水泥行业烟气“超低排放”整体解决方案.ppt

水泥行业烟气“超低排放”整体解决方案,江苏科行环保集团 2015年9月12日,目 录,科技领先 行业领跑,一、水泥行业烟气排放目标值 二、水泥行业烟气“超低排放”目标值 三、水泥窑烟气脱硝技术 四、水泥窑电除尘器改造技术 五、水泥窑烟气脱硫技术 六、节能风机 七、对脱硫脱硝及电改袋提供融资租赁业务 八、结束语,一、水泥行业烟气排放目标值,科技领先 行业领跑,水泥行业烟气排放值 GB4915-2013(mg/Nm3),一、水泥行业烟气排放目标值,科技领先 行业领跑,2015年6月10日国务院法制办下发了 中华人民共和国环境保护税法（征求意见稿）,火电、钢铁、水泥、电解铝、煤炭、冶金、建材等14个行业为重点监控纳税对象。 大气污染物每当量税额1.2元 二氧化硫污染当量值0.95千克 氮氧化物污染当量值0.95千克 一般性粉尘污染当量值4千克 烟尘污染当量值2.18千克 排放低于标准50%减半征税。,二、水泥行业“超低排放”目标值,科技领先 行业领跑,水泥行业污染物“超低排放”目标值 (mg/Nm3),三、水泥窑烟气脱硝技术,科技领先 行业领跑,“水泥窑SNCR烟气脱硝技术”成果鉴定证书 由工信部2013年组织的鉴定,水泥窑SNCR脱硝技术,三、水泥窑烟气脱硝技术,科技领先 行业领跑,“水泥行业全国第一个脱硝工程”陕西声威建材集2500t/d生产线SNCR,水泥窑SNCR脱硝技术,水泥行业第一个脱硝工程”陕西声威建材集团 2500t/d生产线SNC,三、水泥窑烟气脱硝技术,科技领先 行业领跑,脱硝停运,脱硝投运,脱硝停运,320mg/Nm3,800mg/Nm3,陕西声威2500t/d水泥窑脱硝运行前后NOx浓度变化曲线 日期：2012-4-25 时间：22:1823:18,三、水泥窑烟气脱硝技术,科技领先 行业领跑,水泥窑低氮燃烧技术,采用低NOx燃烧器：就是一次风量低的燃烧器，可选用一次风量在5%-6%之间； 分解炉空气分级燃烧：分出一部分三次风管高温气体去分解炉中部，使分解炉喷煤管处燃烧在缺氧状况下进行（理论计算此处过剩空气系数在0.8左右）； 分解炉燃料分级燃烧：燃料分级燃烧是指在烟室和分解炉之间建立还原燃烧区，将原分解炉用燃料的一部分均布到该区域内，使其缺氧燃烧产生还原剂； 优化操作：非常重要，不论采用何种分级燃烧，只要窑尾烟室O2大于3%，都无效果；,三、水泥窑烟气脱硝技术,科技领先 行业领跑,水泥窑SNCR脱硝项目主要业绩,截止目前，水泥窑脱硝项目业绩共有262条，其中空气分级燃烧16条。,三、水泥窑烟气脱硝技术,科技领先 行业领跑,苏州东吴水泥2500t/d水泥窑SNCR+SCR脱硝中试项目,苏州东吴水泥有限公司于2012年6月在香港主板上市。公司建有一条2500t/d水泥生产线，目前使用的SNCR脱硝装置，由科行集团建设，氮氧化物排放浓度小于320mg/Nm3，符合国家新标准。,中试项目采用选择性催化技术，采用高尘布置，催化剂为5层，每个催化剂尺寸为10261930mm，总体积为17.01m3，处理风量为20000Nm3/h（工况处理风量为46800m3/h)，SCR理论设计脱硝效率为：如NOx进口浓度为800mg/Nm3时，则NOx出口浓度为150mg/Nm3，脱硝效率可达81.25%，如采用SNCR-SCR联合脱硝，则脱硝总效率达90%以上。,水泥窑SNCR+SCR联合脱硝技术,三、水泥窑烟气脱硝技术,科技领先 行业领跑,苏州东吴水泥2500t/d水泥窑SNCR+SCR脱硝中试项目,三、水泥窑烟气脱硝技术,科技领先 行业领跑,苏州东吴水泥2500t/d水泥窑SNCR+SCR脱硝中试项目,三、水泥窑烟气脱硝技术,科技领先 行业领跑,苏州东吴水泥2500t/d水泥窑SNCR+SCR脱硝中试项目,四、水泥窑电除尘器改造技术,科技领先 行业领跑,“电改袋式除尘器高效低阻技术的开发和应用”成果鉴定证书 由中国建材联合会2013年组织的鉴定,四、水泥窑电除尘器改造技术,科技领先 行业领跑,北京琉璃河水泥有限公司1#（2#）线窑头电除尘改造(2500t/d),主要性能参数指标 袋除尘器型号：KDM150-24/165-22 处理烟气量： 380000（400000） m3/h 最高允许烟气温度 ：250 设计过滤风速：0.98 m/min 入口含尘浓度：30 g/m3 出口含尘浓度：4.0 mg/Nm3 （实测） 收尘器阻力： 650 Pa 滤袋规格： 1608000mm 改造工期： 12天 投运时间： 2012年9月,四、水泥窑电除尘器改造技术,科技领先 行业领跑,北京琉璃河水泥有限公司1#（2#）线窑头电除尘改造检测数据报告单,1#与2#线窑头颗粒物排放浓度都为4.0 mg/Nm3,四、水泥窑电除尘器改造技术,科技领先 行业领跑,“电改袋” 项目主要业绩,截止目前，电改袋业绩共107个。