毛志伟:水泥窑高温除尘及NOx控制技术探讨
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国内水泥行业氮氧化物治理及氨排放浅议近年来,随着环保意识的增强和环境监管的加强,水泥行业氮氧化物治理及氨排放已经成为一个备受关注的话题。
作为水泥工业排污的主要成分之一,氮氧化物的排放会导致严重的大气污染,对环境和人体健康造成严重影响。
同时,水泥行业的氨排放也是一个重要的环境问题,它不仅会影响大气重污染天气的形成,更会造成地面和水体的污染。
水泥行业氮氧化物的治理已经成为重要的工作之一,国家也出台了相关政策和规定,从源头限制氮氧化物的排放。
目前,水泥行业采用一系列的技术手段来进行氮氧化物的治理。
其中,常用的脱硝技术包括选择性催化还原(SCR)和选择性非催化还原(SNCR)两种技术。
SCR技术具有高效率、稳定性好等优点,适用于大型水泥企业的脱硝。
而SNCR技术则适用于小型和中小型水泥企业,其优点在于工艺简单,安装调试不受场地条件限制。
另外,在水泥生产的过程中,常用的窑头脱硫技术也可以去除一部分氮氧化物。
除了脱硝技术外,尾气高温干法旋风分离、干式电除尘等治理技术也可以降低氮氧化物的排放,从而达到减少水泥工业对环境的影响的目的。
同时,合理的运营管理和严格的排放标准也是控制水泥行业氮氧化物排放的重要手段。
在水泥工业的日常生产过程中,加强监测、严格遵守排放标准,确保污染物达标排放同样也是非常必要的。
除了氮氧化物的治理,水泥行业的氨排放也是需要重视的问题。
氨排放是由水泥生产过程中未完全燃烧的有机质和含氮物质等污染物在窑系统中的含氮物质、分解氨等排放造成的。
氨排放的主要危害是在空气中形成细颗粒物和含氮化合物,对空气质量造成重大影响,也会对土壤和水体造成污染。
因此,减少水泥行业的氨排放对于环境的保护和改善至关重要。
针对水泥行业的氨排放问题,一些措施已经被提出。
目前,水泥企业可采用改善窑尾氧化还原环境、增设空气预热器、内装捕集装置等技术措施,来减少或消除窑尾的间歇性氨排放。
此外,选择适宜的燃烧技术和燃料也是减少氨排放的有效方法。
水泥工业大气污染物排放标准与除尘技术的相互促进合肥水泥研究设计院(230051)袁文献毛志伟何宏涛1.《水泥工业污染物排放标准》的历次制定和修订在上世纪七十年代我国已把环境保护问题列入议事日程。
大、中型水泥厂环保工作初步开展。
当时,水泥工业的设计,生产主要执行《工业企业设计卫生标准》(GBJ1-62)。
为贯彻执行《中华人民共和国环境保护法》(试行),防止水泥企业排放的污染物对环境的污染,1985年1月18日由城乡建设环境保护部提出,合肥水泥研究设计院起草的针对水泥工业环境保护的国家标准《水泥工业污染物排放标准》(GB4915-85),1986年实施,对我国水泥工业的环境保护采取了强制措施。
该标准把水泥企业所处的地区分为四类,按类区规定不同的排放标准。
规定了烟尘及CO的排放限值、单位产品最大排放量和烟囱高度,规定水泥窑在一类地区烟尘排放限值为150mg/Nm3,四类地区放宽到800 mg/Nm3。
旋窑和回转窑的排放限值除二类地区有差别外其余各类地区均一致。
还规定了热力设备废气超标排尘时间,全年不超过350小时。
规定各企业对挖潜、革新、改造等技术措施项目的污染物治理设施实行“三同时”等其他一些条款。
该标准是第一部规范水泥工业污染物排放的标准,实行的是污染区少排放,污染程度轻的地区多排放,一定程度减缓了城市粉尘污染加重的速度。
