4500t╱d新型干法熟料生产线脱硝工程 可行性研究报告（甲级资质）

1、 可行性研究报告第一章 企业概况及生产技术现状1.企业概况中材XX水泥有限公司坐落于XX省XX市XXXX境内，成立于2008 年9月，是中材水泥有限责任公司的子公司，中材水泥有限责任公司是中国中材股份有限公司的全资子公司，隶属于中国中材集团，中国中材集团是国务院国资委的直属企业。企业注册资金 38861.755万元，占地面积338亩（其中老关粉磨站78亩），生产厂房建筑面积36788.81平方米（其中老关6325.74平方米），现有员工318人，其中技术人员64人，具有高级职称 12人，企业总资产45709万元，固定资产27173万元。专业从事水泥的生产、销售，现有一条2500 d/t新型干法

2、熟料水泥生产线，年生产能力120万吨水泥（该生产线之前为XX正大水泥有限责任公司所有，始建于2003年，2004年11月投产，2008年被本公司收购），日产4500吨新型干法熟料生产线即将竣工，将在近期投产。公司目前主要生产：32.5级复合硅酸盐水泥和42.5级普通硅酸盐水泥。长期以来，中材XX水泥有限公司严格按照水泥工业环保标准（GB4915-2004）执行对NOx排放限值是800mg/m³（标），即2.4kg/t熟料。中材XX水泥有限公司目前2500t/d新型干法熟料生产线目前综合排放在700mg/m³，是符合国家标准的。2.项目实施的依据近几年，国家关于水泥工业发展产

3、业结构调整的政策和规定：国家发改委关于钢铁、电解铝、水泥行业项目清理有关意见的通知（发改工业20041791号）国家发改委产业结构调整指导目录（2005年本）（发改委第40号令）国务院关于发布实施促进产业结构调整的暂行规定（国发200540 号）国务院关于加快推进产能过剩行业结构调整通知（国发200611 号）国家发改委关于加快水泥工业结构调整的若干意见（发改运行2006609号）国家发改委关于防止高耗能行业重新盲目扩张的通知（发改运行20061332号）国家发改委关于公布国家重点支持水泥工业结构调整大型企业（集团）名单的通知（发改运行20063001号）国家发改委关于印发国家鼓励的资源综合利

4、用认定管理办法的通知（发改环资20061864号）国家发改委关于印发水泥工业发展专项规划的通知（发改工业20062222号）国家发改委水泥工业产业发展政策（发改委第50号令）国家发改委关于印发固定资产投资项目节能评估和审查指南（2006）（发改环资200721号）国家发改委关于做好淘汰落后水泥生产能力有关工作的通知（发改办工业2007447号）国家发改委关于加快推进产业结构调整遏制高耗能行业再度盲目扩张的紧急通知（发改运行2007933号）国务院关于印发节能减排综合性工作方案的通知（国发200715号）国家发改委关于请报送应予淘汰落后水泥产能总量指标和企业（生产线）名单的通知（急 发改办运行2

5、0071778号）环境保护部建设项目环境影响评价文件分级审批规定（环境保护部令第5号）HJ/TXX清洁生产标准水泥行业水泥工业环保标准（GB4915-2004）3.项目实施的理由随着社会的发展和进步，国家对环保意识的增强。2010年年底，工业和信息化部关于水泥产业节能减排的指导意见中提出，到2015年年底，全国水泥工业的NOx排放量要比2009年减少25%，颗粒物排放要减少50%。按照该指导意见及我国水泥生产发展趋势的预测，2015年水泥工业的颗粒物排放将由2009年的358万吨降到179万吨，相当于0.750.82kg/t水泥或1.151.26kg/t熟料或576629mg/m³（

6、标）。为响应国家的号召，降低本企业对当地环境的污染。本公司对老的2500t/d新型干法生产线以及即将投入生产的4500t/d新型干法生产线进行技术改造，改造的目的针对氮氧化物（NOx），公司经过分析论证采用目前较为先进的SNCR 工艺脱硝。 66第二章 项目提出的依据和必要性1. 项目背景1.1氮氧化物（NOX）氮氧化物是一氧化二氮（ N2O）、一氧化氮（ NO）、三氧化二氮（N2O3）、二氧化氮（NO2）、四氧化二氮（N2O4）、五氧化二氮（N2O5）等氮和氧相结合的各种形式的化合物总称简称（NOX），属于温室气体，绝大部分氮氧化物对人体有危害。主要表现在对眼睛和上呼吸道粘膜刺激较轻，主要侵

7、入呼吸道深部的细支气管及肺泡。当氮氧化物进入肺泡后，因肺泡的表面湿度增加，反应加快，在肺泡内约可阻留 80，一部分变为四氧化二氮。四氧化二氮与二氧化氮均能与呼吸道粘膜的水分作用生成亚硝酸与硝酸，对肺组织产生强烈的刺激及腐蚀作用，从而增加毛细血管及肺泡壁的通透性，引起肺水肿。亚硝酸盐进入血液后还可引起血管扩张，血压下降，并可与血红蛋白作用生成高铁血红蛋白，引起组织缺氧。高浓度的一氧化氮亦可使血液中的氧和血红蛋白变为高铁血红蛋白，引起组织缺氧。因此，在一般情况下当污染以二氧化氮为主时，对肺的损害比较明显，严重时可出现以肺水肿为主的病变。而当混合气体中有大量一氧化氮时，高铁血红蛋白的形成就占优势，此

