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淺析水泥工業(yè)脫硝技術(shù)的應(yīng)用

作者： 2015年10月26日 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽量：
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1、水泥工業(yè)脫硝的常用技術(shù)分析　　1.1燃燒中的脫硝技術(shù) 　1.1.1低NOx燃燒器。該脫硝技術(shù)是指在窯頭使用新型低NOx燃燒器降低一次風(fēng)量，使火焰第一燃燒區(qū)形成缺氧燃燒，減少氮氧化物的產(chǎn)生，與此同時(shí)利用火焰形
　　1、水泥工業(yè)脫硝的常用技術(shù)分析
 
　　1.1燃燒中的脫硝技術(shù)
 
　　1.1.1低NOx燃燒器。該脫硝技術(shù)是指在窯頭使用新型低NOx燃燒器降低一次風(fēng)量，使火焰第一燃燒區(qū)形成缺氧燃燒，減少氮氧化物的產(chǎn)生，與此同時(shí)利用火焰形狀對(duì)火焰溫度進(jìn)行控制，以減少高溫型NOx的生成。當(dāng)前，空氣分級(jí)低NOx燃燒器和燃料分級(jí)低NOx燃燒器是應(yīng)用最廣的低NOx燃燒器類型，這兩種低NOx燃燒器均可以在二次燃燒區(qū)內(nèi)，使燃料完全燃燒。
 
　　1.1.2分級(jí)燃燒技術(shù)。該技術(shù)又可分為空氣分級(jí)燃燒技術(shù)和燃料分級(jí)燃燒技術(shù)，主要利用分級(jí)燃燒的方法在水泥窖分解爐的錐部形成一種缺氧燃燒環(huán)境，產(chǎn)生一氧化碳還原區(qū)域，通過(guò)利用CO、H2等還原劑與煙氣中的氮氧化物發(fā)生還原反應(yīng)，從而將其還原成氮?dú)猓档臀廴尽?/FONT>
 
　　1.2燃燒后的脫硝技術(shù)
 
　　SNCR脫銷技術(shù)是指在不需要催化劑的作用下，向高溫窖爐區(qū)域內(nèi)噴入氨水、尿素等還原劑，通過(guò)爐膛區(qū)的助燃風(fēng)帶入余氧，促使還原劑與NOx發(fā)生反應(yīng)，最終生成N2和H2O，消除污染，該技術(shù)是燃燒后脫硝最為常用的一項(xiàng)技術(shù)措施。當(dāng)前，SNCR是國(guó)外水泥企業(yè)普遍使用的主流脫硝技術(shù)，而布置噴槍位置是該技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通常情況下將噴槍布置在分解爐上部或出口處，并采取多層布置的方式。通過(guò)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，SNCR脫銷技術(shù)可有效減少NOx的排放。
 
　　2 、SNCR脫硝技術(shù)在水泥工業(yè)煙氣脫硝中的應(yīng)用
 
　　為了便于本文研究，下面以國(guó)內(nèi)某水泥公司的一條日產(chǎn)量為5kt的干法水泥生產(chǎn)線為依托，設(shè)計(jì)水泥窯SNCR脫硝試驗(yàn)裝置。該水泥生產(chǎn)線采用的是回轉(zhuǎn)窯+分解爐的生產(chǎn)工藝，且水泥窯已經(jīng)實(shí)施了分級(jí)燃燒脫硝技術(shù)改造，在各個(gè)負(fù)荷條件下的NOx排放濃度均低于780mg/m?，煙氣流量為(3.75-4.55)×105m?/h。水泥窯SNCR脫硝試驗(yàn)裝置的工藝流程如圖1所示。

　　圖1水泥窯SNCR脫硝試驗(yàn)裝置的工藝流程
 
　　2.1分析方法及試驗(yàn)條件
 
　　采用煙氣在線檢測(cè)儀對(duì)NOx的質(zhì)量濃度進(jìn)行分析;采用次氨酸鈉-水楊酸分光光度法對(duì)NH2的質(zhì)量濃度進(jìn)行分析;試驗(yàn)條件為氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)為13%、n(NH3)：n(NOx)為1.2、霧化壓力為0.35MPa。
 
　　2.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
 
　　2.2.1噴入點(diǎn)溫度對(duì)NOx去除率的影響。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)噴入點(diǎn)的溫度在853-911攝氏度時(shí)，NOx的去除率相對(duì)較高，約為60%左右，隨著噴入點(diǎn)溫度的繼續(xù)升高，NOx的去除率不升反降;當(dāng)噴入點(diǎn)的溫度在894攝氏度時(shí)，NOx的去除率最高，達(dá)到72.8%，剩余的NOx質(zhì)量濃度約為196mg/m?。在噴入點(diǎn)溫度相對(duì)較低時(shí)，導(dǎo)致了脫硝反應(yīng)的速率下降，影響了NOx的去除率。
 
