水泥窑脱硝脱硫改造技术方案Word文档下载推荐.docx
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与发达国家相比，我国仍有较大差距。
近期，环保部和财政部将联合出台文件，设立5个亿专项资金对重点污染物进行治理，今年有4个亿作为水泥窑NOX减排专项资金，1个亿作为治理专项资金。
每个省都会有3-5条新型干法水泥生产线作为该资金的补助对象，建成区域示范工程。
2011年我国水泥行业排放的NOx约220万吨，占我国工业NOx排放总量的10%左右，对NOx排放贡献仅次于火电和机动车尾气排放，位居第三。
NOx的排放问题已成为水泥工业可持续发展的制约因素。
根据2010年对150多家水泥企业的调研，水泥厂的大气污染物基本上得到了控制，但是氮氧化物已成为主要废气污染源。
比如，对于每条5000t/d的熟料新型干法水泥生产线而言，企业每年需缴纳排污费90～100万元，其中氮氧化物排污费约占85％，即每年氮氧化物排污费76～85万元。
2010年11月中华人民共和国工业和信息化部发布的《水泥行业准入条件》公告，新准入条件明确了限制水泥业产能过剩的政策方向，重点支持现有水泥（熟料）企业联合、重组、并购，支持不以新增产能为目的技术改造项目。
并通过规划的实施，力争使水泥熟料生产企业数量从目前的3000家左右，减少到1000家左右。
至2015年，前10家企业水泥产量达到全国水泥产量的35%以上，前10家的平均规模大于7000万吨产能。
预示着我国的水泥工业正在向大型化、集团化、资源节约。
回转窑是新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，即第一种热力型NOx，它是燃料在水泥窑头1400℃以上燃烧时会产生大量NOx；
第二种瞬发型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；
第三种燃料型NO，它是由燃料中所含的化学接合氮所产生的。
第四种生料型NOx，它是由窑喂料中含氮的化合物分解后而形成的NOx，例如NH4等。
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。
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500mg／Nm3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。
选择性非催化还原（SNCR）脱硝技术1）SNCR降低NOx原理选择性非催化还原（SelectiveNon-CatalyticReduction，以下简写为SNCR）技术是一种成熟的商业性NOx控制处理技术。
SNCR方法主要在850～1050℃下，将含氮的化学剂喷入贫燃烟气中，将NO还原，生成氮气和水。
在水泥窑氮氧化物减排实施中，主要在分解炉合适位置喷入适量的还原剂（氨水或是尿素溶液），喷入的还原剂在烟气自身热力运动和喷枪的合理分散作用下，同氮氧化物完成充分混合，在适合的温度和气氛下，反应生成氮气和水，发生以下反应过程如下：
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2O
（1）温度进一步升高,则可能发生以下的反应:
4NH3+5O2→4NO+6H2O
（2）当温度低于800℃时,NH3与NO的反应速度很慢；
当温度高于1050℃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。
我公司现排放浓度为300mg/Nm3，超出山东省/国家新环保规定，项目迫于环保要求必须干。
2、国内外技术现状分析
对于新建、改建的水泥生产线（水泥窑及窑磨一体机），德国的标准依然最为严格：
NOx排放限值为100～200mg/Nm3，欧盟要求为200～500mg/Nm3。
我国又比欧盟、奥地利500mg/Nm3的排放限值宽300mg/Nm3，比德国200mg/Nm3的排放限值宽600mg/Nm3。
因此，我国《水泥工业大气污染物排放标准》规定的NOx排放限值距发达国家存在较大差距。
3、窑尾烟气参数
序号
项目
单位
数量
1
正常风量
m3/h
370000
2
温度
℃
350-430
起炉时温度短时超过500℃
3
NOx初始浓度
mg/Nm3
300-350
4
氮氧化物排放浓度
≤100
5
SO2初始浓度
≤1500
6
SO2排放浓度
≤35
4、方案思路
目前脱硝采用SNCR脱硝工艺，采用氨水为还原剂，NOx排放浓度≤200mg/Nm3；
现潍坊市水泥窑排放按超低排放要求执行，NOx排放浓度≤100mg/Nm3。
