4500t╱d新型干法熟料生產(chǎn)線脫硝工程 可行性研究報告（甲級資質(zhì)）

1、 可行性研究報告第一章 企業(yè)概況及生產(chǎn)技術(shù)現(xiàn)狀1.企業(yè)概況中材XX水泥有限公司坐落于XX省XX市XXXX境內(nèi)，成立于2008 年9月，是中材水泥有限責(zé)任公司的子公司，中材水泥有限責(zé)任公司是中國中材股份有限公司的全資子公司，隸屬于中國中材集團，中國中材集團是國務(wù)院國資委的直屬企業(yè)。企業(yè)注冊資金 38861.755萬元，占地面積338畝（其中老關(guān)粉磨站78畝），生產(chǎn)廠房建筑面積36788.81平方米（其中老關(guān)6325.74平方米），現(xiàn)有員工318人，其中技術(shù)人員64人，具有高級職稱 12人，企業(yè)總資產(chǎn)45709萬元，固定資產(chǎn)27173萬元。專業(yè)從事水泥的生產(chǎn)、銷售，現(xiàn)有一條2500 d/t新型干法

2、熟料水泥生產(chǎn)線，年生產(chǎn)能力120萬噸水泥（該生產(chǎn)線之前為XX正大水泥有限責(zé)任公司所有，始建于2003年，2004年11月投產(chǎn)，2008年被本公司收購），日產(chǎn)4500噸新型干法熟料生產(chǎn)線即將竣工，將在近期投產(chǎn)。公司目前主要生產(chǎn)：32.5級復(fù)合硅酸鹽水泥和42.5級普通硅酸鹽水泥。長期以來，中材XX水泥有限公司嚴格按照水泥工業(yè)環(huán)保標準（GB4915-2004）執(zhí)行對NOx排放限值是800mg/m³（標），即2.4kg/t熟料。中材XX水泥有限公司目前2500t/d新型干法熟料生產(chǎn)線目前綜合排放在700mg/m³，是符合國家標準的。2.項目實施的依據(jù)近幾年，國家關(guān)于水泥工業(yè)發(fā)展產(chǎn)

3、業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的政策和規(guī)定：國家發(fā)改委關(guān)于鋼鐵、電解鋁、水泥行業(yè)項目清理有關(guān)意見的通知（發(fā)改工業(yè)20041791號）國家發(fā)改委產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2005年本）（發(fā)改委第40號令）國務(wù)院關(guān)于發(fā)布實施促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的暫行規(guī)定（國發(fā)200540 號）國務(wù)院關(guān)于加快推進產(chǎn)能過剩行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整通知（國發(fā)200611 號）國家發(fā)改委關(guān)于加快水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的若干意見（發(fā)改運行2006609號）國家發(fā)改委關(guān)于防止高耗能行業(yè)重新盲目擴張的通知（發(fā)改運行20061332號）國家發(fā)改委關(guān)于公布國家重點支持水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整大型企業(yè)（集團）名單的通知（發(fā)改運行20063001號）國家發(fā)改委關(guān)于印發(fā)國家鼓勵的資源綜合利

4、用認定管理辦法的通知（發(fā)改環(huán)資20061864號）國家發(fā)改委關(guān)于印發(fā)水泥工業(yè)發(fā)展專項規(guī)劃的通知（發(fā)改工業(yè)20062222號）國家發(fā)改委水泥工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策（發(fā)改委第50號令）國家發(fā)改委關(guān)于印發(fā)固定資產(chǎn)投資項目節(jié)能評估和審查指南（2006）（發(fā)改環(huán)資200721號）國家發(fā)改委關(guān)于做好淘汰落后水泥生產(chǎn)能力有關(guān)工作的通知（發(fā)改辦工業(yè)2007447號）國家發(fā)改委關(guān)于加快推進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整遏制高耗能行業(yè)再度盲目擴張的緊急通知（發(fā)改運行2007933號）國務(wù)院關(guān)于印發(fā)節(jié)能減排綜合性工作方案的通知（國發(fā)200715號）國家發(fā)改委關(guān)于請報送應(yīng)予淘汰落后水泥產(chǎn)能總量指標和企業(yè)（生產(chǎn)線）名單的通知（急 發(fā)改辦運行2