85标准的实施,虽然使部分水泥厂的个体污染得到一定程度的缓解,但是,80年代立窑水泥厂的崛起,九十年年代的延续,国内水泥产量因此激增,全国水泥产量从90年到94年就增加了一倍,94年的产量是80年产量的5倍,水泥产量的增加解决了国内需求的矛盾,也掩盖了水泥飞扬率的下降,没有解决水泥工业所在地区的污染。
每年水泥工业排入大气中的粉尘量仍以百万吨的数量增加,对大气的污染继续加剧。
快速发展的水泥工业使原来污染程度较轻的三、四类地区污染明显加重。
一些原建于城市边缘的水泥厂,由于城市规模的扩大已被城市包围,水泥厂排放的粉尘也严重损害了城市形象。
水泥工业烟气中氮氧化物脱除技术摘要:目前,选择性非催化还原(SNCR)在水泥窑中得到了广泛的应用,氮氧化物的去除率约为60%。
很难满足日益严格的排放标准。
SCR烟气脱硝技术在火电行业已经非常成熟,但在水泥行业,SCR烟气脱硝仍处于中试阶段,个别项目论证和试验数据和运行经验的积累,缺乏工程应用经验。
虽然国外对水泥SCR烟气脱硝的研究比较早,但由于排放标准、成本、技术等原因,水泥SCR烟气脱硝在世界上还没有得到广泛的应用。
本文对水泥窑SCR烟气脱硝存在的问题及建议进行了探讨,以供参考。
关键词:水泥工业;氮氧化物;脱硝;SCR引言面对日益严峻的减排形势,水泥厂进行深度脱硝改造势在必行。
脱除方法中仅有SCR技术可实现水泥厂烟气中NOx的深度减排,但在水泥厂应用仍需克服催化剂中毒、低温催化活性低以及SCR装置占地大等问题。
在实际过程中,可结合水泥厂的工况采用多种方法联用的方式进行烟气脱硝。
1、概述氮氧化物是NO、NO2、N2O和NO3等氮氧化合物的总称,其中NO和NO2是大气污染的主要成分,氮氧化物可引起光化学烟雾、酸雨和臭氧层空洞等环境问题。
2018年7月3日,国务院正式印发了《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,计划要求“到2020年,二氧化硫、氮氧化物排放总量分别比2015年下降15%以上”。
打赢蓝天保卫战是党的十九大作出的重大决策部署,控制氮氧化物排放已成为我国大气污染预防和治理的重要组成部分。
我国是水泥生产大国,水泥产量常年位居世界第一,2017年我国水泥产量达到23.2亿t。
受我国能源结构的限制,国内水泥厂大多以煤为燃料。
众所周知,燃煤会造成严重的大气污染,NOx即是燃煤产生主要的污染物之一。
水泥生产过程中,每生产1t水泥熟料会产生1.5~1.8kg氮氧化物,基于我国庞大的水泥产业规模,水泥厂已成为继火电厂和机动车之后的第三大NOX排放源,占全国总排放的15%~18%。
值得注意的是,应国家要求,现有火电厂已基本完成了NOX超低排放的全面改造,新建火电厂也必须符合超低排放的标准;机动车排放也进入了由“国五”向“国六”排放标准过度的时期。
水泥行业NOx污染防治及减排措施研究水泥行业是重要的工业领域之一,但由于生产过程中产生的NOx排放也是主要的大气污染源之一。
开展水泥行业NOx污染防治及减排措施的研究具有重要的意义。
1. 技术创新和升级:水泥行业可以通过技术创新和设备升级来减少NOx的排放。
采用低氮燃烧技术、燃烧温度控制技术和炉内SNCR技术等可以有效降低NOx的排放浓度。
2. 燃烧控制:水泥生产过程中,燃烧是主要的NOx排放源。
通过优化燃烧系统,合理控制氧化氮生成的温度和压力等条件,可以减少NOx的生成量。
合理设计燃烧设备和配套设施,选择适当的燃料类型和使用低氮燃料也是减少NOx排放的重要手段。
3. SNCR技术:选择合适的氨水催化剂,通过喷射方式将其与烟气混合,使其在较低温度下与NOx发生反应,达到减少NOx排放的目的。
SNCR技术适用于水泥窑炉和烟气脱硝设施,具有运行稳定、投资和运营成本较低等优点。
