水泥行业脱硝分级燃烧技术 SNCR
水泥行业SCR SNCR 低氮燃烧器脱硝方案选择分析
一，超低排放的演化目前，水泥生产的大气污染物排放国家标准，仍然执行GB 4915-2013。
标准要求新建企业自2014年03月01日、现有企业自2015年07月01日起，一般地区按表1执行，重点地区按表2执行。
由表1、表2可见，多数企业牵涉的控制指标有“颗粒物、二氧化硫、氮氧化物、氨”四项。
实际上，国家标准为最低标准，这个要求不算太高，可以说现有生产企业已经全部实现。
在生态文明和绿色发展的大背景下，鉴于国内环保意识的增强和环保力度的加大，特别是近年来治理雾霾的压力要求，以及严重的产能过剩，各地方政府对国家的环保政策给予了积极响应，相继出台了自己的特别排放值实施计划，不但严格执行了国家的环保标准，而且因地制宜地制定了更加严格的地方标准，并达到了很好的落实。
值得一提的是，为了响应国家环保治理和供给侧改革的经济大局，水泥行业在水泥协会的主导下化危机为机遇，转化产能过剩于错峰生产、利用协同保价支撑环保治理，作出了很大贡献、取得了很好的业绩，既缓解了产能过剩、维护了行业的稳定、又促进了环保治理。
处于京津冀大气污染传输通道上的“2+26”城市覆盖了京、津及晋豫鲁三省，全部按国家重点地区标准执行，水泥行业对上述地区的雾霾治理作出了贡献。
不完全统计部分地区的严控标准见表3。
表3目前，我们建材行业的排放量，在全国工业系统中位列前二至前三位，其中二氧化硫占到全国排放总量的10%左右，氮氧化物占到全国排放总量的14%，烟尘排放占到全国排放总量的16%左右，废弃物排放总量占全国排放总量的13%左右。
虽然近些年我们作了很大努力，采取了很多措施，各项指标有明显的进步，但是各行各业都在进步，所以总的比例没有发生显著的变化。
2019年10月29日，建材联合会的乔龙德会长，在芜湖给我们提出了新的要求：无论是今天的减排目标，还是此前提出的10、50、100指标，都是过渡性目标，不是最终目标，行业必须朝着更低的和无污染的排放目标而奋斗，彻底改变与扭转社会各界对行业的认识和评价。
sncr脱硝原理及工艺
sncr脱硝原理及工艺
sncr脱硝技术可以有效减轻大气中的氮氧化物污染，是大气污染控制技术的重要技术之一。
sncr脱硝技术实质上是一种燃烧控制技术，可以通过调节燃料与空气的混合比率，并加入富氧剂，提高燃烧温度来减少烟气中的氮氧化物，如NOX、SOx等。
sncr脱硝技术具有一定的烟气浓度条件，它在一定程度上增加了这些气体的燃烧温度，从而减少了气体中氮氧化物的含量。
1. 预燃阶段：在较高温度条件下，控制预燃或助燃气体，增加富氧剂，燃烧分解消耗氮氧化物。
2. 余氧燃烧：燃烧室的温度达到稳定值后，为了维持燃烧室的持续稳定燃烧，需要适时或连续加入富氧剂，使氮氧化物转化率达到最大。
3. 对称燃烧：通过调节燃料与空气的混合比率，恒定滞燃混合比以及改善燃烧均匀性，提高燃烧温度，使燃烧室保持一定温度和合理的火焰模型，以达到脱硝的目的。
1. 容易操作：烟囱限制气体排放浓度的调节非常容易；
2. 低成本： sncr技术的实施成本低，投资费用更少；
3. 良好的排放效果：可以有效降低燃烧过程中氮氧化物的排放；
4. 功率浓度容量： sncr技术能够满足不同功率浓度和容量的变数要求。
水泥厂SNCR脱硝技术简述
2012.6CHINA CEMENT水泥生产过程排出的大量废气中含有有害气体NO X ，世界各国都十分重视对NO X 的控制和治理。
我国工业和信息化部于2010年11月16日发布第127号公告，其中水泥行业准入条件的第五项“环境保护”，明确规定：新建或改扩建水泥（熟料）生产线项目须配置脱除NO X 效率不低于60%的烟气脱硝装置。
SNCR 是目前国际上应用于水泥厂脱硝最有效、应用最多的一项技术，国内还没有实际应用的报道。
笔者已申报合肥水泥研究设计院脱硝工作项目，拟研究开发SNCR 系统成套装置，现对SNCR 技术做简要叙述。
1SNCR 技术介绍SNCR 即选择性非催化还原技术，是指在合适的温度区域喷入氨水或者尿素，通过NH 3与NO X 的反应生成N 2和水从而脱去烟气中的NO X 。
SNCR 去除NO X 的化学方程式如下：4NH 3+4NO +O 2→4N 2+6H 2O 4NH 3+2NO 2+O 2→3N 2+6H 2O由于烟气中90%～95%的NO X 都是NO ，因此第一个方程式是主要反应方程式。
