水泥窑系统自身的操作运行水平,因此在进行试生产组织前应配合厂方进行生产系统的操作优化。
SNCR系统自身的设备相对较为简单,系统控制相对独立,采用自动模式进行运行需要的外部干预信号输入要求不多,但由于系统的运行优化在调试过程中及生产中断重新组织启动中需要对部分关键工艺参数进行调整适应,对操作人员的工艺水平具有较高的要求,因此厂方应做好包括人员、物资、技术、安全等方面试生产前的准备工作。
一、岗位技术培训本系统采用中央控制室集中控制,操作员不仅仅要再计算机屏幕上控制各设备、调整各运行参数:还应知道当前的屏幕生产状态与现场实际是如何对应,知道利用屏幕所给的一切信息判断各设备运行状态,有异常时操作快而准确。
因此操作员应熟读本操作说明书、有关机主设备说明书,了解设计意图,掌握操作要领。
本系统各岗位工或巡检工应对工艺流程清楚,已接受过现场安全教育,有一定的设备维护经验。
系统内各岗位工段应有明确的岗位责任制度,安全制度,正确的操作制度。
二、管道检查及设备的清水试车设备安装后的空载试运转包括单机试车和联动试车。
单机试车.是对机电设备制造,安装质量的初次检验.要求按照有关标准进和验收。
进行中应记录空载电流、温升、振动等情况。
以备带负荷试车对比用。
单机试车.由厂方、监理方,设备安装等方面组织进行。
眹动试车.是检验系统内各设备的开停是否按设计联系锁开停:有故障时,能否自动保护设备;有紧急情况时,能否按安全要求紧急停车。
眹动试车;由厂方统一组织,安装,监理、设计等配合进行。
眹动试车需要現场与中控,现场与现场多方面联系,动用较多人员,崗位工、巡检工,操作员等应参加。
1、试车前的准备1.1水泵各润滑点桉规定加油,油量、牌号正确,油路畅通,油压,油温正常。
2000t-d水泥熟料生产线脱硝改造项目实施方案和施工计划

2000t/d水泥熟料生产线脱硝改造项目实施方案和施工计划建材有限责任公司2000t/d水泥熟料生产线脱硝改造项目实施方案和施工计划一、项目概况1、项目名称:2000t/d水泥熟料生产线脱硝改造项目2、项目改造依据:根据兵团环保局《关于对兵团水泥行业氮氧化物排放企业限期治理的通知》(兵环发[20xx]74号)精神,要求公司2000t/d水泥熟料生产线在20xx年8月底前完成脱硝改造,氮氧化物排浓度(以NO2计)满足水泥工业大气污染排放新标准(GB4915-20xx)。
3项目改造内容:采用选择性非催化还原(SNCR)技术,对水泥窑煅烧过程中氮氧化物进行还原反应生成氮气和水,反应温度在900-1050ºC之间进行,最佳反应温度950ºC。
因此,在水泥窑窑尾系统中只有分解炉出口处是此温度范围,所以此项目的所选位置和使用还原剂-氨水的量至关重要。
4、项目改造效果情况:根据相关资料介绍SNCR脱硝技术可以把NOx降低40-60%,这样我公司的NOx排放浓度可达到400mg/Nm3左右,基本上可满足国家新标准的要求, NOx排放量的减少,较好地改善空气质量,对我国"十二五"氮氧化物减排起到积极作用。
另外,该项目不产生企业经济效益,反而要增加公司的运行成本,吨产品成本要增加4-5元,每年公司新增成本200万元左右。
5、SNCR脱硝设施请设备生产专业单位帮助现场设计、指导安装、调试和试运行。
二、项目技术方案1、氮氧化物排放基本原理氮氧化物在水泥生产中由煤燃烧过程产生。
煤燃烧过程中,依据氮氧化物生成机理不同区分为三种类型号:(1)燃烧与空气中的N2在高温条件下氧化生成的热力NOx;(2)燃料中的有机氮化合物在燃烧过程中被氧化形成的燃料NOx;(3)在碳氢集团反应过程中形成的中间产物和N2反应形成的快速NOx。
水泥生产过程中,回转窑和分解炉是两个主要的热工设备。
