尘硝一箱化SCR脱硝技术的探索与实践.docx

1尘硝一箱化SCR脱硝技术的探索

SCR脱硝技术已在电力、冶金、焦化、玻璃等行业超低排放项目上取得显著成效，经过近10年的发展，已经成为工业窑炉NOx治理的主流技术，如果控制氨逃逸，SCR是最优的解决方案。

虽然SCR技术经过其他行业的验证是目前最稳定和最可靠的脱硝技术，但水泥企业烟气具有NOx含量高、粉尘浓度高且粒径小、碱金属氧化物含量高等特点，无法完全照搬电力、冶金等行业已经成熟的脱硝技术，必须结合水泥生产工艺选择合适的工艺方案。目前应用于水泥企业的高温SCR脱硝方案主要有高温高尘和高温中尘。

为消除高温高尘和高温中尘方案催化剂中毒、堵塞、磨损带来的运行风险，中材株洲联合河南中材环保采用尘硝一箱化即高温低尘方案，该方案的主要工艺流程是从C1出口出来的高温含尘烟气首先经过高温金属滤袋进行过滤，烟气含尘浓度降至10mg/Nm3以下，经过滤后的高温洁净烟气进入SCR脱硝区进行脱硝，最后进行余热综合利用。由于经过催化剂的烟气粉尘浓度在10mg/Nm3以下，因此能够从根本上解决催化剂的磨损、堵塞和中毒风险，催化剂使用寿命大大延长，系统运行稳定性明显增强。三种技术方案对比情况见表1。

表1高温高尘、高温中尘和尘硝一箱化方案对比

2尘硝一箱化SCR脱硝技术的实践

尘硝一箱化SCR脱硝系统主要由高温除尘系统、SCR脱硝系统、烟道系统、压缩空气系统和控制系统组成。

2.1高温除尘系统

为有效解决烟气温度高、含尘浓度高对SCR脱硝系统的影响，高温除尘系统采用耐高温金属滤袋过滤，除尘器本体采用网架结构，进气方式为上进气，喷吹方式为行喷吹。相较传统收尘系统，具有以下特点：

（1）采用耐高温、耐腐蚀、强度高、耐磨性好的高温金属纤维滤袋，保证了滤袋在高温烟气中的安全稳定运行。

（2）进气口设置分布板进行气流均布，使氨气和烟气进一步充分混合，大颗粒粉尘经过分布板自然沉降，降低过滤区金属滤袋运行阻力。

（3）滤袋底部空间大，气流通畅，运行阻力小。

（4）新增3台输灰拉链机和1台链斗式提升机，通过拉链机和链斗式提升机进入均化库，避免高温粉尘影响原有胶带提升机运行。

（5）为防止喷吹时环境温度下的压缩空气进入滤袋内部产生结露，对压缩空气主管道进行预热，然后再进入储气罐，储气罐增加保温。

（6）除尘区不分室，减少结构阻力。清灰采用在线清灰模式，有效避免因离线清灰而造成的除尘区阻力波动，及其可能造成的窑系统压力波动问题。

（7）清灰有定时清灰和定阻清灰两种周期控制方式，可互相切换。正常运行时采用定阻清灰模式，预先设定合理的清灰阻力，在除尘区阻力达到预先设定的阻力时自动开始清灰，待阻力低于设定阻力后自动停止清灰，确保整个脱硝系统阻力波动稳定在很小范围内，有效避免过度清灰或清灰不足，节约气源消耗。

（8）采用先锁风后输灰。一是保证漏风率；二是灰斗内的积灰经过下料器后均匀进入拉链机，避免对拉链机和下游输灰系统的冲击。

（9）每个净气箱每次只有一个脉冲阀动作，各个净气箱交替进行，以保证每个区落灰的均匀性，防止局部灰量的突然增大对下游输灰装置产生影响。

高温除尘系统设计参数见表2。

2.2SCR脱硝系统

SCR脱硝系统脱硝剂采用氨水（20%质量浓度）。运行过程中，氨水经氨水输送泵送至除尘区入口喷氨处。喷入的氨气与烟气充分混合后进入SCR反应区。在反应区内的催化剂表面，氨气与烟气中的NOx发生反应生成氮气和水，净烟气经SCR反应区尾部烟道返回到C1出口主烟道。系统主要由以下几个部分组成：

表2高温除尘系统设计参数

1）氨区设备

氨水储存与原SNCR系统共用，新增两台氨水输送泵，一用一备，将氨水输送至脱硝区使用。

2）计量喷射系统

还原剂喷射采取在除尘器进口管道直段处布置喷枪，喷枪沿原烟道环向布置，且每只喷枪布置多个喷嘴，喷嘴数量及形式根据CFD数值模拟确定，保证喷射的均匀性。

3）SCR反应器

反应器布置在高温金属滤袋除尘器上方，反应器壳体是包含催化剂的空间结构，主要由框架钢结构、钢板焊接而形成密闭的空间，采用耐热钢，为了防止烟气的散热，在反应器内外布置保温材料。

4）催化剂

催化剂按2层布置，催化剂模块采用标准模块。催化剂选择25孔钒钛系催化剂。

催化剂模块配备有效防止烟气短路的密封系统，密封装置的寿命不低于催化剂的寿命。催化剂各层模块规格统一，具有互换性。

催化剂采用模块化设计，以减少更换催化剂的时间和工作量。

催化剂模块留有足够的测试块。

催化剂能满足烟气温度不高于420℃的情况下长期运行，同时能承受运行温度450℃不少于5h的考验，而不产生任何损坏。

5）声波吹灰系统

为了保证整个系统的阻力稳定，在脱硝区每层催化剂上方增加4个声波吹灰器，根据阻力增加情况采用手动或自动方式开启，将催化剂表面的积灰清除，以保证系统阻力稳定。

SCR脱硝系统设计