一种降低水泥厂碳氮排放的工艺系统与探讨.pdfVIP

2。1 一；9一 啄慧黑鹚 2水泥工业脱硝、脱硫除尘实用技术参考手册 一种降低水泥厂碳氮排放的工艺系统探讨 张戈 (南京凯盛国际工程有限公司，江苏南京210003) 摘要：本文通过介绍一种采用纯氧代替燃烧空气，以传统方法外排的低温废气，经溴化锂吸收制冷或有机工质余热回收冷 却，除湿、降温到环境温度后鼓入窑头冷却机作为冷却风满足熟料冷却需要，并旁路外排部分的CO：和NO。循环烟气，采 用真空变压吸附、活性炭或微藻新技术等进行末端处理利用该部分CO：和NO。废气，从而真正达到碳氮的“零排放”的新 工艺。分析了该碳氮循环旁路新工艺的特点、成本、污染物减排、工业配套的技术和设备装置条件等制约因素，关键问题、 基础性课题及技术，并展望未来前景。该工艺的工业化将实现水泥企业多污染同时处理、多工业并行运行、多产业协调发展 的可持续发展新模式。 关键词：NO。碳氮循环旁路工艺纯氧燃烧VPSA溴化锂吸收制冷碳交易 1 引言 水泥窑NO，排放的主要成分是NO和NO：，其中NO 近年来，随着烟气除尘装置和脱硫技术的成熟 占氮氧化合物总量的95％左右，NO：约为5％左右。 和完善，以及污染物排放标准的严格控制，我国s0： 燃料燃烧过程中主要存在4种氮氧化合物形成方 排放的增长趋势有所减缓。但随着国民经济持续快 式，即热力型、瞬态型和燃料氮型和生料氮型。一 速发展和能源消费总量大幅攀升，氮氧化物排放量 般来说，在水泥生产过程中，瞬态型氮氧化合物可 不降反升，且排放总量迅速增长。2010年全国氮氧 以忽略。因此针对氮氧化合物形成方式传统的降低 化物排放量2273．6万吨，水泥行业氮氧化物排放量NO，方法有： 约200万吨，占全国氮氧化物排放总量的10％，次 1)降低原料中的N含量 于电力行业和机动车尾气排放，位居第三。若不严 2)降低燃料中的N含量 加控制，今后一段时期我国城市光化学烟雾、酸雨 3)采用低NO。燃烧器(LNB) 污染和灰霾天气还将呈迅速发展和恶化之势，因此， 4)分解炉分级燃烧系统 对NO，的减排和治理成为当前迫切需要解决的环境 5)选择性非催化还原(SNCR)技术 问题。我国《国民经济和社会发展十二五规划纲要》 6)选择性催化还原(SCR)技术 中氮氧化物首次被列入约束性指标体系，排放总量 2碳氮循环旁路工艺 要削减10％，这对降氮脱硝技术提出更高的要求。 从国外应用效果来看，SNCR和SCR较好，已 5 目前，火电厂NO，排放标准已经降到100 逐渐成为主流技术。从治理污染的角度来看，SNCR mc／Nm (GBl3223—2011)，我国水泥行业尚未开展有效的和SCR都属于事后治理，过程控制，并不能完全脱 氮氧化物排放控制工作，仍然执行800mg／Nm3标准 除氮氧化物。而随着国际环保控制重心由粉尘治理 (《水泥工业大气污染物排放标准》 转脱硫，再到如今降氮脱硝，可以预计下一个大规 模控制的对象就应该是CO：了。如果在现阶段脱硝 (GB4915—2004)o但是，根据“十二五”氮氧化物 减排思路与技术路线“全面开展电力行业NO。减排， 的同时实现碳捕集和储存(CCS)，则可以在未来环 采取综合措施加强机动车NO，排放控制，推进以水 保技术中处于领先地位。而碳氮循环旁路工艺正是 泥行业为主的其他行业NO。排放控制”，在《水泥工 基于上述认识和采用源头控制是最彻底根本解决污 业“十二五”发展规划》同时指出，到2015年末， 染的途径这两点而考虑提出。下图1是这种从源头 氮氧化物排放总量降低10％，新建生产线必须配套 控制结合末端治理并综合应用的新