分解炉主要完成生料的碳酸盐分解过程,分解后产物进入回转窑,进行高温煅烧,形成水泥熟1料。
脱硝操作规程

脱硝操作规程一、引言脱硝是一种常见的空气污染控制技术,用于减少燃煤电厂和工业锅炉等燃烧过程中产生的氮氧化物(NOx)排放。
为了确保脱硝操作的安全和有效性,制定一套脱硝操作规程是必要的。
本文将详细介绍脱硝操作规程的标准格式,包括目的、适用范围、定义、设备要求、操作步骤、安全措施等内容。
二、目的本操作规程的目的是确保脱硝操作的安全、高效和可持续,保护环境,降低氮氧化物排放。
三、适用范围本操作规程适用于所有进行燃煤电厂和工业锅炉等燃烧过程脱硝操作的人员。
四、定义4.1 脱硝:指通过化学反应或吸附等方式,将燃烧过程中产生的氮氧化物转化为无害物质的过程。
4.2 氮氧化物(NOx):指一系列由氮和氧组成的化合物,包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。
4.3 脱硝剂:指用于脱硝过程中的化学物质,常见的脱硝剂包括氨水(NH3)、尿素(CO(NH2)2)等。
五、设备要求5.1 脱硝装置:脱硝装置应符合国家相关标准和规定,具备良好的运行状态和维护记录。
5.2 脱硝剂供应系统:脱硝剂供应系统应稳定可靠,脱硝剂储罐应定期检查并维护。
5.3 控制系统:脱硝操作应配备可靠的自动化控制系统,确保操作的准确性和稳定性。
六、操作步骤6.1 操作前准备6.1.1 确认脱硝装置和供应系统的运行状态正常,无异常情况。
6.1.2 检查脱硝剂储罐的储存量,确保充足。
6.1.3 检查控制系统的运行情况,确保正常工作。
6.1.4 佩戴个人防护装备,包括防护眼镜、手套和防护服等。
6.2 操作过程6.2.1 打开脱硝剂供应系统,确保脱硝剂流量稳定。
6.2.2 根据实际情况,调整脱硝剂的供应量,以达到预定的脱硝效果。
6.2.3 监测脱硝装置的运行情况,包括温度、压力和氮氧化物浓度等参数。
6.2.4 根据监测结果,调整脱硝装置的操作参数,以保持脱硝效果稳定。
6.3 操作结束6.3.1 关闭脱硝剂供应系统,停止脱硝操作。
6.3.2 清洁脱硝装置和供应系统,确保无残留物。
脱硝系统操作规程

脱硝系统操作规程一、概述氮氧化物(NOx)是造成大气污染的主要污染源之一,我国环保政策要求,熟料生产应严格控制NOx的大量排放。
控制NOx 排放的技术指标可分为一次措施和二次措施两类,一次措施是通过各种技术手段降低燃烧过程中的NOx 生成量;二次措施是将已经生成的NOx通过技术手段从烟气中脱除。
昌黎冀东水泥有限公司脱硝工程由秦皇岛市绿缘环保科技开发有限公司负责承建。
采用的是SNCR选择性非催化还原法烟气自动脱硝系统,在燃烧情况正常的分解炉内喷入还原剂(氨水),将炉内燃烧生成烟气中的NOx 还原为N2和H2O,降低 NOx 排放,制造还原区,从而在燃烧过程中降低NOx 生成量。
二、工艺描述(一)氨液储罐和加注系统,系统设有两个40m³卧室式氨液储罐,顶部设有满溢保护开关和呼吸阀,外部设有液位计、氨水直排门。
氨液由专用槽罐车送来,用车辆自带软管经快速接口接驳加注泵进口管道和循环管道。
氨液一般为20%的氨水。
氨液加注泵是两台离心泵,出口阀和循环阀手柄上设有开关。
送上加注泵电源,出口阀和循环阀开启,而且氨罐未满溢时,可以开启加注泵向氨罐补液。
为安全起见,氨液储罐边设有自来水紧急喷淋装置,紧急时用于冲洗眼睛、皮肤,作防护预处理。
SNCR氨水供应泵系统在氨罐旁,设有一组氨水加压泵组,从氨水储罐底部抽取氨液,加压后,由喷射加压泵送至预热器2、3层处分解炉内的SNCR 处理单元。
每组喷射加压泵组有2台不锈钢多级离心泵,一用一备。
每个泵组进口除设有手动隔离阀外,还设有电控气动隔离阀可实现远控开关,压缩空气气源取自厂内脱硝系统独立压缩空气站;出口设有远传压力表。
