日产2500吨熟料新型干法水泥生产线尾气脱硝项目可行性研究报告

四川旺苍西南水泥有限公司2500T/D熟料新型干法水泥生产线尾气脱硝项目可行性研究报告前言四川旺苍西南水泥有限公司（原广元广旺卢家坝水泥有限责任公司）于2012年1月1日被大型中央企业、世界500强的中国建材集团重组，现隶属于中国建材集团西南水泥有限公司。公司是广元市委、市政府积极落实省委、省政府“两个加快”的总体要求和“资源就地转化”战略，于2008年6月投资建设的2500T/D熟料新型干法水泥生产线，属于广元市灾后恢复重建的重点工程项目。公司位于广元市旺苍县白水镇卢家坝村，占地300余亩，年能生产PC325R、PO425R、PO525R等不同等级的通用硅酸盐水泥110余万吨，可实现年销售收入3亿余元，为国家和地方增创利税3000余万元。水泥窑尾气中污染物为粉尘及氮氧化物污染物，粉尘污染物已经采取了有效整治，实现达标排放，但烟气中氮氧化物排放浓度较高，达700MG/NM3左右。按环保部门要求，水泥窑要实施NOX减排工作，2013年需该窑的减排工作。本项目运用成熟的SNCR脱硝技术对公司现有2500T/D熟料新型干法水泥生产线尾烟气脱硝处理，降低烟气中氮氧化物的排放量。SNCR工艺采用氨水作为还原剂。还原剂氨水通过车辆运输并装载入公司内新建的氨水储存罐，根据设定的参数和系统反馈信号，氨水经计量后进入喷射系统，在喷嘴内与压缩空气混合，雾化后喷入分解炉内。使之与烟气中的NOX化合，并将其还原成氮气和水，氮氧化物浓度由700MG/NM3降低至300MG/NM3以下，有效削减了氮氧化物的排放总量。工程建设总投资5458万元，其中工程费用402万元，占总投资7365。本项目可削减氮氧化物排放1324T/A。可减轻对环境的影响。实现NOX减排，治理效果明显。目录1总论111概述112项目提出的背景和建设的必要性213编制依据及可研报告研究范围414主要指导思想和技术原则515可行性研究结论52项目目标及效果分析921国家发展规划以及有关政策法规922污染治理现状及存在的环保问题1023项目建成后效果分析103工程技术方案1231厂区总体规划及总平面布置1232工艺方案比选1333原有污染物浓度及相关污染物排放标准2634设计原则和依据2735推荐改造方案的设计2736治理前后污染物排放对比324原材料及辅助材料供应及消耗3441供水及消耗3442供电及消耗3443原材料供应及消耗345公用工程、土建工程及配套设施3551总图运输设计说明3552土建工程3553供电工程3654控制及自动化3855给排水396厂址条件和厂址位置4061自然环境4062厂址选择意见427环境保护4371大气污染控制4372水污染控制4373固体废弃物处理4374厂区绿化措施4375噪声措施438劳动保护及安全卫生4581运行过程中职业危害因素分析4582防治措施459消防5091设计依据5092消防设计5010节能52101设计原则52102节能措施5211生产组织和劳动定员53111组织机构53112劳动定员54113培训5412施工条件和进度计划55121原则与步骤55122项目的实施55123调试与试运转55124项目实施计划5513投资估算与资金筹措57131投资估算依据57132项目总投资估算58133资金来源及资金筹措58134投资计划5914财务评价60141基础资料60142环境效益评价62143社会效益评价62144项目总经营成本费用估算62145财务盈利能力分析64146清偿能力分析65147不确定性分析66148财务评价6615风险68151社会稳定风险评估68152项目风险68153防范措施6816结论和建议69161结论69162建议691总论11概述111项目名称项目名称四川旺苍西南水泥有限公司2500T/D熟料新型干法水泥生产线尾气脱硝项目可行性研究报告承办单位四川旺苍西南水泥有限公司编制单位四川省迅达工程咨询监理有限公司112承办单位概况企业名称四川旺苍西南水泥有限公司地址旺苍县白水镇卢家坝法定代表人张子斌注册资金陆仟万元人民币企业性质其他有限责任公司经营范围水泥及水泥制品113承办单位介绍四川旺苍西南水泥有限公司（原广元广旺卢家坝水泥有限责任公司）于2012年1月1日被大型中央企业、世界500强的中国建材集团重组，现隶属于中国建材集团西南水泥有限公司。公司是广元市委、市政府积极落实省委、省政府“两个加快”的总体要求和“资源就地转化”战略，于2008年6月投资建设的2500T/D熟料新型干法水泥生产线，属于广元市灾后恢复重建的重点工程项目。公司位于广元市旺苍县白水镇卢家坝村，占地300余亩，项目现有回转窑4060M回转窑生产线一条，包括五级旋风预热器分解炉，水泥磨系统为4013M，煤磨立式磨，年能生产PC325R、PO425R、PO525R等不同等级的通用硅酸盐水泥110余万吨，可实现年销售收入3亿余元，为国家和地方增创利税3000余万元。12项目提出的背景和建设的必要性121项目的提出背景氮氧化物指的是只由氮、氧两种元素组成的化合物。常见的氮氧化物有一氧化氮（NO，无色）、二氧化氮（NO2，红棕色）、笑气（N2O）、五氧化二氮（N2O5）等，其中除五氧化二氮常态下呈固体外，其他氮氧化物常态下都呈气态。作为空气污染物的氮氧化物（NOX）常指NO和NO2。