SNCR 系统工艺流程图见图1。
影响SNCR 系统脱硝效率的因素，有如下几点：1.1反应剂反应剂常常采用氨水（浓度20%）。
其他可选反应剂包括液氨、尿素、硫酸铵溶液。
氨水的应用存在安全隐患方面的问题，氨水极易挥发出氨气，浓氨水对呼吸道和皮肤有刺激作用，并能损伤中枢神经系统。
而且氨水有一定的腐蚀作用。
尿素的优点是安全性好，成本低，缺点是需要热解或者水解为氨，过程复杂。
就国外的运行业绩看，对预热/预分解水泥窑，氨水是最好的反应剂。
1.2温度对SNCR 工艺而言，反应区的温度是最重要的条件之一。
表1罗列了一部分世界上目前使用SNCR 工艺的水泥厂喷入反应剂的温度值。
从上表1中可以看出，多采用温度区间在870℃～1100℃之间。
1.3氨水喷入位置对预热/分解炉水泥窑系统来说，有此合适的温度区间位置见图2。
水泥厂低氮燃烧及SNCR脱硝技术简介
低氮燃烧及脱硝等减排技术知识讲解一、脱氮技术原理：水泥熟料生产线上氮氧化物生产示意图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。
其主要反应如下：2CO +2 NO →N2+ 2CO2NH+NH →N2+H22H2+2NO →N2+2H2O二、技改简介：1、该技术是对现有分解炉及燃烧方式进行改造，使煤粉在分解炉内分级燃烧，在分解炉锥部形成还原区，将窑内产生的NOx还原为N2，并抑制分解炉内NOx的生成。
根据池州海螺3#天津院设计的TDF分解炉结构，技改方案采用川崎公司窑尾新型燃烧器，并在分解炉锥部新增两个喂煤点，最大限度形成还原区，提高脱氮效率。
改造整体示意图2、窑尾缩口由圆形改成方形，高度改为1600mm,并设置跳台，防止分解炉塌料现象发生，通过在分解炉锥部增设喷煤点，在分解炉锥部形成还原区。
改造前锥部改造后锥部3、对窑尾烟室入炉烟气进行整流，将上升烟道改造成方形，同时，将上升烟道的直段延长，使窑内烟气入炉流场稳定，降低入炉风速。
其次在分解炉锥部设计脱氮还原区，将分解炉煤粉分4点、上下2层喂入，增加了燃烧空间。
在保证煤粉充分燃烧的同时，适当增加分解炉锥部的煤粉喂入比例，保证缺氧燃烧产生的还原气氛，从而在分解炉锥部区域形成一个“还原区”，部分生成的氮氧化物在该区域被还原分解，降低系统氮氧化物浓度。
改造前窑尾燃烧器改造后窑尾燃烧器三、SNCR脱硝技术基本原理SNCR选择性非催化还原是指无催化剂的作用下，在适合脱硝反应的“温度窗口”内喷入含有NHx基的还原剂将烟气中的氮氧化物还原为无害的氮气和水。
该项目技术采用炉内喷氨水（浓度20-25%）作为还原剂还原分解炉内烟气中的NOx。
(完整版)SNCR脱硝技术简介
SNCR脱硝技术简介烟气脱硝，是指把已生成的NO x还原为N2或者中和反应生成硝酸盐，从而脱除烟气中的NO X。
目前中国市场上常用的脱硝工艺包括了选择性非催化还原反应（SNCR）和选择性催化还原反应(SCR)，以及以及在二者基础上发展起来的SNCR/SCR联合烟气脱硝技术。
SNCR技术广泛应用于电厂、水泥厂、垃圾焚烧厂、以及工业锅炉的烟气脱硝。
1.1 SNCR脱硝技术简介1.1.1 SNCR技术简介SNCR技术是在不采用催化剂的情况下，在炉膛内适宜温度处（温度为850~1100°C）喷入尿素溶液等氨基还原剂，与废气中的有害的NO x反应生成无害N2和H2O，从而去除烟气中氮氧化物。
1.1.2 SNCR原理在高温烟气（850~1100°C）和没有催化剂的情况下向炉内喷含有NH3基的还原剂，将烟气中的NO x还原成N2及H2O。
主要反应：()()900~1100C 3222900~1100C 32222900~1100C 222222900~1100C 22222224NH 4NO O 4N 6H O4NH 2NO O 3N 6H O2CO NH 4NO O 4N 4H O 2CO 2CO NH 2NO O 3N 4H O 2CO ︒︒︒︒++−−−−→+++−−−−→+++−−−−→++++−−−−→++1.1.3 技术特点（1）采用新型雾化还原剂喷射技术，还原剂分布均匀，有效覆盖率高，确保反应高效、充分。
（2）采用先进的CFD 和CKM 结合的优化设计，反应区域涡流混合效果好。
（3）智能化控制，高精度计量，氨利用率高，运行成本低。
（4）氨逃逸量≤8ppm ，腐蚀性小，副反应少。
（5）脱硝效率高，处理效果好。
（6）模块化设计，工艺系统简单，施工、运行管理方便。
