水泥窑脱硝、脱硫改造技术方案设计.doc

4000t/d新型干法回转窑窑尾配套SNCR+SCR脱硝、湿法脱硫(超低排放改造)工程技术方　案***日期：2019年7月目 录一、工程概况31、项目实施的意义和必要性32、国外技术现状分析53、窑尾烟气参数54、方案思路5二、设计依据51、基本依据52、基本原则63、设计标准6三、SNCR+SCR脱硝工艺设计71、SNCR脱硝利旧72、公用系统主要参数72、SNCR工艺及设备描述73、选择性催化还原（SCR）脱硝技术8四、湿法脱硫方案121、SO2吸收系统122、烟气系统143、吸收剂供应与制备系统164、脱硫装置供水及排放系统165、箱体和容器176、仪表及控制177、脱硫岛电气188、石灰—石膏湿法烟气脱硫工艺20五、技术服务及质量保证231、现场技术服务232、技术培训243、售后服务保证244、设计联络25六、供货围251、SCR脱硝系统供货围252、脱硫供货围26一、 工程概况1、项目实施的意义和必要性2018年我国水泥总产量已突破20亿吨，NO*排放量已成为火电之后的第二大工业领域十二五”时期，水泥行业是NO*减排的重点行业2012年在《水泥工业“十二五”发展规划》指出，到2015年末，NO*排放总量降低10%，新建生产线必须配套建设效率不低于60%的烟气脱硝装置，二氧化硫排放总量降低8%等目标，“两会”期间，温家宝总理在政府工作报告中也提出要加快燃煤机组脱硝设施建设，加强水泥行业NO*的治理等要求，而同期环保部正在研究相当严格的水泥工业新的NO*排放标准。

由此可见，我国水泥工业全面推进清洁生产，大力进行节能减排，开展脱硝等大气污染物减排工作势在必行并显得尤为迫切环境保护部副部长力军在海螺集团考察时指出：“十二五”污染减排任务更加艰巨，当前尤其是NO*减排压力巨大，“十二五”第一年全国NO*排放量不降反升，减排形势非常严峻目前，我国有水泥新型干法生产线1400条左右，新型干法水泥窑的NO*排放普遍在800mg/Nm3左右，而欧盟等国外水泥企业排放量则普遍在500 mg/Nm3与发达国家相比，我国仍有较大差距近期，环保部和财政部将联合出台文件，设立5个亿专项资金对重点污染物进行治理，今年有4个亿作为水泥窑NO*减排专项资金，1个亿作为PM2.5治理专项资金每个省都会有3-5条新型干法水泥生产线作为该资金的补助对象，建成区域示工程2011年我国水泥行业排放的NO*约220万吨，占我国工业NO*排放总量的10%左右，对NO*排放贡献仅次于火电和机动车尾气排放，位居第三NO*的排放问题已成为水泥工业可持续发展的制约因素根据2010年对150多家水泥企业的调研，水泥厂的大气污染物基本上得到了控制，但是氮氧化物已成为主要废气污染源比如，对于每条5000t/d的熟料新型干法水泥生产线而言，企业每年需缴纳排污费90～100万元，其中氮氧化物排污费约占85％，即每年氮氧化物排污费76～85万元。