,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,新型干法水泥生产线窑烟气SO2排放状况,在2013年新标准修订的抽样调查，共获得153个有效的水泥窑SO2排放样本，平均排放浓度59.6mg/m3。,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,新型干法水泥生产线窑烟气SO2排放状况,水泥窑SO2排放浓度累积分布,水泥窑SO2排放统计表,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,新型干法水泥生产线窑烟气SO2生成,原料硫 水泥生产所用原料中的硫化物大部分为黄铁矿和白铁矿(两者均为FeS2)，还有一些单硫化物(如FeS)。会在500-600发生氧化生成S02气体，主要发生在第二级到第三级旋风筒之间。 燃料硫 燃料中的硫的存在形式和原料中的一样，燃料在分解炉或者回转窑燃烧，而分解炉存在大量的活性Ca0，同时分解炉的温度正是脱硫反应发生的最佳范围，因此烧成带产生的S02气体可以在分解炉被Ca0吸收或者在过渡带和烧成带与碱结合生成硫酸盐。,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,新型干法水泥生产线自身的S02脱除,煤粉燃烧产生SO2，由于分解炉里有大量的活性较高的Ca0很容易和S02发生反应。,C1C3旋风筒段Ca0和Ca(OH)2含量较低，又没有新鲜的CaCO3表面产生，湿度和温度较低，这几方面综合作用的结果是，预热器的C1C3旋风筒(300-600)的脱硫效率很低。,旋风筒C4C5温度范围在800950，脱硫反应在这里可以很好地进行。,C1C2上升管段生料中的硫化物（FeS2或FeS)，在500-600发生氧化生成S02气体。,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,新型干法水泥生产线自身的S02脱除,生料磨 生料磨中石灰石(CaC03)持续产生新鲜表面，同时粉料有较长的停留时间；另外立磨中气体温度通常已经降到200以下，因此相对湿度较高。生料立磨中硫的脱除率超过50%，其脱硫产物是Ca(HS03)2，入窑后会被氧化生成H2S02和CaS02。 除尘器 袋除尘器的脱硫效果要好于电除尘器。这是由于袋除尘器的滤袋表面捕集的碱性物质与试图通过滤袋的酸性物质结合成盐类，从而降低了酸性气体的浓度。,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,目前国内脱硫的主流技术,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,湿法脱硫技术,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,炉窑湿法烟气脱硫,湿式脱硫法已广泛应用于很多行业像电力、冶金行业。国内电力行业脱硫装置90%采用此方法，目前国外有多家水泥厂也采取了该方法。脱硫效率可以达到95%以上。下表是国家环保标准中锅炉及炉窑湿法烟气脱硫工程技术规范HJ462 石灰法 氧化镁法 石灰石法 双碱法,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,结论：,通过我们的研究：当SO2排放浓度为大于500mg/Nm3，石灰石-石膏法脱硫技术非常适合水泥行业。 一是脱硫效率高； 二是脱硫剂用的是石灰石，可以采用窑灰； 三是的副产品脱硫石膏可以用作水泥缓凝剂。