（7）占地面积少，投资省。
1.2 SNCR 脱硝技术优点与其它脱硝技术相比，SNCR 技术具有以下优点：（1）脱硝效果令人满意：SNCR 技术应用在中小锅炉，尤其是不具备SCR 改造条件的老机组锅炉，对于链条炉，在优化运行时，其脱硝效率可达40%以上。
水泥窑炉空气分级燃烧及SNCR烟气脱硝技术
水泥窑炉空气分级燃烧及SNCR烟气脱硝技术江苏省盐城市兰丰环境工程科技有限公司 苗长江 陈森林224000摘要：本文从以下几个方面系统介绍了我公司治理水泥窑炉烟气中NOx的烟气脱硝技术，希望能对水泥窑炉NOx治理起到一定的借鉴作用。
关键词： 回转窑 分解炉 NOx 空气分级燃烧 SNCR脱硝技术引言近年来，水泥工业随着现代城市建设的需要而得到了快速的发展，但是水泥生产过程中产生的废气对环境的污染也在不断加剧，特别是废气中的NOx对大气环境的影响已非常严重。
由此，本文从以下几个方面系统介绍了我公司治理水泥窑炉烟气中NOx的烟气脱硝技术，希望能对水泥窑炉NOx治理起到一定的借鉴作用。
1 水泥窑炉NOx产生机理在新型干法水泥生产工艺中，回转窑和分解炉是水泥物料烧成的两个关键设备。
然而，回转窑和分解炉也是NOx生成的主要来源。
在水泥熟料生产过程中，大约有40%左右的煤粉从回转窑窑头的多通道燃烧器喷入窑内，并进行高温燃烧，为煅烧物料的熔融和矿物重结晶提供足够的温度，但物料温度必须超过1400℃时才会发生物料熔融和矿物重结晶现象，因此通常需要将窑头燃烧器形成的火焰温度控制在1800～2200℃之间，然而这样在回转窑内就会生成热力型NOx和燃料型NOx，且均有较多的形成比例，其中尤以热力NOx为主。
同时，大约60%左右的煤粉进入分解炉，炉内的温度一般在850～1100℃范围内，在此温度下，基本可以不考虑热力型NOx的形成，主要是燃料型NOx。
由此，本文系统介绍了我公司治理水泥窑炉烟气中NOx的空气分级燃烧及SNCR脱硝技术，希望能对水泥窑炉NOx治理起到一定帮助。
2 水泥窑炉空气分级燃烧技术2.1 基本原理水泥窑炉空气分级燃烧是目前最为普遍的降低NOx排放的燃烧技术之一。
其基本原理如图（一）所示：将燃烧所需的空气量分成两级送入，使第一级燃烧区内过量空气系数小于1，燃料先在缺氧的富燃料条件下燃烧，使得燃烧速度和温度降低，从而降低了热力型NOx的生成。
水泥厂脱硝技术简介及SNCR方案介绍
SNCR系统对生产线的影响
SNCR系统喷射点位于分解炉，最合适的位置需要视实际 的温度点而定，一般来说有4-10个常用位置及4-10个备 用位置，因此不需要对分解炉进行改变；
对生产线的工艺影响； 还原剂的喷射对烟气的温度有细微的影响，大约下降2℃； 对生产线产能的影响 SNCR对生产线的产能没有影响； SNCR对热耗的影响
域的温度为（870-1090℃）将NOx还原成N2和H2O； 在NH3/NOx摩尔比0.8-3的情况下，降氮效率20-70%。如 果降氮效率达到85%时，此时氨氮摩尔比超过3，氨的逃逸率太 高，成本增加太大。
逃逸的氨基本都被生料吸收，很少有氨可以逃逸到大气中。
SNCR性能影响因素
反应温度范围； 最佳温度区的滞留时间；至少0.5s以上 喷入的反应剂与烟气混合程度； 处理前烟气NOx本底浓度； 喷入的反应剂与NOx的摩尔比； 氨的逃逸量； SNCR只有在喷射量很大时对窑系统操作有较明显影响，主
XX水泥有限公司SNCR方案
运行成本分析
脱硝幅度
1000~400 mg/Nm3
脱销率 % 60
喷射 氨氮比 1.5—2.5
还原剂喷射量 t/h
0.58—0.97
运行成本 ￥/吨熟料
3—5.1
800~400 mg/Nm3
50
1.5—2.5 0.39—0.65
2—3.4
备注
按照20%浓度的氨水，氨水按照1100元/吨到厂价计算；氨 氮比按照最高2.5计算。
SNCR降氮工艺特点
SNCR工艺中： 氨自由基与NOX反应，烟气中的氧参与反应，为放热反应，但 不足以弥补CO与O2反应放热；
水泥企业脱硝减排SNCR工艺
水泥企业脱硝减排SNCR工艺本文主要介绍SNCR比较经济的脱硝效率是在55%以下，如控制SNCR脱硝效率到达60%甚至更高的脱硝效率，SNCR运行投入成本会大幅度增加，因此水泥企业烟气脱硝片面追求SNCR脱硝效率只会大幅增加脱硝成本和二次污染，选择基本措施(采用优化窑和分解炉的燃烧制度、空气分级燃烧、燃料分级燃烧和低氮燃烧器等方法降低煤粉燃烧过程中氮氧化物的生成量)+选择性非催化复原技术才能保证在NOX的排放浓度减少最经济。