5、0071778號）環(huán)境保護部建設(shè)項目環(huán)境影響評價文件分級審批規(guī)定（環(huán)境保護部令第5號）HJ/TXX清潔生產(chǎn)標準水泥行業(yè)水泥工業(yè)環(huán)保標準（GB4915-2004）3.項目實施的理由隨著社會的發(fā)展和進步，國家對環(huán)保意識的增強。2010年年底，工業(yè)和信息化部關(guān)于水泥產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排的指導(dǎo)意見中提出，到2015年年底，全國水泥工業(yè)的NOx排放量要比2009年減少25%，顆粒物排放要減少50%。按照該指導(dǎo)意見及我國水泥生產(chǎn)發(fā)展趨勢的預(yù)測，2015年水泥工業(yè)的顆粒物排放將由2009年的358萬噸降到179萬噸，相當(dāng)于0.750.82kg/t水泥或1.151.26kg/t熟料或576629mg/m³（

6、標）。為響應(yīng)國家的號召，降低本企業(yè)對當(dāng)?shù)丨h(huán)境的污染。本公司對老的2500t/d新型干法生產(chǎn)線以及即將投入生產(chǎn)的4500t/d新型干法生產(chǎn)線進行技術(shù)改造，改造的目的針對氮氧化物（NOx），公司經(jīng)過分析論證采用目前較為先進的SNCR 工藝脫硝。 66第二章 項目提出的依據(jù)和必要性1. 項目背景1.1氮氧化物（NOX）氮氧化物是一氧化二氮（ N2O）、一氧化氮（ NO）、三氧化二氮（N2O3）、二氧化氮（NO2）、四氧化二氮（N2O4）、五氧化二氮（N2O5）等氮和氧相結(jié)合的各種形式的化合物總稱簡稱（NOX），屬于溫室氣體，絕大部分氮氧化物對人體有危害。主要表現(xiàn)在對眼睛和上呼吸道粘膜刺激較輕，主要侵

7、入呼吸道深部的細支氣管及肺泡。當(dāng)?shù)趸镞M入肺泡后，因肺泡的表面濕度增加，反應(yīng)加快，在肺泡內(nèi)約可阻留 80，一部分變?yōu)樗难趸?。四氧化二氮與二氧化氮均能與呼吸道粘膜的水分作用生成亞硝酸與硝酸，對肺組織產(chǎn)生強烈的刺激及腐蝕作用，從而增加毛細血管及肺泡壁的通透性，引起肺水腫。亞硝酸鹽進入血液后還可引起血管擴張，血壓下降，并可與血紅蛋白作用生成高鐵血紅蛋白，引起組織缺氧。高濃度的一氧化氮亦可使血液中的氧和血紅蛋白變?yōu)楦哞F血紅蛋白，引起組織缺氧。因此，在一般情況下當(dāng)污染以二氧化氮為主時，對肺的損害比較明顯，嚴重時可出現(xiàn)以肺水腫為主的病變。而當(dāng)混合氣體中有大量一氧化氮時，高鐵血紅蛋白的形成就占優(yōu)勢，此

8、時中毒發(fā)展迅速，出現(xiàn)高鐵血紅蛋白癥和中樞神經(jīng)損害癥狀。1.2氮氧化物（NOX ）國際關(guān)注國際上自 1995 年以來，“二氧化硫、氮氧化物、汞、細顆粒物污染控制技術(shù)與管理國際交流會”會議已經(jīng)連續(xù)成功舉辦 14 屆，第 14 屆SO2、NOX、Hg、PM2.5 污染控制技術(shù)國際交流會于 2010 年 5 月 5 日7 日上海召開，會議以合作共贏和諧發(fā)展為主題，圍繞國家減排戰(zhàn)略和經(jīng)濟復(fù)蘇政策下的工業(yè)煙氣及廢氣環(huán)保市場和諧發(fā)展而精心組織，旨在推進電力、鋼鐵、有色冶金、石油化工、建材等行業(yè)二氧化硫、氮氧化物、可吸入顆粒物綜合治理，加強國際交流與合作。2005 年，權(quán)威科學(xué)雜志自然上刊登了一篇關(guān)于 NO2

