陶瓷窯爐煙氣脫硝技術(shù)的應(yīng)用

彭松華+溫千鴻+簡(jiǎn)潤(rùn)桐

摘 要：隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保的越來(lái)越重視，氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)必將越來(lái)越嚴(yán)。如何減少氮氧化物的排放量，將成為陶瓷廠今后能否生存下去的關(guān)鍵。因此，本文主要就窯爐排放煙氣如何脫硝及窯爐內(nèi)部煙氣脫硝方法進(jìn)行了初步的探討。此文希望可以起到拋磚引玉的作用，引起行業(yè)專(zhuān)家、技術(shù)人員的注意。從實(shí)際出發(fā)，群策群力、踏踏實(shí)實(shí)地將陶瓷企業(yè)的環(huán)保生產(chǎn)水平不斷深化提升，使我國(guó)千年陶瓷文化能夠在新時(shí)代煥發(fā)出新的活力。

關(guān)鍵詞：陶瓷行業(yè)；窯爐；脫硝技術(shù)；應(yīng)用

1 前言

隨著我國(guó)陶瓷行業(yè)的迅猛發(fā)展，陶瓷生產(chǎn)過(guò)程中所排放的氮氧化物總量越來(lái)越大，使陶瓷行業(yè)成為繼火力發(fā)電、汽車(chē)尾氣、水泥工業(yè)之外的又一氮氧化物排放大戶(hù)了。大量的氮氧化物排放對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量及地球生態(tài)造成重大的不利影響，已經(jīng)逐步成為陶瓷行業(yè)可否持續(xù)發(fā)展的主要制約因素之一。

隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保的越來(lái)越重視，氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)必將越來(lái)越嚴(yán)。如何減少氮氧化物的排放量，將成為陶瓷廠今后能否生存下去的關(guān)鍵。因此，本文主要就窯爐排放煙氣如何脫硝及窯爐內(nèi)部煙氣脫硝方法進(jìn)行了初步的探討，希望能給陶瓷企業(yè)帶來(lái)一些幫助。

2 窯爐排放煙氣脫硝技術(shù)原理

目前，陶瓷廠大多數(shù)是采用“將窯爐排放煙氣集中后采用SNCR（選擇性非催化還原）技術(shù)脫硝”，該技術(shù)是指在無(wú)催化劑的作用下，在適合脫硝反應(yīng)的“溫度窗口”（850～1100 ℃）內(nèi)噴入還原劑，將煙氣中的氮氧化物還原為無(wú)害的氮?dú)夂退?。該技術(shù)一般采用向爐內(nèi)噴氨、尿素或氫氨酸等物質(zhì)作為還原劑，以還原氮氧化物。由于還原劑只與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)，一般不與氧反應(yīng)，故該技術(shù)不采用催化劑。

采用尿素作為還原劑還原氮氧化物的主要化學(xué)反應(yīng)如下：

該技術(shù)的工藝原理如圖1所示。該技術(shù)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2所示。

脫硝技術(shù)系統(tǒng)的工作原理是：窯爐煙氣從一級(jí)脫硝塔底部進(jìn)入，還原劑（尿素）從塔身各處的噴槍?zhuān)▏娮欤┐蛉耄鋰姷剿?nèi)后在高溫下迅速分解成NH3（氨氣）和CO（一氧化碳）；NH3和CO與煙氣中的NOX（氮氧化物）反應(yīng)，把NOX（氮氧化物）還原成N2（氮?dú)猓┖虷2O（水），還有少量CO2（二氧化碳），使煙氣中的NOX（氮氧化物）迅速下降；經(jīng)此處理后的煙氣進(jìn)入二級(jí)脫硝塔再次處理，最后實(shí)現(xiàn)煙氣達(dá)標(biāo)排放。

但是，此方法也存在一定的弊端：由于窯爐煙氣溫度進(jìn)入一級(jí)脫硫塔時(shí)溫度約為300 ℃，反應(yīng)溫度遠(yuǎn)達(dá)不到適合脫硝反應(yīng)的“溫度窗口”（850～1100℃），脫硝效率受到一定影響。所以，如何優(yōu)化本系統(tǒng)的技術(shù)原理，降低脫硝成本、提高脫硝效率是本技術(shù)路線(xiàn)仍然值得繼續(xù)挖潛的方向。

