管道炉脱硝技术在熟料生产线中的应用.docxVIP

1水泥窑熟料生产线脱硝技术现状

目前国内水泥窑脱硝技术大多采用非选择性还原脱硝技术（SNCR），我公司2000t/d水泥熟料生产线也一样，配套了非选择性还原脱硝技术（SNCR）进行脱硝。改造前运行情况为：NOx初始浓度700～800mg/Nm3，喷氨量300～400L/h左右，烟囱排放浓度可控制在320mg/Nm3以下。在前阶段环保管控要求相对宽松、运行费用偏高的条件下，运行基本正常。

自火电厂全面实施超低排放改造以来，NOx执行50mg/m3的超低排放标准，而同时期的水泥行业执行《水泥工业大气污染物排放标准》（GB4915—2013），NOx排放限值为400mg/m3（特别排放限值320mg/m3），单位烟气量NOx排放量是火电行业的6.4～8倍。水泥工业NOx排放总量已经跃居工业污染源排放总量首位，减排压力巨大。

浙江省在《2017年浙江省大气污染防治实施计划》、《浙江省环境保护厅关于推进2018年度重点行业废气清洁排放技术改造工作的通知》等文件中，明确提出开展水泥炉窑清洁排放改造工作。《长江三角洲一体化发展规划纲要》指出：联合开展大气污染综合防治，联合制定控制高耗能、高排放行业标准，基本完成水泥行业超低排放改造。浙江省已启动《水泥工业大气污染物排放》地方标准的编制，初步拟定指标中Ⅰ阶段（2022年底前）NOx排放浓度限值执行100mg/m3，Ⅱ阶段（2025年6月底前）NOx排放浓度限值执行50mg/m3。

为了实现水泥窑NOx排放浓度＜50mg/m3超低限值要求，目前国内外基本采用LCR脱硝技术、SCR脱硝技术和管道炉脱硝技术。LCR脱硝技术因使用的催化剂为专有液体催化剂，来源受限，此外，还会产生废水、腐蚀等问题；SCR脱硝技术采用中温中尘、高温高尘路线，但是催化剂堵塞、碱金属中毒等问题尚未完全消除，系统阻力损失大，若发生运行故障会影响主生产系统投运率，且催化剂成本高、使用后的催化剂需严格按照危险废物管理，增加了企业的运行维护成本；管道炉脱硝技术尽管工程量大，但投运后的运行成本较低。为此，我公司选用了“管道炉脱硝技术”对生产线进行技术改造，以满足NOx排放浓度＜50mg/m3的超低排放要求。

2管道炉脱硝技术介绍

2.1管道炉脱硝技术工作原理

管道炉烟气脱硝系统，包含回转窑和分解炉产生的氮氧化物还原。窑内产生的氮氧化物还原方式，是将分解炉原用煤量分出一部分，喷入管道烟气脱硝炉进口处，使其在脱硝炉缺氧的工况下形成“厌氧燃烧”，产生CO、CH4、H2、HCN等还原剂。这些还原剂与窑尾烟气中的NOx发生反应，将窑内产生的NOx还原成N2等无污染气体。

分解炉里产生的氮氧化物还原方式，是将来自脱硝炉管道内发生的CO等还原剂的高温烟气，通过管道引至分解炉氮氧化物生成区域，采用调节手段，控制烟气量大小，并通过调整分解炉脱硝炉上的可控供煤点的喂煤量，产生足够的CO，以满足脱硝所需，经过分解炉鹅颈管脱硝还原后，将分解炉产生的NOx还原成N2等无污染气体。

2.2管道炉脱硝工艺

管道炉脱硝布置在窑尾烟室与分解炉之间，脱硝炉的进气口与窑尾烟室顶缩口连接，脱硝炉的排气口与分解炉底部连接。脱硝炉的进气端管壁上开设有煤粉喷入口和物料撒入口，脱硝炉内喂煤是为了产生CO等还原剂，脱硝炉内喂料是为了平衡炉内温度及部分物料进行预分解。管道炉脱硝包含：进气斜管、上升直管、鹅颈管、出气直管和出气斜管。

还原分解炉产生的氮氧化物是在分解炉顶部鹅颈管内进行的，所需要的CO来自分解炉的管道炉，在管道炉接近末端处引出两根管道，一根与分解炉主炉偏上部联通，一根与分解炉鹅颈管联通，采用阀门控制，在线灵活调节、切换。

脱硝管各个管段与水平面的倾斜角度设置均不小于50°，可避免高温烟气内的粉末在所述脱硝管内堆积；原料下料管的设置，可根据高温烟气的实际温度，考虑脱硝管内下料量，调整温度，避免管道内粘结。

2.3管道炉脱硝技术特点

管道炉脱硝技术特点是：（1）自身产生还原剂，实现在线脱硝；（2）增加炉容，提高部分物料分解率，利于节能提产；（3）不用或少用氨水即可实现达标排放或超低排放。

管道炉脱硝炉是一个单独的在线炉体，炉下部供煤，利用烟室高温气体产生CO与熟料煅烧过程中产生的NOx在管道炉里充分反应还原后，再进入分解炉，即CO和NOx完全在管道烟气脱硝炉里反应还原，进入分解炉的高温气体里已经基本没有了NOx。进入管道炉的物料，在平衡温度的同时，提前进行预热和分解，对提高分解率和提高系统能力都会有一定帮助。

分解炉的管道炉内产生CO气体引至分解炉上部，与分解炉内产生的NOx充分反应还原后，再进入五级筒。

总之，管道炉脱硝技术不仅能把回转窑内产生的NOx还原，还能把分解炉产生的NOx还原，不用或者少用氨水即可实现达标排放或超低排放，既避免了氨