每台加压泵设有进出口手动隔离阀和出口逆止阀。
在现场还设有氨气泄漏检测仪,防止氨水泄漏过大,进行喷淋降低浓度。
氨水储罐设有液位计,低低液位时停运氨水加压泵。
来自SNCR系统喷射加压泵的氨水,分别经各自的电控气动阀、过滤器、流量计和调节阀送入喷射环管,满足分解炉NOx的控制要求。
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《水泥烧成系统脱硝技术控制规范》编制说明中国中材国际工程股份有限公司合肥水泥研究设计院2014年7月《水泥烧成系统脱硝技术控制规范》编制说明一、前言随着我国社会经济的快速稳定发展,大气污染物排放量不断增加,由此引发了一系列的环境问题。
“十二五规划纲要”明确提出了推进火电、钢铁、有色、化工、建材等行业的SO2和NO x的治理工作。
建材行业是其中重点治理的行业之一。
水泥工业作为建材工业的主要力量,产量由2000年的5.97亿吨,到2005年增加为10.6亿吨,2010年水泥产能为18.68亿吨。
对应的NO x排放量分别为77万吨、136万吨、200万吨。
2013年全国熟料产量为13.6亿吨、水泥产量为24.1亿吨,同比增长9.6%。
水泥行业是全国高能耗重污染行业,对环境的压力日趋增大。
经初步估算,颗粒物排放占全国排放总量的20~30%,SO2排放占全国排放总量的5~6%,NO x排放占全国排放总量的10~15%。
国家发改委数据显示:截止2010年底,国内新型干法水泥生产线已达1300多条。
4000t/d、5000t/d规模水泥线占60%左右,总计800多条。
2009年,中国建材研究总院和合肥水泥研究设计院共同对我国代表性的1500t/d规模以上的9条新型干法水泥窑进行了NO x测试,检测结果表明:≥5000t/d、≥2500t/d和≤1500t/d窑的NO x排放分别平均为:600mg/Nm3、1100mg/Nm3和1600mg/Nm3,全国新型干法水泥窑氮氧化物排放量加权平均值约为800mg/Nm3。
十二五期间,NO x被纳入控制目标,各类政策法规及控制标准相继出台:1) 《国务院关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案的通知》(国发〔2011〕26号):①“推动燃煤电厂、水泥等行业脱硝,氮氧化物削减358万吨”;②“新型干法水泥窑实施低氮燃烧,配套建设脱硝设施”。
2) 《国务院关于印发国家环境保护“十二五”规划的通知》(国发〔2011〕42号):①联防联控重点区域,实施大气污染物特别排放限值;②对水泥等行业SO2、NO x 和PM进行控制,新型干法水泥窑进行低氮燃烧改造,新建水泥线安装效率大于60%脱硝设施。
3) 《国务院关于印发节能减排“十二五”规划的通知》(国发〔2012〕40号):①2015年水泥行业NO x排放量控制在150万吨;②推广大型新型干法水泥线,普及纯低温余热发电;③水泥行业新型干法窑实施降氮脱硝,新建改扩建水泥线脱硝效率大于60%。
4) 《重点区域大气污染防治“十二五”规划》(环发〔2012〕130号)。
水泥行业属于污染控制重点,建设、淘汰落后、NO x治理、粉尘治理等有明确要求。
5) GB 4915-2013《水泥工业大气污染物排放标准》、GB 30485-2013《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》等标准已于2013年12月16日由环保部批准,其中新建企业自2014年3月1日起、现有企业自2015年7月1日起开始实施。
新标准对环保指标的控制较严,且比多数发达国家要严格。