3 窯爐內(nèi)部煙氣脫硝技術(shù)原理

窯爐內(nèi)部煙氣脫硝方法是將還原劑（尿素）加入窯爐內(nèi)部，還原劑（氨水）在高溫環(huán)境（窯爐內(nèi)部溫度最高可達(dá)1200 ℃，適合脫硝反應(yīng)的“溫度窗口”）與窯爐煙氣迅速反應(yīng)（窯爐煙氣流動(dòng)快），脫硝后的煙氣從排煙風(fēng)機(jī)排出。

采用氨水作為還原劑還原氮氧化物的主要化學(xué)反應(yīng)如下：

因?yàn)榘彼湍蛩氐幕瘜W(xué)成份一致，所以發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)相同。

該技術(shù)工藝原理圖如圖3所示。該技術(shù)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4所示。

該方法需要注意以下幾點(diǎn)技術(shù)要求：

（1） 噴射點(diǎn)的選取

為了保證窯爐的正常運(yùn)行，噴射點(diǎn)一般選取在窯爐前段高低箱附近位置。此處溫度適宜（800～1000 ℃），臨近排煙段，對(duì)燒成影響也較小。

（2） 噴槍的選擇

由于窯爐爐膛內(nèi)溫度較高，還原劑（氨水）不能以液態(tài)的形式射入，否則會(huì)對(duì)窯墻、輥棒、磚坯造成不利影響（可能造成窯墻開(kāi)裂、輥棒斷裂、磚坯裂磚等嚴(yán)重后果）。目前，常見(jiàn)的方法是用霧化噴嘴將還原劑（氨水）霧化后快速、高壓射入窯內(nèi)。

由于這種方法不需要投入過(guò)多脫硝設(shè)備費(fèi)用，從理論上來(lái)分析脫硝效率也較高，運(yùn)行成本較低，所以存在較大的推廣價(jià)值。其缺點(diǎn)是爐內(nèi)噴射可能對(duì)窯爐正常生產(chǎn)運(yùn)行存在一定的影響，所以還需要進(jìn)一步優(yōu)化、改良。

4 結(jié)語(yǔ)

本文中所闡述的方法是筆者公司目前比較傾向的窯爐煙氣脫硝思路，各陶瓷企業(yè)可根據(jù)自身的實(shí)際情況參考使用。由于筆者學(xué)識(shí)有限，加上各陶瓷企業(yè)的設(shè)備及產(chǎn)品等運(yùn)行情況不盡相同。所以，本文的出發(fā)點(diǎn)主要還是希望拋磚引玉，引起行業(yè)專(zhuān)家、技術(shù)人員的注意。從實(shí)際出發(fā)，群策群力、踏踏實(shí)實(shí)地將陶瓷企業(yè)的環(huán)保生產(chǎn)水平不斷深化提升，使我國(guó)千年陶瓷文化能夠在新時(shí)代煥發(fā)出新的活力。

摘 要：隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保的越來(lái)越重視，氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)必將越來(lái)越嚴(yán)。如何減少氮氧化物的排放量，將成為陶瓷廠今后能否生存下去的關(guān)鍵。因此，本文主要就窯爐排放煙氣如何脫硝及窯爐內(nèi)部煙氣脫硝方法進(jìn)行了初步的探討。此文希望可以起到拋磚引玉的作用，引起行業(yè)專(zhuān)家、技術(shù)人員的注意。從實(shí)際出發(fā)，群策群力、踏踏實(shí)實(shí)地將陶瓷企業(yè)的環(huán)保生產(chǎn)水平不斷深化提升，使我國(guó)千年陶瓷文化能夠在新時(shí)代煥發(fā)出新的活力。

關(guān)鍵詞：陶瓷行業(yè)；窯爐；脫硝技術(shù)；應(yīng)用

1 前言

隨著我國(guó)陶瓷行業(yè)的迅猛發(fā)展，陶瓷生產(chǎn)過(guò)程中所排放的氮氧化物總量越來(lái)越大，使陶瓷行業(yè)成為繼火力發(fā)電、汽車(chē)尾氣、水泥工業(yè)之外的又一氮氧化物排放大戶(hù)了。大量的氮氧化物排放對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量及地球生態(tài)造成重大的不利影響，已經(jīng)逐步成為陶瓷行業(yè)可否持續(xù)發(fā)展的主要制約因素之一。

隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保的越來(lái)越重視，氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)必將越來(lái)越嚴(yán)。如何減少氮氧化物的排放量，將成為陶瓷廠今后能否生存下去的關(guān)鍵。因此，本文主要就窯爐排放煙氣如何脫硝及窯爐內(nèi)部煙氣脫硝方法進(jìn)行了初步的探討，希望能給陶瓷企業(yè)帶來(lái)一些幫助。

2 窯爐排放煙氣脫硝技術(shù)原理

目前，陶瓷廠大多數(shù)是采用“將窯爐排放煙氣集中后采用SNCR（選擇性非催化還原）技術(shù)脫硝”，該技術(shù)是指在無(wú)催化劑的作用下，在適合脫硝反應(yīng)的“溫度窗口”（850～1100 ℃）內(nèi)噴入還原劑，將煙氣中的氮氧化物還原為無(wú)害的氮?dú)夂退?。該技術(shù)一般采用向爐內(nèi)噴氨、尿素或氫氨酸等物質(zhì)作為還原劑，以還原氮氧化物。由于還原劑只與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)，一般不與氧反應(yīng)，故該技術(shù)不采用催化劑。

采用尿素作為還原劑還原氮氧化物的主要化學(xué)反應(yīng)如下：

該技術(shù)的工藝原理如圖1所示。該技術(shù)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2所示。

脫硝技術(shù)系統(tǒng)的工作原理是：窯爐煙氣從一級(jí)脫硝塔底部進(jìn)入，還原劑（尿素）從塔身各處的噴槍?zhuān)▏娮欤┐蛉?，其噴到塔?nèi)后在高溫下迅速分解成NH3（氨氣）和CO（一氧化碳）；NH3和CO與煙氣中的NOX（氮氧化物）反應(yīng)，把NOX（氮氧化物）還原成N2（氮?dú)猓┖虷2O（水），還有少量CO2（二氧化碳），使煙氣中的NOX（氮氧化物）迅速下降；經(jīng)此處理后的煙氣進(jìn)入二級(jí)脫硝塔再次處理，最后實(shí)現(xiàn)煙氣達(dá)標(biāo)排放。

但是，此方法也存在一定的弊端：由于窯爐煙氣溫度進(jìn)入一級(jí)脫硫塔時(shí)溫度約為300 ℃，反應(yīng)溫度遠(yuǎn)達(dá)不到適合脫硝反應(yīng)的“溫度窗口”（850～1100℃），脫硝效率受到一定影響。所以，如何優(yōu)化本系統(tǒng)的技術(shù)原理，降低脫硝成本、提高脫硝效率是本技術(shù)路線(xiàn)仍然值得繼續(xù)挖潛的方向。

3 窯爐內(nèi)部煙氣脫硝技術(shù)原理

窯爐內(nèi)部煙氣脫硝方法是將還原劑（尿素）加入窯爐內(nèi)部，還原劑（氨水）在高溫環(huán)境（窯爐內(nèi)部溫度最高可達(dá)1200 ℃，適合脫硝反應(yīng)的“溫度窗口”）與窯爐煙氣迅速反應(yīng)（窯爐煙氣流動(dòng)快），脫硝后的煙氣從排煙風(fēng)機(jī)排出。

采用氨水作為還原劑還原氮氧化物的主要化學(xué)反應(yīng)如下：

因?yàn)榘彼湍蛩氐幕瘜W(xué)成份一致，所以發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)相同。

該技術(shù)工藝原理圖如圖3所示。該技術(shù)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4所示。

該方法需要注意以下幾點(diǎn)技術(shù)要求：

（1） 噴射點(diǎn)的選取

為了保證窯爐的正常運(yùn)行，噴射點(diǎn)一般選取在窯爐前段高低箱附近位置。此處溫度適宜（800～1000 ℃），臨近排煙段，對(duì)燒成影響也較小。

（2） 噴槍的選擇

由于窯爐爐膛內(nèi)溫度較高，還原劑（氨水）不能以液態(tài)的形式射入，否則會(huì)對(duì)窯墻、輥棒、磚坯造成不利影響（可能造成窯墻開(kāi)裂、輥棒斷裂、磚坯裂磚等嚴(yán)重后果）。目前，常見(jiàn)的方法是用霧化噴嘴將還原劑（氨水）霧化后快速、高壓射入窯內(nèi)。