9、 的論文，文中的全球衛(wèi)星遙感圖顯示，中國東部 NO2 濃度值增加量明顯高于其他地區(qū)，尤其是在華北、長三角和珠三角地區(qū)，而北京到上海之間的工業(yè)密集地區(qū)成為世界上對流層 NO2 污染較為嚴重的地區(qū)。中國東部和珠江三角洲存在大面積的 NO2 污染，且大氣 NO2 總負荷仍呈快速增長的趨勢。大氣中氮氧化物濃度增長，造成了氮沉降量的增加。根據(jù)酸雨監(jiān)測關(guān)愛地球，我國酸雨正在由硫酸型酸雨向硫酸/硝酸復(fù)合型過渡。同時，氮沉降產(chǎn)生更多的硝酸根和氮的氧化物，使土壤酸化，使水酸化和富營養(yǎng)化。氮氧化物的持續(xù)增加，還會加速細微顆粒物和二次氣溶膠的形成。氮氧化物是光化學(xué)污染的前體物之一。在陽光照射下，NO2 和 VOCs

10、(揮發(fā)性有機化合物)經(jīng)由一連串的光化學(xué)反應(yīng)生成 O3 和甲醛、乙醛等多種二次污染物，導(dǎo)致大氣氧化性增強，并形成光化學(xué)煙霧，對大氣環(huán)境和人體健康造成危害。在我國一些人口密集、經(jīng)濟發(fā)達和機動車保有量大的城市，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)發(fā)生光化學(xué)污染的趨勢，尤其是在北京、廣州、上海等特大城市已經(jīng)監(jiān)測到了光化學(xué)污染的發(fā)生。因此，減少大氣中的氮氧化物對于保護生態(tài)、保持人們身體健康起到重要作用。而減排氮氧化物就是保護環(huán)境、改善民生的重大舉措。分析表明，由于很少采取 NOX 排放控制措施，目前中國各種燃燒設(shè)備的 NOX 排放因子與歐、美等發(fā)達國家相比仍處于較高的水平上。早在 2000 年中國 NOX 排放量約77 萬 t。據(jù)

11、推算，到 2020 年和 2030年，NOX 排放量將達到 23632914 萬 t 和 31544296 萬 t，成為世界NOX 排放大國。中國 NOX 排放的燃料、部門及地區(qū)分布極不均衡。大約 63的 NOX 排放源于燃煤；火力發(fā)電、交通運輸和工業(yè)部門的貢獻率分別為 35.8和 43.3、21.3和 31.6、30.9和 13.8；80左右 NOX 排放集中在中東部省區(qū)，排放強度最大的地區(qū)是上海。因此，制定日趨嚴格的 NOX 排放標準，促使先進的低 NOX 燃燒技術(shù)、可靠的煙氣脫除 NOX 是控制中國 NOX 排放增長的必然選擇。1.3水泥行業(yè)氮氧化物（NO）情況目前，我國擁有水泥企業(yè)近

