2500td熟料生产线目前已采用窑头低氮燃烧器和分解炉分级燃烧技术脱硝工程分析

1、技改项目工程分析：（1）建设内容及工程规模xxxx2500t/d熟料生产线目前已采用窑头低氮燃烧器和分解炉分级燃烧技术，已经取得了一定了减排效果，但还可以进一步优化。另外，单独采用低氮燃烧技术很难将NOx的排放浓度稳定的控制在400mg/Nm3以下或者达到60%的脱硝效率，因此，在采取低氮燃烧技术的基础上，还采用选择性非催化还原（SNCR）烟气脱硝技术，配置SNCR烟气脱硝设施，在分解炉上部合适的温度区间内喷入还原剂，与烟气中NOx发生还原反应，进一步降低NOx排放。根据技术先进、工艺成熟、经济合理”的选择原则，针对水泥熟料生产线的特点和xxxx公司的具体情况，xxxx2500t/d熟料生产线选择降低氮氧化物排放技术如下：⑴对现有的低氮燃烧技术设施进行优化改造，将窑尾分解炉上部燃烧器及煤粉管道进行更换，增加分解炉下部燃烧器的喂煤量，强化脱硝还原区，进一步降低NOx排放，控制氮氧化物的排放浓度在550mg/Nm3以下；⑵采用选择性非催化还原（SNCR）烟气脱硝技术，配置SNCR烟气脱硝设施，在分解炉上部合适的温度区间内喷入还原剂，与烟气中NOx发生还原反应，进一步降低NOx排放。通过以上两项技术的联合使用，确保在低成本的状态下，实现系统NOx减排目标。表5-1选择降低氮氧化物排放措施表主要措施初始浓度(mg/Nm3)排放浓度(mg/Nm3)减排比例(%)综合效率(%)低氮燃烧技术已建成后分级燃烧功能并配置低氮燃烧器的熟料烧成系统80065018.860分级燃烧功能优化改造65055015.4烟气脱硝技术SNCR系统55032041.8本项目设计的NOx目标排放浓度为320mg/Nm3,满足并低于现有的或最新的排放标准和相关环保要求。本技术方案拥有良好的适应性和经济性，SNCR烟气脱硝效率一般可达30-60%,本技术方案设计SNCR效率只要达到41.8%,即可达到NOx的最终排放浓度控制在320mg/Nm3,综合脱硝效率达60%的目标，因此，在采用分解炉低氮燃烧改造技术的基础上，先行降低NOx的排放浓度，再实施SNCR烟气脱硝系统，可减少还原剂氨水的用量，实现在相对较低的运行成本下，达到较低的NOx排放目标和较高脱硝效率指标，保证满足国家最新标准要求。该项目的工程内容主要包括：低氮燃烧系统(窑头低NO2燃烧器)、SNCR系统，以及相关电气、控制系统、气体在线分析仪、配套土建等。其中配套土建主要包括氨水储罐区、系统控制室、脱硝装置封闭、在线检测系统封闭等。项目脱硝工艺流程详见图5-1

氨水（尿素溶液）

储存系统氨水（尿素溶液）

氨水（尿素溶液）

储存系统氨水（尿素溶液）

注入系统NH3有组织排放.窑尾预热器及分解炉（低氮燃烧）窑中窑头图5-1项目工艺流程图（2）选用的烟气脱硝技术①低氮燃烧技术I、对窑尾分解炉上部两个燃烧器进行更换，并对上部相应的煤粉管道和煤粉分配器进行更换，通过上部煤粉管道的燃烧器的重新设计，达到减少上部燃烧器喂煤量，增加下部燃烧器喂煤量，强化脱硝还原效果的目的。n、操作上，配合改造后的调整，适当降低窑内通风和喂煤量，增加三次风量和分解炉喂煤量，尽量降低窑内过剩空气系数，减少NOx的生成量；降低506风机转速，尽量减少系统用风。分级燃烧主要改造内容和主要设备材料如表5-2和表5-3所示。表5-2分级燃烧优化改造内容一览表厅P名称改造内容1窑尾煤粉输送管道对输送至分解炉上部燃烧器的煤粉管道进行重新设计更换。2分解炉燃烧器对分解炉上部的两个燃烧器进行更换，对卜部两个燃烧器进行优化改造。

