水泥行业脱硝技术

浅谈水泥窑烟气脱硝摘要：本文首先对当前水泥行业的排放现状进行了简要介绍，进而对水泥行业的脱硝技术进行了论述。

关键词：水泥窑中国气脱硝1 碳氧化物减排的社会效益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。

我国在“十二五”规划中新增了氨氮（nh3）和氮氧化物（nox）排放的两项大气污染物的约束性指标，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。

2007年全国氮氧化物的排放总量约为1800万吨~2000万吨。

全国氮氧化物的排放量年增长率为5%~8%。

如果不采取进一步的氮氧化物减排措施，到2030年我国氮氧化物排放量将达到3540万吨。

2 水泥行业排放现状在我国，水泥行业氮氧化物的排放量已是居火力发电、汽车尾气排放之后的第三排放大户。

2010年，全国累计水泥产量已达18.7亿吨（熟料产量约为13.5亿吨），排放氮氧化物175万吨，水泥企业近5000家。

据发改委数据显示，截至2010年底，国内新型干法水泥生产线已到达1300多条，其中60%左右为日产4000吨、5000吨水泥生产线。

水泥行业氮氧化物排放占全国氮氧化物排放量的百分率高达12%~15%。

3 水泥行业排放标准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”。

中图分类号：TQ 72.622.4 文献标识码：B 文章编号： 008-0473(20 6)02-0006-08 DOI编码： 0. 6008/ki. 008-0473.20 6.02.002浅论水泥窑烟气降氮脱硝技术王新频建筑材料工业技术情报研究所，北京 100024摘 要 结合预分解窑水泥熟料生产线的工艺特点和NOx的排放现状以及《水泥企业污染物排放标准》要求，水泥企业要么从煅烧工艺出发减少NOx的产生或还原NOx，要么外设装置还原NOx。

老线改造的脱硝方案为分级燃烧+SNCR法或者ERD高效再燃脱硝技术，此两种方法脱硝效率应该不低于70%。

从理论上讲，新建生产线选用任何方案都是可行的，可以采用先进的设计工艺（如采用两级分解预烧工艺和高固气比悬浮预热分解技术）、先进的脱硝设备（如采用低氮燃烧器和采用低氮分解炉）以及多种脱硝方法（如采用分级燃烧、RTO-SCR法、SNCR+OA法和SNCR+SCR法等）等相结合，使氮氧化物达标排放。

关键词 低氮燃烧 分级燃烧 两级分解 ERD法 SCR法 SNCR法 OA法 RTO-SCR法0 引言氮氧化物（NOx）是主要的大气污染物之一，是多种氮的氧化物的总称，其中绝大部分为NO和NO2。

我国NOx排放的来源主要是化石燃料尤其是煤的燃烧。

目前，我国拥有熟料生产线多达1 800余条，水泥行业氮氧化物的排放占总排放量的10%左右，是除了电力和机动车外的第三大排放污染源。

为了降低水泥工业氮氧化物的排放，水泥企业纷纷上马脱硝工程，要么从煅烧工艺出发减少NOx 的产生或还原NOx，要么外设装置还原NOx。

然而[8] 龚秀美, 沈卫国, 陶光, 等. 我国水泥工业发展前景分析[J]. 新世纪水泥导报, 2013 (04): 3-6,92.[9] Bauer K, Hoenig V. Energy efficiency of cement plants[J].Cement International, 2010, 8(3): 148-152.[10] 邱文斗, 汤铁松. ABB Optimizer IT专家优化系统在水泥 厂的应用[J]. 中国水泥, 2011(8): 69-70.[11] Madlool N, Saidur R, Hossain M, et al. A critical review on energy use and savings in the cement industries[J].Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2011,15(4):2 042-2 060.[12] 佚名. 2013年底我国煤炭勘探储量增加至1.48Gt[J]. 煤矿 开采, 2014(03): 59.[13] 刘素剑. 中国矿业年鉴2013[M]. 北京: 地震出版社, 2014.[14] 魏晋渝. 中国水泥年鉴2014[M]. 中国建材工业出版社, 2015.[15] 魏晋渝. 中国水泥年鉴2012-2013[M]. 中国建材工业出版 社, 2014.[16] 中国水泥协会《水泥行业煤炭消费总量控制方案及政 策研究》课题组. 降低水泥行业煤炭消费总量减少二氧 化碳排放[J]. 中国水泥, 2015(5): 22-27.[17] Worrell E. Energy efficiency improvement and cost saving opportunities for cement making. An Energy Star Guide for Energy and Plant Managers[J]. Lawrence Berkeley National Laboratory, 2013(8).[18] Schneider M, Romer M, Tschudin M, et al. Sustainable cement production-present and future[J]. Cement and Concrete Research, 2011, 41(7): 642-650.[19] 陈友德. 德国水泥工业能耗概况[J]. 水泥技术, 2015(5): 111.[20] Rahman A, Rasul M G, Khan M M K, et al. Recent development on the uses of alternative fuels in cement manufacturing process[J]. Fuel, 2015, 145: 84-99.[21] 屈跟平. 祁连山集团公司生料粉磨系统电耗分析[J]. 水 泥, 2015(9):21-24. （收稿日期：2016-01-08）6因技术、管理手段不同，效果存在差异。