12、5000 家，產(chǎn)量已連續(xù)多年位居世界首位。2010 年全國累計水泥總產(chǎn)量 18.7 億噸，其中，新型干法水泥比重達到 80%。來自國家發(fā)改委的數(shù)據(jù)顯示，截至 2010 年年底，采用國內(nèi)技術(shù)和裝備建設(shè)的新型干法水泥生產(chǎn)線已經(jīng)達 1300 多條，日產(chǎn) 4000噸、5000 噸水泥生產(chǎn)線占 60%左右，總計 800 多條生產(chǎn)線?；剞D(zhuǎn)窯是新型干法水泥物料燒成的關(guān)鍵技術(shù)裝備，也是水泥行業(yè)氮氧化物排放的主要來源。水泥行業(yè)中，煅燒水泥熟料時生成一氧化氮的途徑主要有熱力氮氧化物、瞬發(fā)氮氧化物、燃料氮氧化物和生料氮氧化物 4 種。在回轉(zhuǎn)窯產(chǎn)生的廢氣中，二氧化氮一般僅占氮氧化物總量的5%以下，一氧化氮則占總量的

13、95%以上。2. 環(huán)保政策很強硬 NOx減排刻不容緩水泥行業(yè)“十二五”規(guī)劃指出， “二十五”期間將重點推進氮氧化合物治理，消減大氣污染物排放總量。工信部頒布的水泥行業(yè)準入條件，新改擴建項目必須安裝效率不低于60%的脫硝裝置。氮氧化合物其實對人體健康影響特別大，氮氧化物可刺激肺部，使人較難抵抗感冒之類的呼吸道系統(tǒng)疾病，然而呼吸系統(tǒng)有問題的人，會較易受二氧化氮影響，看來氮氧化合物已嚴重影響到人類的身體健康。據(jù)有效數(shù)據(jù)表明，2010年全國氮氧化物排放量2273.6萬噸，主要集中在火電、水泥和汽車尾氣，水泥煅燒過程產(chǎn)生大量氮氧化物污染物，排放濃度在300mg/Nm³2200mg/N

14、m³，每噸熟料約產(chǎn)生1.5kg1.8kg氮氧化物。2010年全國水泥排放氮氧化物約200萬噸，占全國工業(yè)氮氧化物排放總量的10%。所以無論是行政硬性指標還是行業(yè)可持續(xù)發(fā)展，氮氧化物減排無疑都是水泥行業(yè)未來發(fā)展的必經(jīng)之路。再有，工信部提出了“十二五”水泥工業(yè)NOx比2009年要降低25%的目標，國家環(huán)保部要求4000t/d以上的水泥生產(chǎn)線和新建的線都必須上脫硝，我國4000t/d，5000t/d的生產(chǎn)線有800條之多，因此我國水泥工業(yè)的脫硝已是迫在眉睫。但是，目前的情況是大部分企業(yè)對水泥脫硝的態(tài)度處于模棱兩可的狀態(tài)中。國內(nèi)的多家水泥企業(yè)交流中了解到，很多水泥企業(yè)對脫硝工作還是很積極的，

15、國家對氮氧化合物減排的政策剛上臺不久，還沒有形成強制性的要求，但是為實現(xiàn)節(jié)能減排，該企業(yè)高層也表示，在以后還是會把脫硝工作當(dāng)成重點工作來做，表示不達標不生產(chǎn)。目前水泥脫硝工作也得到了部分地區(qū)政府的實際響應(yīng)，據(jù)了解，近日XX省政府在出臺的“十二五”降氮脫硝工作的意見中明確表示水泥工業(yè)為全省降氮脫硝的重點行業(yè)之一，并確定了降氮脫硝的目標和措施。意見明確的規(guī)定了，在“十二五”期間，現(xiàn)有日產(chǎn)2000噸以上、新建、改擴建新型干法水泥項目都應(yīng)采用先進的低氮燃燒技術(shù)，同步建成配套的SNCR煙氣脫硝設(shè)施，綜合脫硝率達到70%以上。3. 國內(nèi)水泥脫硝技術(shù)還有待提升在“十二五”開局之年頒布的我國國民經(jīng)濟和社會發(fā)展