8、时中毒发展迅速，出现高铁血红蛋白症和中枢神经损害症状。1.2氮氧化物（NOX ）国际关注国际上自 1995 年以来，“二氧化硫、氮氧化物、汞、细颗粒物污染控制技术与管理国际交流会”会议已经连续成功举办 14 届，第 14 届SO2、NOX、Hg、PM2.5 污染控制技术国际交流会于 2010 年 5 月 5 日7 日上海召开，会议以合作共赢和谐发展为主题，围绕国家减排战略和经济复苏政策下的工业烟气及废气环保市场和谐发展而精心组织，旨在推进电力、钢铁、有色冶金、石油化工、建材等行业二氧化硫、氮氧化物、可吸入颗粒物综合治理，加强国际交流与合作。2005 年，权威科学杂志自然上刊登了一篇关于 NO2

9、 的论文，文中的全球卫星遥感图显示，中国东部 NO2 浓度值增加量明显高于其他地区，尤其是在华北、长三角和珠三角地区，而北京到上海之间的工业密集地区成为世界上对流层 NO2 污染较为严重的地区。中国东部和珠江三角洲存在大面积的 NO2 污染，且大气 NO2 总负荷仍呈快速增长的趋势。大气中氮氧化物浓度增长，造成了氮沉降量的增加。根据酸雨监测关爱地球，我国酸雨正在由硫酸型酸雨向硫酸/硝酸复合型过渡。同时，氮沉降产生更多的硝酸根和氮的氧化物，使土壤酸化，使水酸化和富营养化。氮氧化物的持续增加，还会加速细微颗粒物和二次气溶胶的形成。氮氧化物是光化学污染的前体物之一。在阳光照射下，NO2 和 VOCs

10、(挥发性有机化合物)经由一连串的光化学反应生成 O3 和甲醛、乙醛等多种二次污染物，导致大气氧化性增强，并形成光化学烟雾，对大气环境和人体健康造成危害。在我国一些人口密集、经济发达和机动车保有量大的城市，已经发现发生光化学污染的趋势，尤其是在北京、广州、上海等特大城市已经监测到了光化学污染的发生。因此，减少大气中的氮氧化物对于保护生态、保持人们身体健康起到重要作用。而减排氮氧化物就是保护环境、改善民生的重大举措。分析表明，由于很少采取 NOX 排放控制措施，目前中国各种燃烧设备的 NOX 排放因子与欧、美等发达国家相比仍处于较高的水平上。早在 2000 年中国 NOX 排放量约77 万 t。据

11、推算，到 2020 年和 2030年，NOX 排放量将达到 23632914 万 t 和 31544296 万 t，成为世界NOX 排放大国。中国 NOX 排放的燃料、部门及地区分布极不均衡。大约 63的 NOX 排放源于燃煤；火力发电、交通运输和工业部门的贡献率分别为 35.8和 43.3、21.3和 31.6、30.9和 13.8；80左右 NOX 排放集中在中东部省区，排放强度最大的地区是上海。因此，制定日趋严格的 NOX 排放标准，促使先进的低 NOX 燃烧技术、可靠的烟气脱除 NOX 是控制中国 NOX 排放增长的必然选择。1.3水泥行业氮氧化物（NO）情况目前，我国拥有水泥企业近

12、5000 家，产量已连续多年位居世界首位。2010 年全国累计水泥总产量 18.7 亿吨，其中，新型干法水泥比重达到 80%。来自国家发改委的数据显示，截至 2010 年年底，采用国内技术和装备建设的新型干法水泥生产线已经达 1300 多条，日产 4000吨、5000 吨水泥生产线占 60%左右，总计 800 多条生产线。回转窑是新型干法水泥物料烧成的关键技术装备，也是水泥行业氮氧化物排放的主要来源。水泥行业中，煅烧水泥熟料时生成一氧化氮的途径主要有热力氮氧化物、瞬发氮氧化物、燃料氮氧化物和生料氮氧化物 4 种。在回转窑产生的废气中，二氧化氮一般仅占氮氧化物总量的5%以下，一氧化氮则占总量的

13、95%以上。2. 环保政策很强硬 NOx减排刻不容缓水泥行业“十二五”规划指出， “二十五”期间将重点推进氮氧化合物治理，消减大气污染物排放总量。工信部颁布的水泥行业准入条件，新改扩建项目必须安装效率不低于60%的脱硝装置。氮氧化合物其实对人体健康影响特别大，氮氧化物可刺激肺部，使人较难抵抗感冒之类的呼吸道系统疾病，然而呼吸系统有问题的人，会较易受二氧化氮影响，看来氮氧化合物已严重影响到人类的身体健康。据有效数据表明，2010年全国氮氧化物排放量2273.6万吨，主要集中在火电、水泥和汽车尾气，水泥煅烧过程产生大量氮氧化物污染物，排放浓度在300mg/Nm³2200mg/N

14、m³，每吨熟料约产生1.5kg1.8kg氮氧化物。2010年全国水泥排放氮氧化物约200万吨，占全国工业氮氧化物排放总量的10%。所以无论是行政硬性指标还是行业可持续发展，氮氧化物减排无疑都是水泥行业未来发展的必经之路。再有，工信部提出了“十二五”水泥工业NOx比2009年要降低25%的目标，国家环保部要求4000t/d以上的水泥生产线和新建的线都必须上脱硝，我国4000t/d，5000t/d的生产线有800条之多，因此我国水泥工业的脱硝已是迫在眉睫。但是，目前的情况是大部分企业对水泥脱硝的态度处于模棱两可的状态中。国内的多家水泥企业交流中了解到，很多水泥企业对脱硝工作还是很积极的，