在尾气进入余热锅炉前，引入300-430℃的高温烟气进入SCR反应器，采用高尘布置，上进、下出，烟气再引入余热锅炉。
脱硫采用石灰-石膏法脱硫工艺，空塔逆向喷淋，SO2排放浓度≤35mg/Nm3。
二、设计依据
1、基本依据
《山东省建材工业大气污染物排放标准》新标准；
《水泥工业大气污染物排放标准》
国家现行有效的环保标准、法规；
各专业现行有效的中华人民共和国电力行业标准DL/T系列；
各专业所涉及的现行有效的中华人民共和国国家标准GB系列；
2、基本原则
本方案遵循国家有关法规及规定进行编制。
选用较新专利技术，结合工程项目的具体条件，采用优化设计方法，提高设计水平和降低工程投资额。
严格执行资源综合利用原则，积极改进工艺技术，采用无害或少害的工艺。
贯彻“安全生产，预防为主”的方针。
充分利用本工程项目相应的公用设施、辅助设施，以节约投资，加快工程的建设周期。
NOx排放浓度≤100mg/Nm3
SO2排放浓度≤35mg/Nm3
3、设计标准
标准名称
标准号
《水泥工业大气污染物排放标准》
《包装储运图示标志》
GB191
《标准电压》
GB153
《低压成套开关设备和控制设备》
《低压成套开关设备基本试验方法》
GB9466
《低压电器外壳防护等级》
GB/T4942-2
7
《工业企业厂界噪声标准》
GB12348
8
《工业企业噪声控制设计规范》
GBJ87
9
《工业管道施工及验收》
GBJ253
10
《火电厂烟气脱硝工程技术规范-选择性非催化还原法》
HJ/T563-2010
11
《火电厂烟气脱硝工程技术规范-选择性催化还原法》
HJ/T562-2010
12
《火电厂烟气脱硫技术规范-石灰石石灰石膏法》
HJ/T179-2005
13
《钢结构设计规范》
GB50017
三、SNCR+SCR脱硝工艺设计
1、SNCR脱硝利旧。
SNCR效率按40%左右设计，排放浓度在＜200mg/Nm3。
2、公用系统主要参数
冷却水水质：
生活水（澄清水）
冷却水压力：
进口MPa；
冷却水温度：
正常20℃；
最高30℃；
最低10℃；
冷却水[SS]：
<
10mg/m3
冷却水[Cl-]：
mg/m3
电源
动力电源：
三相五线制380V/220V，50Hz
事故电源：
直流220V
控制电源：
直流220V或交流220V
压缩空气
压力：
MPa
温度：
≤50℃
原料
（1）氨水：
20%浓度配置。
2、SNCR工艺及设备描述
当温度高于1100℃时，NH3则会被氧化为：
4NH3+5O2→4NO+6H2O
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。
以尿素为还原剂的反应最佳温度区为900~1100℃。
较NH3为不原剂的反应温度偏高50℃左右。
当反应温度过高时，由于氨的分解会使NOX还原率降低，另一方面，反应温度过低时，氨的逃逸增加，易和炉膛内的SO2反应，生成硫酸氢氨（NH4）SO4，对炉膛产生腐蚀。
同时也会使NOX还原率降低。
NH3是高挥发性和有毒物质，氨的逃逸会造成为新的环境污染。
2）工艺流程
在分解炉的中下部或出口喷入氨基还原剂，使之与烟气中的NOx混合，并将其还原成氮气和水，可较大幅度地削减NOx的排放，脱硝效果达50％以上，NOx排放浓度可降到200～300mg／Nm3。
其工艺流程为尿素溶解溶液通过输送泵至还原剂储存罐，还原剂经过过滤器后，由高倍流量泵输送到稀释计量模块完成还原剂的稀释、计量，并输送到分配模块，经分配模块完成各喷枪的平衡分配，输送到喷枪，在喷枪喷嘴内与压缩空气混合，雾化后喷入分解炉内。
3、选择性催化还原（SCR）脱硝技术
1）SCR脱硝原理
在SCR反应器内，NO通过以下反应被还原：
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
6NO+4NH3→5N2+6H2O
当烟气中有氧气时，反应第一式优先进行，因此，氨消耗量与NO还原量有一对一的关系。
整个催化还原反应在300~400℃范围，最佳反应温度为320~350℃。
在烟气中，NO2一般约占总的NOx浓度的5%，NO2参与的反应如下：
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
6NO2+8NH3→7N2+12H2O
在绝大多数窑炉的烟气中，NO2仅占NOx总量的一小部分，因此NO2的影响并不显著。
2）工艺流程
根据水泥窑炉烟气温度区间特性，适应现有SCR技术的位置在预热器出口，该位置烟气温度约为340℃。
从预热器出来的高温烟气，经烟道引出后转向进
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