核心提示：廣東省水泥協(xié)會副會長李黎表示，截止到目前，珠三角地區(qū)新型干法水泥生產(chǎn)線脫硝裝置基本全部上齊，而廣東全省已有超過一半的新型干法水泥窯配套了脫硝設(shè)施，并且脫硝效率基本達(dá)標(biāo)。廣東作為環(huán)保走在全國先列的大省，根據(jù)省政府的規(guī)定，低氮燃燒加SNCR脫硝技術(shù)也是廣東省水泥行業(yè)降氮脫硝的首選技術(shù)。
“十二五”期間，我國氮氧化物排放首次被列入約束性指標(biāo)體系。據(jù)悉，在《“十二五”節(jié)能減排規(guī)劃》中明確規(guī)定“十二五”水泥行業(yè)氮氧化物排放削減12%。作為世界水泥生產(chǎn)大國，我國在水泥生產(chǎn)過程中每年排放氮氧化物約157萬噸，占全國工業(yè)排放總量的10%，已是居火電、汽車尾氣后的第三大氮氧化物排放大戶。因此，氮氧化物的排放控制是水泥行業(yè)繼嚴(yán)控新增產(chǎn)能后的又一門檻。對水泥企業(yè)來說，開展脫硝勢在必行。
盡管當(dāng)前國家尚未出臺新的氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)，但不少地方政府已先于全國收緊水泥行業(yè)的氮氧化物地方排放標(biāo)準(zhǔn)。其中，廣東是最早要求新型干法水泥生產(chǎn)線全部上脫硝項目的省份。2012年，廣東省氮氧化物排放量比前年下降6.11%，指標(biāo)超額完成國家下達(dá)的年度減排任務(wù)。環(huán)境質(zhì)量改善的背后，是廣東省以鐵腕治污的決心，主動加壓，令減排工程取得突破性進(jìn)展。從去年1月1日起，廣東、珠三角大部分地區(qū)開始執(zhí)行廣東省《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，NOx排放濃度限定值550mg/Nm3，余下區(qū)域自2014年執(zhí)行。據(jù)悉，僅去年一年，全省15條水泥生產(chǎn)線建成煙氣脫硝設(shè)施，脫硝規(guī)模超過2000萬噸熟料/年，占全國1/5強(qiáng)。
近日，廣東省水泥協(xié)會副會長李黎接受中國水泥網(wǎng)記者采訪時表示，截止到目前，珠三角地區(qū)新型干法水泥生產(chǎn)線脫硝裝置基本全部上齊，而廣東全省已有超過一半的新型干法水泥窯配套了脫硝設(shè)施，并且脫硝效率基本達(dá)標(biāo)。“即使沒有百分百到位的話，企業(yè)也都已經(jīng)陸陸續(xù)續(xù)地開始在做了。”李黎向記者強(qiáng)調(diào)。另據(jù)透露，按照廣東省政府規(guī)定，到今年年底須全部達(dá)標(biāo)。此外，廣東省環(huán)保廳為鼓勵水泥企業(yè)積極參與脫硝，于去年明確的相關(guān)補(bǔ)貼政策，即2012年和2013年脫硝的水泥企業(yè)，按每條線300萬元和150萬元的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行補(bǔ)貼也都已經(jīng)得到具體落實。
目前，水泥行業(yè)降氮脫硝技術(shù)主要有低氮燃燒改造、SNCR脫硝技術(shù)、SCR脫硝技術(shù)。其中，SNCR技術(shù)在行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用較為普遍。但基于成本、環(huán)保理念等因素，部分專家、企業(yè)一直主張建議通過低氮燃燒、富氧燃燒工藝在源頭上控制氮氧化物產(chǎn)生，兩種方法各有優(yōu)缺點(diǎn)，一時間，采用何種脫硝設(shè)施成為行業(yè)爭論的焦點(diǎn)。但也有部分企業(yè)和省市為了更好地控制NOx排放，選擇將低氮燃燒技術(shù)和SNCR相結(jié)合。李黎表示，廣東作為環(huán)保走在全國先列的大省，根據(jù)省政府的規(guī)定，低氮燃燒加SNCR脫硝技術(shù)也是廣東省水泥行業(yè)降氮脫硝的首選技術(shù)。該技術(shù)相對成熟，運(yùn)行成本在企業(yè)可以承受的范圍(每噸熟料直接成本3-5元)。據(jù)了解，目前該技術(shù)在湖南、四川、陜西、重慶等省市也都有成功運(yùn)行的先例。