氮氧化物NOX种类很多，包括一氧化二氮（N2O）、一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）、三氧化二氮（N2O3）、四氧化二氮（N2O4）和五氧化二氮（N2O5）等多种化合物，但主要是NO和NO2，它们是常见的大气污染物。天然排放的NOX，主要来自土壤和海洋中有机物的分解，属于自然界的氮循环过程。人为活动排放的NO，大部分来自化石燃料的燃烧过程，如汽车、飞机、内燃机及工业窑炉的燃烧过程；也来自生产、使用硝酸的过程，如氮肥厂、有机中间体厂、有色及黑色金属冶炼厂等。据80年代初估计，全世界每年由于人类活动向大气排放的NOX约5300万吨。NOX对环境的损害作用极大，它既是形成酸雨的主要物质之一，也是形成大气中光化学烟雾的重要物质和消耗O3的一个重要因子。在高温燃烧条件下，NOX主要以NO的形式存在，最初排放的NOX中NO约占95。但是，NO在大气中极易与空气中的氧发生反应，生成NO2，故大气中NOX普遍以NO2的形式存在。空气中的NO和NO2通过光化学反应，相互转化而达到平衡。在温度较大或有云雾存在时，NO2进一步与水分子作用形成酸雨中的第二重要酸分硝酸（HNO3）。在有催化剂存在时，如加上合适的气象条件，NO2转变成硝酸的速度加快。特别是当NO2与SO2同时存在时，可以相互催化，形成硝酸的速度更快。此外，NOX还可以因飞行器在平流层中排放废气，逐渐积累，而使其浓度增大。NOX再与平流层内的O3发生反应生成NO与O2，NO与O进一步反应生成NO2和O2，从而打破O3平衡，使O3浓度降低，导致O3层的耗损。氮氧化物是主要的大气污染物之一，是形成酸雨的重要原因，还是生成臭氧的重要前体物之一，会产生多种二次污染物。氮氧化物减排指标已被列为国“十二五”主要污染物总量减排控制的约束性指标。根据2010年污染源普查动态更新调查结果，四川省氮氧化物排放量为6204万吨，其中电力行业氮氧化物排放量1934万吨，水泥行业氮氧化物排放量1002万吨，机动车氮氧化物排放量1779万吨。三项合计约占全省氮氧化物排放量的75，是四川省最主要的氮氧化物排放源。火电和水泥行业氮氧化物排放总量大而且集中，机动车新增速度快，氮氧化物排放量高。因此，火电厂、水泥厂降氮脱硝工程和机动车氮氧化物控制是四川省完成“十二五”氮氧化物减排任务的重要措施和关键环节。四川旺苍西南水泥有限公司水泥生产线建于2008年，目前该公司形成了日产2500T/D孰料新型干法水泥生产线。公司主要采用石灰石等原材料，加工生产水泥。在生产过程中主要产生的大气污染物为粉尘及氮氧化物污染物。目前工厂主要生产线产生的粉尘污染物已经采取了污染处理措施，粉尘排放经除尘系统治理后能达标排放，烟气中氮氧化物污染物并未采取措施进行治理，氮氧化物排放浓度高达700MG/NM3左右。“十二五”期间国家实施氮氧化物减排工作，水泥窑氮氧化物减排是重点之一，本工程的实施，可减少水泥窑中氮氧化物的排放，减轻对当地的环境危害，满足环境管理和污染物削减要求。122项目建设的必要性公司在位于广元市旺苍县白水镇卢家坝村，主要生产水泥，年设计产能日产2500T/D新型干法水泥生产线。生产过程中主要在水泥窑尾气中产生粉尘及氮氧化物污染物。为了满足国家对氮氧化物控制要求，本项目被列入当地环保部门目标考核任务。13编制依据及可研报告研究范围131编制依据1）中华人民共和国环境保护法1989年12月26日；2）中华人民共和国环境大气污染防治法2000年4月29日3）中华人民共和国清洁生产促进法4）大气污染物排放标准（GB162971996）5）环境空气质量标准（GB30951996）6）工业企业设计卫生标准（GBZ12010）7）建设项目环境保护设计规范877国环字第002号文8）关于加强环境保护工作的决定（川委发200438号）9）工业企业噪声控制设计规范（GB30951996）10）生产过程安全卫生要求总则GB1280111）建筑设计防火规范GB50016200612）工业炉窑大气污染物排放标准GB9078199613）污水综合排放标准GB8979199614）水泥工业大气污染物排放标准GB4915200415）清洁生产标准水泥工业HJ4672009132编制范围本项目为大气污染物综合治理项目。项目针对四川旺苍西南水泥有限公司水泥生产线水泥窑氮氧化物污染物进行治理。编制范围为氮氧化物净化设施建设；属于成熟技术，可研中附带说明。编制内容包括1）工程建设规模2）工程建设条件3）工程技术方案4）环境保护及节能、节水措施5）工程建设期及进度安排6）工程投资分析及效益评估14主要指导思想和技术原则1）为配合企业自身的发展，加强企业环境保护配套设施的建设，提高企业生存竞争能力，以及从保护大气环境，防治环境污染出发，在进行多方案比较的基础上，确定治理方案。2）采用工艺先进、技术可靠，我国自主知识产权的专利技术，实现自动化控制和集中管理方便的方案，在尽量利用原有设备的基础上，又经济合理、节省占地、节约能源，降低运行管理费用。3）根据企业自身的财力以及未来的发展规划，在充分考虑近、远期结合的前提下，合理确定建设规模。4）达到现行的国家和地方有关标准、规范和规定。5）用可靠的设备，防止由于除尘系统发生故障而影响生产。6）为确保工程的可靠性及有效性，提高自动化水平，降低运行费用，减少日常维护检修工作量。