,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,石灰石石膏湿法脱硫原理,石灰石石膏湿法烟气脱硫采用石灰石浆液做为反应剂，与烟气中的SO2发生反应生成亚硫酸钙（CaSO3），亚硫酸钙CaSO3与氧气进一步反应生成硫酸钙（CaSO4）。其脱硫效率和运行可靠性高，是应用最广的脱硫技术。,1. 吸收反应 SO2(g) SO2(aq) SO2(aq) + H2O HSO3- + H+ HCL(g) HCL(aq) CL(aq) + H2O CL- + H3O+ 2.石灰石消融 CaCO3(s) + H2O CaCO3(aq) + H2O CaCO3(aq) + H+ Ca2+ + HCO3- HCO3- OH- + CO2 3.氧化反应 HSO3- + 1/2O2 SO42- + H+ Ca2+ + SO42- + 2H2O CaSO4.2H2O,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,石灰石石膏湿法脱硫工艺流程,窑尾废气,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,典型案例-2500t/d水泥窑烟气脱硫方案,脱硫塔,石灰石粉仓,石膏脱水楼,事故浆液池,原废气风机,进入脱硫塔烟气量480000m3/h； 进入脱硫塔SO2浓度2500mg/Nm3； 出脱硫塔SO2浓度100mg/Nm3； 脱硫效率96%； 除尘效率50% 石灰石粉消耗量1385kg/h； 石膏生成量2269kg/h； 系统水耗量11.3t/h；,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,典型案例-2500t/d水泥窑烟气脱硫方案,液气比16.19； 脱硫塔直径6.7m； 当进入脱硫塔SO2浓度为1500mg/Nm3时，只需要开2层喷淋，这时液气比为10.8；,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,2500t/d水泥窑烟气脱硫年运行费用计算,熟料脱硫成本4.45元/吨； 扣除副产品石膏附加值后熟料脱硫成本2.42元/吨； 加废气风机增压电耗后熟料脱硫成本3.75元/吨；,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,典型案例-5000t/d水泥窑烟气脱硫方案,进入脱硫塔烟气量850000m3/h； 进入脱硫塔SO2浓度1200mg/Nm3； 出脱硫塔SO2浓度100mg/Nm3； 脱硫效率92%； 除尘效率50% 窑灰消耗量1290kg/h； 石膏生成量1890kg/h； 系统水耗量20.9t/h；,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,5000t/d水泥窑烟气脱硫方案,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,5000t/d水泥窑烟气脱硫方案,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,5000t/d水泥窑烟气脱硫年运行费用计算,熟料脱硫成本2.26元/吨； 扣除副产品石膏附加值后熟料脱硫成本1.71元/吨； 加废气风机增压电耗后熟料脱硫成本3.22元/吨；,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,水泥窑烟气污染物不达标技术方案建议,重点地区，对窑尾采用电收尘器，如SO2排放浓度为大于500mg/Nm3，粉尘排放浓度小于40mg/Nm3，建议不需要电改袋，直接采用湿法脱硫皆可达标排放； 重点地区，对窑尾采用电收尘器，如SO2排放浓度为大于500mg/Nm3，粉尘排放浓度大于40mg/Nm3，建议不需要电改袋，直接采用湿法脱硫+湿式除污器即可达标。,湿式除污器三维模型,与袋式除尘器相比优势：湿式除污器阻力只有300Pa，比袋式除尘器至少节约700Pa以上阻力，降低风机电耗，另其它使用费也低于袋式除尘器。