據(jù)了解，根據(jù)當(dāng)前廣東省降氮脫硝的總體目標(biāo)和要求，2013年底前，珠三角地區(qū)水泥行業(yè)新型干法窯要推行低氮燃燒技術(shù)和煙氣脫硝示范工程建設(shè)，并逐步推廣。其中，珠三角地區(qū)所有規(guī)模大于4000t/d的新型干法水泥生產(chǎn)線都需采用LNB(低NOx燃燒器)+SNCR等聯(lián)合脫硝技術(shù)，綜合脫硝效率要達(dá)到70%以上。此外，“十二五”期間，全省熟料生產(chǎn)規(guī)模大于2000t/d的新型干法水泥生產(chǎn)線全部實行聯(lián)合脫硝技術(shù)。李黎表示，降氮脫硝工作是水泥行業(yè)義不容辭的社會責(zé)任，廣東水泥協(xié)會也按照省政府的要求履行責(zé)任并積極主動地推進(jìn)該項工作。
為保證完成上述目標(biāo)，廣東將采取四大原則：一是總量控制原則，力爭2015年全省水泥行業(yè)氮氧化物排放量基本控制在2010年的水平，控制在8.8萬噸左右，實現(xiàn)增產(chǎn)不增污，力爭增產(chǎn)減污;二是達(dá)標(biāo)排放原則，嚴(yán)格執(zhí)行廣東省《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB44/818-2010)，并為達(dá)到國家更嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)提前做準(zhǔn)備;三是經(jīng)濟(jì)可行原則，指導(dǎo)企業(yè)采用經(jīng)濟(jì)適用型技術(shù)，努力做到投入少、運(yùn)行成本低、氮氧化物去除率高;四是協(xié)同處置原則，鼓勵水泥企業(yè)協(xié)同處置城市生活垃圾、污水處理廠污泥和工業(yè)廢渣等固體廢棄物。
當(dāng)前，水泥脫硝義不容辭，刻不容緩。但在國家新標(biāo)準(zhǔn)未頒布、激勵政策未出臺，工藝技術(shù)路線未明確的情況下，不少企業(yè)仍在等待觀望，更多的企業(yè)對脫硝存在困惑，對降氮脫硝技術(shù)認(rèn)識程度的差異較大。因此，提高對降氮脫硝技術(shù)的認(rèn)識，選擇符合實際的脫硝技術(shù)和設(shè)施對于水泥企業(yè)來說至關(guān)重要。
SNCR脫硝技術(shù)
SNCR脫硝技術(shù)是將NH3、尿素等還原劑噴入鍋爐爐內(nèi)與NOx進(jìn)行選擇性反應(yīng)，不用催化劑，因此必須在高溫區(qū)加入還原劑。還原劑噴入爐膛溫度為850～1100℃的區(qū)域，迅速熱分解成NH3，與煙氣中的NOx反應(yīng)生成N2和水，該技術(shù)以爐膛為反應(yīng)器。
SNCR煙氣脫硝技術(shù)的脫硝效率一般為30%～80%，受鍋爐結(jié)構(gòu)尺寸影響很大。采用SNCR技術(shù)，目前的趨勢是用尿素代替氨作為還原劑。
1、技術(shù)原理
在850～1100℃范圍內(nèi)，NH3或尿素還原NOx的主要反應(yīng)為：
NH3為還原劑
4 NH3 + 4NO +O2 → 4N2 + 6H2O
尿素為還原劑
NO+CO(NH2)2 +1/2O2 → 2N2 + CO2 + H2O
2、系統(tǒng)組成
SNCR系統(tǒng)煙氣脫硝過程是由下面四個基本過程完成：
接收和儲存還原劑；在鍋爐合適位置注入稀釋后的還原劑；
還原劑的計量輸出、與水混合稀釋；還原劑與煙氣混合進(jìn)行脫硝反應(yīng)。
3、技術(shù)特點(diǎn)
技術(shù)成熟可靠，還原劑有效利用率高系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定 設(shè)備模塊化，占地小，無副產(chǎn)品，無二次污染
煙氣脫硝系統(tǒng)構(gòu)成
脫硝系統(tǒng)基本流程和添加劑效果
基于純氨、氨水和尿素的溶液（比如satamin和carbamin二次添加劑）目前在很大程度上比較流行。