15、国家对氮氧化合物减排的政策刚上台不久，还没有形成强制性的要求，但是为实现节能减排，该企业高层也表示，在以后还是会把脱硝工作当成重点工作来做，表示不达标不生产。目前水泥脱硝工作也得到了部分地区政府的实际响应，据了解，近日XX省政府在出台的“十二五”降氮脱硝工作的意见中明确表示水泥工业为全省降氮脱硝的重点行业之一，并确定了降氮脱硝的目标和措施。意见明确的规定了，在“十二五”期间，现有日产2000吨以上、新建、改扩建新型干法水泥项目都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，综合脱硝率达到70%以上。3. 国内水泥脱硝技术还有待提升在“十二五”开局之年颁布的我国国民经济和社会发展

16、十二五规划纲要中，明确提出了“十二五”氮氧化物减排10%的约束性指标，这无疑对脱硝技术提出了更高的要求。目前在市场上主流的脱硝技术有SNCR（选择性非催化还原）技术和SCR（选择性催化还原）两种，SNCR（选择性非催化还原）技术凭着资金投入相对较少，设备简单，系统不复杂的优势在水泥脱硝的技术中成了首要的选择。然而在政策颁布这么长一段时间来，国内水泥行业的氮氧化合物减排工作并没有得到有效地实行，国内开展了水泥脱硝工作的企业可以说是寥寥无几。据了解，主要还是脱硝技术上的瓶颈，现今国内的水泥企业在氮氧化物控制节能减排方面才刚刚起步，技术上还不是那么成熟，与国际发达国家的脱硝技术相比还有很大的差距。与

17、此相比，国外水泥行业氮氧化物控制技术成熟，应用广泛，认知度也相对较高。据了解，根据氮氧化物产生的机理及其影响因素，国内水泥企业目前可以选用的脱硝技术主要有低氮燃烧技术、分级燃烧技术、SNCR（选择性非催化还原）技术和可替代燃料技术。经专家分析，SNCR（选择性非催化还原）技术很值得我们意见和学习，SCR（选择性催化还原）技术由于资金投入高，技术难度大等特点不得不让我们望洋兴叹。SNCR技术作为一种成熟的NOx控制处理技术，如今在市场上已成主流，使用氨水的SNCR技术能够实现国家环保局所规定的对氮氧化合物的排放标准。所以中国水泥企业要实现对氮氧化合物的达标排放，从技术上来看，SNCR技术是一个不

18、错的选择。国家环保局表示,到“十二五”末期，通过全面推广采用水泥窑烧成用低NOx燃烧器、分级燃烧电解炉、选择性费氧化还原组合技术，全面提升我们水泥窑NOx减排技术应用，大幅降低水泥窑NOx排放总量。4. 促进水泥产业结构调整自上世纪60年代开始，鉴于当时水泥厂的粉尘污染十分严重，有关部门向一些水泥厂每年收取一定的排尘费。然而10多年来新型干法水泥彻底颠覆了立窑水泥的排污形象之后，许多新型干法生产线的粉尘和SO2排放已远低于国标规定。但由于历史和现实的各种因素及长期养成的收交排尘费的“习惯”，许多水泥厂出于各种考虑，始终继续交纳“排污费”。如此这般，许多运营管理和排放都不错的新型干法水泥企业依然

19、按惯例交费，这无形中成为其NOx超标排放的“口实”。随着近10多年来新型干法水泥大规模淘汰取代落后水泥的巨大技术进步，我国新型干法水泥熟料在总产量的占比由6%上升到85%以上，水泥工业已经发生了翻天覆地的变化，总体已达到了国际先进水平。我国的水泥技术与成套装备在国际市场上已占有40%的份额，成为国际水泥行业迅速崛起的新引擎。可以说，如今我国水泥工业的人才、技术、装备、管理、环保和创新等综合水平与几十年前有了天壤之别。但是我国水泥工业在公众脑海里的污染印象尚未消除。我国水泥工业环保新形象要树立，尚需时日，对此我们不仅应予以理解，更要从中吸取教训。据了解，水泥工业脱硝资金消耗巨大，大部分企业对此表

20、示割肉之痛，经分析水泥行业对氮氧化合物处理的费用占到了企业排污费总额八成以上，所以资金在其中自然就成了一个“狠角色”。 目前国内每吨水泥的生产成本约180元250元，新的氮氧化物排放标准修订后，加上水泥脱硝设备投入，每吨水泥成本将增加5元10元。水泥成本的增加必将带来对全行业的一次洗牌，将成为优胜劣汰的举措，并带来水泥产业结构调整高峰期。5. 理想的CDM项目为了应对温室气体排放对全球气候变化带来的严重影响，20多年来，人类社会进行了持续不懈的努力。1997年12月在日本京都通过的京都议定书是这种努力的里程碑式的极其重要的成果。在联合国气候变化框架公约之下，世界各国最终签署了具有法律约束力的京

21、都议定书，规定在2008到2012年的第一个承诺期内，工业发达国家必须将二氧化碳排放总量在1990年排放总量的基础上减少5.2%；发展中国家在此期间不承担减排义务，而且可以将本国实现的减排量出售给发达国家，换取资金与技术，再用于国内的环境保护事业，促进发展中国家的可持续发展，这就是京都议定书所涉及的“清洁发展机制（简称CDMClean Development Machanism）”的精髓。CDM是京都议定书第12条所建立的发达国家与发展中国家之间的一种国际合作机制。京都议定书所涉及的CDM包含双重目的：帮助发展中国家实现可持续发展；帮助发达国家实现其减限排承诺。CDM规定发达国家通过提供资金和