表5-3分煤燃烧优化改造主要设备材料表厅P名称单位数量备注1煤粉三通分料阀台2窑尾煤粉分配调节2煤粉管道闸阀个3窑尾煤粉输送控制调节3压力表台3窑尾煤粉输送压力监控4煤粉输送管道一套1包括无缝钢管和陶瓷弯头5分解炉上燃烧器］台2用于分解炉柱体②选择性非催化还原法（SNCR）I、SNCR技术实施位置SNCR技术采用的是分解炉内直喷还原剂技术，所以烟气成分唯一影响的就是还原剂喷射量的多少。分解炉内直喷还原剂适合的温度区间为850C-1100C,分解炉内的温度正符合这一温度区间。SNCR技术示意图见图5-2。图5-2SNCR系统实施位置图n、SNCR技术系统组成SNCR系统主要包括：还原剂原料的接受及制备系统、还原剂的供应系统、喷射系统、电气、控制系统以及配套土建。田、还原剂SNCR技术还原剂选择是整个系统中很重要的一个环节。在SNCR系统中，还原剂是最大的消耗品。其消耗成本直接影响到脱硝系统的整体经济评估。该项目SNCR系统使用的还原剂为氨水。氨水的特性：氨水与无水氨都属于危险化学品。氨溶液：含氨＞50%的氨溶液，危险货物编号为23003。35%〈含氨＜50%、为《危险货物品名表》《危险化学品名录（2002版）》GB12268-90规定之危险品，危险物编号为22025。10%＜含氨W35%勺氨溶液，危险货物编号为82503;用于脱硝的还原剂通常采用20%〜25%浓度的氨水。无色透明液体，易分解放出氨气，温度越高，分解速度越快，可形成爆炸性气氛。若遇高热，容器内压增大，有开裂和爆炸的危险。与强氧化剂和酸剧烈反应。与卤素、氧化汞、氧化银接触会形成对震动敏感的化合物。接触下列物质能引发燃烧和爆炸：三甲胺、氨基化合物、1-氯-2,4-二硝基苯、邻一氯代硝基苯、钳、二氟化三氧、二氧二氟化艳、卤代硼、汞、碘、澳、次氯酸盐、氯漂、氨基化合物、塑料和橡胶。腐蚀铜、黄铜、青铜、铝、钢、锡、锌及其合金等等。IV、技术原理选择性非催化还原（SNCR）脱除NOx技术是把含有NHx基的还原剂（氨水和尿素）喷入炉膛温度为800c〜1100c的区域，在无催化剂作用下，NH3与烟气中的NOx进彳fSNCR反应而生产冲。该方法是以分解炉为反应器。采用氨水作为还原剂时，其主要化学反应方程式为：8NH36NO2-；7N212H2O不同还原剂有不同的反应温度范围，此温度范围称为温度窗。还原剂氨水的反应最佳温度区为800〜1100C。当反应温度过高时，还原剂氨水会被氧化成NOx,NOx排放量会不降反升；温度过低，还原反应速率下降，脱硝效率下降，还会引起未反应的NH3逃逸。NH3是高挥发性和有毒物质，氨的逃逸会造成新的环境污染。引起SNCR系统氨逃逸的原因有两种，一是由于喷入点烟气温度低影响了氨与NOx的反应；另一种可能是喷入的还原剂过量或还原剂分布不均匀。还原剂喷入系统必须能将还原剂喷入到炉内最有效的部位，因为NOx在炉膛内的分布经常变化，如果喷入控制点太少或喷到炉内某个断面上的氨分布不均匀，则会出现氨浓度分布较高区域有较高的氨逃逸量。为保证脱硝反应能充分地进行，以最少的喷入还原剂氨水量达到最好的还原效果，必须设法使喷入的还原剂氨水与烟气良好地混合。若喷入的氨水溶液不充分反应，则会造成一定量的NH3逃逸，造成二次污染。为了保证还原剂氨水与烟气良好地混合，还原剂氨水喷射系统安装位置在分解炉中部，围绕分解炉环绕一周多层布设喷枪，喷射系统由4个喷枪构成。同时，项目脱硝装置还设置有雾化系统，雾化系统主要是调节雾化介质的压力和流量，雾化介质的作用主要为加强还原剂与炉内烟气混合，充分混合有利于保证脱硝效果、提高还原剂利用率、减少还原剂用量、减少尾部氨残余。雾化介质主要是提高还原剂喷射速度、增加喷射动量，而不是要求把还原剂溶液全部雾化成很小的液滴，而是一定比例的不同尺寸液滴。小液滴在喷枪出口炉壁附近的低温区就挥发反应，而大液滴则可以深入炉膛才析出反应。综上所述，本项目还原剂氨水溶液与烟气可进行良好地混合。V、工艺流程简述在分解炉的中下部喷入还原剂氨水，使之与烟气中的NOx化合，并将其还原成氨气和水，脱硝效果最低可达50%。储存罐内的还原剂氨水先经过滤器后，通过还原剂添加泵送入分解炉，出添加泵的溶液进入流量调节阀和流量计，经计量的溶液进入喷枪，在喷枪内与压缩空气混合，雾化后喷入分解炉内。喷枪位置在分解炉中部，由多个喷枪构成，形成雾状，更利于高温下还原剂还原剂氨水迅速分解为氨，并与烟气中的NOx进行反应生成氮气和水。选择性非催化还原（SNCR）脱除NOx技术具关键技术是喷枪位置的确定，确定喷枪位置主要考虑设备内部的气体温度，尿素还原NOx反应的适宜温度为800C〜1100C,此处内部气体温度约1000Co喷枪的结构和喷枪的质量是还原剂氨水添加设备的技术关键，喷枪的结构设计首先应保证尿素溶液具有良好的雾化效果，其次喷枪本身处于高温部位，应具有良好的耐热性能，不易烧损。喷射系统主要包括喷枪系统，自动开关门，自动前进后退装置，当喷枪不工作时，喷枪自动退出套管之外，关门装置自动关闭喷枪安装套筒门；当喷枪工作时，门自动打开，喷枪自动进入工作位置。③烟气脱硝技术参数