2010年11月中华人民国工业和信息化部发布的《水泥行业准入条件》公告，新准入条件明确了限制水泥业产能过剩的政策方向，重点支持现有水泥（熟料）企业联合、重组、并购，支持不以新增产能为目的技术改造项目并通过规划的实施，力争使水泥熟料生产企业数量从目前的3000家左右，减少到1000家左右至2015年，前10家企业水泥产量达到全国水泥产量的35%以上，前10家的平均规模大于7000万吨产能预示着我国的水泥工业正在向大型化、集团化、资源节约回转窑是新型干法水泥物料烧成的关键技术装备，也是NO*的主要来源煅烧水泥熟料时生成一氧化氮NO的途径主要有四种，即第一种热力型NO*，它是燃料在水泥窑头1400℃以上燃烧时会产生大量NO*；第二种瞬发型NO*，它是有碳氢根存在时，于火焰前端瞬发形成的NO*，一般这种瞬发NO生成量的比例很小；第三种燃料型NO，它是由燃料中所含的化学接合氮所产生的第四种生料型NO*，它是由窑喂料中含氮的化合物分解后而形成的NO*，例如NH4等在窑废气中NO2一般仅占NO+NO2总量的5％以下，NO则占总量的95％以上在我国新型干法水泥回转窑上常用的NO*控制技术主要有以下几种：一是优化窑和分解炉的燃烧制度；二是改变配料方案，掺用矿化剂以求降低熟料烧成温度和时间，改进熟料易烧性；三是采用低NO*的燃烧器；四是在窑尾分解炉和管道中的阶段燃烧技术。

然而，即使把上述四种措施全部采用起来，事实上水泥窑的NO*排放也很难达到500mg／Nm3以下采用选择性非催化还原（SNCR）脱硝法或选择性催化还原（SCR）脱硝法进一步降低NO*排放的措施是一个非常有效的降低NO*排放的途径选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术 1） SNCR 降低NO*原理选择性非催化还原（Selective Non-Catalytic Reduction，以下简写为SNCR）技术是一种成熟的商业性NO*控制处理技术SNCR方法主要在850～1050℃下，将含氮的化学剂喷入贫燃烟气中，将NO还原，生成氮气和水在水泥窑氮氧化物减排实施中，主要在分解炉合适位置喷入适量的还原剂（氨水或是尿素溶液），喷入的还原剂在烟气自身热力运动和喷枪的合理分散作用下，同氮氧化物完成充分混合，在适合的温度和气氛下，反应生成氮气和水，发生以下反应过程如下： 4NH3 + 4NO + O2 →4N2 + 6H2O (1) 温度进一步升高,则可能发生以下的反应: 4NH3 + 5O2 →4NO + 6H2O (2) 当温度低于800℃时,NH3与NO的反应速度很慢；当温度高于1050℃时反应式(2)会逐渐起主导作用,当温度高于1300℃时NH3转变为NO的趋势会变得明显。

我公司现排放浓度为300 mg/Nm3，超出省/国家新环保规定，项目迫于环保要求必须干2、国外技术现状分析对于新建、改建的水泥生产线（水泥窑及窑磨一体机），德国的标准依然最为严格：NO*排放限值为100～200mg/Nm3，欧盟要求为200～500 mg/ Nm3我国又比欧盟、奥地利500 mg/Nm3的排放限值宽300 mg/Nm3，比德国200 mg/Nm3的排放限值宽600 mg/Nm3因此，我国《水泥工业大气污染物排放标准》规定的NO*排放限值距发达国家存在较大差距3、窑尾烟气参数序号项目单位数量1正常风量m3/h3700002温度℃350-430起炉时温度短时超过500℃3NO*初始浓度mg/ Nm3300-3504氮氧化物排放浓度mg/ Nm3≤1005SO2初始浓度mg/ Nm3≤15006SO2排放浓度mg/ Nm3≤354、方案思路4.1目前脱硝采用SNCR脱硝工艺，采用氨水为还原剂，NO*排放浓度≤200mg/Nm3；现潍坊市水泥窑排放按超低排放要求执行，NO*排放浓度≤100mg/Nm3在尾气进入余热锅炉前，引入300-430℃的高温烟气进入SCR反应器，采用高尘布置，上进、下出，烟气再引入余热锅炉。