22、技术的方式，与发展中国家开展项目级的合作，将项目所实现的“核证减排量（CERS）”用于发达国家缔约方完成他们在议定书中的减排承诺 。CDM被普遍认为是一种“双赢”机制：发展中国家通过合作可以获得资金和技术，有助于实现自己的可持续发展；发达国家可以大幅度降低其在国内实现减排所需的高昂费用。CDM为发达国家实现减排承诺提供了另一种可行的途径。在全球范围内，无论在哪里进行减排，效果都是一样的，但在发展中国家实现减排所需的成本与难度相对更低一些。CDM模式的主要内容是，发达国家可以在发展中国家的项目中投入资金、技术，帮助其减少温室气体的排放量，然后向发展中国家购买其减排量，这样发达国家就能以比较低的成

23、本完成减排承诺。CDM在发达国家和发展中国家之间创造了一种商机，使温室气体的减排量可以作为商品在国际市场上进行交易，发展中国家可以通过CDM项目获得一定的资金和较先进的技术。项目建成后，可利用现有的2500t/d新型干法熟料生产线及新线4500t/d新型干法熟料生产线进行脱氮工程技术改造，大量减少了氮氧化物的排放。提高水泥线的整体清洁生产，为资源的绿色消费贡献力量。第三章 水泥行业 NOx 的排放标准及现状1.水泥行业氮氧化物排放基本原理氮氧化物（NOx）在水泥生产中由煤燃烧过程产生。煤燃烧过程中，依据氮氧化物形成机理的不同区分为三种类型：（1）燃烧与空气中的 N2在高温条件下氧化形成的热力

24、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）在碳氢基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生产设备，如图 2-1 所示。分解炉主要完成生料的分解过程，分解后的产物进入回转窑，进行高温煅烧，形成水泥熟料。在整个水泥生产过程中，大约 60%的煤粉进入分解炉，炉内的温度一般在 8501000范围内，在此温度下，基本可以不考虑热力 NOx 的形成，主要是燃料 NOx ，分解炉出口氮氧化物浓度一般在 800-1300 mg NO2/（Nm³ 10%O2）。回转窑内主要是煅烧时物料的熔融和重结晶过程，

25、物料温度必须超过 1400，因此通常水泥窑主燃烧器形成的火焰温度控制在 18002200之间，这样在回转窑内热力 NOx 和燃料 NOx 均有较多的形成比例，其中尤以热力 NOx 为主，窑尾烟室的氮氧化物浓度可高达 1500-2600 mg NO2/（Nm³ 10%O2）。图 3-1 水泥生产过程中的氮氧化物产生位置示意图随着水泥生产采用的原燃料逐步向替代废弃物扩展，水泥生产过程也可能引入其他的 NOx 形成。但这部分 NOx 的形成量是有限的，即使大规模采用替代原燃料，水泥生产过程中产生的 NOx 也应当以热力 NOx 和燃料 NOx 为主，控制NOx 的排放也应当着眼于窑及分解炉

26、系统的低 NOx 技术的应用。2. 水泥行业氮氧化物的排放标准很早以来各国政府就已经开始制定各种环境保护法案来限制 NOx 的排放。水泥行业是国民经济各部门之中 NOx 排放的大户，因此对于水泥行业而言，治理 NOx 污染更具有保护环境的重要意义。环境保护的力度总是和一个国家的技术经济水平相适应的，而由于水泥生产技术的不断发展，因此不同的水泥厂类型对于 NOx 排放的控制也是不尽相同的。表 2-1 给出了各主要水泥生产国家对 于NOx 排放的法规政策规定。表 2-1 水泥行业氮氧化物允许排放极限规定值的比较标准类别GB49151996GB49152004HJTxx(清洁生产标准水泥行业欧 盟2

27、000/76/EC日 本标准mg/Nm³kg/t产品mg/Nm³kg/t产品kg/t产品mg/Nm³cm³/Nm³NOx排 放标准已建8002.40800新、改、扩建8002.40500一级0.8二级8002.402.0三级16004.803.0未确定根据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 、水泥工业大气污染物排放标准 等法律法规的有关规定和要求，至 2010 年 1月 1 日起，我国现有水泥厂排气筒中的氮氧化物排放量不得超过 800 mg NO2/（Nm³ 10%O2）。水泥行业准入条件（工业和信息化部公告工原

28、2010第 127号）：新建或改扩建水泥（熟料）生产线项目须配置脱除 NOx 效率不低于 60%的烟气脱硝装置。新建水泥项目要安装在线排放监控装置，并采用高效污染治理设备。3. 我国水泥行业氮氧化物排放现状2008年，我国水泥总产量为13.6 亿吨，排放氮氧化物157 万吨，占全国工业排放总量的 15%；2010 年我国水泥总产量达超过 18.8亿吨（熟料产量约为 12亿吨），排放氮氧化物约 220 万吨。水泥工业已是居火力发电、汽车尾气之后的第三大氮氧化物排放大户。氮氧化物排放影响大气质量，是水泥工业可持续发展的制约因素之一。近年来，天津水泥工业设计研究院对国内不同规模不同窑型的国内多家企业