源头消减才能更经济更好满足《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-20**)规定的大气污染物特别排放限值要求。
1.引言氮氧化物排放量被国家列入“十二五”规划的控制性目标，要求20**年氮氧化物排放总量比20**年下降10%，20**年我国水泥行业排放的NOX约220万吨，占我国工业NOX 排放总量的10%左右，对NOX排放奉献仅次于火电和机动车尾气排放，位居第三。
NOX的排放问题已成为水泥工业可持续发展的制约因素。
根据20**年对150多家水泥企业的调研，水泥厂的大气污染物基本上得到了控制，但是NOX 已成为主要废气污染源。
工业和信息化部发布的《水泥行业准入条件》(工原第127号文件)水泥行业准入条件中第二十条：严格执行《水泥工业大气污染物排放标准》和《水泥工业除尘工程技术规范》以及可替代原料、燃料处理的污染控制标准。
对水泥行业大气污染物实行总量控制，水泥颗粒物排放在20**年根底上降低50%，NOX在20**年根底上降低25%;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%的烟气脱硝装置。
新建水泥项目要安装在线排放监控装置，并采用高效污染治理设备。
现有生产线20**年7月1日起执行《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-20**)规定的大气污染物排放限值，NOX的排放浓度控制在400mg/m3，大气污染物特别排放限值，NOX的排放浓度控制在320mg/m3，因此水泥企业开展脱硝等大气污染物减排工作势在必行并显得尤为迫切。
水泥行业脱硝应以分级燃烧主
水泥行业脱硝应以分级燃烧主，SNCR技术为辅降低脱硝运行成本，确保水泥企业能够长期有效的满足氮氧化物减排的控制需要水泥行业脱硝是当前的热门话题，蔡玉良表示对之大家很容易忽视一个问题：水泥熟料生产线产生的氮氧化物基数变化范围很大，不同的水泥企业，其初始基数会有不同。
水泥窑NOx产生受几个因素影响：1.燃料。
如果烧的燃料里有机氮较多的话，那么燃用燃料的生产系统产生的NOx就比较多；2. 温度。
超过1400度，NOx产生量将随温度的升高成指数倍增。
不同水泥品种对煅烧温度要求不一样，普通水泥、白水泥、高硅水泥等对煅烧温度的要求是不一样的，温度越高，产生的NOx量就越多。
要控制NOx，首先要搞清楚水泥生产企业的原始基数情况，，然后根据具体的情况，制定相应的解决方案。
众所周知，NOx的产生主要源于分解炉内产生的燃料型NOx和回转窑内产生的燃料型NOx 和热力型NOx的总和。
分解炉内的操作温度一般不超过1000度，主要形成的是燃料NOx，燃料型NOx在200℃以上燃料氮就可以直接转化成NOx（主要是NO），，回转窑内的孰料煅烧温度约1450℃，需要的气体火焰温度在1850℃以上，除了燃料氮直接转化成NOx外，还因温度较高，空气中的氮直接转化成热力NOx。
一般情况下，，回转窑内产生的燃料型和热力型NOx的总和占系统中NOx产生总量的65%~75%，分解炉内产生的燃料型NOx约占系统总量的35%~25%。
分级燃烧技术就在回转窑和分解炉之间增设一个独立的还原燃烧区，将部分燃料转移到还原区内燃烧，形成还原气氛，达到还原回转窑中产生NOx的目的。
一般情况下分级燃烧的脱氮效率可达60%，而回转窑内产生的NOx约占系统总量的65%~75%，因此，对于整个系统来说，分解燃烧的脱氮效率也仅有45%，也就是说氮氧化物分级燃烧不可能达到50%。
因为分级燃烧本身的效率只有60%，仅解决70%的60%的脱氮任务，显然达不到《水泥行业准入条件》中脱除NOx效率60%的要求。
贵州省水泥行业脱硝SCR和SNCR技术选择建议
戴 刚
（ 贵州 省环境监测 中一 ｔ ｌ ， 站
贵州贵阳
５ ５ ０ ０ ８ １ ）
温度 、 形式和寿命均对 Ｓ Ｃ Ｒ反应产生影响 。不同种类 的Ｓ Ｃ Ｒ催化剂 具有不同的活性和物理性能。 目前国内多用金属氧化物催化剂 。 温度 过高或过低会影响催化剂的催化效率。 研究表明： Ｓ Ｃ Ｒ系统运行温度 应该维持在 ３ ２ ０ ℃～ ４ ０ ＆Ｃ 之间。 Ｓ Ｃ Ｒ反应器 中的艟化剂形式主要有 蜂窝式 、 板式以及波纹板式。 目前国内应用较多的是蜂窝式催化剂。 另外 ， Ｓ Ｃ Ｒ系统运行过程中各种物理 、 化学作用导致催化剂性能下降
