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水泥厂脱硝设备脱硝技术详解(二)

发布日期:2019-02-23 11:55点击:

水泥厂脱硝设备是脱去烟气中的NOx(氮氧化物),脱硫就是脱去烟气中的SO2(二氧化硫),这两种物质进入大气会形成酸雨;酸雨对人类的危害非常大,所以现在国家一直在提倡环保;以煤炭为燃料的烟气都含有这些物质,特别是火电厂,现在建火电厂都要同时建设脱硫,脱硝现在国家还没有开始强制上。

水泥厂脱硝设备工艺主要包括低氮燃烧器、分级燃烧法、非选择性催化还原法(SNCR)和选择性催化还原法(SCR)等,各控制技术的脱氮效率如下表所示:

 

NOx 控制技术 低NOx 燃烧器 SCR 分级燃烧 SNCR
脱氮效率 10~15% 85~90% 25~30% 50~70%

1、低NOx燃烧器

目前在国内已经有广泛应用,但其效果受窑工况影响较大,一般NOx的排放量不能达到预期效果或效果不明显。

2、SCR 法

SCR 法具有脱氮效率高的优势,在电厂锅炉脱氮被广泛应用。但由于SCR操作温度窗口和含尘量的特殊要求,在国内外水泥生产线上极少使用,主要原因为:

(1)出窑的烟气通常用于余热发电,出余热发电系统的烟气温度无法满足SCR 的温度要求;

(2)窑尾框架周边基本上没有布置SCR催化剂框架的空间;

(3)出窑的烟气中高浓度粉尘及其有害元素易造成催化剂破损和失效;

(4)一次性投资大;烟气通过催化剂的阻力增大了窑系统的阻力;

(5)催化剂每三年需要更换,运行成本高。

3、分级燃烧技术

分级燃烧脱氮的基本原理是在烟室和分解炉之间建立还原燃烧区,将原分解炉用煤的一部分均布到该区域内,使其缺氧燃烧(第一级燃烧区域内空气过剩系数小于1)以便产生 CO、CH4、H2、HCN 和固定碳等还原剂。这些还原剂与窑尾烟气中的NOx发生反应,将NOx还原成N2等无污染的惰性气体。此外,煤粉在缺氧条件下燃烧也抑制了自身燃料型NOx产生,从而实现水泥生产过程中的NOx减排。

4、SNCR脱硝技术

SNCR(选择性非催化还原)技术在旋窑水泥厂脱硝系统上广泛的运用。

该法将氨水(质量浓度20%~25%)或尿素溶液(质量浓度30%~50%)通过雾化喷射系统直接喷入分解炉合适温度区域(850~1050℃),雾化后的氨与NOx(NO、NO2 等混合物)进行选择性非催化还原反应,将NOx转化成无污染的N2。当反应区温度过低时,反应效率会降低;当反应区温度过高时,氨会直接被氧化成N2和NO。

SNCR法的脱硝效率为50%~70%,低于选择性催化还原法(SCR)的脱硝效率(80%~90%),而SNCR法的费用(包括设备费用和操作费用)只有SCR法的1/5左右。