水泥行业脱硝分级燃烧技术 SNCR..

4000t/d新型干法水泥生产线分级燃烧+SNCR烟气脱硝

技

术

方

案

目录

1、减排氮氧化物社会效益 (3)

2、本项目脱硝工艺描述 (5)

2.1、分级燃烧技术 (5)

2.2、SNCR脱氮技术 (8)

①卸氨系统 (9)

②罐区 (9)

③加压泵及其控制系统 (9)

④混合系统 (9)

⑤分配和调节系统 (10)

⑥喷雾系统 (10)

⑦水电气供给 (10)

⑧控制系统 (11)

⑨SNCR主要设备与设施 (11)

3、氮氧化物目前排放量 (12)

4、总体性能指标 (12)

（1）窑尾分级燃烧脱氮技术(单独使用) (12)

（2）SNCR脱氮技术(单独使用) (13)

（3）分级燃烧和SNCR结合的脱氮集成技术 (13)

5、主要技术经济指标 (13)

6、经济效益评价 (14)

6.1单位成本分析 (14)

6.2 运行成本分析 (15)

6.3 环境及社会效益分析 (16)

1、减排氮氧化物社会效益

氮氧化物（NOx）是大气的主要污染物之一，包括NO、NO2、N2O、N2O3、N2O5等多种氮的氧化物，燃煤窑炉排放的NOx 中绝大部分是NO。NO的毒性不是很大，但是在大气中NO可以氧化生成NO2。NO2比较稳定，其毒性是NO的4～5倍。空气中NO2的含量在3.5×10‐6（体积分数）持续1h，就开始对人体有影响；含量为（20～50）×10‐6时，对人眼有刺激作用。含量达到150×10‐6时，对人体器官产生强烈的刺激作用。此外，NOx 还导致光化学烟雾和酸雨的形成。由于大气的氧化性，NOx 在大气中可形成硝酸（HNO3）和硝酸盐细颗粒物，同硫酸（H2SO4）和硫酸盐颗粒物一起，易加速区域性酸雨的恶化。

随着我国工业的持续发展，由氮氧化物等污染物引起的臭氧和细粒子污染问题日益突出，严重威胁着人民群众的身体健康，成为当前迫切需要解决的环境问题。2011年全国人大审议通过了“十二五”规划纲要，提出将氮氧化物首次列入约束性指标体系，要求“十二五”期间工业氮氧化物排放减少10%，氮氧化物减排已经成为我国下一阶段污染治理和减排的重点。氮氧化物活性高、氧化性强，是造成我国复合型大气污染的关键污染物。随着国民经济持续快速发展和能源消费总量大幅攀升，我国氮氧化物排放量迅速增长。“十一五”期间，我国氮氧化物排放量逐年增长，2008年达2000 万吨，排放负荷巨大。特别是水泥行业氮氧化物排放量也呈现快速增长趋势，2000年77万吨，2005年136万吨，2010年约200万吨。氮氧化物排放量的迅速增加导致了一系列的城市和区域环境问题。北京到上海之间的工业密集区已成为对流层二氧化氮污染较为严重的地区，“十一五”期间全国降水中硝酸根离子平均浓度较2005年有较大幅度地增长。由氮氧化物等污染物引起的臭氧和细粒子污染问题日益突出，严重威胁着人民群众的身体健康，成为当前迫切需要解决的环境问题。若不严加控

制，今后一段时期我国城市光化学烟雾、酸雨污染和灰霾天气还将呈现迅速发展和恶化之势。“十二五”期间我国将针对氮氧化物的污染特征，进入以空气质量改善为切入点、以主要行业为突破口的大规模削减阶段。

继火电行业脱硝工作大规模推广后，我国将推进以水泥行业为主的其它行业氮氧化物排放控制。我国水泥行业氮氧化物的排放占总排放量的10%左右，是我国氮氧化物排放的第三大源。随着水泥行业落后产能淘汰工作的推进，新型干法窑的使用比例将大幅增加，在提高能源使用效率的同时，由于燃烧温度高等原因，氮氧化物排放量将显著增加。

随着国家将氮氧化物的削减正式提上日程，相关部门相继出台了一系列与水泥生产NOx排放控制的政策与污染物排放标准：GB4915-2004 水泥工业大气污染物排放标准，水泥窑NOx排放量应小于800mg/Nm3 (标况气体，折算为NO2，以10%氧含量为基准，下同) ；GB50259-2008 水泥厂设计规范规定，水泥厂焚烧废弃物NOx排放量应小于500mg/Nm3。氮氧化物排放量已被国家列入“十二五”规划的控制性目标，要求2015 年氮氧化物排放总量比2010年下降10％；工业和信息化部发布的《水泥行业准入条件》（工原[2010]第127号文件）“对水泥行业大气污染物实行总量控制，新建或改扩建水泥（熟料）生产线项目须配置脱除NOx 效率不低于60%的烟气脱氮装置”。

随着国家环保要求的日趋严格，对污染物排放的控制力度也越来越大，对水泥生产企业提出了更高的减排要求。某水泥有限公司积极响应国家号召，计划对熟料生产线开展水泥窑系统的脱氮工程，实现水泥窑减排、环境保护和可持续发展。目前，项目核准前的各项准备工作业主正在积极进行之中。

2、本项目脱硝工艺描述

目前，水泥窑NOx控制技术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 燃烧器分级燃烧SNCR SCR 脱氮效率10~15% 25~30% 50~70% 85~90%

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。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C1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C1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。SNCR法在欧洲水泥工业已应用20多年，效果较好。

2.1、分级燃烧技术

技术原理：

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