4. 脱硝技术:水泥行业可以通过脱硝设施降低NOx的排放浓度。
目前常用的脱硝技术包括选择性催化还原(SCR)技术和选择性非催化还原(SNCR)技术。
SCR技术利用催化剂催化合成氨与烟气中的NOx发生反应,将其转化为氮气和水。
SNCR技术则是直接喷射氨水与烟气中的NOx发生反应,达到降低NOx排放的目的。
5. 系统优化:水泥行业可以通过优化整个生产系统,减少能源消耗和原料的使用量,进而减少NOx的排放。
优化煤粉燃烧系统,提高燃烧效率,减少NOx的生成。
在水泥行业NOx污染防治及减排措施的研究过程中,还需考虑技术的可行性、经济性和环境影响等方面。
政府应制定相应的法规和政策,加强对水泥行业NOx排放的监督和管理,推动企业加大环保投入,实施减排措施,保护环境和人民身体健康。
回转窑氮氧化物高的原因回转窑是一种重要的水泥生产设备,但是在使用过程中会产生大量的氮氧化物(NOx),这对环境和人体健康都会造成一定的危害。
导致回转窑氮氧化物高的原因主要有以下几个方面。
首先,燃烧过程中的高温是产生氮氧化物的重要原因。
在回转窑的燃烧过程中,燃料和燃料的反应产生高温的气体,这些高温的气体会使空气中的氮气和氧气发生反应生成氮氧化物。
同时,燃料中含有硫和氮等元素,这些元素在高温条件下也会与氧气反应生成氮氧化物。
其次,回转窑的燃料种类也会影响氮氧化物的生成量。
一些燃料中含有较高的氮含量,比如煤炭和焦炭,这些燃料在燃烧过程中会产生更多的氮氧化物。
再次,燃料和空气的混合程度也会对氮氧化物的生成量产生影响。
燃料和空气的充分混合可以提高燃料的燃烧效率,减少未完全燃烧的燃料产生的NOx。
而如果燃料和空气的混合不均匀,就会导致未完全燃烧的燃料产生更多的氮氧化物。
此外,回转窑的运行条件也对氮氧化物的生成有影响。
比如,过高的燃烧温度、过高的燃料碱金属含量、缺乏适当的氧量等,都会导致氮氧化物的生成量增加。
除了以上因素,回转窑使用的除尘装置的效果也会对氮氧化物的排放有一定的影响。
如果除尘装置处理效果不好,不能有效地收集和控制氮氧化物的排放,那么就会增加氮氧化物的排放量。
针对回转窑氮氧化物高的问题,可以采取一些措施进行控制。
首先,可以通过优化燃烧过程,调整燃烧温度和燃烧条件,减少氮氧化物的生成。
其次,可以采用低氮燃烧技术,选择低氮燃料,如天然气等,来降低燃料中氮的含量,从而减少氮氧化物的生成。
另外,可以改善燃料和空气的混合程度,增加燃料的燃烧效率,减少未完全燃烧的燃料产生的氮氧化物。
此外,还可以加强除尘装置的管理和维护,确保其正常运行,有效地控制氮氧化物的排放。
总之,回转窑氮氧化物高的原因主要包括燃烧过程中的高温、燃料种类、燃料和空气的混合程度、回转窑的运行条件等多个因素。
通过优化燃烧过程、采用低氮燃烧技术、改善燃料和空气的混合程度,以及加强除尘装置的管理和维护等措施,可以有效地减少回转窑氮氧化物的排放。
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。
水泥厂除尘与方案水泥厂是一种集炉窑运行、炉尘抓捕、尘釜净化和气态排放为一体的综合性工程。
由于水泥生产过程中产生大量的废气和粉尘,对环境造成了严重的污染。
因此,必须采取有效的除尘方案来净化废气并减少粉尘排放。
下面是一种常用的水泥厂除尘方案,包括原料破碎除尘、炉尘抓捕和尘釜净化等。
1. 原料破碎除尘:在水泥生产前的原料破碎过程中会产生大量的粉尘,为了减少粉尘向大气中扩散,可以在破碎设备周围设置合理的中央抽风系统。
该系统可以将产生的粉尘通过管道连接到集中净化设备中去,减少粉尘的排放。