由于這種方法不需要投入過(guò)多脫硝設(shè)備費(fèi)用，從理論上來(lái)分析脫硝效率也較高，運(yùn)行成本較低，所以存在較大的推廣價(jià)值。其缺點(diǎn)是爐內(nèi)噴射可能對(duì)窯爐正常生產(chǎn)運(yùn)行存在一定的影響，所以還需要進(jìn)一步優(yōu)化、改良。

4 結(jié)語(yǔ)

本文中所闡述的方法是筆者公司目前比較傾向的窯爐煙氣脫硝思路，各陶瓷企業(yè)可根據(jù)自身的實(shí)際情況參考使用。由于筆者學(xué)識(shí)有限，加上各陶瓷企業(yè)的設(shè)備及產(chǎn)品等運(yùn)行情況不盡相同。所以，本文的出發(fā)點(diǎn)主要還是希望拋磚引玉，引起行業(yè)專(zhuān)家、技術(shù)人員的注意。從實(shí)際出發(fā)，群策群力、踏踏實(shí)實(shí)地將陶瓷企業(yè)的環(huán)保生產(chǎn)水平不斷深化提升，使我國(guó)千年陶瓷文化能夠在新時(shí)代煥發(fā)出新的活力。

摘 要：隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保的越來(lái)越重視，氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)必將越來(lái)越嚴(yán)。如何減少氮氧化物的排放量，將成為陶瓷廠今后能否生存下去的關(guān)鍵。因此，本文主要就窯爐排放煙氣如何脫硝及窯爐內(nèi)部煙氣脫硝方法進(jìn)行了初步的探討。此文希望可以起到拋磚引玉的作用，引起行業(yè)專(zhuān)家、技術(shù)人員的注意。從實(shí)際出發(fā)，群策群力、踏踏實(shí)實(shí)地將陶瓷企業(yè)的環(huán)保生產(chǎn)水平不斷深化提升，使我國(guó)千年陶瓷文化能夠在新時(shí)代煥發(fā)出新的活力。

關(guān)鍵詞：陶瓷行業(yè)；窯爐；脫硝技術(shù)；應(yīng)用

1 前言

隨著我國(guó)陶瓷行業(yè)的迅猛發(fā)展，陶瓷生產(chǎn)過(guò)程中所排放的氮氧化物總量越來(lái)越大，使陶瓷行業(yè)成為繼火力發(fā)電、汽車(chē)尾氣、水泥工業(yè)之外的又一氮氧化物排放大戶(hù)了。大量的氮氧化物排放對(duì)大氣環(huán)境質(zhì)量及地球生態(tài)造成重大的不利影響，已經(jīng)逐步成為陶瓷行業(yè)可否持續(xù)發(fā)展的主要制約因素之一。

隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保的越來(lái)越重視，氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)必將越來(lái)越嚴(yán)。如何減少氮氧化物的排放量，將成為陶瓷廠今后能否生存下去的關(guān)鍵。因此，本文主要就窯爐排放煙氣如何脫硝及窯爐內(nèi)部煙氣脫硝方法進(jìn)行了初步的探討，希望能給陶瓷企業(yè)帶來(lái)一些幫助。

2 窯爐排放煙氣脫硝技術(shù)原理

目前，陶瓷廠大多數(shù)是采用“將窯爐排放煙氣集中后采用SNCR（選擇性非催化還原）技術(shù)脫硝”，該技術(shù)是指在無(wú)催化劑的作用下，在適合脫硝反應(yīng)的“溫度窗口”（850～1100 ℃）內(nèi)噴入還原劑，將煙氣中的氮氧化物還原為無(wú)害的氮?dú)夂退Ｔ摷夹g(shù)一般采用向爐內(nèi)噴氨、尿素或氫氨酸等物質(zhì)作為還原劑，以還原氮氧化物。由于還原劑只與煙氣中的氮氧化物反應(yīng)，一般不與氧反應(yīng)，故該技術(shù)不采用催化劑。

采用尿素作為還原劑還原氮氧化物的主要化學(xué)反應(yīng)如下：

該技術(shù)的工藝原理如圖1所示。該技術(shù)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2所示。

