脱硝方案

灵寿县中山水泥有限责任公司窑尾烟气脱硝技术方案

2012年10月

1、前言

氮氧化物（NOx）是在燃烧工艺过程中由于氮的氧化而产生的气体，它不仅刺激人的呼吸系统，损害动植物，破坏臭氧层，而且也是引起温室效应、酸雨和光化学反应的主要物质之一。世界各地对NOx的排放限制要求都趋于严格，而火电厂、垃圾焚烧厂和水泥厂等作为NOx气体排放的最主要来源，其减排更是受到格外的重视。

我公司的新型干法水泥生产线，在设备选型的过程中已选择了氮氧化物产生量小的新型燃烧器，但随着国家对烟气排放标准要求的日益提高，根据河北省环保厅要求，我公司决定对窑尾烟气进行脱硝(SNCR)治理，现将我公司的脱硝技术方案简单介绍一下。

2、选择性非催化还原法（SNCR）技术介绍

2.1 SNCR工作原理

选择性非催化还原(SNCR)脱硝工艺是将含有 NHx 基的还原剂(如氨气、氨水或者尿素等)喷入炉膛温度为900℃-1100℃的区域，还原剂通过安装在屏式过

热器区域的喷枪喷入，该还原剂迅速热分解成 NH

3和其它副产物，随后 NH

3

与

烟气中的 NOx 进行 SNCR 反应而生成 N

2和H

2

O。

2.2 SNCR系统组成

SNCR脱硝系统主要由还原剂存储与制备、输送、计量分配、喷射系统和电气控制系统等几部分组成。

2.3 SNCR工艺流程

SNCR的典型工艺流程为：还原剂—>锅炉/窑炉（反应器）—>除尘装置—>引风机—>烟囱。还原剂一般以尿素（或氨水）为主，尿素被溶解制备成浓度为50%的尿素溶液，经输送泵送至计量分配模块，与稀释水模块送过来的水混合，尿素溶液被稀释至10%，通过计量分配装置精确分配到每个喷枪，然后经过喷枪喷入炉膛，实现脱硝反应。如下图所示：

2.4 SNCR反应过程

1、NH

3

作为还原剂：

4NO+4NH

3+O

2

—>4N

2

+6H

2

O

2NO+4NH

3+2O

2

—>3N

2

+6H

2

O

6NO

2+8NH

3

—>7N

2

+12H

2

O

2、尿素作为还原剂：

CO(NH

2)

2

+ 2NO→ 2N

2

+CO

2

+2H

2

O

CO（NH

2）

2

+ H

2

O—>2NH

3

+CO

2

4NO+4NH

3+O

2

—>4N

2

+6H

2

O

2NO+4NH

3+2O

2

—>3N

2

+6H

2

O

6NO

2+8NH

3

—>7N

2

+12H

2

O

2.5 SNCR技术特点

SNCR技术特点：

1、脱硝效率可达30~40%

2、氨逃逸较高8~12ppm

3、系统简单，投资省

4、无催化剂，运行费用省

5、占地面积小

●SNCR技术投资成本低，建设周期短，脱硝效率中等，比较适用于缺少资金的

发展中国家和适用于对现有中小型锅炉的改造。这种技术的不足之处就是

NOx的脱除效率不高，氨逃逸比较高。所以单独使用 SNCR技术受到了一些

限制。

●SNCR法不使用催化剂，采用炉膛喷射脱硝，氨还原NO在900-1100℃这一狭

窄温度范围内进行。喷入的氨与烟气良好混合是保证脱硝还原反应充分进

行、使用最少量氨达到最好效果的重要条件。

2.6 SNCR工艺的经济性分析

SNCR工艺以锅炉炉膛为反应器，可通过对锅炉外围的改造来实现对烟气的

脱硝，工程建设周期短，其投资成本和运行成本与其它脱硝技术相比都是比较低

的，因此非常适合对现有锅炉进行改造，特别适合于中小型锅炉的脱硝改造。一

方面在较低投资条件下有效提高了脱硝的效率，另一方面，也很好的控制了氨逃

逸。

3、我公司采用的SNCR技术方案

3.1 设计参数

设计条件数值备注

1 水泥炉窑类型新型干法窑

2 水泥熟料产量（t/d）5000

3 烟气流量（Nm3/h）540000 烟囱出口处，折算10% O2干基

4 原始氮氧化物浓度（mg/Nm3） 800 烟囱出口处，折算到NO2在10%氧含量下的干基浓度

5 要求排放氮氧化物浓度

（mg/Nm3）

320

烟囱出口处，折算到NO2在10%氧

含量下的干基浓度

6 氮氧化物去除率60%

7 还原剂喷射处的烟气温度850-950℃

8 温度区域停留时间1-2 sec.

9 要求氨逃逸（mg/Nm3）<10 折算到10%氧含量下的干基浓度

3.2 SNCR系统工作条件和执行标准

3.2.1 系统工作条件

还原剂氢氧化铵 NH4OH (<25 % 氨水溶液)

设计室外温度 -25 到 +45 º

设计室内温度 0 到 +45 º

安装条件还原剂储存模块、还原剂加注模块、紧急喷淋、还原剂输送

模块安装在室外、系统其余部分安装在室内。

电机电压 400 VAC 3相 50 Hz

控制部分电压 230 VAC 50 Hz

仪表电压 24 VDC

3.2.2 执行标准

GB 4915-2004 《水泥工业大气污染物排放标准》

GB16297-1996 《大气污染物综合排放标准》

GBZ1-2002 《工业企业设计卫生标准》

GBJ87-1985 《工业噪声控制设计标准》

SH3022-1999 《石油化工企业设备与管道涂料防腐设计与施工规范》

GB50049-1994 《小型火力发电厂设计规范》

DL/T5190.5-2004 《电力建设施工及验收技术规范第5部分：热工仪表及控制装置》GB50093-2002 《自动化仪表工程施工及验收规范》

DL/T5072-2007 《火力发电厂保温油漆设计规程》

GB/T18153-2000 原水电部《电力工业技术管理法规》《机械安全可接触表面温度确

定热表面温度限值的工学数据》

98/37/EC 欧盟机械设备指令

97/23/EC 压力设备指令

73/23/EC 低压电气指令

89/336/EC 电磁兼容性指令

EN 60 204-1第 2类工艺停止顺应电气指令

EN 12952-14 烟气脱硝系统的要求

3.4 工艺设备描述

3.4.1 还原剂储存模块 TM

模块数量: 1

容积: 120 m3

外形尺寸: ~ φ4.5mx8.0m

技术描述：氨水储罐采用双层玻璃钢（FRP）储存罐；外层采用防紫外线层。两

个120m3设计容量可满足1条线一周存量（在最大连续工况）及其保证值脱硝效率，

该储罐配有泄漏报警，呼吸阀，液位计和顶部液位满溢开关以及顶部压力变送器；

储罐安装在室外，考虑到安全因素，在罐区设有带紧急喷淋的洗眼器。