新型干法水泥熟料生产线选择性非催化还原脱销工艺技术报告.doc

SNCR 相关技术报告新型干法水泥熟料生产线选择性非催化还原脱销工艺技术报告术语和定义1.选择性非催化还原法（SNCR）selective non-catalytic reduction 在没有催化剂的条件下，利用还原剂有选择性的与烟气中的氮氧化合物（主要是 NO、NO 2 ）发生化学反应，生成氮气和水，从而减少烟气中氮氧化合物排放的一种脱销工艺2.氨氮摩尔比 NH 3/NOX molar ratio 喷入氨的摩尔数量与 SNCR 反应器入口氮氧化合物摩尔数量之比3.氨逃逸 ammonia escape SNCR 反应器出口烟气中氨的浓度 ml/m 34.SCR 反应器 SCR reactor烟气脱销系统中选择性还原脱除氮氧化合物的反应装置5.脱销效率 denitration efficiency脱销装置脱除的 NOX量与未经脱销前烟气中 NOX量的百分比，即为：%10)-2C（式中：；-脱 销 效 率 ，C2-SCR 反应器出口烟气中 NOX浓度（标准状况，干基，过剩空气系数 1.4） ，单位为 mg/m3 C1-SCR 反应器入口烟气中 NOX浓度（标准状况，干基，过剩系数 1.4） ，单位为 mg/m36.装备压力降 differential arrangement scheme脱销装备进口和出口烟气平均全压之差，单位为 Pa干法水泥炉窑烟气脱销技术原理在分解炉中喷入氨水（质量浓度 20%-25%） ，在 850-1000℃ ，使之与烟气中的氮氧化合物反应，并将其还原成氮气和水的过程叫做水泥脱硝技术。

氨水由槽罐车运输到氨区，经过泵打入并储存在氨罐中当脱硝系统开启时，储存在氨罐里的氨水经过滤器后，通过化工泵将其送到 PU 柜中氨水溶液经过流量调节阀和流量计，经过计量的溶液会进入相对应的喷枪内 ，在喷枪的喷嘴初与压缩空气混合，雾化后喷入分解炉内是烟气中的氮氧化合物还原成氮气和水再排入大气，将从而完成烟气脱硝过程喷氨后炉内发生的化学反应有：4NO+4NH3+O2→4N 2+6H2O6NO+4NH3→5N 2+6H2O6NO2+8NH3→7N 2+12H2O2NO2+4NH3+O2→3N 2+6H2O为了提高脱销的效率并实现氨逃逸的最小化，需满足以下条件：再氨水喷入的位置没有火焰；在反应区域维持的温度范围（850-1100℃） ；在反应区域有足够的停留时间（至少 0.5 秒，900℃） 如下图所示，我们不难看出，SNCR 法的温度、停留时间控制至关重要图 1 温度窗口的反应温度与 NOX 脱除率的关系图图 2 停留时间对 NOX脱除的影响SNCR 脱销系统应用背景早在二十多年前欧美各国水泥行业新型干法水泥上已经开始采用 SNCR 法减少氮氧化合物排放，按照欧盟 IPPC 指令，SNCR 工艺被认为是目前可用于水泥行业回转窑上最好的技术。

我国拥有水泥企业近 5000 家，2011 年全国累计生产水泥总产量 20.6 亿吨，其中新型干法水比重超过 80%，生产线达到 1500 多条，日产 4000 吨、5000 吨水泥生产线占 60%左右据权威机构调查显示，我国水泥厂的大气污染物基本得到控制，但是氮氧化合物仍然是主要污染源，企业每年要交的上百万元的排污费，单单氮氧化合物排污费就占到 85%所以，脱销不仅是环保紧迫要求，也是在减轻水泥厂的沉重负担，脱硝势在必行国家“十二五”规划中，明确提出将水泥脱销列入国家环保重点治理范畴表 1 几种脱销工艺的比较表 2 国外脱销工艺对几种还原剂的选择情况表 3 SNCR 几种还原剂的比较通过比较我们不难发现，现在对于水泥厂的脱销工程，我们选择 SNCR 法的还是比较多，一来运行成本低，二来不需要催化剂，运行时操作方便对于还原剂，从多方面考虑，我们现在大部分脱销项目都是在是用氨水作为还原剂SNCR 脱销系统的组成部分主要是由卸氨系统、氨区、加压泵及其控制系统、混合系统、分配与调节系统、喷雾系统等组成其流程见附件 11.卸氨区：将罐车内的氨水经过泵打到氨罐里去，氨水储存罐里的氨气不外排，需回流到氨水槽车内。