29、预分解窑生产线进行测试，平均排放水平870 mg NO2/（Nm³ 10%O2）。4.国际水泥行业氮氧化物排放现状绿色工业是欧洲工业最为显著的特点之一，欧盟多年来特别重视循环经济和可持续发展的工业模式，其节能环保技术一直处于世界前沿。在水泥脱硝方面其不管是技术，政府政策扶持水泥脱硝方面欧盟更是前驱者，据了解，2009年，在欧洲283条水泥生产线，其中西欧大部分水泥厂都配备SNCR的脱硝系统，东欧也有近50家配备了此系统，而SCR脱硝系统仅在德国有一家。据了解，欧洲水泥企业在上个世纪90年代，就已经开始推广氮氧化合物减排技术。2011年1月6日，欧洲规定协同处置固废的水泥氮氧化合物排放

30、标准限值为500mg/Nm³，德国更是在这个标准上给自己提出了更高的标准，为了推动欧洲水泥企业的技术进步，欧洲水泥协会于1999年出版了水泥窑处置固体废弃物和氮氧化合物减排技术的指导性文件，其中收录了水泥企业可以应用的成熟的技术，并随着科技发展每4年更新一次。欧洲的水泥企业在生产过程中，科学的生产方式对减少氮氧化合物的排放，做出了很大的贡献。在燃料方面，大量使用替代燃料，其中大部分水泥厂的燃料替代率能维持在60%以上，甚至可以达到80%左右。在燃烧器方面，多数企业都使用底氮燃烧器，仅此这个过程就能减少10%30%的氮氧化合物的排放。在燃烧技术方面，普遍采用燃料分级燃烧，燃料分级燃烧是

31、脱硝的有效手段，其效率可高达30%50%。在欧洲SNCR系统脱硝技术能够很好的做到氮氧化合物的达标排放，深受各水泥企业的喜爱，其技术已趋于成熟。欧水水泥工业的先进生产技术，政府有效地扶持政策，维稳的生产体系都是我国水泥企业值得学习的地方。在学习的过程中，中国的企业应当不时的加大装备技术产品的研发，提高我国对氮氧化合物排放的技术管理水平，真正实现绿色水泥的美好前景。第四章 建设条件1. 厂址本项目是利用水泥现有的2500t/d新型干法生料、熟料生产线及即将投入生产的4500t/d新型干法水泥生产线，在现有生产线上进行技术改造，无需征地，厂区场地经水泥生产线工程地质勘探得知，建设场地内未发现不良工

32、程地质现象，适宜技术改造。拟建场地无活动断裂通过，未发现土洞、溶洞及滑坡等不良地质作用，场地稳定，适宜建筑。本项目站址位于水泥生产线范围内。2. 自然条件2.1.气象条件年平均温度： 17.3 最高极限温度： 40.1 最低极限温度： -9.3 年平均5的天数： 20 d年平均湿度： 78.5 %年平均降水量： 1574.2 mm年连续降雨天数： 25 d年平均风速： 1.6 m/s年最大风速： 26 m/s当地海拔高度： 115 m年平均大气压力： 100 kPa冬季平均大气压力： 101 kPa夏季平均大气压力： 99 kPa年主导风向及频率： 东北风 2.2. 地震烈度按国家建筑抗震设计

33、规范（GB50011-2001），根据中国地震区划图（1992），XX属于小于度地震区。3. 水源本工程生产用水（循环水补水）水源拟采用地表水，现有供水设施可以满足项目建成后所有生产用水。4. 供电状况供电电源引自上栗供电局长坪变电站和彭高变电站。分别以35双回路引入福田变电所，出线电压10厂内设备使用。5. 建总投资本工程项目计划总投资为5130万元。6. 地质灾害影响分析根据“中国地震烈度区划图”，该地区地震基本烈度为VI度。拟建项目场地与水泥生产线相邻，水泥生产线建设时经人工推填整平，目前地形较平坦、开阔。拟建场地无活动断裂通过，未发现土洞、溶洞及滑坡等不良地质作用，场地稳定，适宜建筑。

34、7. 其他不利影响分析本项目的建设场地位于水泥生产线的厂区内，厂区内无可开采的矿藏，没有古迹；对防洪和通航等没有影响。根据工厂的现有建筑物及场地标高，按照防洪标准“50年一遇的高水（潮）位”，合理拟定工厂各车间的标高，故工厂没有洪水威胁。第五章 项目内容及设计原则1. 项目内容根据水泥熟料生产线及水泥粉磨系统的特点，本项目的建设范围如下：根据老生产线一座2500t/d新型干法熟料产水泥生产系统，新生产线4500t/d新型干法熟料产水泥生产系统，分别安装空气分级燃烧系统、选择性非催化还原SNCR 技术系统，主要有氨水储存系统，氨水溶液传输模块以及氨水溶液喷射系统等；1、配电间（高、低压）400m

35、2（两处）2、脱硝车间4000 m2（两处）3、原材料仓库600 m25、废水处理设施（2处）6、机电维修车间200m27、化验室360m2配套建设项目的土建、给排水工程；生产线配电系统；自动控制系统；2. 设计原则最大限度的利用水泥生产线现有可用设备；技术改造的建设、生产运行减少影响水泥生产系统的正常运行；保证质量为原则，快速安装、调试好生产设备，让生产设备迅速投入生产；系统及设备应选择成熟可靠的节能技术及装备。第六章 技术方案论述1. 水泥行业排放现状和标准的发展从我国水泥工业NOx控制技术的使用情况来看，除一些水泥窑采用了低氮燃烧器设计，以及部分新型干法窑通过控制分解炉产生还原性气氛削减