脫硝技術(shù)系統(tǒng)的工作原理是：窯爐煙氣從一級(jí)脫硝塔底部進(jìn)入，還原劑（尿素）從塔身各處的噴槍?zhuān)▏娮欤┐蛉?，其噴到塔?nèi)后在高溫下迅速分解成NH3（氨氣）和CO（一氧化碳）；NH3和CO與煙氣中的NOX（氮氧化物）反應(yīng)，把NOX（氮氧化物）還原成N2（氮?dú)猓┖虷2O（水），還有少量CO2（二氧化碳），使煙氣中的NOX（氮氧化物）迅速下降；經(jīng)此處理后的煙氣進(jìn)入二級(jí)脫硝塔再次處理，最后實(shí)現(xiàn)煙氣達(dá)標(biāo)排放。

但是，此方法也存在一定的弊端：由于窯爐煙氣溫度進(jìn)入一級(jí)脫硫塔時(shí)溫度約為300 ℃，反應(yīng)溫度遠(yuǎn)達(dá)不到適合脫硝反應(yīng)的“溫度窗口”（850～1100℃），脫硝效率受到一定影響。所以，如何優(yōu)化本系統(tǒng)的技術(shù)原理，降低脫硝成本、提高脫硝效率是本技術(shù)路線(xiàn)仍然值得繼續(xù)挖潛的方向。

3 窯爐內(nèi)部煙氣脫硝技術(shù)原理

窯爐內(nèi)部煙氣脫硝方法是將還原劑（尿素）加入窯爐內(nèi)部，還原劑（氨水）在高溫環(huán)境（窯爐內(nèi)部溫度最高可達(dá)1200 ℃，適合脫硝反應(yīng)的“溫度窗口”）與窯爐煙氣迅速反應(yīng)（窯爐煙氣流動(dòng)快），脫硝后的煙氣從排煙風(fēng)機(jī)排出。

采用氨水作為還原劑還原氮氧化物的主要化學(xué)反應(yīng)如下：

因?yàn)榘彼湍蛩氐幕瘜W(xué)成份一致，所以發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)相同。

該技術(shù)工藝原理圖如圖3所示。該技術(shù)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4所示。

該方法需要注意以下幾點(diǎn)技術(shù)要求：

（1） 噴射點(diǎn)的選取

為了保證窯爐的正常運(yùn)行，噴射點(diǎn)一般選取在窯爐前段高低箱附近位置。此處溫度適宜（800～1000 ℃），臨近排煙段，對(duì)燒成影響也較小。

（2） 噴槍的選擇

由于窯爐爐膛內(nèi)溫度較高，還原劑（氨水）不能以液態(tài)的形式射入，否則會(huì)對(duì)窯墻、輥棒、磚坯造成不利影響（可能造成窯墻開(kāi)裂、輥棒斷裂、磚坯裂磚等嚴(yán)重后果）。目前，常見(jiàn)的方法是用霧化噴嘴將還原劑（氨水）霧化后快速、高壓射入窯內(nèi)。

由于這種方法不需要投入過(guò)多脫硝設(shè)備費(fèi)用，從理論上來(lái)分析脫硝效率也較高，運(yùn)行成本較低，所以存在較大的推廣價(jià)值。其缺點(diǎn)是爐內(nèi)噴射可能對(duì)窯爐正常生產(chǎn)運(yùn)行存在一定的影響，所以還需要進(jìn)一步優(yōu)化、改良。

4 結(jié)語(yǔ)

本文中所闡述的方法是筆者公司目前比較傾向的窯爐煙氣脫硝思路，各陶瓷企業(yè)可根據(jù)自身的實(shí)際情況參考使用。由于筆者學(xué)識(shí)有限，加上各陶瓷企業(yè)的設(shè)備及產(chǎn)品等運(yùn)行情況不盡相同。所以，本文的出發(fā)點(diǎn)主要還是希望拋磚引玉，引起行業(yè)專(zhuān)家、技術(shù)人員的注意。從實(shí)際出發(fā)，群策群力、踏踏實(shí)實(shí)地將陶瓷企業(yè)的環(huán)保生產(chǎn)水平不斷深化提升，使我國(guó)千年陶瓷文化能夠在新時(shí)代煥發(fā)出新的活力。