2. 炉尘抓捕:水泥生产中的炉窑燃烧过程会产生大量的炉尘,对环境造成很大的污染。
为了减少炉尘的排放,可以在炉窑出口处设置高效过滤器,将炉尘抓捕并净化。
同时,还可以通过安装排气管道,将炉尘排放到高处,减少对周围环境的影响。
3. 尘釜净化:在水泥生产过程中,炉窑出口处的烟气会进入尘釜,通过旋风分离器将粉尘从烟气中分离出来。
然后,将分离出的粉尘通过输送设备送回到原料破碎等环节进行再利用。
为了提高尘釜的净化效率,可以采用多级净化系统。
例如,可以在尘釜中设置废气湿式喷淋设备,将烟气中的粉尘进一步净化,使尘釜的过滤效果更好。
4. 气态排放净化:除了粉尘之外,水泥生产过程中还会产生一些气态污染物,如SO2、NOx等。
为了减少这些气态污染物的排放,可以采用脱硫、脱硝等技术进行净化处理。
例如,可以在废气排放管道中设置脱硫装置,通过喷淋酸性溶液的方式将烟气中的SO2净化去除。
类似地,可以采用SCR技术降低烟气中的NOx排放。
综上所述,水泥厂除尘方案需要综合考虑原料破碎、炉尘抓捕、尘釜净化和气态排放等多个环节。
通过合理地设置抓捕设备、净化设备和排放管道,可以有效地减少粉尘和气态污染物的排放,达到环保要求,保护环境。
同时,为了保证除尘方案的有效性,还需要定期对各个净化设备进行监测和维护,确保其正常运行。
氮氧化物的来源和危害氮氧化物(NOx)是指一系列由氮和氧组成的化合物,包括一氧化氮(NO)和二氧化氮(NO2)。
它们主要来源于工业生产过程中的燃烧反应,如汽车尾气、发电厂烟囱排放等。
NOx的排放对环境和人类健康造成严重影响,它们是酸雨、光化学烟雾、臭氧污染和细颗粒物(PM2.5)的主要前体之一。
氮氧化物消除的手段为了减少NOx的排放,水泥行业采用了多种手段和工艺流程,包括以下几种主要方法:1.燃料改进:通过使用低含硫燃料、低含氮燃料或添加脱硫剂、脱氮剂等来降低燃料中的硫和氮含量。
这样可以减少在燃烧过程中形成NOx的机会。
2.燃烧控制:通过优化燃烧过程中的温度、压力和空气供应等参数,以最大限度地降低NOx的生成。
常见的控制方法包括燃烧温度控制、燃烧器设计优化、燃烧过程中的气体混合和流动控制等。
3.SNCR(选择性非催化还原):这是一种通过添加氨水或尿素等还原剂来减少NOx排放的技术。
在高温下,还原剂与NOx发生反应,将其转化为氮气和水。
SNCR适用于高温区域的NOx消除。
4.SCR(选择性催化还原):这是一种通过在催化剂的作用下,将氨水或尿素等还原剂与NOx发生反应,将其转化为氮气和水的技术。
SCR适用于低温区域的NOx消除。
5.烟气再循环(FGR):这是一种将部分燃烧产生的烟气回收并再循环到锅炉中进行二次燃烧的技术。
通过控制再循环比例和温度,可以降低锅炉中的燃烧温度,从而减少NOx排放。
氮氧化物消除工艺流程以下是一种常见的水泥行业中使用的氮氧化物消除工艺流程:1.燃料准备:选择低含硫、低含氮的燃料,并根据需要添加脱硫剂、脱氮剂等,以降低燃料中的硫和氮含量。
2.燃烧控制:通过优化燃烧过程中的温度、压力和空气供应等参数,减少NOx的生成。
可以采用调节燃烧器结构、改变空气供应方式、优化燃烧温度等措施。
3.SNCR系统:在高温区域设置SNCR系统,将还原剂(如氨水或尿素溶液)喷入反应器中。
还原剂与NOx反应生成氮气和水,从而减少NOx排放。
水泥窑协同处置废气技术研究一、前言水泥工业是我国重要的基础产业之一,但是在生产过程中会产生大量的废气,其中含有大量的有害物质,对环境和人体健康造成极大危害。
因此,如何有效地治理水泥窑废气成为了当前的重要课题。
本文将介绍一种水泥窑协同处置废气技术,以期提高水泥工业的环保水平。