36、NOx排放外，基本未采取任何控制措施。德国近30年的监测结果显示回转窑废气中NOx排放浓度大约在300 2200 mg/Nm³。而国内运行的新型干法水泥窑NOx排放浓度尚缺乏系统的统计数据，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 。我国在1985年颁布了第一个水泥行业环保标准，即水泥工业污染物排放标准（GB4915-85)，1996年对该标准进行第一次修订，并更名为水泥厂大气污染物排放标准(GB4915-1996)。在GB491585标准中，没有对水泥炉窑的NOx

37、排放提出限制，而GB4915-1996标准明确规定了水泥厂允许排放NOx的排放限值。2004年国家颁布了新的水泥工业大气污染物排放标准(GB4915-2004)，该标准对已建和新建水泥厂的排放要求没有区分，NOx排放限值和GB4915-1996标准规定的水泥炉窑NOx排放限值一样，即为800 mg/Nm³。和火电厂大气污染物排放标准(GB 13223-2011)相比, 该限值远远高于火电厂大气污染物排放限值（100 200 mg/Nm³)。预计随着国家对NOx排放控制日益严格和脱硝技术的发展，水泥行业的NOx排放标准将趋于更加严格。2.水泥行业NOx控制技术的比选回转窑是新

38、型干法水泥物料烧成的关键技术装备，也是NOx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NOx，它是燃料在水泥窑头1400以上燃烧时会产生大量NOx；第二种瞬发NOx，它是有碳氢根存在时，于火焰前端瞬发形成的NOx，一般这种瞬发NO生成量的比例很小；第三种燃料NO，它是由燃料中所含的化学接合氮所产生的。因为燃料中氮原子的接合能较小，所以在水泥窑系统相对较低温的分解炉内产生的燃料NOx较多；第四种生料NOx，它是由窑喂料中含氮的化合物分解后而形成的NOx。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。国内运行的干法水泥窑NOx排放浓度大约在

39、9001700mg/Nm³ 左右。在我国，新型干法水泥回转窑上常用的NOx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NOx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NOx排放也很难达到400mgNm³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NOx排放的措施是一个非常有效的降低NOx排放的途径。根据实际情况本项目主要对SNCR和SCR脱硝技术在水泥厂的运用进行比选。2.1 选择性

40、非催化还原（SNCR）脱硝技术2.1.1技术介绍选择性非催化还原（Selective Non-Catalytic Reduction，以下简写为 SNCR）技术是一种商业性氮氧化物控制处理技术。SNCR 技术属于燃烧后控制技术，是将氨水或尿素等氨基物质在一定的条件下与烟气混合，在不使用催化剂的情况下将氮氧化物还原成为无毒的氮气和水，氨水还原氮氧化物总的化学反应为：在分解炉或炉膛的中下部喷入还原剂尿素CO(NH2)2或氨水(NH4OH) ,在有部分氧存在的条件下,发生以下反应过程。4NH3 + 4NO + O2 4N2 + 6H2O (1)温度进一步升高,则可能发生以下的反应:4NH3 + 5O

41、2 4NO + 6H2O (2)氨水喷射的过程对于喷入点的烟气温度水平非常敏感，一般认为合适的温度为 8001100 ，也就是所谓的“温度窗口”。一般来讲影响 SNCR 反应的关键因素有：反应温度、氨氮 (NH3/ NO)摩尔比、氮氧化物初始浓度、烟气中 O2浓度、停留时间等因素。SNCR 在实验室内的试验中可以达到 90以上的氮氧化物脱除率。应用在水泥工业上，长期现场应用一般能达到 2080的 NOx 脱除率。2.1.2关键技术问题SNCR技术的关键是：还原剂喷射在合适的温度窗口，以及喷入的还原剂与烟气中NOx的充分混合，从而实现较高的脱硝效率，降低还原剂的耗量和尾部氨的逃逸量。1）喷嘴位置

42、的确定确定喷嘴位置主要考虑炉窑内部的气体温度,尿素还原 NOx 反应的适宜温度为 9501050。喷嘴的位置选择是否合适，直接决定了SNCR的脱硝效率的高低。喷嘴位置的选择是整个SNCR系统最关键的地方。选择合适的喷嘴位置，主要通过两种途径来实现：CFD流场模拟，来确定最佳喷射点；通过红外线现场测试炉窑内温度分布，确定喷射位置。2）尿素溶液的雾化要求尿素溶液喷入到炉窑后，要求尿素与 NOx 必须在很短的时间内完成反应 ,否则尿素就会流动到较低的温度区域 ,明显降低尿素还原 NOx的反应程度。为了使尿素与NOx 的反应在很短的时间内完成 ,必须对尿素溶液进行良好的雾化。对尿素溶液进行良好的雾化

43、,必须选择喷嘴的结构和喷嘴处的液体、气体压力和流量。喷嘴处的液体压力一般为0.4MPa，喷嘴处的气体压力一般为0.3MPa。3）喷嘴的结构和材质喷嘴的质量是尿素添加设备的技术关键,喷嘴的结构设计应该首先保证使尿素溶液具有良好的雾化效果,其次应考虑喷嘴本身处于高温部位,应具有良好的耐热性能,不易烧损。2.1.3水泥炉窑SNCR脱硝技术需要注意的几个问题1）目前国内一般没有现成的50%尿素溶液采购，所以需从化肥厂买来袋装尿素自行配制成尿素溶液。由于尿素的溶解过程是吸热反应，在尿素溶液配制过程中需配置功率强大的热源，以防尿素溶解后的再结晶。在北方寒冷地区的气象条件下，该问题将会暴露的更明显。2）在整

