蒸汽低氨燃烧脱硝系统工程通用技术方案.docx

1、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二一八年八月1概 述 12蒸汽低氨燃烧脱硝工程设计 12.1设计依据 12.2设计用参数 33蒸汽低氨燃烧脱硝工作原理及工艺技术 53.1NOX 的生成机理及排放现状 53.2蒸汽低氨燃烧脱硝技术工作原理 53.3蒸汽低氨燃烧脱硝关键技术 63.4蒸汽低氨燃烧脱硝技术优势 63.5控制回转窑 NOX产生量的措施 63.6操作要点 64蒸汽低氨燃烧脱硝技术工程内容 74.1蒸汽低氨燃烧脱硝技术工程改造内容及材料供应、施工 74.2蒸汽低氨燃烧脱硝技术工程工艺流

2、程 75蒸汽低氨燃烧脱硝技术安装工程 85.1工期安排 85.2安装组织人员 85.3工机具配备 85.4施工作业程序 95.5设备材料准备 95.6蒸汽低氨燃烧脱硝技术工程的安装 105.7安全管理 136工程竣工调试、验收 136.1工程竣工调试 136.2工程竣工验收 147性能及技术指标保证 147.1技术指标保证 147.2性能指标保证 158企业经济效益 159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

3、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 100 mg/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，

4、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

5、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

6、泥工业大气污染物排放标准 GB4 915-2013 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 GB 3095-2012 优质碳素结构钢技术条件 GB 699 88 优质碳素结构钢热轧厚钢板技术条件 GB 71185 碳钢焊条技术条件 GB 308782 热工仪表及控制装置施工及验收规范 GB 0198-97 机械设备安装工程施工及验收通用规范 GB 50231-2009 电气装置安装工程施工及验收规范 GB 50168-2006 工业金属管道工程施工及验收规范 GB 50235-97 施工现场临时用电安全技术规范 GB J4688 现场设备工程管道焊接工程施工及验收规范 GB 5

7、0236-1998 水泥工厂脱硝工程技术规范 GB 51045 大气污染物综合排放标准 GB 16297 建筑设计防火规范 GB 50016 建筑结构荷载规范 GB 50009 水泥工厂设计规范 GB 50295 水泥工厂节能设计规范 GB 50443 安全标志及其使用导则 GB 2894 钢结构、管道涂装技术规程 HGJ209-83 供配电系统设计规范 GB 50052 低压配电设计规范 GB 50054 爆炸危险环境电力装置设计规范 GB 50058 压力管道规范 - 工业管道 GBT 20801 建筑内部装修设计防火规范 GB 50222 生产过程安全卫生要求总则 GB/T 12801

8、建筑工程施工质量验收统一标准 GB/T 50300 固定污染源烟气排放连续监测技术规范（试行） HJ/T 75 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/T 76 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m

9、m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）m3C1出口温度C1出口负压PaC1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/m3NOx环保考核标准mg/m3NOx环保控制标准mg/m3SNCR脱硝氨水平均用量t/dS02mg/m3（立磨开时 ）S02mg/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 /%MadmadVadFCarKCal/k gCarHarNarS

10、arOar2.3. 煤灰份化学分析LOSSSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO2.4 入窑生料化学成分分析 /%LOSSSiO2Al2O3+TiO2Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3CI-2.5 熟料质量全分析 （%）（熟料生产线改造前一个月平均数据）LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO3f-cao2.6 熟料矿物组成（ %）KHKH-SMIMC3SC2SC3AC4AF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

11、 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 NH3H2O， 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( Thermal NOx ),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 + NO2 + N NO + ON + OH NO + H3.1.2燃料 型 NOx( Fu

12、el NOx ),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( Fenimore NOx ),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，

13、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+H22C+O2 2CO挥 发分 析出 CH4、 HCN3.2.2NOx 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+2C022H2+2NO N2+2H2OCHi+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