复合还原剂脱硝机理与试验研究

利用氨作为还原剂的选择性非催化还原(SNCR)脱硝技术已得到广泛应用,但其脱硝效率一直比较低,难以满足最新的环保排放要求。通过向烟气中喷射由氨与还原性气体组成的复合还原剂来脱除NOx,同时运用加入复合还原剂的SNCR基元反应动力学模型对试验过程进行了模拟,结合试验与模拟结果对比不同组分的复合还原剂参与的SNCR脱硝反应特性。结果表明:复合还原剂可有效提高脱硝效率,降低反应的条件温度,拓宽反应的温度窗口。在氨与不同还原性气体组成的复合还原剂中,氨-H2组合可使最佳脱硝温度从920℃下降至750℃;氨-CH4组合与氨-CO组合的效果相近,最佳脱硝温度从920℃下降至840℃左右,但CH4的脱硝温度窗口比CO宽,且相同温度下CH4的最佳脱硝效率比CO最多高出约9%。复合还原剂的最高脱硝效率可达67%左右,采用该项技术可达到最新的NOx排放标准。     

水泥窑SNCR烟气脱硝技术应用分析

本文介绍了湖州槐坎南方水泥有限公司5000t／d水泥窑炉SNCR烟气脱硝工程的应用实例,该脱硝系统采用纯尿素作为还原剂,将其稀释至相应浓度后喷入水泥窑分解炉内,热解后与NOx气体发生反应达到降低NOx排放浓度的目的。文中对调试期间不同数据进行分析得出,尿素溶液浓度为20％时,喷射流量适中且能获得较好的脱硝效率和较低的氨逃逸;分析得出在满足脱硝效率不低于60％时,尿素实际NSR值≥1．78,远远大于理论NSR值1．0;通过比较不同分解炉型的1号、2号线在不同喷射截面的数据得出,在温度窗口范围内,在获得相同脱硝效率时,喷射截面积越大,还原剂用量越大且氨逃逸量增加。脱硝装置投运后,对水泥窑尾用煤量影响不大,运行时应对喷射流量进行合理控制以降低影响。     

水泥企业脱硝减排SNCR工艺

SNCR比较经济的脱硝效率是在55%以下,如控制SNCR脱硝效率达到60%甚至更高的脱硝效率,SNCR运行投入成本会大幅度增加,因此水泥企业烟气脱硝片面追求SNCR脱硝效率只会大幅增加脱硝成本和二次污染,选择基本措施(采用优化窑和分解炉的燃烧制度、空气分级燃烧、燃料分级燃烧和低氮燃烧器等方法降低煤粉燃烧过程中NOx的生成量)+选择性非催化还原技术才能保证在NOx的排放浓度减少最经济。源头消减才能更经济更好地满足《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2013)规定的大气污染物特别排放限值要求。     

低氮燃烧的出发点是水泥窑炉还原气氛的控制

从NOx的形成机理和氨水脱硝技术的利弊出发,明确提出了水泥窑系统无论是分级燃烧还是再燃脱硝所代表的低氮燃烧,实质都是水泥窑炉还原气氛的控制。本文结合目前我国水泥预分解窑炉中基本结构的优势和不足,提出水泥回转窑和分解炉通过合理规划和设计燃烧空间,控制水泥窑炉特定区域的氧化或还原气氛,通过优化低氮燃烧,大幅度降低烟气中NOx的含量,从而减少直至不使用氨水,实现烟气NOx的达标排放。     

蒸汽低氨燃烧技术在我厂的应用

为减少了NOx的排放量,满足环保要求,山东东华水泥有限公司于2014年在其两条5 000 t/d熟料生产线新上了两套SNCR脱硝系统。技改工程利用现有条件,在不影响窑炉生产的情况下,利用窑炉检修期间,对水泥窑炉系统、预热器系统、煤粉燃烧系统、三次风管、C4下料管、C4和C5上升烟道撒料盒及烟气脱硝系统整改。利用余热发电饱和蒸汽与煤粉气化产生的水煤气、煤产生的CHi、CO等还原物质,与烟气中的NOx进行反应,降低NOx的浓度,从而减少SNCR中氨水的用量、降低成本,达到环保超低排放标准的要求。     

5 000 t/d水泥熟料生产线窑尾烟气氮氧化物超低排放实践

当前我国对大气污染管控严厉,水泥熟料生产线窑尾烟气NOx排放浓度一直以来备受关注。现阶段,我国水泥熟料生产线根据各自窑况采取了多样的脱硝方案,如分级燃烧,精准喷氨,SCR脱硝等。泉兴水泥有限公司5 000 t/d熟料生产线窑系统存在脱硝效率低,氨水用量偏大等问题。随着超低排放标准的逐步实施,单一脱硝技术很难满足要求,为进一步降低氨水用量及 NOx 排放指标,我公司采用工艺脱硝为主、精准喷氨技术为辅,共同实施的方法对原脱硝系统进行深度改造。通过改造,在不影响原系统熟料产量以及能耗的基础上,降低NOx以及氨逃逸排放浓度;同时控制氨水用量,降低环保成本。     