44、个SNCR脱硝工艺中，尿素溶液总是处于被加热状态。若尿素的溶解水和稀释水（一般为工业水）的硬度过高，在加热过程中水中的钙、镁离子析出会造成脱硝系统的管路结垢、堵塞。因此，必须在尿素中添加阻垢剂或采用除盐水作为脱硝工艺水。3）由于喷嘴喷射器工作在炉窑内部高温区，为防止喷射器冷却水管路内部结垢，需采用除盐水作为多喷嘴喷射器冷却水。4）在SNCR脱硝工艺中，厂用气的耗量也是较大的。喷射雾化、设备冷却需、管路吹扫都需要厂用气。2.2 水泥炉窑选择性催化还原（SCR）脱硝技术2.2.1 选择性催化还原SCR 降低NOx原理选择性催化还原法（SCR）是利用还原剂在催化剂作用下有选择性地与炉窑中的氮氧化物（

45、主要是一氧化氮和二氧化氮）发生化学反应，生成氮气和水，从而减少烟气中氮氧化物排放的一种脱硝工艺。 运用SNCR脱硝技术，确保水泥窑NOx的排放稳定在800mgNm³，是可以比较可靠的实现。但要达到400 mgNm³以下甚至更低，单独依靠SNCR已不能稳定可靠地实现，必须和SCR脱硝技术结合起来。SCR脱硝技术的原理如下：4NO+4NH3+O24N2+6H2O4NH3+2NO2+O23N2+6H2ONO2+NO+2NH32N2+3H2O2.2.2工艺流程在窑尾预热器和增湿塔之间增设一个SCR反应塔，将预热器的废气由该反应塔上部导入，与喷入塔内的氨水或尿素等还原剂相混合，借助反

46、应塔内多层催化剂的催化作用，确保脱氮反应更充分地完成，催化剂由V2O5、W2O3等活性组分制成的。水泥行业SCR脱硝工艺流程图如图2所示。1-喷氨格栅 2-整流格栅 3-催化剂 4-SCR反应器图6-1 干法水泥窑脱硝SCR工艺流程图SCR脱硝工艺装置的主要组成部分包括一个SCR反应器、一个储罐及一个还原剂注入系统。还原剂即可是带压的无水液氨, 也可是常压下的氨水溶液(通常重量浓度为25%)。当采用氨水或尿素溶液时,通常将其通过位于导管或滑流的雾化喷嘴直接注入到烟气通道中。无水液氨的储存压力取决于储罐的温度。液氨通过蒸发器中的蒸汽、热水或电被蒸发。然后, 蒸发的氨气经空气稀释, 通过注入系统被

47、注入到烟气中。注入系统有许多注射喷嘴组成,使氨和烟气均匀分布。另一方面, 在喷嘴数量较少的情况下, 可以结合一个静态混合器一起使用。氨气在烟气内的均匀分布对于实现NOX的有效还原、较低的氨逸出量以及由此达到催化剂的有效利用都十分重要。考虑到脱硝催化剂的投资成本较高，水泥炉窑很少单独依靠SCR来实现对氮氧化物的控制。在要求较低的排放浓度的情况下，一般采取把SCR与SNCR结合起来的联合脱硝技术。2.2.3水泥炉窑SCR脱硝工艺需要注意的问题 1）高粉尘浓度对催化剂的影响大水泥炉窑尾部的粉尘含量可高达80100g/Nm³，易造成催化剂孔隙堵塞，使系统压降迅速增加，给引风机的正常运行造成严

48、重威胁，从而影响水泥炉窑生产线长期稳定运行。水泥炉窑SCR脱硝工艺对催化剂的堵塞和磨损，提出了更高的要求。2）催化剂中毒问题水泥炉窑烟气中钠 、钾等水溶性碱金属化合物易与催化剂中的V2O5反应导致催化剂中毒，从而降低催化剂的活性。同时，水泥炉窑烟气中的CaO含量较高，易于SO3反应生成CaSO4，覆盖催化剂的表面，降低催化剂的活性。水泥炉窑SCR脱硝系统中，由于烟气中碱性金属氧化物含量较高，要特别注意催化剂的中毒问题。2.3 水泥炉窑SNCR+SCR联合脱硝技术2.3.1 SNCR+SCR联合脱硝的特点1）催化剂用量小SCR工艺由于催化剂非常昂贵，使得SCR系统的投资很大。并且由于需要定期更换

49、，运行费用也很高。SNCR+SCR联合脱硝工艺由于首先采用了SNCR工艺初步脱硝，脱硝效率可以达到40%甚至更高，降低了对催化剂的依赖。与SCR工艺相比，混合工艺的催化剂用量可以大大减少。2）SCR反应塔体积小，空间适应性强由于联合脱硝工艺催化剂用量少，通过对烟道、扩展烟道等进行改造来布置SCR反应器，大大缩短了反应器上游烟道长度。它与单一的SCR工艺相比，不需要复杂的钢结构，节省了投资且不受场地的限制。3）脱硝系统阻力小由于联合脱硝工艺的催化剂用量少，SCR反应器体积小，其前部烟道较短因此，与传统SCR工艺相比，系统压降将大大减小，减少了引风机改造的工作量，降低了运行费用。4）减少SO2向S

