蒸汽低氨燃烧脱硝系统工程通用技术方案.docx
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蒸汽低氨燃烧脱硝系统工程通用技术方案
****水泥有限公司
5000t/d新型干法水泥熟料生产线
蒸汽低氨燃烧脱硝工程项目
山东卓昶节能科技有限公司
二〇一八年八月
1概述1
2蒸汽低氨燃烧脱硝工程设计1
2.1设计依据1
2.2设计用参数3
3蒸汽低氨燃烧脱硝工作原理及工艺技术5
3.1NOX的生成机理及排放现状5
3.2蒸汽低氨燃烧脱硝技术工作原理5
3.3蒸汽低氨燃烧脱硝关键技术6
3.4蒸汽低氨燃烧脱硝技术优势6
3.5控制回转窑NOX产生量的措施6
3.6操作要点6
4蒸汽低氨燃烧脱硝技术工程内容7
4.1蒸汽低氨燃烧脱硝技术工程改造内容及材料供应、施工7
4.2蒸汽低氨燃烧脱硝技术工程工艺流程7
5蒸汽低氨燃烧脱硝技术安装工程8
5.1工期安排8
5.2安装组织人员8
5.3工机具配备8
5.4施工作业程序9
5.5设备材料准备9
5.6蒸汽低氨燃烧脱硝技术工程的安装10
5.7安全管理13
6工程竣工调试、验收13
6.1工程竣工调试13
6.2工程竣工验收14
7性能及技术指标保证14
7.1技术指标保证14
7.2性能指标保证15
8企业经济效益15
9售后服务15
十蒸汽低氨燃烧脱硝工程业绩表16
十一附图18
概述
1.1根据《水泥工业大气污染物排放标准》GB4915-2013规定，水泥窑烟气NOx排放标准不大于400mg/Nm3，随着国家环保政策对水泥企业污染物排放要求的不断提高，NOx排放标准日益严苛，很多省份排放标准已降为260mg/Nm3，个别省份计划降为100mg/Nm3以下。
随着环保督查力度的不断加强，排放不达标的水泥企业将面临严厉处罚，直至停产整顿。
1.2鉴于环保政策对水泥生产企业的巨大压力，我公司联合山东大学、济南大学、山东建筑材料设计院，在新型干法熟料生产线采用SNCR脱硝技术和分级燃烧脱硝技术的基础上，投入大量资金和技术力量，通过大量实验和研究创新研发出蒸汽低氨燃烧系统工程技术，通过中间实验取得了国家专利。
现已成功应用于近60多条水泥熟料生产线，取得了非常好的效果，解决了水泥窑尾废气NOx排放问题，降低了水泥企业生产运营成本。
1.3台泥（安顺）水泥有限公司新型干法水泥熟料生产线设计产量5000t/d，实际产量5300-5400t/d，水泥窑烟气NOx排放考核＜320mg/Nm3，浓度20%氨水用量在18.5-20t/d左右，造成熟料成本增加，氨逃逸污染周围环境，氨水80%在窑废气蒸发造成热耗损失，煤耗增大，高温风机、尾排风机及管道腐蚀，袋收尘器收尘袋结露等。
本技改工程利用现有条件,在不影响正常生产的情况下,利用窑炉检修期间，预热器系统、煤粉输送及燃烧系统、三次风管、C4下料管、C4和C5上升烟道撒料盒及烟气脱硝系统整改。
利用余热发电饱和蒸汽与煤粉气化产生的水煤气、煤产生的CHi、CO等还原物质，与烟气中的NOx进行反应，降低NOx的浓度，从而减少SNCR中氨水的用量，从而达到降低成本，满足对空排放标准的目的。
同时，由于氨水的降低，降低了热耗，减少了氨对后续设备如：
余热发电系统、生料制备系统、废气处理系统的设备的腐蚀，降低了收尘器糊袋概率，也减少了氨逃逸。
二蒸汽低氨燃烧脱硝工程设计
2.1设计依据
2.1.1设计基础
1、卓昶公司蒸汽低氨燃烧脱硝工程专利技术。
2、依据本条熟料生产线设计院设计图纸。
3、依据业主提供的生产工艺参数及资料。
4、现场测量的数据资料。
5、依据相关的设计标准及规范设计。
2.1.2设计标准及规范水泥工业大气污染物排放标准》GB4915-2013及地方《环保水泥工业大气污染物排放标准》环境空气质量标准》GB3095-2012优质碳素结构钢技术条件》GB699－88优质碳素结构钢热轧厚钢板技术条件》GB711－85碳钢焊条技术条件》GB3087－82热工仪表及控制装置施工及验收规范》GB0198-97机械设备安装工程施工及验收通用规范》GB50231-2009电气装置安装工程施工及验收规范》GB50168-2006工业金属管道工程施工及验收规范》GB50235-97施工现场临时用电安全技术规范》GBJ46—88现场设备工程管道焊接工程施工及验收规范》GB50236-1998水泥工厂脱硝工程技术规范》GB51045大气污染物综合排放标准》GB16297建筑设计防火规范》GB50016建筑结构荷载规范》GB50009水泥工厂设计规范》GB50295水泥工厂节能设计规范》GB50443安全标志及其使用导则》GB2894钢结构、管道涂装技术规程》HGJ209-83供配电系统设计规范》GB50052低压配电设计规范》GB50054爆炸危险环境电力装置设计规范》GB50058压力管道规范--工业管道》GBT20801建筑内部装修设计防火规范》GB50222生产过程安全卫生要求总则》GB/T12801建筑工程施工质量验收统一标准》GB/T50300固定污染源烟气排放连续监测技术规范》（试行）HJ/T75固定污染源排放烟气连续监测系统技术要求及监测方法》HJ/T76危险化学品管理条例》（中华人民共和国国务院令第591号）