4.2脱硫采用石灰-石膏法脱硫工艺，空塔逆向喷淋，SO 2排放浓度≤35mg/Nm3 二、设计依据1、基本依据●《省建材工业大气污染物排放标准》新标准；●《水泥工业大气污染物排放标准》●国家现行有效的环保标准、法规； ●各专业现行有效的中华人民国电力行业标准DL/T系列； ●各专业所涉及的现行有效的中华人民国国家标准GB系列；2、基本原则●本方案遵循国家有关法规及规定进行编制●选用较新专利技术，结合工程项目的具体条件，采用优化设计方法，提高设计水平和降低工程投资额●严格执行资源综合利用原则，积极改进工艺技术，采用无害或少害的工艺 ●贯彻“安全生产，预防为主”的方针●充分利用本工程项目相应的公用设施、辅助设施，以节约投资，加快工程的建设周期 ●NO*排放浓度≤100mg/Nm3●SO 2排放浓度≤35mg/Nm33、设计标准序号标准名称标准号1《水泥工业大气污染物排放标准》2《包装储运图示标志》GB1913《标准电压》GB1534《低压成套开关设备和控制设备》GB7251.1-35《低压成套开关设备基本试验方法》GB94666《低压电器外壳防护等级》GB/T4942-27《工业企业厂界噪声标准》GB123488《工业企业噪声控制设计规》GBJ879《工业管道施工及验收》GBJ25310《火电厂烟气脱硝工程技术规-选择性非催化还原法》 HJ/T563-201011《火电厂烟气脱硝工程技术规-选择性催化还原法》HJ/T 562-201012《火电厂烟气脱硫技术规-石灰石石灰石膏法》HJ/T 179-200513《钢结构设计规》GB50017三、SNCR+SCR脱硝工艺设计1、SNCR脱硝利旧。

SNCR效率按40%左右设计，排放浓度在＜200mg/Nm32、公用系统主要参数1.1冷却水水质：生活水（澄清水） 冷却水压力：进口 0.4 MPa； 冷却水温度：正常20℃；最高30℃；最低10 ℃； 冷却水[SS]：<10 mg/m3 冷却水[Cl-]：<0.5 mg/m31.2电源 动力电源：三相五线制 380V/220V， 50Hz 事故电源：直流220V 控制电源：直流220V或交流220V1.3 压缩空气 压力： 0.5 MPa 温度： ≤ 50 ℃1.4 原料（1）氨水：20%浓度配置2、SNCR工艺及设备描述SNCR方法主要在850～1050℃下，将含氮的化学剂喷入贫燃烟气中，将NO还原，生成氮气和水在水泥窑氮氧化物减排实施中，主要在分解炉合适位置喷入适量的还原剂（氨水或是尿素溶液），喷入的还原剂在烟气自身热力运动和喷枪的合理分散作用下，同氮氧化物完成充分混合，在适合的温度和气氛下，反应生成氮气和水，发生以下反应过程如下： 4NH3 + 4NO + O2 →4N2 + 6H2O (1) 温度进一步升高,则可能发生以下的反应: 4NH3 + 5O2 →4NO + 6H2O (2) 当温度低于800℃时,NH3与NO的反应速度很慢；当温度高于1050℃时反应式(2)会逐渐起主导作用,当温度高于1300℃时NH3转变为NO的趋势会变得明显。

当温度高于1100℃时，NH3则会被氧化为：4NH3+5O2→4NO+6H2O不同还原剂有不同的反应温度围，此温度围称为温度窗以尿素为还原剂的反应最佳温度区为900~1100℃较NH3为不原剂的反应温度偏高50℃左右当反应温度过高时，由于氨的分解会使NO*还原率降低，另一方面，反应温度过低时，氨的逃逸增加，易和炉膛的SO2反应，生成硫酸氢氨(NH4)SO4，对炉膛产生腐蚀同时也会使NO*还原率降低NH3是高挥发性和有毒物质，氨的逃逸会造成为新的环境污染2）工艺流程在分解炉的中下部或出口喷入氨基还原剂，使之与烟气中的NO*混合，并将其还原成氮气和水，可较大幅度地削减NO*的排放，脱硝效果达50％以上，NO*排放浓度可降到200～300mg／Nm3其工艺流程为尿素溶解溶液通过输送泵至还原剂储存罐，还原剂经过过滤器后，由高倍流量泵输送到稀释计量模块完成还原剂的稀释、计量，并输送到分配模块，经分配模块完成各喷枪的平衡分配，输送到喷枪，。