SCR脱硝技术工艺及应用SCR脱硝技术是目前应用最广泛的烟气脱硝技术之一。

其原理是在催化剂的作用下，还原剂（液氨）与烟气中的氮氧化物反应生成无害的氮和水。

SCR脱硝工艺流程主要包括还原剂的准备、烟气预处理、催化剂床层和烟气净化四个步骤。

SCR脱硝技术具有脱硝效率高、运行可靠、便于维护等优点，但也存在催化剂失活和尾气中残留等缺点。

SCR脱硝技术的应用范围广泛，包括火电厂、钢铁厂、化工厂等。

1. SCR脱硝技术原理SCR脱硝技术的原理是在催化剂的作用下，还原剂（液氨）与烟气中的氮氧化物（NOx）反应生成无害的氮和水。

还原剂与NOx的反应原理还原剂与NOx的反应可以表示为以下化学方程式：4NH3 + 4NO + O2 → 6H2O + 4N2该反应是可逆反应，需要在一定的温度和压力下进行。

在催化剂的作用下，该反应可以向右进行，生成无害的氮和水。

催化剂的作用催化剂是SCR脱硝技术的关键。

催化剂可以降低反应的活化能，从而提高反应的速率。

目前，SCR脱硝技术中常用的催化剂有三元催化剂和二元催化剂。

三元催化剂由钒（V）、钼（Mo）和铌（Nb）等金属组成。

二元催化剂由钒（V）和钼（Mo）等金属组成。

反应温度和压力的影响反应温度和压力对SCR脱硝技术的影响较大。

反应温度越高，反应速率越快，但催化剂的活性越低。

反应压力越高，反应速率越快，但催化剂的寿命越短。

一般来说，SCR脱硝技术的反应温度范围为300-400℃，压力范围为1-2MPa。

2. SCR脱硝工艺流程SCR脱硝工艺流程主要包括还原剂的准备、烟气预处理、催化剂床层和烟气净化四个步骤。

还原剂的准备还原剂通常为液氨。

液氨由氨罐储存，在进入SCR系统之前需要进行蒸发。

烟气预处理烟气预处理的目的是去除烟气中的杂质，以提高催化剂的活性和使用寿命。

烟气预处理通常包括以下步骤：酸碱洗涤：去除烟气中的酸性和碱性物质。

干燥：去除烟气中的水分。

除尘：去除烟气中的粉尘。

催化剂床层催化剂床层是SCR脱硝技术的核心部分。

水泥厂脱硫脱硝升级改造项目培训资料xxxxxxxxxxxxx目录1.SNCR脱硝系统主要设备介绍 (1)1.1.脱硝集成分配柜介绍 (1)1.1.1.脱硝集成柜内部氨水系统介绍 (1)1.1.2.脱硝集成柜内部压缩空气系统介绍 (2)1.2.脱硝喷枪环管介绍 (3)1.2.1.脉冲阀穿线管 (4)1.2.2.氨水环管 (4)1.2.3.压缩空气环管 (5)1.3.SNCR启动及停止步骤 (7)1.3.1.系统启动步骤 (7)1.3.2系统停止步骤 (8)2.氨法脱硫系统主要设备介绍 (9)2.1.脱硫集成分配柜介绍 (9)2.1.1.脱硫集成柜内部氨水系统介绍 (9)2.2.脱硫喷枪环管介绍 (11)2.2.1.氨水环管 (11)2.2.2.压缩空气环管 (11)2.3.氨法脱硫启动及停止步骤 (13)2.3.1.系统启动步骤 (13)2.3.2系统停止步骤 (14)3.脱硫脱硝喷枪介绍 (14)3.1.产品特点 (14)3.2.喷枪 (15)3.3.喷枪拆卸 (16)4.问题处理 (16)5.使用注意事项 (16)1.SNCR脱硝系统主要设备介绍SNCR脱硝系统主要由集成分配柜、喷枪环管、脱硝喷枪三部分组成。

1.1.脱硝集成分配柜介绍集成分配柜内部包括氨水管道、压缩空气管道、气动调节阀、电磁流量计、远传压力变送器、就地压力表、手动阀门、气动三联件、电磁阀。

集成分配柜放置于C5出口烟道上层平台，原2#窑两台脱硝分配柜之间。

1.1.1.脱硝集成柜内部氨水系统介绍集成柜氨水进口管道为DN25的不锈钢管道，管道上部装有一个DN25的不锈钢球阀，脱硝系统投运前，应现场确认此阀门是否处于开启状态，如未开启，应及时打开。