2.2设计用参数
公司名称
生产线设计单位
旋窑规格
熟料生产线设计产量
t/d
熟料产量
t/d
标煤消耗
kg标准煤/t熟料
实物煤耗
Kg/t
煤粉细度、水份
水份0.8%
分解炉容积
M3
窑头喂煤量
t/h
窑尾喂煤量
t/h
窑尾罗茨风机型号
是否有变频器
窑尾罗茨风机流量
m3/min
窑尾罗茨风机压升
Kpa
窑尾罗茨风机转速
r/min
窑尾罗茨风机电机功率
KW
窑尾主输煤管管道外直径及壁厚
mm
熟料3d强度
Mpa
熟料28d强度
Mpa
烟室温度
℃
烟室负压
Pa
分解炉出口温度
℃
分解炉出口负压
Pa
分解炉有效容积
m3
鹅颈管有效体积（若有）
m3
C1出口温度
℃
C1出口负压
Pa
C1出口O2含量
二次风温
℃
三次风管风温
℃
缩口尺寸及面积（方或圆）
mm
三次风管内径、外径
mm
三次风管负压
Pa
高温阀开度
%
NOx（SNCR前）
mg/m3
NOx环保考核标准
mg/m3
NOx环保控制标准
mg/m3
SNCR脱硝氨水平均用量
t/d
S02
mg/m3（立磨开时）
S02
mg/m3（立磨停时）
2.2.煤粉工业分析和化学分析/%
工业分析/%
Qnet
元素分析/%
Mad
mad
Vad
FCar
KCal/kg
Car
Har
Nar
Sar
Oar
2.3.煤灰份化学分析
LOSS
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
2.4入窑生料化学成分分析/%
LOSS
SiO2
Al2O3+TiO2
Fe2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
SO3
CI-
2.5熟料质量全分析（%）（熟料生产线改造前一个月平均数据）
Loss
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
K2O
Na2O
SO3
∑
f-cao
2.6熟料矿物组成（%）
KH
KH-
SM
IM
C3S
C2S
C3A
C4AF
三蒸汽低氨燃烧脱硝工作原理及工艺技术
3.1NOx的生成机理及排放现状
2016年，全国水泥产量为24.03亿吨，水泥熟料生产线NOx的排放量为1.584kg/t-cl，大量NOx被排放到大气中。
氮氧化物（NOx）主要为NO和少量的NO2，其中NO占95%以上。
水泥窑烟气脱硝向分解炉内喷入大量还原剂NH3·H2O，以实现环保达标。
水泥窑氮氧化物的形成机理如下：
3.1.1热力型NOx（ThermalNOx）,为空气中的N2在高温下氧化而产生的NOx。
产生量主要取决于温度，温度1300℃以上NOx随着温度的不断升高而呈现几何倍数大量生成:
N2+O→NO+N
O2+N→NO+O
N+OH→NO+H
3.1.2燃料型NOx（FuelNOx）,是燃料中的氮的化合物在燃烧过程中热分解且氧化而生成。
3.1.3快速型NOx（FenimoreNOx）,是空气中的N2与燃料中的碳氢离子团（CH、CH2等）在反应区附近快速生成的NOx，其生成量较少，一般占总NOx的5%以下。
3.2蒸汽低氨燃烧脱硝技术工作原理
采用饱和蒸汽与煤气化技术，通过对分解炉煤粉燃烧系统、三次风管、C4下料管等的优化，在分解炉锥体部位建立还原剂产生区，还原NOx。
3.2.1还原剂产生区原理
煤粉和饱和蒸汽利用无焰燃烧器均匀喷到贫氧燃烧区内，水蒸气与固定碳反应生成CO、H2，煤粉在燃烧区贫氧条件下产生CO、煤挥发分高温下析出CH4、HCN等还原剂。
H2O+C→CO+H2
2C+O2→2CO
挥发分析出CH4、HCN
3.2.2NOx还原区原理
窑尾烟气中的NOx在还原区内与CO、H2、CH4、HCN等还原剂在热生料调节温度及催化作用下发生反应，将NOx还原成无污染的惰性气体N2。
此外少量的固定碳在缺氧条件下还原NO生成N2并且抑制自身燃料型NOx的产生。
2CO+2NO→N2+2C02
2H2+2NO→N2+2H2O
CHi+NO→N2+...
HCN+NO→N2+...
3.3蒸汽低氨燃烧脱硝关键技术
3.3.1饱和蒸汽和煤粉一起通过贫氧燃烧器四角切圆方式喷入还原剂产生区，使窑内NOx得
到有效还原，降低氨水用量。
3.3.2三次风管上移至适合的高度，确保NOx被还原的时间，使NOx快速还原生成N2。
3.3.3技改后的C4下料管把热生料分到分解炉锥体部位，热生料中碱性氧化物对窑炉内NOX
的还原起到催化作用，并调节锥体温度，确保锥体不结皮。
3.4蒸汽低氨燃烧脱硝技术优势
3.4.1蒸汽低氨脱硝技术可还原窑内产生的热力型NOx，抑制燃料型NOx的生成，可从源头有效降低NOx的产生。
3.4
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