水泥窑降低氮氧化物方法

水泥窑降低氮氧化物的方法优化操作稳定工况1结合自身的原燃材料情况，进行详细的化学成分和物理性能分析，抓好整个生产过程中的均衡与均化，严格每道工序的质量管理，优化窑系统的操作参数，把窑系统调整到稳定优化状态，其排放就会有相应的削减NOx事实上，从对部分窑的检测结果看，操作管理良好的水泥窑排放都相NOx对较低，一般能达到以下，个别好的能达到800mg/Nm3700mg/Nm3以下，这主要是相应减小了爆烧峰值，抑制了的形成相反操作管理NOx较差的水泥窑排放就相对较高,个别达到甚至更高NOx1600mg/Nm3实际上，加强管理、优化操作和稳定工况，对提高窑的产质量、降低生产成本也是必要的对于管理较差的窑，该项措施一般能降低排放量NOx10%~15%o降低烧成温度技术2我们已经知道，的形成与烧成温度有很强的相关性，实验表明燃烧温NOx度从起到以指数方次急剧上升，特别在℃后1550°C1900°C1750几乎是直线上升,而水泥窑的火焰温度峰值就在这个区间法的温度窗口只有左右，从而使脱硝系统布置于收0A100T尘器之后成为可能，大大减少了对水泥窑生产的影响和工艺布置的难度，它的副产品为钱盐，可以进一步加工成化肥，具有一定的经济效益，这些特点是其他措施不具有的，而且其脱硝率还能达到以上，应该说具有70%进一步的研究开发价值半干式氨吸收法，是用特殊活化剂活化和雾化的氨水来吸收将气态NOx,氨、气态水与气态的进行气气热交换反应，结合成镇盐和部分氮气，NOx从而达到脱硝的目的，所以的水溶性就成了一个关键问题由于NOx NO是难溶于水的，而烟气中的主要组成就是约占以上，所以NOx NO,90%必须事先对其氧化将难溶于水的用氧化剂氧化为高价态的和NO N02再进行吸收反应最好的氧化剂是臭氧，但臭氧的成本太高，N2O5,03所以一般使用氧化液+纯氧或少量的臭氧作为氧化剂，氧化液是由几种强氧化性的液体调配而成的法的工艺路线大致有如下两个方面0A收尘器排出废气一氧化器一氧化剂氧化废气中的为-反应器-1NO NOx活化的氨水吸收镇盐+脱硝后的废气排放NOx-N2-化肥厂氨水一水泥厂脱硝一水泥厂镇盐一化肥厂结晶固化一化肥市场2因此，要降低的生成量，就必须控制好火焰温度，最好是降低一些NOx火焰温度；既要降低火焰温度又要保证熟料的烧成，就必须降低熟料的烧成温度降低熟料烧成温度的措施有一是合理平衡配料方案，在保证熟料质量的情况下，适当提高生料的易烧性；二是加入一定量的矿化剂，降低物料的最低共熔点，从而降低烧成温度对于生料易烧性较差的窑，该项措施一般能降低NOx排放量5%〜10%低燃烧技术3NOx低燃烧措施主要针对窑头燃烧器，有低氮燃烧、低氧燃烧、浓淡偏NOx差燃烧、烟气再循环燃烧、替代燃料燃烧等措施如果现有的窑头燃烧器性能比较陈旧，就应该进行升级改造，更新采用大推力、低风量、混合好、火焰细而不长的燃烧器，这主要是应用低氧、低氮、控高温原理，减少的生成NOx将煤粉通道布置在轴流风和旋流风两层通道以内，煤风道以内不再设置旋流风，从而使火焰中心的煤粉富集，燃料主要集中在火焰的中心区域，形成燃料密集形火焰，在氧浓度较低的情况下低氮燃烧也有专门开发的低燃烧器，除具备上述特点外，还采取了偏差燃烧、NOx替代燃料等措施，这主要是应用燃烧中的同时还原原理偏差燃烧可利用还原部分，使用部分替代燃料不但能控制火焰峰值，而且能发挥CO