低氮燃燒加選擇性非催化還原脫硝技術(shù)——以某水泥廠(chǎng)應(yīng)用為例

蓋克 盧邦俊 方軍毅

（ 重慶市涪陵環(huán)境監(jiān)測(cè)中心 重慶 408000）

1 水泥煙氣脫硝技術(shù)概述

目前，水泥煙氣主要的脫硝技術(shù)有四種：低氮燃燒技術(shù)、選擇性非催化還原技術(shù)（ SNCR）、分級(jí)燃燒技術(shù)、選擇性催化還原技術(shù)（ SCR）等[1-6]，也有報(bào)道采用富氧燃燒技術(shù)來(lái)脫硝[7]，但目前在水泥廠(chǎng)尚無(wú)工程上的應(yīng)用。 迄今為止，在水泥廠(chǎng)的實(shí)際應(yīng)用中，SNCR技術(shù)或SNCR 加其它技術(shù)在成本上的優(yōu)勢(shì)逐步使得該技術(shù)占據(jù)了主流。

2 某水泥廠(chǎng)脫硝技術(shù)概述

某水泥廠(chǎng)采用低氮燃燒加SNCR 脫硝處理工藝。 此方法一方面通過(guò)低氮燃燒改造， 降低水泥窯尾氣中氮氧化物的產(chǎn)生量，另一方面采用SNCR 脫硝進(jìn)一步降低氮氧化物的排放量。 SNCR 是在860℃～1050℃下，將還原劑（ 氨水）噴入水泥窯尾的煙氣中，將NOx 還原生成氮?dú)夂退O(shè)計(jì)NOx 去除率可達(dá)40%～80%，通常氨逃逸率低于7.6 mg/m3。

脫硝反應(yīng)的效率主要依賴(lài)于反應(yīng)溫度。 在另一方面，最佳反應(yīng)溫度取決于所處理煙氣的成分。 高氧氣含量煙氣的最佳反應(yīng)溫度將大大低于低氧氣含量的煙氣，一氧化碳、氫氣和水蒸氣同樣能影響氮氧化合物的分解率。 反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)速率具有強(qiáng)烈影響。 在1000℃以上時(shí)，達(dá)到反應(yīng)平衡的時(shí)間小于0.2 s，而850℃時(shí)，則需要至少0.5 s 的停留時(shí)間。

還原劑在適合的反應(yīng)溫度窗前均勻的分配在煙氣中，根據(jù)不同噴射形式和噴射系統(tǒng)的任務(wù)，還原劑液滴將被均勻的分布在反應(yīng)區(qū)域的截面上，未參加反應(yīng)的還原劑導(dǎo)致氨逃逸。

氨逃逸是由噴入窯爐內(nèi)氨水溶液的量，氨水溶液與煙氣混合程度，及其與煙氣內(nèi)的NOx 進(jìn)行的還原反應(yīng)效率決定的。

SNCR 系統(tǒng)依據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的煙氣中NOx 的濃度， 及煙氣中氨逃逸量作為控制參數(shù)，對(duì)還原劑噴射濃度進(jìn)行相應(yīng)調(diào)節(jié)，并根據(jù)水泥窯的不同運(yùn)行負(fù)荷運(yùn)行相應(yīng)的噴射層， 滿(mǎn)足不同負(fù)荷下還原劑與煙氣中的NOx 在最佳的反應(yīng)溫度窗范圍內(nèi)進(jìn)行還原反應(yīng)， 同時(shí)根據(jù)實(shí)際分解爐截面及煙氣狀況在每個(gè)噴射截面達(dá)到最佳的覆蓋率，這些設(shè)計(jì)都在保證高脫硝效率的同時(shí)保證了低氨逃逸率。

3 某水泥廠(chǎng)采用脫硝技術(shù)前后污染物排放對(duì)比分析

有報(bào)道[8]認(rèn)為，水泥窯的氨排放與原料（ 尤其是協(xié)同處理垃圾的水泥窯）中的氨本底值有密切關(guān)系，即大多數(shù)水泥窯存在明顯的本底氨排放，并推薦采用SCR 工藝來(lái)改進(jìn)氨本底的排放。由于原料所處地域的不同，在本文中的某水泥廠(chǎng)并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象。

某水泥廠(chǎng)采用脫硝技術(shù)前后二氧化硫、氮氧化物、氟化物、氨等各種污染物排放情況見(jiàn)表1。

表1 脫硝前后水泥窯中污染物排放情況mg/m3

由表1 可以看出，脫硝前后水泥窯中氮氧化物的排放濃度明顯降低，脫硝效率為52%~74%，同時(shí)，氨的排放濃度很低。 說(shuō)明，在脫硝工程正常運(yùn)行的情況下，氮氧化物和氨排放均達(dá)到了工程的預(yù)期，同時(shí)，做到了穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

脫硝工程對(duì)廢氣中的二氧化硫和氟化物的排放無(wú)明顯影響。

4 結(jié)語(yǔ)

從某水泥廠(chǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況看，在低氮燃燒加SNCR 脫硝工程正常運(yùn)行的情況下，脫硝效率可以達(dá)到52%~74%，同時(shí)，氨的排放濃度很低，各種污染物排放均做到了穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。 脫硝工程對(duì)廢氣中的二氧化硫和氟化物的排放則無(wú)明顯的影響。

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