更新時(shí)間:2019-12-15 11:19:11
點(diǎn)擊次數:1260隨著(zhù)水泥行業(yè)超低排放政策的實(shí)施,水泥窯煙氣氮氧化物深度治理是實(shí)現超低排放的核心技術(shù)之一。西礦環(huán)保結合中國水泥窯工藝特點(diǎn),領(lǐng)先開(kāi)發(fā)出“高溫電除塵器+SCR脫硝一體化技術(shù)”,具有低阻高效的顯著(zhù)優(yōu)點(diǎn)。西礦環(huán)保已取得全國首臺套水泥窯SCR脫硝技術(shù)示范工程業(yè)績(jì)并成功投運,氮氧化物排濃度放穩定達到50mg/Nm3以下,對我國水泥氮氧化物深度減排具有重要的引領(lǐng)示范作用。
01
前言
SCR脫硝技術(shù)在我國電力行業(yè)應用成熟,氮氧化物排放可達到50mg/Nm3以下。在煤電行業(yè)實(shí)行“超低排放”的背景下,水泥煙氣污染物排放總量大,特別是氮氧化物占全國工業(yè)排放總量的10~12%?!端喙I(yè)大氣污染物排放標準》(GB 4915-2013)要求氮氧化物排放限值320mg/Nm3,遠高于煤電行業(yè)超低排放限值50mg/Nm3。2017至2018年,江蘇省和鄭州市先后提出水泥窯煙氣氮氧化物排放濃度不高于100mg/Nm3的“超低排放”要求。國家環(huán)保要求日趨嚴厲,水泥行業(yè)面臨巨大的氮氧化物減排壓力,排放標準進(jìn)一步收緊是未來(lái)發(fā)展的大趨勢。
SCR脫硝技術(shù)作為全世界應用最廣泛高效的氮氧化物脫除技術(shù),是水泥行業(yè)氮氧化物治理最理想的技術(shù)路線(xiàn)之一。歐洲水泥行業(yè)氮氧化物深度治理技術(shù)主要是在SCR脫硝技術(shù)方面展開(kāi)研究應用,取得了一定的試驗和運行經(jīng)驗。國內水泥生產(chǎn)規模和工藝特點(diǎn)相較于歐洲有較大差異,需消化改進(jìn)。
西礦環(huán)保作為水泥行業(yè)煙氣治理的領(lǐng)軍企業(yè),自主研發(fā)的“高溫電除塵器+SCR脫硝一體化技術(shù)”,在水泥行業(yè)開(kāi)展首臺4500t/d水泥窯全煙氣工程示范應用,已通過(guò)環(huán)保檢測驗收,為我國水泥行業(yè)氮氧化物深度減排提供技術(shù)支撐。
02
水泥SCR脫硝技術(shù)路線(xiàn)
對于SCR脫硝技術(shù)來(lái)說(shuō)要使反應效率高效穩定,保證反應器溫度窗口尤為重要。根據水泥工藝特點(diǎn),水泥窯尾預熱器C1出口溫度280~330℃,是應用SCR脫硝最佳工藝溫度段,可獲得較高的脫硝效率。但工況條件惡劣,須采取改善措施,以保障SCR脫硝系統長(cháng)期穩定運行。
相較于其他工藝路線(xiàn),選擇高溫中塵的工藝路線(xiàn)具有高效、穩定與運行費用低等特點(diǎn),是目前水泥行業(yè)SCR脫硝的最佳選擇。
03
水泥SCR脫硝關(guān)鍵技術(shù)
3.1降塵防堵
水泥煙氣中的粉塵具有濃度大、粒徑小、鈣質(zhì)成分高的特點(diǎn),降低粉塵濃度是水泥高溫SCR脫硝的關(guān)鍵技術(shù)之一。西礦環(huán)保憑借多年在水泥和電力行業(yè)煙氣治理經(jīng)驗以及計算和實(shí)踐,研發(fā)的高溫電除塵器技術(shù),能有效降低系統能耗、改善催化劑沖刷和堵塞風(fēng)險。
高溫電除塵器通過(guò)對高溫放電性能、絕緣性能、機械結構等方面進(jìn)行研究改進(jìn),使其在經(jīng)受高溫工況仍有較高除塵效率。保證SCR脫硝系統的可靠穩定運行;選用大孔徑蜂窩催化劑,同時(shí)選擇合適的催化劑高度,提升清灰效果,有效降低粉塵對催化劑堵塞的幾率。高溫電除塵器相對比其它除塵方式,具有低阻高效的特點(diǎn)。
3.2高效清灰