,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,湿式除污器优点,优 点,除尘效率高,多种物质脱除效率高,解决蓝烟酸雾,运行稳定,无二次扬尘 粉尘排放可10mg/Nm 除尘性能稳定 不受粉尘比电阻影响,PM2.5去除率90% 汞及重金属去除率90%,SO3去除率90% 水雾去除率75% 解决烟囱腐蚀问题,无运动构件 设备故障率低,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,截止目前，湿法脱硫已达标运行业绩共86个。,湿法脱硫典型业绩,五、水泥窑烟气脱硫技术,科技领先 行业领跑,科行集团将湿法脱硫引入水泥行业的优势： 合理优化引入湿法脱硫至水泥窑，与同等电厂湿法脱硫相比，投资下降30%。例如： 将不常用电动阀改为手动阀。 废除滤液箱、滤液冲洗泵等，与地坑系统共用。 氧化风机、除雾器冲洗水泵、工艺水泵不采用备用。 将DCS控制改为PLC控制等。 脱硫塔采用计算机模拟设计，合理选取进风口至第一层喷淋距离，在同等液气比情况下提高脱硫效果，以降低运行电耗； 除雾器采用除雾效果最好的屋脊式。 采用灵活配置喷淋层个数，以适应不同的SO2入口浓度。,六、节能风机,科技领先 行业领跑,科行集团承担的脱硫脱硝及电改袋工程，都与风机相关 联，因此，我们与安徽科达风机（科达洁能控股）联合 组织团队对水泥厂用风机进行节能改造设计及供货。,六、节能风机,科技领先 行业领跑,风机耗能原因及解决方案：,风机所配电机功率,风机风量有15%储备,风机风压有15%储备,风机全压效率,电机容量储备系数，最小也有1.05,传动机械效率,根据生产状况，减少储备量,精确计算阻力，去除保守阻力,设计高效产品。,降低轴承、传动损失,降低安全系数,六、节能风机,科技领先 行业领跑,设计时风机选型举例（高温风机）： 规模：5000t/d，煤的热值5500kcalkg-fuel，热耗715kcal/kg-cl,海拔高度50m。 计算结果：高温风机入口温度325时，风量为74.6万m3/h,加上15%储备系数后风量85.8万m3/h，选型在85-90万m3/h之间。现在工艺高温风机前都有余热锅炉，高温风机入口温度降低至200，风量为65万m3/h, 当规模达：6000t/d时：高温风机入口温度325时，风量为89.5万m3/h,高温风机入口温度200时，风量为78万m3/h。,六、节能风机,科技领先 行业领跑,改造步骤： 1、风机是否耗能，我们通过以下进行初步判断： 运行电流长期处于额定电流80%以下运行的风机； 调风门长期处于90%以下开度运行的风机。 2、风机测试诊断； 3、风机个性化设计。,六、节能风机,科技领先 行业领跑,风机节能估算： 1、假定风机风量与风压根据生产状况，储备系数实际 只有5%，则节能为1.05*1.05-1=10.25% 2、如原风机全压效率为80%，设计新风机效率为85%， 则节能为1/0.8-1/0.85=7.35% 3、综合各种因素,1台风机节能1020%是完全没有问题。,七、对脱硫脱硝及电改袋提供融资租赁业务,科技领先 行业领跑,我公司为环保部工程技术中心依托单位，已成为环保部用融资租赁推进环保产业健康发展的首批试点单位之一。 融资租赁的定义： 指承租方（客户）根据所需设备，自主选定设备供应商（科行），由出租方（融资租赁公司）根据承租方（客户）的请求负责购置，然后交付承租方使用，承租方按租约定期交纳租金（一般为月支付，类似住房按揭）。,七、对脱硫脱硝及电改袋提供融资租赁业务,科技领先 行业领跑,融资租赁过程中相关费用： 1、租金：本金+利息，采用等额还款，租金恒定； 2、管理服务费：按照设备合同总额的1%，最低3万元，发 货前一次性收取； 3、保险费：按照设备合同总额的0.1%计算； 4、逾期利息、罚金：客户若逾期则， 逾期利息=逾期租金逾期天数租赁利率 罚金=（逾期租金+逾期利息）逾期天数0.5。,七、对脱硫脱硝及电改袋提供融资租赁业务,科技领先 行业领跑,对承租方的好处： 1、增加流动资金：可帮助客户实现快速低成本融资，进入程序到放款在1-2个月。特别是可以通过售后回租的方式，将客户现有的设备转化为现金，即变死钱为活钱