低NO2燃烧技术与SNCR系统设计技术参数及参数比较详见下表5-4。表5-4低NO2燃烧技术与SNCR系统设计技术参数表项目SNCR低氮燃烧技术还原剂用氨水或尿素无反应温度850〜1100c/催化剂不使用催化剂/脱硝效率25%〜60%20%〜40%还原剂喷射位置通常在分解炉内喷射/SO2/SO3氧化不导致SO2/SO3氧化不导致SO2/SO3氧化NH3逃逸低于8mg/m3/对后续设备影响不导致SO2/SO3的氧化，影响小无系统压力损失没用压力损失无燃料的影响无影响无影响占地空间小(无需增加催化剂反应器)最小(3)系统组成本项目的烟气脱硝技术采用低氮燃烧器+SNCR技术，设备安装位置分别为：窑头低氮燃烧器在水泥生产线的窑头车间安装实现，即将窑头普通喷煤管更换为低氮燃烧器；SNCR的系统组成为氨水溶液储罐区、氨水溶液的供应系统、喷射系统及电气系统及相关的仪器仪表。(4)建设条件①脱硝装置场地脱硝装置场地主要包括还原剂储存区、喷射区。其中储存为窑尾处空地。喷射区设置在窑尾预热器塔架上，现有场地位置完全可以满足要求。②供电电源引自2500t/d水泥熟料生产线总降压站，脱硝系统所需电源有保障。③气源条件2500t/d新型干法熟料水泥生产线SNCR脱硝系统压缩空气可引自2500t/d熟料水泥生产线。脱硝系统压缩空气耗量约为2-3m3/h,现有供气系统可满足需求，气源可在就近车间压缩空气罐引取。④SNCR系统还原剂的供应条件本工程SNCR系统还原剂选用尿素、氨水。尿素可从****县化肥厂购买，运距50公里；氨水从开远解化厂购买，运距600公里。尿素、氨水供货来源稳定，可以保障本工程SNCR系统的正常运行。(三)SNCR系统还原剂的运输条件拟建项目位于xx省****市****县兴泉镇兴泉村石板鲁沟，距兴泉镇东4.5公里处，地处川滇两省交界处，攀枝花****公路北侧，规划厂界南面距该公路300m厂区西距****县城39km距****市区240km东距攀枝花市35km,距格里坪火车站24km距昆明市区360公里，成昆铁路、108国道公路等交通干线从拟建厂址附近经过。厂址距氨水产地开远解化厂600公里，距尿素生产厂家****县化肥厂50公里，现有交通网络方便快捷，满足SNC源统技改需要。(5)主要经济技术指标表5-5分级燃烧+SNCR脱硝系统的主要经济技术指标厅P名称单位经济技木指标1项目总投资万元642.732年利用小时数小时8000