7）采用现代化技术手段，实现自动化控制和管理，做到技术可靠、先进，经济合理。15可行性研究结论151场址概述四川旺苍西南水泥有限公司位于广元市旺苍县白水镇卢家坝村，本项目不需要新增土地，根据现有生产线的地质勘探报告，该场地无不良工程地质现象。四川旺苍西南水泥有限公司2500T/D熟料水泥生产线厂址位于四川省广元市旺苍县内，在白水镇和尙武镇之间，地处区域市场的中心地带，西距广元30KM，东距巴中110KM，南距苍溪110KM，阆中130KM，以S202线和G212线为主要销售运输公路。厂址距广元到嘉川的铁路1KM，广旺等级公路S202线15KM，距白水火车站4KM，距尚武站5KM。麻英朱家坡石灰石矿区距离厂址约6KM。交通运输方便。152主要原材料及动力本项目实施后年新增氨水（25）消耗3456T/A，由当地采购获得。本项目总需要电力648万度/A，厂区有完善的电力供给系统。本项目不新增用水。153环境保护本项目属于大气污染物综合治理项目，通过对2500T/D熟料新型干法水泥生产线建设窑尾烟气脱销设施，达到降低尾气中氮氧化物污染物排放的目的。本工程建成后可保证两条生产线窑尾烟气中氮氧化物污染物浓度满足水泥工业大气污染物排放标准的排放要求，达到保护环境和减少污染物排放总量的目的。154工程定员与劳动力来源窑尾烟气脱销处理工段生产人员由原有生产人员兼任，不新增人员。155项目资金概况工程建设总投资5458万元，静态总投资4938万元，其中工程费用350万元，占总投资6413。156项目实施进度建议本项目进度安排为2013年6月2013年11月，共6个月（含设计和调试时间）。157环境效益及社会效益本工程为大气污染综合治理工程，项目建成后，可减少氮氧化物（以NO2计算）排放量1324T/A。本项目建成后，降低水泥窑烟气中氮氧化物的排放量，有利于保护环境、造福人类，提高公司的社会形象，具有良好的社会效益。158可行性研究结论本项目属于大气污染综合治理项目，具有减少污染物排放，保护环境功效，也是很好的清洁生产项目，该项目不但具有较好的环境效益和社会效益，同时还具有相当大经济效益。对保护环境、节约资源，实施可持续发展战略具有较大的意义。159主要技术经济指标表11主要技术经济指标序号项目单位指标备注1年销售收入万元25017672年总成本万元23414323年销售税金万元4253004年利润总额万元3027845年所得税万元761446年税后利润万元2266397投资利润率万元37778投资利税率万元50469资本金利润率万元504610设计生产能力（1）脱硝处理系统M3/H46000011服务期年累计生产能力（1）脱硝处理系统万M3331200服务期20年12销售收入万元2501767平均价格13年均原材料数量及单价万元014职工人数人4人均工资福利551万元/年15项目总投资万元6125不含全厂投资（1）其中固定资产投资万元5458（2）铺底流动资金万元666716固定资产投资来源万元5458不含全厂投资（1）自筹万元5458（2）银行贷款万元017流动资金来源万元6667不含全厂投资（1）银行贷款万元（2）自筹资金万元666718固定资产折旧年限（1）土建工程年20余值3（2）设备及安装工程年15余值519无形资产摊销年限年1020递延资产摊销年限年1021年均燃料及动力消耗（1）电万度/年648电价06元/度（2）水M3/年水价3元/吨（3）燃煤万T/年燃煤价格320元/T22增值税率17（综合进项税13）23城乡建设维护税率724教育费附加率325所得税率2526企业盈余公积金1027项目计算期年20（1）建设期年12项目目标及效果分析21国家发展规划以及有关政策法规中华人民共和国国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要继续加大环境保护力度，提出以解决饮用水不安全和空气、土壤污染等损害群众健康的突出环境问题为重点，加强综合治理，明显改善环境质量。强化污染物减排和治理，实施主要污染物排放总量控制。加强造纸、印染、化工、制革、规模化畜禽养殖等行业污染治理，继续推进重点流域和区域水污染防治，加强重点湖库及河流环境保护和生态治理，加大重点跨界河流环境管理和污染防治力度，加强地下水污染防治。推进火电、钢铁、有色、化工、建材等行业二氧化硫和氮氧化物治理，强化脱硫脱硝设施稳定运行，加大机动车尾气治理力度。深化颗粒物污染防治。加强恶臭污染物治理。建立健全区域大气污染联防联控机制，控制区域复合型大气污染。根据2011年12月颁发的产业结构调整指导目录（2011年本）中规定建材行业中水泥行业要求淘汰窑径3米及以上水泥机立窑（2012年）、干法中空窑（生产高铝水泥、硫铝酸盐水泥等特种水泥除外）、立波尔窑、湿法窑；淘汰直径3米以下水泥粉末设备，以及无覆膜塑编水泥包装袋生产线。国家环境保护“十二五”发展规划将着力减排二氧化硫和氮氧化物。并提出加强水泥、石油化工、煤化工等行业二氧化硫和氮氧化物治理、石油石化、有色、建材等行业的工业窑炉要进行脱硫改造。新型干法水泥窑要进行低氮燃烧技术改造，新建水泥生产线要安装效率不低于60的脱硝设施。四川省政府指出，水泥厂降氮脱硝工程是全省完成“十二五”氮氧化物减排任务的重要措施和关键环节之一。为全力推进氮氧化物减排工作，四川省政府要求水泥生产线采用低氮燃烧技术、烟气脱硝设施采用非选择性催化还原法（SNCR）。