排 放标准》 （ Ｇ Ｂ ４ ９ １ ５ －２ ０ ０ ４ ） ８ ０ ０ ｍ咖 标准 ，水泥行业 Ｎ Ｏ ｘ 排放 素存储和喷洒设施 ， 易于建设 和安装 ， Ｓ Ｎ Ｃ Ｒ工艺可 以方便在现有 贡献量仅次 于电力行业 ， “ 十二五 ” 期 间还有逐渐 上升趋势 ， 水 泥 装 置 上 进 行 改 装 ； 脱 硝 已经 刻 不容 缓 。 ３ ． ２ ＿ ２ ． ２ Ｓ Ｎ Ｃ Ｒ系统相 比 Ｓ Ｃ Ｒ的投资 少 ， Ｓ Ｎ Ｃ Ｒ系统 运行 过程 中所 烟气脱硝是 目前发达国家普遍采用 的减少 Ｎ Ｏ ｘ 排放的方法 ， 具 需 的尿素或液氨 比 Ｓ Ｃ Ｒ系统所需的催化剂 的价格低廉 。 更适合我 有很高的脱除效率 ， 目前选择 『 生 催化还原法（ ｓ ｃ Ｒ ） 和选ｊ 犟 Ｊ 陛非催化还 省 实 际 情 况 ； 原￣（ Ｓ Ｎ Ｃ Ｒ ） 。 本文主要介绍 Ｓ Ｃ Ｒ和 Ｓ Ｎ Ｃ Ｒ技术特点 ， 希望能针对贵州 ３ ． ２ ． ２ ． ３ Ｓ Ｎ Ｃ Ｒ系统对 企业 生产设备 的损耗小 ； 省新建水泥熟料新型干法生产线脱硝项 目起到参考和借鉴ｍ 。 ３ ． ２ ． ２ ． ４ Ｓ Ｎ Ｃ Ｒ系统体积小 ， 企业不需要 重新规划设施 的用地 。
浅谈分级燃烧与SNCR脱硝(芜湖海螺)..
燃料分级燃烧
增设跳台： 防止炉内局部塌料现象发生
缩小三次风管入风口截面积： 提高三次风入炉风速，增强旋流作用
4.4 分级燃烧操作控制思想
三次风挡板开度上调，由25% 40%，增大 三次风量，提高入炉旋流效应，避免边壁高 温现象；
操作控制 思想
506高温风机转速下调，由710rpm 680rpm， 严格控制预热器出口O2（1.0%左右），窑尾O2 （3.0%左右）；
SNCR
将氨水（20%～25%）或尿素 溶液（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。
浅谈分级燃烧与SNCR脱硝技术
蔡胜发 2013年9月27日
内容目录
1、NOx的危害及排放情况 2、氮氧化物的产生机理
3、降低NOx排放的主要措施
4、燃料分级燃烧脱氮技术
5、SNCR脱硝技术
6、分级燃烧+SNCR组合模式
7、环保核查及NOx浓度转换
1.1 NOx的危害
氮氧化物（NOx）是大气的主要污染物之一，包括
2 3 4
3.3 分级燃烧脱氮技术
空气分级燃烧
指将燃烧所需的空气（ 三次风）分成两部分送入， 一部分送入第一级燃烧区内 ，使过剩空气系数α 在0.8 左右，燃料先在缺氧富燃料 条件下燃烧，形成还原剂， 将NOx还原成N2等无污染的 惰性气体。另一部分空气输 入二级燃烧区内，保证燃料 的完全燃烧
燃料分级燃烧
停留时间
•还原剂在最佳窗口温度停留时间越 •长，NOx去除率越高！最低需要 0.3~0.5s •反应区域气体流场稳定，脱硝喷枪 雾化效果良好， NOx去除率越高！
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 (2)2、本项目脱硝工艺描述 (4)2.1、分级燃烧技术 (5)2.2、SNCR脱氮技术 (7)①卸氨系统 (8)②罐区 (8)③加压泵及其控制系统 (8)④混合系统 (9)⑤分配和调节系统 (9)⑥喷雾系统 (9)⑦水电气供给 (10)⑧控制系统 (10)⑨SNCR主要设备与设施 (10)3、氮氧化物目前排放量 (11)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) (12)（3）分级燃烧和SNCR结合的脱氮集成技术 (12)5、主要技术经济指标 (12)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 (14)6.3 环境及社会效益分析 (15)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。
水泥窑炉脱硝技术
水泥窑炉脱硝技术一、引言二、水泥窑炉脱硝技术分类1.选择性催化还原脱硝技术（SCR）2.选择性非催化还原脱硝技术（SNCR）3.氨氧化脱硝技术（AOCD）4.燃煤脱硫脱硝一体化技术三、选择性催化还原脱硝技术（SCR）1.工艺原理：SCR技术是指在窑炉尾部设置催化剂催化剂，通过将氨（NH3）或尿素（CO(NH2)2）喷入烟气中与NOx反应生成氮气和水，从而实现氮氧化物的减排。