經(jīng)過(guò)高溫電除塵器預除塵之后,進(jìn)入反應器的煙氣仍含一定的粉塵。相對于燃煤電廠(chǎng)粉塵粘性較大,會(huì )在催化劑的表面和孔道內堆積,造成脫硝效率降低,阻力不斷上升,甚至造成催化劑堵塞風(fēng)險。
為保障催化劑長(cháng)期運行,采用聲波吹灰器和耙式吹灰器組合吹灰方式。聲波吹灰器是將壓縮空氣蓄能轉化為高強度聲波,使沉積的粉塵產(chǎn)生震蕩并處于懸浮流化狀態(tài),部分粉塵隨煙氣帶走。耙式吹灰器是將壓縮空氣利用專(zhuān)用換熱器加熱后,通過(guò)可伸縮耙管的噴嘴噴出,對沉積的粉塵進(jìn)行移動(dòng)吹掃,保持催化劑孔道暢通,熱態(tài)壓縮空氣可避免低溫對催化劑的冷脆損壞。
3.3水泥行業(yè)SCR催化劑研發(fā)
水泥窯煙氣粉塵中GaO等堿金屬氧化物含量高,會(huì )造成催化劑產(chǎn)生堿金屬中毒,活性大幅降低,導致脫硝效率低下。此外,水泥窯煙氣脫硝溫度區間較窄,且相對電廠(chǎng)脫硝溫度,水泥窯煙氣溫度偏低。西礦環(huán)保積極與清華大學(xué)國家實(shí)驗室開(kāi)展課題研究,致力適用于水泥行業(yè)煙氣脫硝的國產(chǎn)催化劑研發(fā)。目前應用水泥行業(yè)首臺套SCR煙氣脫硝示范工程的催化劑運行已近兩個(gè)月的時(shí)間,催化劑運行效果良好。
3.4還原劑制備與混合
目前水泥企業(yè)均已建成SNCR脫硝系統,可以利用現有氨站系統。SCR脫硝技術(shù)常采用蒸汽或熱風(fēng)將氨水蒸發(fā)為氨氣,再經(jīng)稀釋風(fēng)機稀釋后利用噴氨格柵在煙道內均勻噴射,通過(guò)混合器使氨氣與煙氣中氮氧化物充分混合。水泥窯工藝熱源短缺,沒(méi)有潔凈熱風(fēng)或富裕蒸汽等熱源,電加熱器能耗過(guò)大。結合在水泥工藝特點(diǎn),將氨水噴射與混合技術(shù)與高溫除塵有機結合,即在高溫電除塵器進(jìn)氣口內實(shí)現氨水蒸發(fā)和氨氮的充分混合。西礦環(huán)保開(kāi)發(fā)出的適用水泥窯工藝特點(diǎn)的氨水蒸發(fā)與混合技術(shù)在降低能耗上有明顯的優(yōu)勢,節省了氨水蒸發(fā)系統、稀釋風(fēng)機系統和噴氨格柵系統等,簡(jiǎn)化工藝流程,降低投資成本,運行維護簡(jiǎn)便。
西礦環(huán)保始終堅持技術(shù)創(chuàng )新,針對水泥污染物減排需求,全面開(kāi)展水泥SCR脫硝各類(lèi)關(guān)鍵技術(shù)的研究和應用優(yōu)化,保障系統可靠運行,脫硝效率穩定,系統能耗降低。
04
示范項目
西礦環(huán)保自主研發(fā)的水泥窯煙氣SCR脫硝技術(shù),已在登封宏昌水泥有限公司4500t/d水泥熟料生產(chǎn)線(xiàn)成功應用,是全國首臺套水泥SCR脫硝示范工程。
2018年10月,經(jīng)環(huán)保專(zhuān)家現場(chǎng)核查驗收,氮氧化物排放濃度可穩定實(shí)現50mg/Nm3以下,脫硝率可達90%以上,氨逃逸小于3ppm。項目投運后,全系統阻力1000Pa左右,溫度降10℃左右,大幅降低原SNCR還原劑消耗量,降低余熱鍋爐進(jìn)口粉塵濃度,改善余熱鍋爐換熱效率。
05
結語(yǔ)
(1)水泥窯出口煙氣粉塵濃度高,可達80g/Nm3~100g/Nm3,高溫電除塵可有效降低水泥窯煙氣粉塵含量,保證SCR脫硝反應器高效、穩定運行;
(2)水泥窯煙氣粉塵中CaO含量高,粉塵粒徑小且黏度大,對SCR脫硝催化劑有特殊要求,選用稀土大孔中低溫耐沖刷、抗中毒SCR催化劑及高效組合吹灰,可保證反應器穩定可靠運行;
(3)“高溫電除塵+SCR脫硝一體化”技術(shù)及氨水蒸發(fā)混合技術(shù),脫硝效率可達90%以上,同時(shí)降低了余熱鍋爐入口粉塵濃度及系統噴氨量,提高余熱鍋爐利用效率并減少對系統末端設備的腐蝕,降低了系統運行成本。