同时要求现有日产2000吨及以上熟料新型干法水泥生产线加建SNCR烟气脱硝设施，综合脱硝效率达到40以上；新建、改建新型干法水泥项目应采用先进的低氮燃烧技术，同步建成配套的SNCR烟气脱硝设施，综合脱硝效率达到70以上。相关的产业政策有（1）国务院关于发布实施促进产业结构调整暂行规定的决定（国发200540号）；（2）产业结构调整指导目录（2011年本）。（3）四川省关于“十二五”降氮脱硝工作的意见（4）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201126号）22污染治理现状及存在的环保问题四川旺苍西南水泥有限公司2500T/D新型干法水泥生产线，年产硅酸盐水泥110万吨。目前生产线水泥窑窑尾烟气采用了除尘措施，对窑尾烟气进行了除尘处理，处理后尾气中粉尘能达标排放。水泥窑窑尾中氮氧物污染物并未进行治理，其氮氧化物排放浓度在700MG/NM3以上，不能满足水泥工业大气污染物排放标准规定的氮氧化物排放浓度限值要求，其烟气量高达460000NM3/H，氮氧化物排放总量大，对周边大气环境造成一定的环境污染。23项目建成后效果分析通过对本项目重点污染源的治理，减轻了项目建成后对环境的影响。可见，通过对各污染源的治理，各污染源的排放量基本都做到了有效的削减，减轻了对环境的影响。综上所述，本项目采用环保措施后的环境效果很明显。表21建成后效果分析表说明年运行工作日为300天，每天工作24H。由上表可以看出，通过本项目的建设，除尘系统可削减氮氧化物排放1324T/A。脱销系统烟量氮氧化物排放浓度氮氧化物排放总量项目名称NM3/HMG/NM3T/A技改前7002318技改后300994消减量46000013243工程技术方案31厂区总体规划及总平面布置311区域位置处理设施设在厂内，根据该厂的发展要求，以及工厂的实际用地情况，其场址选在四川旺苍西南水泥有限公司内现有空地上，水泥窑窑尾烟气脱硝处理设施建设在工厂内部生产厂房旁的空地上。312总平面布置1）总平面布置原则（1）符合工业企业总平面设计规范；（2）满足工艺流程要求，力求流程顺畅、简洁；（3）在满足安全卫生的条件下，建构筑物布置紧凑、节约占地；（4）进行全厂统筹规划，尤其是原燃料堆存、辅助公用设施须进行合理安排，做到功能分区明确，有机结合，降低工程投资；（5）合理地组织厂内运输线，并满足厂内消防、检修通道的要求，与厂外运输线路合理衔接；（6）在保证本期工程建设的同时，考虑今后扩建的建设场地和接口要求；（7）充分考虑利用地形地势条件，减少土石方量和土建投资；（8）保证厂区有良好的通风卫生条件，重视环保要求，考虑绿化美化，减少环境污染。2）总平面布置方案根据以上总平面布置原则，结合场地地质、地形、风向、消防、环保、内外运输等因素，并根据公司的总体发展思路，即总平面布置须顺应生产线所处场地的几何尺寸、竖向条件及长远发展的用地预留位置要求，方案能很好地顺应场地地势，工艺流程顺畅。（1）厂区功能区划分明确，厂办公用房同生产场地分开，避免了生产场地噪声对厂办公人员的污染影响。（2）厂区两座大门，项目物流、人流分开。（3）厂区内宽广，有利于厂区货物运输畅通。（4）厂区内实行雨污分流。本项目与生产车间相邻。313竖向布置在满足生产工艺的前提下，本工程建构筑物根据布置所处的现场地势位置条件顺势而为。314运输、运输设备与厂区道路1）运输主要运输生产原材料。2）运输设备电厂的检修、生活福利所需车辆及其它辅助运输设备均由建设方统一调配使用。3）厂区道路利用现有道路完全可以满足运输要求，不新建道路。315厂区绿化本项目仅涉及建设区绿化带损坏恢复。32工艺方案比选321本项目改造方案四川旺苍西南水泥有限公司主要产生的大气污染物为水泥窑窑尾烟气产生的粉尘污染物及氮氧化物污染物。目前该公司2500T/D新型干法水泥生产线，该生产线产生的窑尾烟气中粉尘污染物已经得到有效治理，但是其烟气中的氮氧化物污染物并未得到有效的治理，虽然其排放浓度满足水泥工业大气污染物排放标准要求，但是由于其烟气量较大，污染物排放总量也教大。本次工艺设计主要针对2500T/D的生产线进行氮氧化物污染物进行治理。322工艺方案的选择与确定水泥窑尾气中氮氧化物污染物主要为一氧化氮、二氧化氮等。其中一氧化氮NO的生成途径，包括热力NO、瞬发NO、燃料NO及生料NO；而二氧化氮NO2则是在低温下由NO和O2接合而成的，因其反应速率是与NO浓度的平方成正比的，而NO浓度往往是很低的，故生成的NO2很少。在水泥窑废气中NO2一般仅占NOX总量的5以下，NO则占总量的95以上。同时生产中烟气的排水量和成分波动性比较大。目前，用于水泥炉窑NOX排放控制的技术有火焰冷却、低氮燃烧器、分段燃烧、添加矿化剂、选择性非催化还原技术（SNCR）和选择性催化还原技术（SCR）。火焰冷却、低氮燃烧器、分段燃烧、添加矿化剂等技术是炉内燃烧控制技术，采用这些措施后，水泥炉窑的NOX排放控制水平可以达到400800MG/M3。SNCR技术是在水泥炉窑内喷射还原剂，可以降低3080的NOX排放。与SCR技术相比，选择性非催化还原SNCR技术利用炉内的高温驱动氨与NO的选择性还原反应，因此，不需要昂贵的催化剂和体积庞大的催化塔。SNCR相对于低NOX燃烧器和SCR来说，初投资低，停工安装期短。