二、水泥窑废气的成分及危害1.水泥窑废气的成分水泥窑废气主要由氮气、氧气、二氧化碳、一氧化碳、氯化氢、二氧化硫、氮氧化物、苯等有害物质组成,其中以氮氧化物和苯等有害物质的含量最高。
2.水泥窑废气的危害水泥窑废气中含有大量的有害物质,对环境和人体健康造成极大危害,具体表现为:(1)对环境的危害:水泥窑废气中含有大量的氮氧化物和二氧化硫等有害物质,这些物质会形成酸雨,对土壤和水源造成污染,破坏生态平衡。
(2)对人体健康的危害:水泥窑废气中含有苯等有害物质,这些物质会对人体造成极大危害,影响人体的呼吸系统、免疫系统和神经系统,引起头痛、眩晕、恶心、呕吐等症状,长期接触还会引起癌症等重大疾病。
三、水泥窑协同处置废气技术的原理水泥窑协同处置废气技术是一种将水泥窑废气和污水联合处理的技术。
根据水泥窑废气的成分及危害,我们可以采用以下方法进行处理:1.利用吸附剂吸附有害物质我们可以采用不同的吸附剂吸附不同的有害物质,例如:活性炭可以吸附苯等有机物,氧化钙可以吸附二氧化硫等酸性气体。
2.利用生物反应器降解有害物质我们可以利用生物反应器降解水泥窑废气中的有害物质,例如:利用颗粒污泥法或生物膜法处理废气中的氮氧化物等有害物质。
3.利用化学反应器降解有害物质我们可以利用化学反应器降解水泥窑废气中的有害物质,例如:利用氧化剂氧化废气中的苯等有机物,利用氯化钠等化学物质吸收废气中的氯化氢等有害物质。
四、水泥窑协同处置废气技术的优势水泥窑协同处置废气技术具有以下优势:1.处理效果好水泥窑协同处置废气技术采用多种方法协同处理废气,能够有效地降解有害物质,使废气排放量大幅减少。
水泥行业NOx污染防治及减排措施研究随着经济的快速发展,工业生产不断扩大,在不断创造财富的同时,随之而来的是大量排放各种有害气体和污染物。
氮氧化物(NOx)是大气中的主要污染物之一,它是氮气和氧分子发生化学反应产生的一类气体,对人体和环境都有着不良影响。
在工业生产中,水泥工业是NOx主要排放行业之一,在NOx污染防治及减排措施研究方面入手,可以有效减少环境污染,促进可持续发展。
水泥工业NOx污染主要来源于石灰窑、旋窑和电解梯级窑等工艺流程中的高温燃烧,同时水泥生产中也存在着粉尘、SO2等污染物排放。
NOx的主要成分是氮氧化物,其中包括NO和NO2,可以引起光化学反应。
NOx的排放不仅直接影响空气质量,还会产生臭氧、酸雨等造成生态环境受损。
同时,NOx的排放也会对人体健康产生不良影响,包括呼吸道感染、慢性支气管炎等症状。
降低NOx排放,对水泥工业而言,是一项必要的任务。
在减排技术方面,水泥工业优先考虑低氮燃烧技术、尾气再循环技术、SNCR技术和SCR技术。
其中,低氮燃烧技术是NOx减排最为通用的一种技术,通过降低燃烧温度、减少燃烧空气中氮氧化物的生成,可以有效地降低NOx排放。
尾气再循环技术则是在燃烧过程中,将尾气再循环回反应室中再次燃烧,使氮气得到充分利用,减少NOx的生成。
SNCR技术则是在燃烧过程中,向燃烧室中加入NH3和尿素等还原剂,使NOx与NH3等还原剂在燃烧室中反应生成氮气和水等无害物质。
而SCR技术则是在燃烧过程中,将NH3注入烟气中,在催化剂的作用下,NOx和NH3反应生成N2和H2O等无害物质。
水泥工业NOx污染防治也需要加强对污染源的控制管理。
首先需要从设备的角度考虑,加强水泥生产过程中污染物的监测和控制,以确保设备始终处于最佳工作状态。
其次,需要制定更为严格的排放标准和减排措施,以确保污染物排放符合国家标准。
此外,还需要加强对员工的培训和教育,使其有更深入的认识和理解,能够积极参与到NOx污染防治和减排工作中。