3处理烟气量Nm3/h364000（10%。2含量）4初始NOx排放浓度…3mg/Nm（10%。2含量）6505脱硝效率%50.86氨逃逸率3mg/Nm<8720%氨水消耗量吨/天9.8820%氨水消耗量吨/月295920%氨水消耗量吨/年32801020%氨水价格元/吨100011氨水运行成本万元/年32812电耗kwh/年3600013实物煤耗吨/年83714压缩空气m3/年64000015年均单位生产成本(不含税)元/吨熟料9.2516脱硝区域占地面积2m12017最终NOx排放浓度3mg/Nm（10%。2含量）32018NOx减排量吨/年961(6)项目低氮燃烧系统设备①分煤燃烧优化改造主要设备材料见表5-6表5-6分煤燃烧优化改造主要设备材料表厅P名称单位数量备注1煤粉三通分料阀台2窑尾煤粉分配调节2煤粉管道闸阀个3窑尾煤粉输送控制调节3压力表台3窑尾煤粉输送压力监控4煤粉输送管道套1包括无缝钢管和陶瓷弯头5分解炉上燃烧器台2用于分解炉柱体②SNCR系统本项目熟料水泥生产线建设的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：I、接收、储存和输送氨水溶液的系统；n、还原剂计量分配系统；田、还原剂喷射与监测系统；IV、工艺的控制和管理系统。主要设备如下表5-7:表5-7主要设备表厅P设备或模块数量1储罐2个2氨水加注模块1个3还原剂输送模块2个4给料分配模块1个5喷射模块2个6喷枪模块8-10（支喷枪）1套7PLC控制柜1套8的分配模块接线箱1套（7）总平面布置本脱硝工程包括：低氮燃烧系统（窑头低氮燃烧器）、SNCR系统、以及相关电气、控制系统、气体在线分析仪、配套土建等。根据2500t/d新型干法水泥熟料生产线的布置情况，窑头低氮燃烧器安装在水泥生产线的窑头车间，即将窑头普通喷煤管更换为低氮燃烧器；SNCR系统中喷射系统安装在窑尾预热器分解炉工作平台上；在窑尾旁的空地上建设二层钢筋混凝土建筑，一楼布置空压机、氨水溶液储罐区，二楼单独设置系统控制区。2、主要污染工序(1)施工期污染分析1、废水的产生及排放在施工过程中，产生的废水主要有施工人员产生的生活污水、混凝土及砂浆搅拌用水、设备清洗用水及开挖地面因降雨产生的高浓度泥沙地面雨水，废水产生量和产生的时间均不确定。施工方应设置施工废水临时沉淀池，对施工废水进行沉淀处理后回用于搅拌和洒水降尘。项目施工人员约为10人，施工人员的生活用水主要为清洗用水，用水定额按50L/(人•d)计，施工人员的清洗废水产生率按用水量的80%计算,则项目施工期用水量约为0.4m3,产生的生活废水进入厂区原有的污水处理系统，经处理后达标排放。2、废气的产生及排放在施工过程中，部分机械作业会产生粉尘及NOx、CO等燃油废气。施工期间，建筑材料的运输、堆放，部分混凝土在现场拌和等过程均会产生粉尘，均为无组织排放。