但是，要进一步降低NOX排放，SCR技术是唯一的选择，SCR技术可以控制水泥炉窑的NOX排放达到100200MG/M3，可以满足更严格的排放要求。本次工艺方案主要对选择性催化还原（SCR）脱硝工艺及选择性非催化还原（SNCR）脱销工艺进行介绍。1）选择性催化还原（SCR）脱销工艺选择性催化还原（SCR）脱硝，主要是NH3在一定的温度和催化剂的作用下，有选择的把烟气中的NOX还原为N2，同时生成水。SCR是脱硝效率最高、最为成熟的脱硝技术，其有效反应温度范围较低，约在320400之间，反应式为4NO4NH3O24N26H2O（1）4NH32NO2O26N26H2O（2）在SCR技术的应用过程中，催化剂的制备生产是其中最重要的部分之一，其催化性能直接影响到SCR系统的整体脱硝效果。催化剂的更换与还原剂的消耗是SCR系统运行费用的最主要来源，同时催化剂的生产制备更是占据了SCR系统初期建设成本的20以上。常见的SCR脱硝催化剂有贵金属催化剂、金属氧化物催化剂和分子筛催化剂等。但是由于水泥生产工艺的高灰尘、高碱土金属烟气环境，系统压降大，催化剂冲刷磨损严重，碱土金属引起催化剂中毒从而降低其活性等原因，使得SCR技术在水泥行业的应用较少。2）选择性非催化还原脱硝选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术是在无催化剂存在的条件下向炉内喷射还原剂使之与烟气中的NOX反应，将其还原成N2及H2O。其主要反应方程式如下4NH34NOO24N26H2O2CONH224NOO24N22CO24H2O还原剂最适宜的注入温度大约在501100之间，这样可以保证上述两个反应为主要反应。当温度较高超过上述范围时，氨容易被洋气氧化，导致NOX还原量减少；而温度低于范围时，氨反应不完全，易导致氨逸出。SCR和SNCR脱硝技术的主要工艺特性比较表31SCR脱销工艺与SNCR脱硝工艺方案比较工艺方法主要工艺特性SCR法SNCR法还原剂NH3或尿素NH3或尿素反应温度（）3204208501250催化剂及其成分主要为TIO2、V2O5WO3不使用催化剂脱硝效率（）70906070SO2/SO3氧化催化剂中的V、MN、FE等多种金属会对SO2的氧化起催化作用，SO2/SO3氧化率较高不导致SO2/SO3氧化NH3逃逸（L/L）35510对空气预热器影响NH3与SO3易形成NH4HSO4，造成堵塞或腐蚀造成堵塞或腐蚀的机会较低系统压力损失催化剂会造成较大的压力损失，一般大于980PA无燃料的影响高灰分会磨耗催化剂、碱金属氧化物会使催化剂钝化无影响占地空间较大，需增加大型催化剂反应器和供氨或尿素系统小，无需增加催化剂反应器，工程造价及运行费用工程造价较高，运行费用中等工程造价低，运行费用中等4）处理工艺的确定从上述分析可知，降低NOX排放有多种综合技术可供选用，但是把降低NOX技术置于水泥生产中去，应该从NOX的降低效果、对烧成工艺影响、投资及运行费用等多方面综合考虑。例如加入矿化剂降低锻烧温度，虽然降低NOX的排放，但带来产品质量不稳定及生产成本提高。又如燃烧器的改良，为了满足水泥熟料锻烧的要求，必须保证高的锻烧温度与强度，因此燃烧器降低NOX的程度有限。SNCR技术能较大幅度降低NOX，且在分解炉中温度窗口相对符合脱硝反应温度区间，操作系统简单，投资成本较低。目前，SNCR技术在欧美的水泥工业中得到了成功的应用。在德国，1992年以来，为了满足新的欧盟环境标准的要求，70的干法水泥生产线上安装了SNCR系统，并取得良好成效，多项工程测试统计结果证实，SNCR技术可使NOX限值达到400MG/M3。在西班牙，SNCR应用于TUDELAVEGUINLAROBLA水泥公司的7，8号生产线。此外FINANEIERAMINERA，ANORGAPLANT，FINANEIERAMINERA，MALAGAPLANT等多个水泥厂也使用了SNCR技术。在丹麦，FSKARA地区的ROSKILDE公司4号干法水泥生产线使用SNCR技术，烟气中的NOX含量为300350MG/M3时可降低65的排放。在芬兰，2008年，FINNSEMENTTI水泥公司4号生产线安装了SNCR系统，在烟气中NOX含量为800MG/M3时可得到72的还原率。在美国，1994年，SNCR应用于LEHIGHCEMENT水泥厂的2，4号生产线，在烟气中的NOX含量为400MG/M3时，还原率为40。综上所述，SNCR脱硝技术相比于其他的脱硝技术具有脱硝效率高、投资成本低、设备改造方便等诸多优点，SNCR脱硝技术己成水泥工业节能减排的发展趋势。因此，本工程选择SNCR技术作为四川旺苍西南水泥有限公司2500T/D熟料新型干法水泥生产线水泥窑尾烟气脱硝工艺。SNCR脱硝技术在水泥行业的应用较广，脱硝效率一般为6070，部分企业在不断优化运行的情况下，甚至可实现80的脱硝效率。其脱硝原理主要为在水泥窑的适当位置喷入含有氨基的还原剂，是的主要在回转窑内生成的NOX还原为N2。其脱硝工艺流程图如下所示图31SNCR工艺流程图323还原剂的选择与确定水泥行业实施SNCR烟气脱硝技术，多采用氨水作为还原剂，也有少部分企业采用尿素溶液。先分别介绍如下。1）氨水SNCR系统特点以下是氨水SNCR系统氨储罐部分的流程图图32氨水SNCR系统氨储罐部分流程图在氨水SNCR系统中，直接由罐车将浓度为25的氨水运送到现场，通过卸载泵将其灌装到氨水储存罐中。