2.设备要求：SCR设备主要由催化剂层、喷射设备、收集器和控制系统组成。
3.应用效果：SCR技术成熟稳定，能够将NOx减排至较低水平，但其投资和运行成本较高。
四、选择性非催化还原脱硝技术（SNCR）1.工艺原理：SNCR技术是指通过将氨水或尿素溶液喷入窑炉烟气中，在高温下与NOx快速反应生成氮气和水。
2.设备要求：SNCR技术相对简单，设备要求较低，主要由喷射装置、混合设备和控制系统组成。
3.应用效果：SNCR技术减少了催化剂的使用，降低了投资和运行成本，但在低温下效果较差。
五、氨氧化脱硝技术（AOCD）1.工艺原理：AOCD技术是指将窑炉尾部产生的NOx与氨氧化反应生成氨盐，并再次返回窑炉中进行脱硝反应。
2.设备要求：AOCD技术相对复杂，设备要求较高，主要包括氨处理设备、氧化剂喷射装置和控制系统等。
3.应用效果：AOCD技术相对稳定，但操作复杂，需要较高的氨用量。
六、燃煤脱硫脱硝一体化技术1.工艺原理：燃煤脱硫脱硝一体化技术是指通过水泥窑炉尾部设置脱硝脱硫装置，同时进行NOx和SOx的减排。
2.设备要求：燃煤脱硫脱硝一体化技术要求设备结构紧凑，投资和运行成本较低。
3.应用效果：燃煤脱硫脱硝一体化技术通过一次投资，可同时达到脱硫和脱硝效果，能够实现资源节约和环境保护的双重效果。
七、水泥窑炉脱硝技术的应用前景水泥行业是我国重要的能源消耗和污染排放行业之一，实施水泥窑炉脱硝技术可以有效降低大气污染物排放，提高资源利用率。
尽管水泥窑炉脱硝技术在我国已取得一定的进展，但与国际先进水平相比，仍存在一定的差距。
水泥窑sncr脱硝工艺原理
水泥窑sncr脱硝工艺原理水泥窑SNCR脱硝工艺原理一、引言环境污染问题日益凸显，大气污染物排放成为人们关注的焦点。
在工业生产过程中，尤其是水泥生产过程中，氮氧化物（NOx）的排放是主要的大气污染源之一。
为了减少NOx排放对环境的影响，水泥窑SNCR脱硝工艺被广泛应用。
二、SNCR脱硝工艺原理SNCR（Selective Non-Catalytic Reduction）脱硝工艺是一种选择性非催化脱硝技术，通过将还原剂注入燃烧系统，与燃烧过程中产生的NOx发生化学反应，将其还原为氮气和水。
1. 反应原理SNCR脱硝工艺的核心是还原剂与NOx之间的反应。
在水泥窑中，燃烧过程中产生的高温烟气中含有NO和NO2两种主要的氮氧化物。
SNCR脱硝工艺通过在烟气中喷入适量的还原剂，如氨水（NH3）或尿素溶液（CO(NH2)2），在高温下与NOx发生反应，生成氮气和水蒸气。
2. 反应机理SNCR脱硝反应过程中涉及多种反应机理。
其中，主要的反应是氨与NOx发生氧化还原反应，生成氮气和水。
此外，反应中还会生成一些副产物，如一氧化氮（NO）、二氧化氮（NO2）和氮氧化合物（N2O）。
这些副产物对脱硝效果有一定的影响，需要在实际应用中加以控制。
三、SNCR脱硝工艺的优势和限制SNCR脱硝工艺具有以下优势：1. 技术成熟，应用广泛。
SNCR脱硝工艺已经在水泥、电力、钢铁等行业得到了广泛应用，并取得了良好的脱硝效果。
2. 投资和运行成本低。
相比其他脱硝技术，SNCR脱硝工艺的设备投资和运行成本较低，适合中小型水泥企业采用。
3. 对水泥窑燃烧系统的适应性好。
SNCR脱硝工艺可以与水泥窑的燃烧系统相结合，不需要新增大型设备，对现有系统改造较小。
然而，SNCR脱硝工艺也存在一些限制：1. 脱硝效率不稳定。
由于SNCR脱硝反应受多种因素影响，如温度、氨浓度、还原剂与NOx的摩尔比等，脱硝效率不稳定，需要在实际操作中进行优化。
2. 副产物的生成。
最新 浅谈水泥窑炉SNCR烟气脱硝方法创新-精品
浅谈水泥窑炉SNCR烟气脱硝方法创新我国是一个水泥生产大国。
水泥总产量连续多年居世界第一位，约占世界总产量的一半。
工艺技术和施工安装达到国际先进水平。
“十五”期间，我国成为日产8000吨、10000吨生产线最多，并能够成套出口的水泥技术装备的强国。
随着国家对烟气NOx排放控制政策要求的不断提高，所有水泥厂全部配套脱硝系统，同时对NOx的排放要求在200mg/Nm3以下。
SNCR工艺被认为是目前可以用于水泥炉窑烟气脱除NOx的最好技术。
水泥炉窑烟气脱硝的特点及应对措施如下。