该项目不存在场地平整问题，因此，大大减小了无组织粉尘的产生量和排放量。只是在某些机械作业时会产生少量粉尘和NOx、CO等燃油废气以及开挖地基产生的扬尘。为了减少施工期扬尘的产生量，施工方应合理安排施工时间，优化施工方案，并在旱季风大时对施工作业面进行洒水尽量减少施工期扬尘的产生量，减轻施工扬尘对项目区域环境的影响。3、施工噪声的产生及排放情况施工期间，由于使用电锯、电钻、吊车等施工机械以及施工材料运输车辆，将会产生一定的噪声污染。电锯、电钻噪声源强约为85dB(A);大型施工运输车辆的噪声源强度也超过90dB(A)。施工噪声的特点是突发性和间歇性，为间歇性点源排放。施工噪声的处理措施主要为采用低噪设备，合理安排施工时间、夜间不施工、尽量优化施工方案，选择施工车辆的最优进场道路，尽量从源强及传播途径上降低施工噪声的产生量。4、固体废弃物的产生及排放项目施工期间所产生的固体废弃物主要为建筑垃圾和施工人员的生活垃圾。其中，建筑垃圾属于一般固废，于项目区内统一堆存，对于这些废物，应集中处理，分类收集并尽可能的回收再利用，不能回收利用的则应及时清理出施工现场，在施工结束后及时清运到建设部门指定的地点进行处理。施工期10名人员的生活垃圾，按每人每天产生1kg计，则每天产生的生活垃圾为10kg,施工期间产生的生活垃圾集中收集，汇同原项目的其他垃圾清运处置。(2)工程运营期污染分析1、废水的产生及排放该项目生产用氨水喷入分解炉后，由于分解炉中温度高达800C〜1100C,氨水溶液中的水将变为蒸汽挥发掉，因此，本技改项目生产用水为消耗水，无生产废水产生。该项目不新增劳动定员，不新增生活污水。xxxx水泥有限责任公司内已建有布局合理的雨水沟，雨水排放有可靠保证，故本项目不再新建雨水沟。2、废气的产生及排放情况该项目运营期的废气主要来自氨逃逸后由窑尾烟囱排放的氨气，为有组织排放。项目SNCR系统氨逃逸平均排放浓度以8mg/Nm3计，窑尾废气标况流量为369248Nm3/h,故项目建成后2500t/d新型干法水泥熟料生产线氨逃逸后由90m高的窑尾烟囱排放的氨气量为2.95kg/h、21.24t/a。其排放浓度可满足GB14554-93《恶臭污染物排放标准》二级标准的要求。止匕外，本项目作为废气治理设施，其建成后将对回转窑所排废气中的氮氧化物有一定的削减作用。故水泥厂原2500t/d新型干法水泥熟料生产线所排废气中除回转窑排放废气中的氮氧化物浓度及排放量减少外，其余大气污染物均不发生变化。根据xx市环境监测站监测提供的《建设项目竣工环境保护验收监测报告》（保环验字［2012］第2号）中的验收监测数据，原2500t/d新型干法水泥熟料生产线窑尾废气标况流量为369248Nm3/h,NOx排放浓度为738mg/Nm3,故原2500t/d新型干法水泥熟料生产线回转窑所排NOx量为272.51kg/h、19