与尿素溶液储备方式不同的是，氨水储罐内压不可超过049BAR，所以储罐配有高压释放阀，及罐内温度压力监测等仪表。同时为了防止罐内负压对罐体的损害，储罐同时配有真空阀。在加注过程中为了防止超压，罐体同时配有回流管线与罐车相连，由于液面上升产生的高压会通过回流管线释放到罐车内。2）尿素SNCR系统特点以下是尿素SNCR系统尿素溶液制备部分流程图。图33尿素SNCR系统尿素制备流程图这个流程表示尿素由人工拆开尿素袋，并将其投入到容积为2M尿素给料斗中，再通过螺旋输送机将其输送到尿素溶液制备罐中，尿素颗粒通过与60的除盐水（20除盐水与100冷凝水混合得到60）混合并溶解，制备出浓度为40的尿素。图34尿素SNCR系统输送流程图这部分流程表示了制备好的40的溶液输送到尿素溶液储罐中，由于尿素溶液易结晶，所以该储罐采用了保温措施。尿素SNCR系统的循环泵使用液下泵，可以在输送尿素溶液的同时释放热量对储罐内溶液进行小功率加热，保证储罐内液体温度，同时避免电加热器造成的局部高温热解。该系统对于稀释水温亦有温度要求，需要稀释水在1030之间。由于尿素的特性，即凝结点较高的特点，为了避免输送过程中的低温结晶，尿素系统的管道需要进行保温措施。3）处理特性对比处理特性的对比，包括了还原剂是否有毒，有气味和储存的特点，以下是其比较表。表32氨水SNCR与尿素SNCR处理特性对比表25氨水溶液还原剂方案尿素还原剂方案1、缺点蒸汽压高“BP”38C腐蚀性PH12损害的金属,CUZN挥发气体易燃刺鼻的气味1、缺点热不稳定物质微生物的分解易引鼠类动物，尿素储存会产生成本低温时溶液易沉淀，需要特别的保温措施溶解时需加热，会产生成本固体较易结块，增加储存难度和成本2、优点凝固点55C刺鼻的气味，如果氨气泄露，非常容易察觉2、优点无毒没有腐蚀性根据上表知，氨水SNCR系统对罐区及系统安全设计要求较高，在储罐设计上必须对安全性作详细的设计，如整个系统配有气体实时监测系统，一旦出现氨泄露将会发出警报，并在高位泄露的情况下自动停止系统运行。为了保证储罐的安全，储罐上配有的所有仪器仪表均是防爆仪表，在使用过程中不会产生电火花。储罐的设计也充分考虑了氨水蒸汽压高的特点，设有温度及压力监测，对储罐内的压力进行实时监测，罐内一旦超压，压力释放阀会自动开启，是罐内压力回落到正常水平。对于尿素SNCR系统，工艺在尿素溶液的制备，存储及使用过程中充分考虑了尿素的上述特性，在制备过程中使用60的除盐水对尿素颗粒直接进行混合搅拌，避免了直接使用蒸汽或电加热器对尿素直接加热导致尿素分解的缺点。根据尿素凝结点高的特点，尿素溶液储罐设计有保温层，同时使用液下泵进行低功率的加热，避免了直接使用电加热器造成的分解。稀释水的温度设计在1030OC之间避免了稀释过程中尿素颗粒的析出。4）运行特性对比尿素、氨水SNCR系统的运行特性的比较，除了如系统流程对比中提到的，氨水和尿素溶液制备、储存过程不一样之外，主要的运行特性在于还原剂喷射如炉膛之后的反应过程不同，这会对脱硝的效率、氨逃逸产生一系列的影响。（1）反应的过程尿素SNCR系统和氨水SNCR系统，还原剂喷射入炉膛后的示意图图35尿素SNCR系统和氨水SNCR系统还原剂喷射入炉膛后示意图最上面图表示了尿素溶液喷射到炉膛中之后的过程，由于尿素溶液具有一个固体的核，外层是被水分子包裹，在高温下，水分子先蒸发，然后尿素颗粒再分解成氨基，氨基再和烟气中的氮氧化合物进行反应，生成氮气和水。同时这个固体核的作用能够保证同样液滴大小的情况下，尿素溶液的穿透力会大于氨水溶液的穿透力。在下图中，表示了氨水喷入炉膛之后的过程，由于氨水溶液则是水与氨充分混合，氨水溶液喷入炉膛的一瞬间还原反应就会开始。上述对比可知，尿素溶液通常对分解炉内反应温度要求会比氨水反应温度高。当喷射位置烟气温度低的时候，尿素有可能不能充分分解和反应，导致氨逃逸，对后面的设备造成腐蚀。（2）脱硝效率的比较如下图所示，脱硝效率在不同的温度窗内停留时间，不同的反应温度下的反应效率曲线。图36尿素SNCR系统和氨水SNCR系统脱硝效率比较图根据图中所示，横坐标是反应的温度，纵坐标是脱硝反应的效率。如950的条件下，尿素的极限效率为60，氨水的极限效率是85。（极限效率的定义是在氨和烟气完全混合、反应所需的停留时间完全满足脱硝反应）；在900的条件下，氨水的极限效率为70，尿素的效率是低于40。鉴于还原剂喷射位置位于分解炉顶部，其烟气温度约为900，建议采用氨水作为还原剂，以达到较高的脱硝效率和较低的氨逃逸。（3）运营成本对比通过对于本项目的烟气分析，采用尿素方案时，可以实现NOX排放量为500MG/NM3，但是不能实现NOX排放为300MG/NM3，因此下面的两个方案的运营成本分析是基于NOX排放量为500MG/NM3的。氨水SNCR系统的运营成本分析。氨水SNCR系统处理成本表33氨水SNCR系统的氨水、工艺水、压缩空气消耗量负荷LOAD460000NM3/H氨水AMMONIAWATER,KG/H240压缩空气COMPRESSEDAIR,KG/H30电,KW9注电费按06元/度，氨水按1000元/吨，按年运行7200小时计表34氨水SNCR年运营成本表名称单位2500T/D氨水吨/年1728电耗千瓦时64800年氨水成本万元1728年电费成本万元389设备维修费万元500人工费万元500年运行成本万元18669每吨水泥脱硝成本元010尿素SNCR系统的运营成本分析表35尿素SNCR系统的尿素溶液、工艺水、电能消耗量负荷460000NM3/H40尿素溶液，KG/H653工艺水，KG/H392压缩空气，KG/H60电能KW15电费按06元/度，水费按3元/吨，尿素按2000元/吨，按年运行7200小时。