（1）生产特点：尾气温度低；应对措施：使用氨水作为还原剂，脱硝效果更佳；（2）生产特点：喷射点的喷射深度浅；应对措施：采用微粒径、小刚性、高密度、大扩展角等性能的喷射器；（3）生产特点：运行工况稳定，参数变小；应对措施：可取消稀释水系统，降低除盐水的消耗，减少烟气温降；（4）生产特点：烟尘含尘浓度高；应对措施：对喷射器结构、材质及安装需要特别的设计；（5）生产特点：生产环境空气粉尘量较大；应对措施：采用电气间的形式，将现场设备、仪表、执行机构等进行相对密闭；（6）生产特点：生产环境空气粉尘量较大；应对措施：采用电气间的形式，将现场设备、仪表。
2 SNCR脱硝机理所谓SNCR脱硝技术，就是在不使用催化剂的条件下，在烟道适宜处喷入氨或尿素等氨基还原剂，还原剂在其中迅速分解，与NOx反应生成N2和H2O，而基本不于其中的氧发生反应的技术。
SNCR主要反应方程式为：（1）氨为还原剂：NH3+NOx→N2+H2O；（2）尿素为还原剂： CO（NH2）2→2NH2+CO，NH2+NOx→N2+H2O，CO+NOx→N2+CO2；（3）当温度过高时，超过反应温度窗口时，氨就会被氧化成NOx：NH3+O2→NOx+H2O。
3 以氨水为还原剂的水泥炉窑SNCR脱硝工艺流程喷射氨水的SNCR脱硝系统由氨水卸载系统、存储系统、计量系统、分配系统及氨水泵等构成。
水泥企业脱硝SNCR讲义
安全须知
认识“NOx”
NOx减排技术简介
保山昆钢嘉华SNCR项目介绍
01.
02.
03.
04.
一、安全须知
危险源：1. 电及电气设备2. 蒸汽3. 压缩空气4. 热粉料及热气流烫伤5. 尿素溶液泄露
预防措施：1. 确认各电器柜是否有备妥信号；出现电气故障时，应找专业电工查看线路，切勿自行拆卸电气线路；电气设备应在断电情况下维修。2. 不要随意触摸蒸汽管道和储罐外壁；维修或焊接蒸汽管道时应切断蒸汽源并待管道冷却。3. 定期检查压缩空气储罐压力；禁止带压拆卸法兰、阀门；禁止带压焊接、切割管道；禁止用压缩空气吹人。4装拆喷枪时，禁止人脸正面面对喷枪孔，防止烧成系统突然正压，热粉料和热气流烫伤人。5. 当尿素溶液储罐装满物料时，应定期巡检储罐各法兰连接处、焊缝以及里面人孔是否有滴漏现象，如发现滴漏应及时维修。
4.5 各注意设备的操作
皮带机的操作 皮带机的功能是将仓库里的袋装尿素输送至溶解罐平台。现场开启：确认送电后，直接按下皮带机旁控制柜启动按钮即可；中控开启：在现场PLC柜触摸屏上或中控上点击启动按钮即可。
软化水罐的操作 软化水入口管道上设有电动阀门和手动阀门，在现场PLC控制柜或者中控上打开电动阀、手动打开手动球阀即可往软化水罐内注水。软化水罐上设有液位显示，中控和现场均能观察液位。软化水罐上部设有溢流管，溢流管出口阀门应常开。软化水罐液位与离心泵设有连锁。
四、 保山昆钢嘉华SNCR项目介绍
4.1 脱硝还原剂的选择 用于烟气脱硝的还原剂有三种：液氨、氨水和尿素。 液氨：常用于电厂SCR脱硝系统； 氨水和尿素：常用于化工厂烟气净化、燃煤锅炉SNCR系统、 水泥厂 SNCR系统。
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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 (2)2、本项目脱硝工艺描述 (4)2.1、分级燃烧技术 (5)2.2、SNCR脱氮技术 (7)①卸氨系统 (8)②罐区 (8)③加压泵及其控制系统 (8)④混合系统 (9)⑤分配和调节系统 (9)⑥喷雾系统 (9)⑦水电气供给 (10)⑧控制系统 (10)⑨SNCR主要设备与设施 (10)3、氮氧化物目前排放量 (11)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) (12)（3）分级燃烧和SNCR结合的脱氮集成技术 (12)5、主要技术经济指标 (12)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 (14)6.3 环境及社会效益分析 (15)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：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。
