水泥行业NOx超低排放技术

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在窑尾NOx为1100PPM的情况下,NOx 排放值可稳定控制在50 mg/Nm3以下,甚至 更低;
下一步的工作,主要是对脱硝剂喷入点和喷入量 进行进一步优化,优化后即可进行全面推广。
5,分解炉直喷脱硝剂 南工大
祝社民做项目初步验收报告
5,分解炉直喷脱硝剂 南工大
• 祝社民表示,感谢江苏兴宁提供了试验机会, 试验效果很好。该生产线为5700t/d熟料线, 加入量300~400kg/h,在停掉SNCR喷氨后、 上下同时喷入该催化剂,能将NOX稳定控制在 50mg/Nm3以下。
典型的代表是在江苏信宁新型建材有限公司 5000t/d线上的试验,以下是试验、改进、优化前 后的对比表,和2019年05月10的运行截图。
2,多项脱硝措施组合增效的 上海三融
2,多项脱硝措施组合增效的 上海三融
2,多项脱硝措施组合增效的 上海三融
由以上表和图可见, 该技术的优点:一次性投资较小,管理维护
为什么是刍议,各个企业、甚至每条线的环 境和工况都不相同,就需要不同的技术共 存发展。
不存在哪种技术是最好的,而是哪种技术最 适合自己,最适合的才是最好的。这里只 谈已经有应用业绩、至少在工业试验上获 得验证的技术:
1,以精准喷氨为代表的 上海万澄
• 目前水泥窑的SNCR 空间上设在分解炉,然而分解炉的温度
SCR一次性投资的单位成本构成如下表:
5,分解炉直喷脱硝剂 南工大
5,分解炉直喷脱硝剂 南工大
由此可见,
SCR一次性投资的成本并不算高,最 高的也Βιβλιοθήκη Baidu到2元/t熟料。
也就是说,祝社民的脱硝技术,运行 成本不得比SCR高出1.7元/t熟料、有的甚 至不得高出1.3元/t熟料,否则就没有竞争力 了!
遗憾的是,祝社民的估算它比现有 SNCR还要高4~8元/t熟料。
在控制MOX排放的初期,我们很自然的 又采用了分级燃烧,只是随着排放标准的提 高,原有的分级燃烧无法满足脱硝需要的情 况下,我们又借鉴其他行业的经验,逐步扩 展到SNCR以至SCR,
那么,综合考虑“投资成本+运行成本” 与SCR相比,南工大的“分解炉直喷脱硝剂” 技术是否具有优势呢?
5,分解炉直喷脱硝剂 南工大
我们设定几个条件比一下看看: 按5000t/d水泥窑脱硝考虑, SCR脱硝的一次性投资按4000万元计算, 现有一年期贷款利率考虑各企业贷款条件在 5.6~6.0%之间,一年以后按滚动还旧贷新, 设定利率不变。
根据他们已有 水泥行业十余条生产线 十几年的运行经验, 大致可以做到2-3年换一层催化剂,一般设计 为4层催化剂,一层催化剂基本可以用到10年 左右。
当然,催化剂寿命与烟气及粉尘组份有关,具体 的使用寿命将根据项目的具体情况提供一个预 期的寿命管理。
4,高温高尘SCR 蒂森克虏伯
正是人以类聚,牛人找牛人啊! 在大家一脸茫然之际,中国水泥最牛的
4,高温高尘SCR 蒂森克虏伯
对于一般的5000t/d生产线,目前为双 塔方案,设备采购时间约5~6个月,现场 安装和对接时间约2个月,项目投资在4000 万元左右。
该公司正在针对5000t/d线开发单塔方 案,下一步采用单塔方案、以及催化剂国 产化后,总投资有望降到3000万元左右。
4,高温高尘SCR 蒂森克虏伯
4,高温高尘SCR 蒂森克虏伯
4,高温高尘SCR 蒂森克虏伯
据介绍,蒂森克虏伯在水泥行业已有13年以上 的催化剂脱硝运行经验,其成熟的技术是世界 范围内高尘SCR应用最多的解决方案,
多年的经验表明高尘SCR是降低NOX最经济的 方案。他们已经掌握了相关的清灰工艺,并在 多个工厂得到了验证。
与标准陶瓷蜂窝催化剂相比,公司对催化剂进行 了关键改进,大幅增加了催化剂的使用寿命, 自2013年8月以来,其所有SCR项目全年运行 率都超过了95%。
全面实现了NOX排放≤100 mg/Nm3, 氨逃逸≤8 mg/Nm3的目标。
4,高温高尘SCR 蒂森克虏伯