NOx其本身含有的少量脱硝氨的作用还可采取烟气再循环燃烧技术，比如部分利用窑尾废气作为煤风使用，既实现了低氧、低氮，又增加了还原气氛，还控制了火焰峰值根据现有燃烧器的好坏和所采用的低氮燃烧技术的力度不同，该项措施一般能降低NOx排放量5%〜30%分级燃烧自还原技术4一是按温度分级，把不需要高温烧成的那部分煤放在窑头以外去烧，以减少的生成现在的窑外分解窑就是这种“天然〃的工艺，所以它比NOx其他回转窑排放的要少NOx二是按气氛分级，先在还原气氛中还原窑内高温形成的后在富氧气NOx,氛中把窑外煤燃尽，这项工作可以在分解炉完成，早期引进的型分解DD炉就有这种功能具体根据分解炉的现场特点，将分解炉分为主还原区、弱还原区、完全燃烧区主还原区设在分解炉的下锥部，对过剩空气不多的窑尾废气，在不给三次风的情况下再给一部分煤，使其形成更浓的还原气氛，实现对窑尾废气中的部分还原；弱还原区设在中部，将剩余NOx的分解炉用煤全部加入，但分解炉用三次风却不给全，在保证煤粉燃烧的情况下形成较弱的还原气氛，一是进一步还原窑尾废气，二是减少分解炉燃烧中的形成；完全燃烧区设在分解炉的上部，在不给煤的情况下，将剩NOx余的三次风补入，以确保煤粉在富氧条件下燃尽根据分级燃烧措施的合理程度，该项措施一般能降低排放量NOx30%~50%选择性非催化还原技术（）5SNCR选择性非催化还原技术，是目前水泥行业主推的脱硝手段，是在合适的温度窗口喷入脱硝剂氨水或尿素，以此还原烟气中的NOxo不用催化剂，直接使用压缩空气经多个喷嘴将脱硝剂吹入烟气中使SNCR在温度窗口内与充分接触一段时间后被还原为这有两个技NOx NH3N20术难点一是如何保证喷嘴始终处于温度窗口内二是如何保证所有NOx与有一定时间的充分接触NH3间被称为“温度口〃o理论上氨水的最佳反应温度为856℃,的还原反应需发生在一个特定的温度区间内，这个温度区NOx尿素的最佳反应温度为℃而根据工业经验，这个温度窗口一般在890,之间低于这个温度会增加的逃900~1100°C NH3逸率，导致脱硝效率下降，甚至形成和污染；高于这NH3CO个温度，又会导致分解使本来的脱硝剂反被氧化为实际上，温NH3NOxo度窗口在分解炉上的几何分布是不确定的，而且会随着原燃材料和热工状况的波动而波动，喷嘴又不可能做到及时跟踪，所以在实际使用中跳出窗口外的喷氨现象是很难避免的另一方面，还原剂在温度窗口内的停留时间与脱硝效率有很强的相关性试验表明，要想获得理想的脱硝效率，还原剂在温度口内的停留时间至少要达到以上，这又增加了喷嘴的布置