卸氨区如下图所示图 3 氨水运输车卸氨2.氨区：氨区主要的部件是氨水储罐，用于储存氨水在氨罐右前方有个氨水输送泵，用于将氨罐里的氨水输送到管道内，至于可以将氨水喷入炉内氨区及输送泵如下图所示图 4 氨区及氨水输送泵3.控制系统：脱销的控制系统是整工艺的“大脑” ，它是来调节氨水量，调整配方，设定控制值必备的整个系统哪里出现了问题，在控制系统的界面上也可以清晰的看到，这就方便了系统在运行期间的维修图 5 控制系统界面显示的常用指标图 6 控制系统的配方界面图 7 控制系统监测的数据曲线4.分配与调节系统：这个系统（PU 柜）主要是根据炉窑内氮氧化合物的浓度，来计量氨水的量，然后将相应的氨水定量输送的对应的喷枪喷枪先将氨水进行雾化，再将其喷入炉内与氮氧化合物反应，以达到降低氮氧化合物浓度的目的图 8 PU 柜内部SNCR 脱销系统相关技术规定（针对对浙江省）1.控制指标规定a.NH3 逃逸量应控制在 10ppm 以下（炉窑工况稳定）b.窑尾烟气中氮氧化合物浓度瞬时值不得高于 320mg/Nm3c.烟气脱硝的效率不低于 60%d.氨氮摩尔比控制在 1-22.脱销系统和设备要求a.SNCR 脱销不增加烟气阻力b.脱硝装置设计在锅炉负荷 50%-100%BMCR 范围内仍可以有效的运行c.烟气脱硝工程内电器负荷均为低压负荷情况，系统内只设低压配电装置d.烟气脱硝系统中的控制系统可以独立运行，并通过光钎通讯，在主控室设置操作员站，实现现场操作及炉窑控制室内 DCS 监视和操作e.氨水会侵蚀某些塑制品、橡胶和涂层，所以氨系统要注意材料的选择。

f.液氨罐区域的设计应考虑防火墙、遮阳棚、冷却喷淋等相关安全措施，并设置氨气泄漏报警器、喷淋冷却水装置、氨气吹扫装置、安全淋浴器和洗眼器及逃生风向标等安全设备g.氨水储存罐要按常温压力容器设计，工作压力一般小于0.15Mpa，设计压力应取 0.5Mpa氨水储罐主要分为立式和卧式结构的，材料可为碳钢、不锈钢、碳钢内衬里，为防止氨水在较高温度下蒸发对环境的影响，应将氨罐设计为封闭型运行中氨罐中要通入一定压力的压缩空气，以维持罐体内压力，抑制氨水的蒸发，并防止氨水输送泵进口氨水的气化每台氨水储存罐应配有超压释放安全阀和真空破坏阀，真空破坏阀气管入口测应配置阻火器，防止火星进入容器图 9 卧式氨罐图 10 立式氨罐h.氨水输送泵，单炉一般设计两台输送泵，一用一备氨水输送泵可以选择离心泵，通过设在氨水蒸发器入口氨水管道上的调节阀自动调节开度控制氨水的喷入量，多余氨水则返回氨水储罐图 11 氨水输送泵备注：附件 1-SNCR 法脱销流程图附件 2-富阳山亚水泥脱销工程 168 连续试运行数据记录。