　　2.2.2 n(NH3)：n(NOx)對(duì)NOx去除率及剩余NH3的影響。①由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，隨著n(NH3)：n(NOx)的增加，NOx的去除率會(huì)隨之逐步增加，但當(dāng)n(NH3)：n(NOx)增加至一定程度時(shí)，NOx去除率的增加開(kāi)始逐漸減緩，由此可見(jiàn)，n(NH3)：n(NOx)并不是越大越好，考慮到經(jīng)濟(jì)因素，可將兩者的比值確定為1.2。②通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，當(dāng)n(NH3)：n(NOx)的比值小于1.2時(shí)，剩余NH3的質(zhì)量濃度小于0.9mg/m?，將兩者的比值增大至1.6時(shí)，剩余NH3的質(zhì)量濃度超出8.0mg/m?。由此可見(jiàn)，當(dāng)氨水的用量超限時(shí)，會(huì)導(dǎo)致剩余NH3的質(zhì)量濃度超標(biāo)。
 
　　2.2.3霧化壓力對(duì)NOx去除率的影響。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，在霧化壓力為0.35MPa時(shí)的NOx去除率最高，霧化壓力較小時(shí)，會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)活性降低，致使氨水與煙氣的接觸不夠充分，從而影響脫硝效果;而當(dāng)霧化壓力過(guò)大時(shí)，容易導(dǎo)致氨水?dāng)嗔鞯那闆r發(fā)生，這樣也會(huì)造成NOx的去除率降低。
 
　　2.2.4氨水與煙氣混合程度對(duì)脫硝效率的影響。為保證高NOx去除率，必須使氨水與煙氣充分、均勻混合。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中采取爐壁噴入與爐壁爐內(nèi)同時(shí)噴入氨水的兩種方式，通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：當(dāng)噴槍采用爐壁爐內(nèi)同時(shí)噴入的這種方式時(shí)，與爐壁噴入相比，能夠顯著提升NOx去除率。產(chǎn)生這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因在于，分解爐的直徑較大，采用這種運(yùn)行方式能夠促使煙氣與氨水充分、均勻接觸。為此，在使用SNCR脫銷技術(shù)時(shí)，要根據(jù)爐型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，對(duì)噴射點(diǎn)位進(jìn)行合理布置，通過(guò)調(diào)整噴槍運(yùn)行方式，促使煙氣與氨水混合充分。
 
　　2.2.5氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)對(duì)NOx去除率的影響。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，NOx去除率隨著氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加而略有下降。造成這種現(xiàn)象的原因在于，氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)越低，則需要噴入體積越大的氨水，使得霧化空氣量增加，縮小了氨水霧滴直徑，增加了霧滴表面積，促使氨的反應(yīng)活性增強(qiáng)，創(chuàng)造了充分反應(yīng)的條件，有助于提升NOx去除率。然而，在實(shí)際生產(chǎn)工藝中，水泥工業(yè)對(duì)分解爐溫度的要求十分嚴(yán)格，不允許噴入濃度較低的氨水，否則就會(huì)降低分解爐的溫度，對(duì)水泥質(zhì)量造成嚴(yán)重影響。基于此點(diǎn)，本次實(shí)驗(yàn)將氨水質(zhì)量分?jǐn)?shù)確定為13.0%。
 
　　2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
 
　　在本次實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，以氨水作為還原劑，在日產(chǎn)量為5kt的干法水泥生產(chǎn)線上對(duì)SNCR脫硝工藝進(jìn)行了研究。以爐壁和爐內(nèi)聯(lián)合噴入的方式向分解爐中噴入氨水，能夠顯著提高NOx的去除率。在本文給出的試驗(yàn)條件下，當(dāng)煙氣中的氮氧化物濃度為721mg/m?時(shí)，NOx的去除率為72.8%，剩余NOx質(zhì)量濃度為196mg/m?，該數(shù)值負(fù)荷水泥工業(yè)大氣污染排放物標(biāo)準(zhǔn)給出的限值(320mg/m?)。同時(shí)剩余NH3的質(zhì)量濃度為0.9mg/m?，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的8.0mg/m?。
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標(biāo)簽：水泥工業(yè)脫硝技術(shù)

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