集成柜内部的氨水管道分为两路，一路氨水管道是去分解炉出口烟道上部的氨水环管，另外一路氨水管道是去C5A、C5B出口烟道上部的氨水环管。

每路氨水管道上部都装有一个氨水流量气动调节阀组，调节阀组由3个手动阀门与一个气动调节阀组成。

水泥行业烟气脱硝技术浅析丰若瑞;王静【摘要】近年来,随着我国经济的快速发展和工业化水平的显著提高,大气污染状况日益严重,我国SO2的排放量已经位居世界第二位,NOx排放量也在持续增长.烟气脱硫、脱硝已成为我国的一项重要任务,水泥厂排放的NOx是目前最主要的NOx 来源之一,如果不加以控制,我国未来的酸雨污染可能将由硫酸型向硫酸/硝酸复合型发展,氮氧化物排放的影响日益突现,烟气脱硝已势在必行.水泥厂烟气的脱硝技术主要有选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR).有效控制煤燃烧造成的大气污染.控制煤燃烧过程中的氮氧化物排放,需要选择合理的烟气脱硝技术.介绍了水泥厂氮化物的生成途径,综述了各种脱硝技术方法及相关技术问题,对于高效烟气脱硝装置的选择有着实际意义.【期刊名称】《四川建材》【年(卷),期】2013(039)004【总页数】3页(P111-113)【关键词】水泥;烟气脱硝;燃烧控制;SCR;SNCR【作者】丰若瑞;王静【作者单位】新疆建筑材料研究院,新疆乌鲁木齐830000;新疆建筑材料研究院,新疆乌鲁木齐830000【正文语种】中文【中图分类】X781.51 NOx生成原理与控制技术在燃料燃烧的过程中，通过3种机理所生成的NOx分别称作燃料型NOx(FuelNOx)、温度型(或热力型)NOx(ThermalNOx)和快速型(或速度型)NOx(PromptNOx)。

温度、氧浓度、燃料含氮量和反应时间是燃烧过程中影响NOx生成量的主要因素。

在这些因素中，又以温度的影响最大。

目前，NOx控制方法多达几十种。

按NOx生成前后划分大体可分为二类。

(1)一级污染预防措施是指在NOx生成前的所有控制措施。

由于NOx的形成受温度的影响极大，故可通过改进燃烧方式避开使NOx大量生成的温度区间，从而实现NOx的减排。

实现途径主要有:低氧燃烧或低过量空气系数(LEA);烟气再循环(FGR);降低空气预热器漏度(RAP);分段燃烧(2段燃烧式、3段燃烧式)，3段燃烧是在2段燃烧的基础上增加再燃烧过程;上部燃尽风(OFA);燃料分级等。

水泥窑尾气脱硝中试项目技术方案二〇一九年四月目录第一部分项目说明 (1)1 总则 (1)第二部分脱硝工艺系统 (2)1 工艺流程 (2)2 SCR脱硝系统组成 (2)3 设计参数 (3)第三部分工程及供货范围 (7)1 工作范围 (7)2 旋风除尘器供货清单 (7)3 SCR脱硝系统供货清单 (8)第四部分系统运行成本估算 (11)1 物料单价 (11)2 工艺消耗数据 (11)3 年运行成本分析（以8000小时计） (11)第一部分项目说明1总则本技术方案适用XX水泥脱硝中试项目，项目位于XX水泥厂区内。

1.1设计本工程的原始数据原始数据如下：序号项目单位数值水泥窑尾气温度℃330~340烟气量Nm3/h 10000NO x原始排放mg/Nm3300SO2原始排放mg/Nm310含尘量g/Nm360~1001.2工艺路线根据本工程的原始数据与排放指标，参考甲方提出的工艺要求，烟气处理工艺路线为：窑尾烟气→旋风除尘器→SCR反应器→余热锅炉。

烟气脱硝SCR还原剂采用氨水，氨区与原有SNCR氨区公用。

项目建成后，达到要求的排放指标：NO x＜50mg/Nm3，氨逃逸＜3ppm（标准状况，基准氧）。

工艺流程图如下：第二部分脱硝工艺系统1工艺流程SCR脱硝系统主要包括：氨水储存系统（利旧SNCR）、SCR反应器系统、催化剂、吹灰系统等。

2SCR脱硝系统组成2.1氨水储存系统氨水储存系统由卸氨泵、氨水储存罐及相应的仪表阀门等构成。

系统利用原有甲方氨水储存罐和卸氨泵，不再单独设置。

2.2SCR反应器系统本项目配置1台SCR反应器，反应器设计三层催化剂层，按照“2+1”方式布置，烟气竖直向下流经反应器。

SCR反应器本体依烟气流向可分为入口段、混合段、均流段、反应段。

SCR反应器的设计充分考虑与周围设备布置的协调性及美观性。

反应器设计成烟气竖直向下流动，反应器入口应设气流均布装置，反应器入口及出口段应设导流板，对于反应器内部易于磨损的部位应设计必要的防磨措施。