0.5s和跟踪难度相对于具有一次性投资较小、运行成本较低、占用空间较小SNCR SCR的优点，因此才成为目前水泥行业脱硝的主推技术，但我们必须清楚，还存在上述多种缺点，而且脱硝率较低,一般为SNCR的逃逸率较高，可达的倍以上;氨水消耗量巨50%~80%;NH3SCR3大,根据某使用者经验，一条熟料线,每小时就需要用的氨5000t/d25%水约是的倍，另外氨水资源也是个问题另外，因为有

2.8t,SCR162的氨水入炉,分解炉在用煤、用风上也要做必要的调整氨水作800kg/h为脱硝剂加入炉内，升温、汽化、脱硝反应都需要吸热，将直接增加熟料热耗约熟料，同时增加预热器废气量约导致排风105kJ/kg6000m3/h,机电耗增加约根据喷氨对温度窗口的跟踪情况，该20kW/h0项措施一般能降低NOx排放量50%〜80%（选择性催化还原技术）6SCR选择性催化还原技术，是目前世界上的脱硝主打技术以氨水或尿素为脱硝剂，在吸收塔内的催化剂作用下作催化选择吸收，脱硝率可达80%〜90%目前已成为电力行业脱硝的主打技术，但在水泥行业的工业实践才SCR刚刚开始，运行过程中还存在诸多问题如烟气尘粒堵塞催化剂层问题，烟气中的碱性物质、、会使催化剂中毒失效问题等CaO S02现在普遍应用的催化剂是以蜂窝状模块化多孔为载体，表面敷有主TiO2催化剂、辅催化剂称为钢钛基催化剂，用V2O5WO3,V2O5-WO3/TiO2表示其中起催化作用，起抑制转换的作用其V2O5WO3SO2/SO3中V2O5约1%〜5%、WO3约5%〜10%、TiO285%OSCR的核心技术是催化剂，催化剂的成本已占到总体成本的30%〜50%,我国以前全部依赖进口,直到去年才有国内的公司投产目前世界上的催化剂生产厂家主要有美国的康宁公司，欧洲的亚吉隆公司、托普索公司、巴斯夫公司、索拉姆公司，日本的日立公司、日立造船公司、日本触媒公司、触媒化成公司，韩国的公司等SKSCR也有自己的温度窗口，一般在250〜450°C之间需要强调的是，低于这个温度会增加的逃逸率，导致脱硝效率下降，甚至NH3形成和污染而且催化剂会促使烟气中的转换成NH3CO S02S03,NH3会与反应生成硫酸钱堵塞催化剂的反应通道；高于这个温度，特别是S03＞会造成烧结和挥发失效，造成较大损失500°C V2O5工艺上可以考虑高尘和低尘两种布置方案一是为了减少堵塞躲开高尘环境，将吸收塔安置在除尘器之后，但由于温度窗口的需求，需要对废气重新加热，使工艺复杂、投资增大、运行成本提高，所以一般不予采用；二是为了适应温度窗口的需要，将吸收塔安置在预热器与高温风机之间，尽管此处含尘较大，但烟气在之间，与温度窗口对应，因而被多数采用280~400°C虽然具有脱硝率稳定而且高的特点，但其一次性投资和运行SCR成本大约都在的两倍以上对已建有余热发电的窑尾系统在空间布SNCR置上也较困难，增加的系统阻力较大、电耗较高以5000t/d熟料线为例，SCR增加的系统阻力约700〜1000,增加高温风机功率约，仅此一项烧成电耗就增加约Pa200kW

0.75~

1.5熟料kW/h/t而且催化剂一般采用〃二加一〃设计，通过初置两层预置一层的方SCR式来解决催化剂的老化问题，因此后期的系统阻力还会增加对已设有余热锅炉的系统，吸收塔只能设在锅炉前，吸收塔和前后连接管道的表面散热、脱硝剂的汽化和反应吸热，都将使余热锅炉的入口温度降低，导致发电量下降虽然氨水用量较小，以熟料线为例，约为每小时SCR5000t/d160kg但其催化剂的投入却很大，而且寿命估计只有/h,3年左右以熟料线为例初置的两层催化剂约为目5000t/d70~80m3,前的国内价格约万元总投资高达约万元，而且还有涨

3.5/m3,245~280价趋势在催化剂使用正常的情况下，该项措施一般能降低排放量NOx80%~90%o袋除尘器携同脱硝技术7袋收尘器携同脱硝，必须解决两个关键问题一是催化剂与收尘器滤袋的附载问题，二是降低烟气还原的温度窗口问题之所以比温SCR SNCR度窗口低，关键是采用了催化剂，那么有没有一种新的催化剂能进一步降低温度窗口呢？最好能容易在收尘器滤袋上附载，再就是降低催化剂的价格查阅有关资料，国外室内阶段的研究成果有（）1Sebastian zurcher采用泡沫陶瓷附载同时除尘脱硝，在℃下V2O5300ok park采用CuMnOx,附载于收尘滤布上，在200°C下F取得了较好的脱硝效果；（）采用2Jae euiyie MnOx,Young得了脱硝率＞的效果；（）等研究了将催化剂附载90%3Weber于玻纤滤袋上，实验室的脱硝率也达到了以上90%实际上，国内的起步也不晚，南京工业大学的材料化学工程国家重点实验室已经开发出“新型高效无毒稀土系列复合脱硝催化剂，形成了以稀土及过度金属复合氧化物为活性组分的中低温高效脱硝催化剂体系，其整体性能优于国际先进水平在℃的温度区间，低温滤110~180袋脱硝催化剂的脱硝率已达到80%以上;在140〜180°C的温度区间，低温滤袋脱硝催化剂的脱硝率已达到以上90%国内催化剂的技术突破，为收尘器携同脱硝奠定了基础据说中材装备集团有限公司已经开始了工业化应用研究，相信在不久的将来会给水泥工业脱硝带来喜讯，采用分级燃烧和袋收尘器携同脱硝两项措施，就能比较容易地彻底解决水泥窑的脱硝问题氧化+半干法氨吸收措施（）8OA前述所有方法，都是在企业投入以后产生社会环保效益，对企业本身没有直接的经济效益，而法则可以在脱硝的同时产出化肥，理论上能OA做到每年有所赢利，约年左右可以收回投资，但存在系统复杂、技术10尚未成熟的问题。