• 需要说明的是,仅管改造的目标是NOX排放 ≤100 mg/Nm3,但还是安排了更高目标的试 验,短时间运行了几个小时,可以将NOX排 放稳定控制在20~27mg/Nm3。
• 该技术的优点:高温保证了稳定的脱硝效率, 高温避开了硫酸氢铵的粘结堵塞,系统流程简 化方便了管理、减小了维护量;
场不是均匀分布的、而且不是固定不变的。 喷氨脱硝有一个温度窗口,在窗口以外
的喷氨不但是无效的,而且会造成氨逃逸、 形成氨污染,这就是造成SNCR脱硝效率不 高的根本原因。
因此,智能控制精准喷氨就成为提高 SNCR效率的有效措施。
1,以精准喷氨为代表的 上海万澄
上海万澄环保科技有限公司,在这方面 的研究就取得了突破,
问题:一次性投资较大,催化剂的更换费用较 高,在高尘状态下催化剂的寿命还有待进一步 观察。
5,分解炉直喷脱硝剂 南工大
SCR是目前脱硝超低排放技术的顶梁柱, 其技术核心是脱硝催化剂。
遗憾的是,目前国内外商用的脱硝催化 剂均为V2O5/TiO2体系,而美国、欧盟环境 署、中国国家环保部都已将V2O5定为剧毒污 染物。
比如在某厂进行的6天试验,结果如下: ① NOx控制在200mg/Nm3时,氨水实际用
量为742L/h; ② NOx控制在100mg/Nm3时,氨水实际用
量为1169L/h; ③ NOx控制在50mg/Nm3时,氨水实际用量
为1356L/h。
2,多项脱硝措施组合增效的 上海三融
面对NOX排放愈来愈严的要求,采用多项成 熟技术的组合增效,不失为一种简单有效的方法, 上海三融公司就集合组成了“分级燃烧+SNCR+ 蒸汽催化燃烧”脱硝技术。该技术试验的厂家比 较多,积累了不少经验,为水泥行业脱硝事业作 出了积极贡献。
SCR的催化剂不仅在使用中存在堵塞、 中毒问题,在已有生产线的改造设计上存在 空间布局的困难,而且还存在催化剂老化后 的保管、回收问题。
5,分解炉直喷脱硝剂 南工大
南京工业大学材料化学工程国家重点实验室的祝 社民团队,在有关部门的同力支持下,毅然另 辟蹊径、放弃了SCR技术,转向研发了一种稀 土基直喷脱硝剂,而且脱硝性能初步试验达到 了国际领先水平。
• 在利用现有SNCR喷氨设备的情况下,改造费 用只有普通SCR改造的1/20;而且不存在催化 剂回收问题、更不存在氨逃逸问题;。
5,分解炉直喷脱硝剂 南工大
• 祝社民表示:与SNCR控制200mg/Nm3相比, 根据窑尾废气的NOX含量大小(800~1200 mg/Nm3),控制50 mg/Nm3以下的脱硝成 本估计增加4~8元/t熟料。
3,保留SNCR的高温中尘SCR 西矿环保
该技术的优点: 高温保证了稳定的脱硝效率, 高温避开了硫酸氢铵的粘结堵塞, 除尘缓解了催化剂的堵塞、中毒问题;
问题:一次性投资较大,催化剂的更换费用 较高,催化剂的寿命还有待进一步观察, 环节较多管理相对复杂,特别是高温、高 空电除尘器的运行维护。
4,高温高尘SCR 蒂森克虏伯
②在应用研究阶段,获得国家“863”计划专项 2009AA05Z313;
③示范工程阶段,获得国家“十二五”科技支撑 计划 2012BAE01BO3;
④产业化阶段,获得国家发改委新兴产业及产业 结构调整专项 发改办产业(2011)1935。
5,分解炉直喷脱硝剂 南工大
鉴于水泥生产中废气含尘浓度高的特点,催化 剂载体的堵塞始终是难以逾越的障碍,项目 另辟蹊径采用了向分解炉喷射的新方案;
海螺水泥选择了蒂森克虏伯的脱硝技术, 而且一干就是两条线。
目前,海螺济宁已经投运,海螺南京即 将投运。
济宁海螺的现场图如下:
4,高温高尘SCR 蒂森克虏伯
4,高温高尘SCR 蒂森克虏伯
济宁海螺项目于2019年08月21日投产 运行,整个系统阻力不到400Pa,高温风机 电耗增加不多。
SNCR已经停用,目前只使用SCR系 统,进口NOx浓度在600~700mg/Nm3, 出 口浓度在50~60mg/Nm3,氨水(20%浓 度)使用量在600kg/h 左右,氨逃逸稳定 在2~3mg/Nm3 左右。
其提出的“智能优化控制+SNCR”技术, 经海螺白马山、四川国大、四川德胜三条 5000t/d线的实施验证,
均取得了NOX排放浓度稳定控制在低于 50mg/m³以下的效果。