相较于介质消耗费用，尿素SNCR还会有尿素储藏费用和尿素溶液配制费用（包括人工、电力、设备损耗等）尿素储存费用按每台锅炉10万元/年计，尿素溶液配制费用按每台锅炉10万元/年计。表36尿素SNCR年运营成本表名称单位2500T/D生产线尿素消耗（995）吨/年188064溶解水量吨/年28224电耗千瓦时108000年尿素成本万元3761年水费成本万元0847年电费成本万元648设备维修费万元10人工费万元10年运行成本万元40343每吨水泥脱硝成本元0215）综合对比和建议（1）旺苍项目情况相较于火电厂的大型锅炉，水泥窑分解炉尺寸较小，使用氨水的喷射力足够完成其必须的喷射距离和雾化效果。属于改造项目，场地空间有限。（2）氨水、尿素SNCR系统比较综合以上对尿素、氨水特性和尿素SNCR、氨水SNCR系统的比较，我们针旺苍项目的还原剂选择提出以下表格进行对比。表37氨水SNCR与尿素SNCR系统综合比较表氨水SNCR系统尿素SNCR系统脱硝效率和氨逃逸指标丹麦FLOWVISION设计，效率达80以上，氨逃逸10PPM采用丹麦FLOWVISION设计，效率达35，但达到40的难度很大，尤其是低负荷、烟气温度较低状况下氨逃逸10PPM改造难度由于其只需要一个罐作为储存罐，其改造难度较小，适合旺苍水泥厂的场地要求相较于氨水系统，多了尿素制备部分，该部分有尿素给料斗、螺旋输送机、混合罐等设备，需要更大的空间。建设成本和设备维护尿素SNCR系统的建设成本比氨水SNCR系统高约10。尿素SNCR系统的设备维护费用约比氨水SNCR系统高一倍运营成本18669万元40343万元。操作难度较低需要制备尿素溶液，操作难度较高安全性需要有氨水SNCR系统设计经验，以及设置氨气报警器等设备尿素是固体，安全性良好管道保温不需要需要冷凝水/蒸汽不需要需要旺苍特点旺苍项目的分解炉顶部温度约900，氨水更易于在低炉温下反应，所以氨水SNCR系统对于该系统更适合。（3）还原剂选择建议综合以上影响脱硝效率的因素、并从投资成本、维护成本、运营成本等方面综合考虑，我们建议旺苍水泥脱硝项目采用氨水SNCR系统。氨水SNCR脱硝系统在投资成本、运行成本以及脱硝效率方面，相较于尿素SNCR脱硝系统，均有较大优势。33原有污染物浓度及相关污染物排放标准331污染物浓度根据四川旺苍西南水泥有限公司提供的相关资料和实地调查结果对烟气的成分分析，水泥窑窑尾烟气中氮氧化物污染物成分见表38。表38烟气成分表项目水泥熟练生产线规模T/D最大烟气量M3/H氮氧化物浓度MG/M3烟气含氧量烟气含湿量（V/V）烟气CO2含量烟气N2含量水泥窑窑尾烟气250046000070040763065达到标准水泥工业大气污染物排放标准（GB49152004）NO2800332处理标准本项目大气污染物排放除应执行水泥工业大气污染物排放标准（GB49152004）表2标准。即氮氧化物（以NO2计）排放浓度800MG/M3。34设计原则和依据341设计原则1）本改造工程符合环境保护要求，减少污染物排放，使系统排放稳定的达到国家标准要求。2）降低水耗，以节水为重要的设计指标。3）减少投资风险，采用成熟、先进的工艺技术。4）设施及工艺便于管理、便于操作运行。工艺和设备的选用在满足要求的情况下遵循实用、高效、节能的原则。尽可能节省投资。342设计依据1）水泥工业大气污染物排放标准（GB49152004）2）大气污染物综合排放标准（GB162971996）3）工业企业设计卫生标准（GBZ12010）4）生产过程安全卫生要求总则GB128015）建筑设计防火规范GBJ16896）厂方提供烟气成分资料35推荐改造方案的设计351主要设计参数1）水泥窑窑尾烟气脱销工艺设计参数最大烟气量460000NM3/H氮氧化物浓度（以NO2计）700MG/M3；烟气含氧量4烟气含湿量（V/V）76烟气CO2含量30；烟气N2含量65；治理后氮氧化物排放浓度（以NO2计）300MG/M3气象条件1温度年平均气温161夏季通风温度干球30夏季空调温度干球3332湿度最冷月平均相对湿度80最热月平均相对湿度783风速冬季平均风速17M/S夏季平均风速14M/S4主导风向历年夏季主导风向NNW8历年冬季主导风向NNW12，N12352工艺流程简介本工艺主要采用氨水作为还原剂。还原剂氨水通过车辆运输并装载入公司内新建的氨水储存罐，根据设定的参数和系统反馈信号，氨水经计量后进入喷射系统，在喷嘴内与压缩空气混合，雾化后喷入分解炉内。使之与烟气中的NOX化合，并将其还原成氮气和水。整套SNCR脱硝装置主要包括还原剂卸料模块、还原剂存储模块、还原剂输送模块、控制计量模块、分配模块和控制模块等组成。工艺流程图如下图37SNCR系统工艺流程图353系统描述及主要设施设备选型本项目水泥SNCR装置整套工艺是全机械化和自动运行的，主要包括4个分系统接收、储存和输送氨水溶液的系统；还原剂给料分配系统；还原剂喷射与监测系统以及工艺的管理和控制系统1）接收、储存和输送氨水溶液的系统还原剂为质量分数为1925的氨水溶液，储存在竖直的双层不锈钢罐中。