其主要反应如下：2CO +2 NO → N2+ 2CO2NH+NH → N2+H22H2+2NO → N2+2H2O分级燃烧脱氮技术具有以下优点：✧有效降低的NOx排放，可达到25～30％的NOx脱除率；✧无运行成本，且对水泥正常生产无不利影响；无二次污染，分级燃烧脱氮技术是一项清洁的技术，没有任何固体或液体的污染物或副产物生成；分级燃烧脱氮技术缺点：一次投资大，需要适当停窑周期实施改造，同时要有经验中控操作人员进行调整。
工艺流程：分级燃烧脱氮系统主要包含：三次风管调整和改造、脱氮风管配置、C4筒下料调整、煤粉储存、输送系统、分解炉用煤粉燃烧器和相应的电器控制系统，其分解炉调整如图所示。
三次风三次风窑尾烟气脱氮系统的用煤经煤粉秤精确计量后，由罗茨风机送到窑尾烟室的脱氮还原区，在脱氮还原区的合适位置均布着一套燃烧喷嘴，煤粉经燃烧喷嘴高速进入还原区内并充分分散，一方面保证了分级燃烧的脱氮效率，另一方面减少了煤粉在壁面燃烧出现结皮的负面影响。
此外，根据还原区操作温度、C1出口NOx等系统参数，可及时调整脱氮用煤量。
分解炉还原区装备内容利用分级燃烧脱氮技术对烧成系统进行改造，不改变分解炉主体结构，在分解炉烟室预留的脱氮还原区，在脱氮喷射预留孔位置设置高速喷煤嘴，煤粉在此区域内缺氧燃烧产生适量的还原气氛，与窑气中的NOx发生反应，将NOx转化成无污染的N2。
三次风管入分解炉的部分抬高到适度位置。
改造后整个窑尾用煤总量与改造前一致，只是将其按一定比例分成两路，一路进入分解炉，另一路进入还原区。
为保证烧成系统的稳定及高效的脱氮效率，脱氮用煤系统需独立计量和控制。
2.2、SNCR脱氮技术将氨水（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。
喷氨后炉内发生的化学反应有：4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O6NO+4NH3→5N2+6H2O6NO2+8NH3→7N2+12H2O2NO2+4NH3 +O2→ 3N2+6H2O为了提高脱NOx的效率并实现NH3的逃逸最小化，满足以下条件：在氨水喷入的位置没有火焰；在反应区域维持合适的温度范围（850~1050℃）；在反应区域有足够的停留时间（至少0.5秒，900℃）。
SNCR（喷氨）系统主要由卸氨系统、罐区、加压泵及其控制系统、混合系统、分配与调节系统、喷雾系统等组成。
其流程如下图所示：①卸氨系统外购氨水运输至厂区后，通过离心泵将槽罐车内的氨水输送至氨水储罐。
由于氨水易挥发，氨水储罐内的氨蒸气通过管道连接至稀释水储罐，氨蒸气可被稀释水吸收，从而达到了防止氨气泄露的隐患。
②罐区由于罐区的占地面积较大，根据工厂场地的实际情况，考虑将罐区布置均化库附近空地。
罐区主要布置氨水储罐和稀释水储罐，氨水储罐的液位通过物位计信号传输至中控，另外储罐也自带直观液位计。
罐区上方设有挡棚，四周敞开。
罐区四周设有约30厘米高的混凝土围堰及排水沟，以防止氨水泄漏时向罐区四周厂区溢流扩散。
③加压泵及其控制系统来自罐区的氨水和稀释水分别通过加压泵同时输送至混合系统，从而最终被输送至喷雾系统。
氨水加压泵及其控制系统主要由两台螺杆泵（一用一备）、回流控制系统、压力检测系统及相应阀组组成。
稀释水加压泵及其控制系统所含设备与氨水相同。
整个系统布置在罐区附近，与罐区共用挡棚。
④混合系统由于外购氨水浓度相对较高，主要是为了增加氨水的利用效率，需要兑水稀释。
氨水和稀释水分别由两个独立管路进入混合系统，且两流体的流量可根据实际所需喷氨量进行任意浓度的调配，最终被同时输送至静态混合器内，利用静态混合器的强湍流扰动特性，将氨水与稀释水充分混合均匀。
整个系统布置在罐区附近，与罐区共用挡棚。
⑤分配和调节系统由于在分解炉上布置了两层喷枪，进入两层喷枪的稀氨水需要通过控制分配和调节系统上的电动调节阀来自动控制稀氨水流量分配。
出混合系统的稀氨水通过管路输送至分配和调节系统，系统布置在预热器塔架钢平台上，与喷雾系统靠近布置。
⑥喷雾系统喷枪是喷雾系统的核心也是整个SNCR（喷氨）系统的关键部件。
本项目在两条线都布置了十支喷枪。
为提高脱氮反应的效率，喷枪在分解炉上分两层布置，一层布置六支，另一层布置四支，所有喷枪围绕分解炉周向对称均布。
整个喷雾系统都有自反馈和自动调节功能，通过在线监测C1级筒出口（或烟囱出口）NO x 排放值，利用反馈系统自动调节和控制氨水喷射量，在保证脱氮效率前提下减少系统运行成本。