1,以精准喷氨为代表的 上海万澄
其原理主要是:采用分层级安装可独立 控制的喷枪组,利用智能实时优化控制系 统对NOx排放进行预测,对生产工况的变 化实时跟随,
根据停留时间和分散度的需要,在分解炉下部 喷入粉状脱硝剂、在分解炉上部喷入液体脱 硝剂。
上部喷入的液体脱硝剂,只是比氨水粘稠一些, 原有的喷(氨)系统可资利用,不用新建喷 入系统,几乎不需要直接投资。
5,分解炉直喷脱硝剂 南工大
项目带头人祝社民介绍:
2018年底,经甘肃某水泥厂、江苏某水 泥厂试验表明,
水泥行业NOX超低排放 技术刍议
中国水泥协会高级顾问 贾华平
水泥行业NOX超低排放之技术刍议
一,超低排放的演化 二,超低排放的难题 三,现行NOX超低排放技术评述
三,现行NOX超低排放技术评述
由于时间的关系,这里仅根据技术特点,选 择一部分有代表性的技术方案作一个简单 的评述,井底刍议、仅供参考。
5,分解炉直喷脱硝剂 南工大
该技术的优点:一次性投资极低,管理维护 简单,操作使用方便,运行稳定可靠,不存 在氨逃逸,不存在催化剂回收;
问题:主要在于运行成本的大小,初略估计 运行成本已经高到难以接受的程度。
但愿随着技术的成熟,运行成本能降到可以 接受的程度。
6,回到分级燃烧 洪堡公司
我们再熟悉不过的预分解水泥工艺,实 际上就是一种分级燃烧,所以我们对分级燃 烧有一种亲切感,这是我们的本质。
2014年入选国家鼓励发展的重大环保技术,
2016年被国家三部委指定为钒基催化剂的替代 产品,
2017年被环保部评为国际百强环保技术,入选 工信部重点新材料首批次应用示范项目。
5,分解炉直喷脱硝剂 南工大
该成果在研发过程中,曾经获得如下财政支持:
①在基础研究阶段,获得国家自然科学基金4项, 分别是50872052、51172107、21106071、 51272105;
简单; 问题:分料、分煤过于复杂,特别给工况波
动时的操作调整带来一定困难,较大的工 况波动将影响脱硝效果,氨水消耗量较大、 运行成本较高。
3,保留SNCR的高温中尘SCR 西矿环保
西矿环保公司的“SNCR+高温电除尘 +SCR”方案,充分利用SNCR的经济性和SCR 的高效性, 以高温保证催化剂效率, 以除尘缓解催化剂的堵塞、中毒、磨损问题, 以并用SNCR减轻SCR的负担,
蒂森、克虏伯、伯力鸠斯,这几个都是 世界上很牛的公司,现在又组合成一家了,更 是牛叉!
关于水泥行业的高尘特点,他们认为没 有问题,高尘反而有利于缓解催化剂中毒;至 于堵塞问题,他们有有效的清灰手段。
因此,他们直接采用高温高尘的SCR工 艺,据说他们有成熟的经验,在德国的几条线 也是这么干的,而且都运行良好。其工艺流程 如下图所示:
3,保留SNCR的高温中尘SCR 西矿环保
该项目的成功受到了各级政府、以及整 个水泥行业的重视。
2019年06月20日,国家生态环境部科技 与财务司司长邹首民等,曾亲临现场调研 指导。
项目的工艺流程图、宏昌公司现场图如下:
3,保留SNCR的高温中尘SCR 西矿环保
3,保留SNCR的高温中尘SCR 西矿环保
根据工况及时调整并分别控制氨水的喷 射位置及喷射量,从而达到提高脱硝效率、 减少氨水用量、降低氨逃逸的目的。
1,以精准喷氨为代表的 上海万澄
中控操作画面截图
1,以精准喷氨为代表的 上海万澄
现场喷氨控制阀集成柜
1,以精准喷氨为代表的 上海万澄
该技术的优点:一次性投资很小,管理维护方便; 问题:氨水消耗量较大、运行成本较高,对烧成 工况波动较大的生产线难以适应。
较好的适应了水泥行业的特点,并成功 应用于河南登封宏昌的脱硝项目。
3,保留SNCR的高温中尘SCR 西矿环保
宏昌项目投资约4000万元,改造工期约4 个月,2018年9月份投运,
系统阻力1000Pa左右,温度降低10℃左 右,原SNCR还原剂消耗量降低。
2018年10月14日通过专家组验收,NOX 排放浓度可稳定实现50mg/Nm3以下,脱 硝率可达90%以上,氨逃逸小于3ppm。
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