为了防止由于过热引起的氨蒸汽的释放，氨水罐体以及其辅助设施采取遮阳防雨措施以避免阳光直晒和雨淋。安全起见，氨水罐不应该置于密闭的房间内。遮雨棚使用镀锌钢板或波纹钢版搭建，并配有照明、接地和防雷设施。另外，遮雨棚还配有压缩空气供应管线（气动驱动装置使用）和饮用水（用于紧急喷淋）。紧急喷淋（配有洗眼器）使用镀锌钢管供水，放置于雨棚外边。氨水储罐的设计为使用加注泵将槽车里的氨水输送到储罐里。一般默认的储罐存放建筑是一个三层墙的结构，并且在储罐底部有混凝土的集水池，槽车体积应该能够一次加注满氨水储罐，本方案设计为双层储罐，故不需要另外做围堰。当双层储罐的内壁出现泄漏时，溢出的氨水将存在于两层壁之间，这时，安装在两层壁之间的液位开关将发出报警。在储罐附近设有2个氨水泵模块，一个用来从槽车向储罐加注氨水（PMF），该模块同时还可以用于紧急排水或为罐体维修时做排液准备。另一个用来输送氨水溶液到后续系统（PMR）。氨水输送泵相对于加注泵，具有较小的流量和较高的扬程。该模块含有电机，阀门和仪表，内部管线和电缆，预先组装成型并在出厂前已完成了测试。氨水输送模块一般是通过设置在回路管线上的手动调节针阀进行控制，以使多余的还原剂返回到储罐。2）给料分配系统用来测量和控制正常运行时需要的氨水量的组件被装配在给料分配模块中这些模块配有一个控制阀和一个流量变送器，用来自动控制到喷枪的氨水溶液总流量。另外，给料分配系统还包括手动阀门、当地流量计以及用来手动调节单个喷枪流量的针阀。对于火电厂和垃圾焚烧厂，需要使用混合模块，但是水泥厂可以去掉稀释水，在小规模系统中，还原剂通过给料分配系统进行分配；在较大系统中，通过控制测量模块结合喷射模块分配还原剂。3）还原剂喷射系统喷枪采用双液喷嘴内部混合。每支喷枪由外部的压缩空气管和靠内部的氨水溶液管组成。内部管与外部管相连接，外部管通过卡套接头与喷枪套管连接。喷枪具有高的冲力，还可以调节喷雾效果和液滴的尺寸。对于有角度的喷枪，喷射角度可以在运行期间进行改变。喷枪没有可移动部件，只有外部管是可以活动的。在现场可以通过调节外部管以获得不同的喷雾形式。固定安装的喷枪通过外缠不锈钢的聚四氟乙烯软管向炉窑内喷射还原剂。标准的喷枪的外径为22MM，并且通过5/4的快速接头直接连接。喷枪的最小外径可达12MM。标准的喷枪可以安装在的滑动管上，用于自动伸缩系统。喷枪安装时，调整好正确的插入深度和喷雾效果后，使用卡套接头在相应的位置进行固定。需要维护喷枪时，打开快速接头即可卸下喷枪，重新插入时无需再次调整。对于规模较大的系统，用于控制和监测喷枪的设备可以组装在单独的喷射模块内。小系统则会与给料分配系统结合在一起。一些情况下，控制和监测设备设置在给料分配系统中，但是为了减少设备和管道的数量，喷射层之间切换的设备还是单独设置在喷射模块里，如上图所示。4）控制和管理系统控制和管理系统协调、控制、管理以及监测等所有处理功能。主要的硬件设备有（1）分布式计算机控制模块，安装在储罐区域（2）一个子控制柜安装在给料分配系统里面（3）水泵运行的控制柜，安装在泵模块上分布式计算机控制模块包括带有运行程序的PLC和一个有触摸屏的人机界面。它接收来自炉窑和其附属控制柜的二进制信号和模拟信号，通过换算，为还原反应提供设定值并且和子控制柜以及中控室进行交流。分布式计算机控制模块还包括氨水输送模块和给料输送系统的调节和处理功能。触摸屏用来向系统发出指令，还可以查看系统运行信息等。PLC里的运行程序记录了工艺参数、运行生成的曲线以及处理运行图片，报警等。分布式计算机控制模块主要的分布式计算机控制模块经常布置在罐区，需要防尘、防水，但同时也可以布置在专门的电气设备间，中控室或者锅炉间的给料和喷射设备附近。354主要设施及设备一览表表39系统新增主要设备一览表序号设备名称型号及规格数量/套1氨水储罐容积50M3/H，采用双层不锈钢22氨水加注泵模块配有氨水加注泵等（一用一备）23还原剂输送泵模块配有还原剂输送泵等（一用一备）24给料分配模块包括控制阀和流量变送器、流量计及手动调节针阀25喷射模块配有截止阀、减压阀、止回阀和压力表46喷枪67控制系统带触摸屏界面的PLC控制系统和储罐区子控制柜1355处理效果预测全厂污染物产生量、排放量及环保措施处理效果预测统计见下表表310烟气处理效果预测36治理前后污染物排放对比表311烟气处理系统及酸雾净化系统建设前后污染物削减对比表脱销系统烟气量氮氧化物排放浓度氮氧化物排放总量项目名称NM3/HMG/NM3T/A技改前7002318技改后300994消减量4600001324说明年运行工作日为300天，每天工作24H。由上表可以看出，通过本项目的建设，除尘系统可削减氮氧化物排放1324T/A。通过对本项目重点污染源的治理，减轻了项目建成后对环境的影响。可见，通过对各污染源的治理，各污染源的排放量基本都做到了有效的削减，项目烟气量（M3/H）氮氧化物浓度（MG/M3）出口氮氧化物浓度（MG/M3）去除率（）备注酸雾净化系统460000700300572减轻了对环境的影响。综上所述，本项目采用环保措施后的环境效果很明显。4原材料及辅助材料供应及消耗41供水及消耗厂区附近有一条河流，水量较为充沛，水质良好，可满足本工程生产、生活用水需求。拟在该河边建一取水泵房，将河水送至厂区，经净化处理后作为本