通過選擇性非催化還原法，氨基在800℃-1050℃時NO生成氮?dú)夂退魵猓?div style="height:15px;">
NH2+NO <=> H2O+N2
當(dāng)使用含氨化合物的水溶液時，化合物分解就會釋放出氨氣。換言之，只有在霧化流體蒸發(fā)后氨氣才可以從含氨化合物中揮發(fā)出來。
自由基之間的反應(yīng)選擇性并不是很強(qiáng)。因此充足的脫除添加劑還是必要的。圖1顯示了煙氣溫度950℃時化學(xué)配比因子NSR與NOx脫除量的關(guān)系。
圖1 化學(xué)配比因子NSR與NOx脫除量的關(guān)系
流程設(shè)計和裝置描述
· 燃料添加劑貯存加料裝置
Satamin添加劑是一種專利產(chǎn)品。根據(jù)鍋爐大小和每年的燃料消耗量，Satamin添加劑一般以每桶200，500和1000公升桶裝形式供給。
對于大型裝置，一般設(shè)置一個較大的儲罐和加料控制器，如圖3
圖3 大型儲罐和加料控制器
Satamin和Carbamin是低氨水溶液。因而，在貯料箱的充料過程中，或萬一貯料箱遭到破壞，在儲存位置附近將不會有有毒氣體逸出。儲罐中放置一個夾層箱或貯存箱足夠使用。如果設(shè)備放在室外，貯料箱要考慮伴熱或保溫，放液區(qū)要作防水處理。在充料過程中必須關(guān)閉雨水排水閥。罐車?yán)脡嚎s氣來卸液。當(dāng)往NOx脫除車間輸送脫除添加劑時，需要使用磁耦合泵和潛液泵。
· 混合和分配系統(tǒng)
還原劑用水稀釋?？梢允褂米詠硭蚓畞硐♂孲atamin和Carbamin還原劑。
下圖箱體上安裝有用來測量調(diào)節(jié)流量和監(jiān)控壓力的設(shè)備。
如果燃料中沒有加入防止高低溫腐蝕的添加劑，可以通過混合和分配系統(tǒng)加入
注入系統(tǒng)
稀釋后還原劑的加料系統(tǒng)依賴于燃燒室的幾何尺寸。帶有單相噴嘴的水冷噴槍在鍋爐的應(yīng)用中非常成功。雙相噴嘴使用壓縮空氣的噴槍適合于層燃鍋爐。
·二次排放
燃燒富硫燃料（>0.5%的S），溫度小于350℃時，煙氣中高的NH3濃度能夠形成硫酸氨。和硫酸氫氨不一樣，硫酸氨是一種無污染的副產(chǎn)物。在溫度小于160℃時，硫酸氫氨的形成與煙氣中SO3量和NH3量有關(guān)。硫酸氫氨容易導(dǎo)致
換熱器表面結(jié)垢腐蝕。但是，通過使用配制合理的脫除添加劑（Satamin和Carbamin產(chǎn)品），就可以避免硫酸氫氨的形成。
改進(jìn)后的SNCR裝置氨排放允許值依賴于鍋爐大小，為5—30mg/m3。
NOx脫除裝置的設(shè)計是根據(jù)使用添加劑satamin和carbamin，該系統(tǒng)不影響鍋爐效率。反應(yīng)熱量與稀釋水蒸發(fā)熱量相當(dāng)。
脫硝技術(shù)——選擇性非催化還原脫硝技術(shù)（SNCR）
SNCR脫硝技術(shù)原理
SNCR工藝以爐膛作為反應(yīng)器，是目前舊機(jī)組脫硝技術(shù)改造時主要采用的脫硝技術(shù)。一般可獲得30%~50%的NOx脫除率，所用的還原劑一般為氨、氨水和尿素等。由于尿素比氨具有更好的鍋爐內(nèi)分布性能，且尿素是一般化學(xué)藥品，運(yùn)輸存儲簡單安全、貨源易得，而氨屬于危險化學(xué)藥品，SNCR一般采用尿素作為還原劑。
選擇性非催化還原（SNCR）脫除NOx技術(shù)是把含有ＮＨx基的還原劑，噴入爐膛溫度為900~1100℃的區(qū)域，該還原劑迅速熱分解成NH3選擇性地與煙氣中的NOx反應(yīng)生成N2、CO2、H2O等無害氣體。
SNCR脫硝工藝流程
將滿足要求的尿素固體顆粒卸至尿素儲料倉，由計量給料裝置進(jìn)入配液池，在加熱的條件下，用工藝水將尿素固體顆粒配制成尿素溶液，經(jīng)配料輸送泵送至溶液儲罐，儲罐中的尿素溶液通過加壓泵和輸送管道送到爐前噴射系統(tǒng)，經(jīng)布置在鍋爐四周的霧化噴嘴噴入爐膛900~1100℃的溫度區(qū)域。儲罐輸出的尿素溶液，可和工藝水混合配制成不同濃度的尿素溶液以滿足鍋爐不同負(fù)荷的要求；噴嘴可布置多層以滿足不同溫度區(qū)域的要求。
工藝特點(diǎn)