50、O3的转化，降低腐蚀危害催化剂的使用虽然有助于提高脱硝效率，但也存在增强SO2向SO3转化的副作用，而烟气中的SO3含量的增加，将生成更多的NH4HSO4。NH4HSO4的黏结性很强，在烟气温度较低时，会堵塞催化剂并对下游设备造成腐蚀。联合脱硝技术由于减少了催化剂的用量，将使这一问题得到一定程度的遏制。5）简化还原剂喷射系统 为了为了获得高效脱硝反应，要求喷入的氨与烟气中的NOx有良好的接触并要求在催化反应器前形成分布均匀的流场、浓度场和温度场，为此，单一的SCR工艺除必须设置复杂的氨喷射格栅（AIG）及其控制系统外，还往往需要在多处安放掺混设施、加长烟道以保证AIG与催化剂之间有足够远的距离

51、等措施，以达到上述要求。而混合工艺的还原剂喷射系统布置在锅炉炉墙上，与下游的SCR反应器距离很远，因此，无需再加装混合设施，也无需加长烟道，就可以在催化剂反应器入口获得良好还原剂与NOx的混合及分布。2.4 比选结论1）从世界范围来看，已实施的水泥厂脱硝工程，几乎全部采用SNCR脱硝技术。SNCR脱硝是目前水泥行业脱硝的主流技术。2）SNCR法的脱硝的效率为50%60% ,低于选择性催化还原法(SCR)脱硝的效率(80%90%),而SNCR法的费用只有SCR 法的五分之一左右。3）SCR脱硝技术可以有效地控制氮氧化物的排放，可以保证炉窑烟气的NOx排放浓度降到100200mg/Nm³

52、。但SCR需要使用和消耗价格昂贵的贵金属催化剂,且由于水泥企业废气的粉尘浓度很高,碱金属含量较高，易使催化剂中毒和堵塞。SCR脱硝技术在水泥工业上的实践才刚刚开始，还有诸多改进的空间。4）随着水泥行业的发展和环保标准要求的不断提高, SNCR和SCR脱硝将会得到广泛的运用。5）根据比选SNCR和SCR脱硝技术，SNCR技术为是目前水泥行业脱硝的主流技术。应用较为成熟，并投入相对更经济，安全系数更高是较为可靠的脱硝技术。3、技术方案SNCR 系统主要设备都需进行模块化设计，主要有氨水储存系统，氨水溶液传输模块以及氨水溶液喷射系统组成。工艺流程图、主机设备表见后。SNCR 系统主要设备布置在窑尾平

53、台上即可，氨水罐可以布置在生料均化库旁或其他适当地点。选择性非催化还原法（SNCR）脱硝技术是在没有催化剂的条件下，在9501050的温度范围内，把还原剂（氨气或尿素）喷入水泥炉窑内，还原剂与炉窑中的氮氧化物（主要是一氧化氮和二氧化氮）发生化学反应，生成氮气和水，从而减少烟气中氮氧化物的排放。当温度低于800时,NH3与NO的反应速度很慢；当温度高于1100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。3.1 空气分级燃烧3.1.1空气分级燃烧介绍助燃空气分级燃烧是目前使用最为普遍的低氮氧化物燃烧技术之一。助燃空气分级燃烧技术的基本原理为：将燃烧所需的空

54、气量分成两级送入，使第一级燃烧区内过量空气系数在 80%左右，燃料先在缺氧的富燃料条件下燃烧，使得燃烧速度和温度降低，因而抑制了热力氮氧化物的生成。同时，燃烧生成的一氧化碳与氮氧化物进行还原反应，以及燃料氮分解成中间产物 (如 NH、CN、HCN 和NHx 等)相互作用或与氮氧化物还原分解，抑制燃料氮氧化物的生成：2CO+ 2NO 2CO + N2NH+ NH N2+ H2NH+ NO N +OH在二级燃烧区（燃尽区）内，将燃烧用空气的剩余部分以二次空气的形式输入，成为富氧燃烧区。此时空气量多，一些中间产物被氧化生成氮氧化物：CN+ O CO+ NO但因温度相对常规燃烧较低，氮氧化物生成量不大

55、，因而总的氮氧化物生成量是降低的。水泥窑进行空气分级燃烧技术的示意图见图 3-2。图 6-2 空气分级燃烧示意图3.1.2 空气分级燃烧技术方案本方案主要是通过助燃空气分级燃烧技术实现氮氧化物的减排。在分级燃烧过程中，以保证水泥厂正常生产和控制氮氧化物排放为目标，在实现氮氧化物减排的过程中配备较为完善的控制检测设备，以确定合理的分解炉燃烧制度。1） 中材XX水泥有限公司原燃料概况表 6-1 生料化学成分平均LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO36.6412.132.792.0544.031.3999.03表 6-2 煤灰成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO59.7723.4

56、97.491.391.3693.50表6-3 入窑煤粉StMar(%)Mad(%)Vad(%)Aad(%)Qned.ad(kj/kg)Qnet.ad(kcal/kg)固定碳1.275.91.863.3434.3720548491660.432）技术方案在现有 TTF 分解炉添加三次风上行管道，使分解炉的主燃烧区空气过剩系数<1，主燃烧区处于“富燃料燃烧”状态；分解炉燃尽区空气过剩系数>1。助燃空气分级燃烧过程通过有效的组织，把对生产系统的影响降低到最小。助燃空气分级燃烧改造示意图见图 6-2.图 6-2 空气分级燃烧改造示意图3.1.3 空气分级燃烧设备空气分级燃烧技术改造的主机设备表如下表所示：表 6-4 （4500t/d水泥生产线）空气分级燃烧主机设备表编号设备名称规格数量1原有三次风闸板阀改造1800*1800mm22上行三次风分风管道1500mm13上行三次风分风管道