水泥窑烟气脱硝烧成系统的改造

介绍了水泥窑烟气脱硝窑头和窑尾烧成系统改造的技术原理和改造方案,探讨采用窑头低氮煤粉燃烧技术可实现降低回转窑内热力型NOx产生量,采用窑尾分解炉还原燃烧控制技术可实现将回转窑内产生的热力型NOx还原,大大降低了整个系统NOx产生量。实践表明,窑头低氮煤粉燃烧技术和分解炉高强还原燃烧控制技术可实现脱硝效率60%以上,大大减少NOx排放总量,降低了氨水用量和脱硝成本。     

水泥窑烟气脱硝烧成系统的改造

介绍了水泥窑烟气脱硝窑头和窑尾烧成系统改造的技术原理和改造方案,探讨采用窑头低氮煤粉燃烧技术可实现降低回转窑内热力型NOx产生量,采用窑尾分解炉还原燃烧控制技术可实现将回转窑内产生的热力型NOx还原,大大降低了整个系统NOx产生量。实践表明,窑头低氮煤粉燃烧技术和分解炉高强还原燃烧控制技术可实现脱硝效率60%以上,大大减少NOx排放总量,降低了氨水用量和脱硝成本。     

燃煤水泥窑炉低NOx排放控制技术研究进展

我国是水泥生产和消费大国,水泥行业已成为我国继热力发电和交通运输之后的第三大NOx排放源,是引起我国雾霾天气的主要成因之一。随着水泥工业NOx排放标准的不断提高,燃煤水泥窑炉低NOx排放控制技术的发展越来越受到重视。为清晰了解水泥行业常见低NOx排放控制技术的优化方向和新型低NOx排放控制技术的发展现状,为水泥工业实现超洁净绿色生产提供技术储备,笔者梳理总结了燃煤水泥窑炉常见低NOx排放控制技术以及新型低NOx排放控制技术。围绕燃煤水泥窑炉常见低氮脱硝技术,阐述了燃烧前、燃烧中以及燃烧后等各种低NOx排放控制技术的降氮原理、特点以及应用现状,并指出了这些技术在实际应用中面临的问题;同时介绍了燃烧前、中、后等各种低NOx排放控制技术的组合应用。重点介绍了近年来新涌现出的以两步还原法为代表且具有潜力的低氮脱硝技术,论述其降氮原理及研究发展现状,对比总结了水泥行业常见低NOx排放控制技术以及新型低NOx排放控制技术的脱硝效率、研究和应用现状。面对日益严峻的减排形式,水泥行业深度脱硝工作的开展势在必行。结合常见低NOx排放控制技术的减排原理、优势以及存在的问题,建议水泥行业可采用燃烧中与燃烧后各种低氮控制技术的组合应用方案,以此达到降本增效的目的,并具体提出了水泥行业现有生产线以及新建生产线可行的组合应用方案。考虑到各种新型低NOx排放控制技术的降氮原理和发展现状,笔者对水泥行业低氮脱硝技术未来的研究和努力方向进行展望,认为未来水泥行业低NOx排放控制技术的发展应注重提高还原氛围下的碳还原能力,以激发碳还原能力为核心进行现有技术的优化以及新技术的探索,同时应考虑到与低氮燃烧技术相匹配的精准自动化、智能化测控设备的应用,以全方位监测、反馈系统的相关指标,更好地发挥低NOx排放控制技术的降氮脱硝效果。     

水泥窑炉NOx原位还原超低排放技术及示范

针对水泥窑炉氮氧化物排放标准日趋严格,本文创新性提出了适用于燃煤水泥窑炉的原位还原脱硝技术,该技术具有脱硝效率高、成本低、环保兼容性好、工程现场易实施等优点。中试验证结果显示：原位还原脱硝技术的脱硝效率可达到60%~80%。在此基础上,原位还原脱硝技术在2?500 t/d水泥窑炉上进行了工程示范应用。第三方测试结果表明,在较少喷氨量和煤耗略降低条件下,水泥窑炉氮氧化物排放达到80 mg/m3。中试与工程示范结果表明,原位还原脱硝技术用于燃煤水泥窑炉氮氧化物减排是可行的,该技术的提出为水泥工业实现超低排放提供了一条新的技术途径。