其中NO x的指标要求为400mg/Nm³,重点地区为320mg/Nm³,这势必对水泥行业的带来一定压力。
国内各省市在“十二五”期间也对其辖区内的水泥企业提出了NOx减排政策和要求,详见表1。
表1 各地NO x减排政策绝大多数新型干法水泥生产企业,不设置脱硝系统,很难达到这一标准,因此,采用合适的脱硝减排技术满足国家污染物减排的政策要求和法规规定已成为水泥工业氮氧化物减排技术快速发展的要务。
二、任务来源和工作简况2013年12月31日,工业和信息化部办公厅关于印发2013年第四批行业标准制修订计划的通知(工信厅科[2013]217号文),下达了(2013-2042T-JC)《水泥工厂脱硝技术规范》节能领域行业标准项目。
2014年2月28日,中国建材联合会标准质量部在北京组织召开了《水泥工厂脱硝技术规范》行业标准编制工作启动会,中国建筑材料联合会标准质量部、中国中材国际工程股份有限公司、合肥水泥研究设计院、中材装备集团、中材国际环境工程(北京)有限公司、山东天璨环保科技有限公司、江苏科行集团、广东南大环保有限公司等单位参加了会议。
因该项目与住建部下达的国家标准计划重复,会议重点讨论标准名称的调整、标准范围,成立标准编制工作组,工作分工、时间节点的安排等。
会后经专家协商一致,标准名称改为《水泥烧成系统脱硝技术控制规范》;调整负责起草单位为:中国中材国际工程股份有限公司和合肥水泥研究设计院。
经过4个月的努力,标准工作组查阅了大量的技术资料和相关国家标准,并结合多年来对水泥工厂脱硝系统设计、施工、安装、调试与验收及运行等方面的工作经验,起草小组于2014年7月提出了本标准的工作组讨论稿。
2014年7月18日,由中国建筑材料联合会在南京组织召开了该标准的第二次工作研讨会,中材装备集团有限公司、中材国际环境工程(北京)有限公司、山东天璨环保科技有限公司、中国建筑材料科学研究总院、北京建筑材料科学研究总院、葛洲坝集团水泥有限公司等多家相关单位的专家提出了大量宝贵的意见。
起草小组根据研讨会会议纪要的修改意见,对工作组讨论稿的相应条款进行了修改、细化、删节、补充和论证,于2014年8月中旬完成了征求意见稿,并以书面文稿和电子邮件两种形式发送至相关企业及相关部门的专家。
本标准适用于各级政府建筑材料行业主管部门、各级环保部门、各设计单位和水泥熟料生产企业对脱硝系统的设计、运行、维护等工作。
三、标准名称更改说明2014年,中华人民共和国住房与城乡建设部下达了《水泥工厂脱硝技术规范》的标准任务(住房与城乡建设部原行业标准计划为“水泥工厂脱硝设计规范”)。
该任务的名称范围与本标准一致,为避免标准间的重复,本标准将定位为脱硝技术的控制规范。
同时,为突出标准的适用性,且水泥企业生产线的NO x仅在水泥烧成系统内产生和排放。
起草组将标准名称改为《水泥烧成系统脱硝技术控制规范》。
四、标准选用技术范围的说明现阶段,应用于水泥窑炉NO x排放控制的技术有低氮燃烧器、空气分级燃烧技术、燃料分级燃烧技术、添加矿化剂、选择性非催化还原SNCR法和选择性催化还原法SCR。
本标准重点考虑到脱硝技术的经济性、适用性和可操作性,且有利于推广无二次污染、成本低、但操作水平要求高的脱硝控制技术。
本标准的脱硝技术控制要求主要针对窑头低氮燃烧、空气分级燃烧、燃料分级燃烧和SNCR等四种方法(SCR技术在国内水泥行业尚无实例,无法验证)。
五、标准主要技术内容说明5.1 水泥厂NO x产生环节分析目前国内水泥生产工艺主要有立窑和新型干法窑,由于立窑生产工艺存在着能耗高、污染大、水泥质量不稳定等缺点,国家已逐步淘汰立窑并向新型干法窑转变,通过近几年的发展,新型干法窑所占比例越来越大。
新型干法窑的烧成工艺决定了其氮氧化物的排放量比立窑高,新型干法窑吨熟料的氮氧化物排放量约为立窑的3倍。
新型干法水泥生产过程中产生的氮氧化物,主要来自回转窑和分解炉,回转窑内主要是煅烧时物料熔融和矿物重结晶过程,物料温度必须超过1400℃,通常水泥窑主燃烧器形成的火焰温度1800~2200℃,在如此高温下,窑内气流中的氧气和氮气会反应生成氮氧化物,通常称之为热力型NO x。
在水泥生产过程中,大约60%的煤粉进入分解炉,炉内温度一般在850~1000℃之间,在此温度下,基本可以不考虑热力型NO x 的形成,但是煤粉自身的氮元素会与氧气发生反应,产生氮氧化物,通常称之为燃料型NO x。
水泥窑炉内产生的NOx 主要有三种方式:高温下N2与O2反应生成的热力型NOx、燃料中固定氮生成的燃料型NOx 、低温火焰下由于含碳自由基的存在生成的瞬时型NOx。
简而言之,热力型NOx 是由于燃烧反应的高温使得空气中的N2与O2直接反应而生成的;燃料型NOx 就是由燃料中的N与氧气反应而产生的;瞬时型NOx是由于在燃烧反应的过程中空气中的N2与燃料燃烧过程中的部分中间产物反应而产生的。
新型干法水泥窑产生NOx 的最主要来源:窑头和窑尾的燃料型NOx以及回转窑内的热力型NOx。
5.2 NO x控制技术5.2.1 降低烧成温度法水泥回转窑主燃烧器的火焰温度约为1600~1900℃,有的预分解窑系统甚至超过2000℃,气流在1200℃以上的停留时间一般超过3s,高温对减少热力型NO x不利,温度每上升100℃,NOx的生成量就会成倍增长。
通过调整配料、加矿化剂等方法可以降低烧成温度从而减少热力型NOx的形成,但烧成温度降低会影响水泥熟料的质量,况且加入矿化剂等添加剂也会带来新的污染源,目前该技术很少使用。
5.2.2电子束辐照法电子束辐照法属于干式氨法脱硝技术,但此处的氨不是还原剂,而是中和剂。
工作原理:在电子束辐照下,烟气中的O2和H2O被高能电子激发产生强氧化性的活性基团O、OH和H2O,烟气中的NO x被这些活性基团迅速氧化成NO2,并与H2O作用生成HNO3。
HNO3与喷入烟气中的氨发生化学反应,产生硝铵,从而达到脱除NO x的目的。
这种技术预期脱NOx效果较好,但设备费用和电耗可能比较高,目前还处于实验研究阶段有待进一步完善。
5.2.3 窑头低氮燃烧低氮燃烧脱硝技术是指在传统的燃烧器基础上,通过合理减小燃烧器的一次风量,加大轴流风和旋流风的喷射风速,增加喷射风的推力,提升对高温燃烧烟气回流的卷吸作用,调整燃烧火焰周边气氛燃烧的条件,实现对火焰燃烧温度的稳定化控制,通过降低火焰峰值温度的方式实现抑制热力氮氧化物的形成。
5.2.4 空气分级燃烧空气分级燃烧脱硝技术是指在分解炉内合理布置三次风的供给,在分解炉内通过调整燃烧温度和燃烧气氛,在中下部的主燃烧区域形成碳氢基团、CO、HCN、CN、NHi等还原气氛,还原回转窑内形成的氮氧化物,剩余的三次风在分解炉的上部区域加入保证尾煤的燃尽。
采用空气分级燃烧脱硝技术,燃烧速度的调整主要通过控制生料进入分解炉不同层段的分料比例和三次风进入分解炉的上下比例,燃烧速度的快慢直接影响燃烧气氛的建立,对分料阀的调整及操作优化是影响三次风分风效果的关键因素,因此对分解炉内燃料的燃烧组织和上下风量的调整优化必须进行合理的设计,才能保证在分解炉内形成预期的还原气氛控制要求。
5.2.5燃料分级燃烧脱硝技术分级燃烧脱硝的基本原理是在烟室和分解炉之间建立还原燃烧区,将原分解炉用煤的一部分均布到该区域内,使其缺氧燃烧以便产生CO、CH4、H2、HCN和固定碳等还原剂。
这些还原剂与窑尾烟气中的NO x发生反应,将NO x还原成N2等无污染的惰性气体,此外,煤粉在缺氧条件下燃烧也抑制了自身燃料型NO x产生,从而实现水泥生产过程中的NO x减排。