16、十二五規(guī)劃綱要中，明確提出了“十二五”氮氧化物減排10%的約束性指標，這無疑對脫硝技術(shù)提出了更高的要求。目前在市場上主流的脫硝技術(shù)有SNCR（選擇性非催化還原）技術(shù)和SCR（選擇性催化還原）兩種，SNCR（選擇性非催化還原）技術(shù)憑著資金投入相對較少，設(shè)備簡單，系統(tǒng)不復(fù)雜的優(yōu)勢在水泥脫硝的技術(shù)中成了首要的選擇。然而在政策頒布這么長一段時間來，國內(nèi)水泥行業(yè)的氮氧化合物減排工作并沒有得到有效地實行，國內(nèi)開展了水泥脫硝工作的企業(yè)可以說是寥寥無幾。據(jù)了解，主要還是脫硝技術(shù)上的瓶頸，現(xiàn)今國內(nèi)的水泥企業(yè)在氮氧化物控制節(jié)能減排方面才剛剛起步，技術(shù)上還不是那么成熟，與國際發(fā)達國家的脫硝技術(shù)相比還有很大的差距。與

17、此相比，國外水泥行業(yè)氮氧化物控制技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛，認知度也相對較高。據(jù)了解，根據(jù)氮氧化物產(chǎn)生的機理及其影響因素，國內(nèi)水泥企業(yè)目前可以選用的脫硝技術(shù)主要有低氮燃燒技術(shù)、分級燃燒技術(shù)、SNCR（選擇性非催化還原）技術(shù)和可替代燃料技術(shù)。經(jīng)專家分析，SNCR（選擇性非催化還原）技術(shù)很值得我們意見和學(xué)習(xí)，SCR（選擇性催化還原）技術(shù)由于資金投入高，技術(shù)難度大等特點不得不讓我們望洋興嘆。SNCR技術(shù)作為一種成熟的NOx控制處理技術(shù)，如今在市場上已成主流，使用氨水的SNCR技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)國家環(huán)保局所規(guī)定的對氮氧化合物的排放標準。所以中國水泥企業(yè)要實現(xiàn)對氮氧化合物的達標排放，從技術(shù)上來看，SNCR技術(shù)是一個不

18、錯的選擇。國家環(huán)保局表示,到“十二五”末期，通過全面推廣采用水泥窯燒成用低NOx燃燒器、分級燃燒電解爐、選擇性費氧化還原組合技術(shù)，全面提升我們水泥窯NOx減排技術(shù)應(yīng)用，大幅降低水泥窯NOx排放總量。4. 促進水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整自上世紀60年代開始，鑒于當(dāng)時水泥廠的粉塵污染十分嚴重，有關(guān)部門向一些水泥廠每年收取一定的排塵費。然而10多年來新型干法水泥徹底顛覆了立窯水泥的排污形象之后，許多新型干法生產(chǎn)線的粉塵和SO2排放已遠低于國標規(guī)定。但由于歷史和現(xiàn)實的各種因素及長期養(yǎng)成的收交排塵費的“習(xí)慣”，許多水泥廠出于各種考慮，始終繼續(xù)交納“排污費”。如此這般，許多運營管理和排放都不錯的新型干法水泥企業(yè)依然

19、按慣例交費，這無形中成為其NOx超標排放的“口實”。隨著近10多年來新型干法水泥大規(guī)模淘汰取代落后水泥的巨大技術(shù)進步，我國新型干法水泥熟料在總產(chǎn)量的占比由6%上升到85%以上，水泥工業(yè)已經(jīng)發(fā)生了翻天覆地的變化，總體已達到了國際先進水平。我國的水泥技術(shù)與成套裝備在國際市場上已占有40%的份額，成為國際水泥行業(yè)迅速崛起的新引擎。可以說，如今我國水泥工業(yè)的人才、技術(shù)、裝備、管理、環(huán)保和創(chuàng)新等綜合水平與幾十年前有了天壤之別。但是我國水泥工業(yè)在公眾腦海里的污染印象尚未消除。我國水泥工業(yè)環(huán)保新形象要樹立，尚需時日，對此我們不僅應(yīng)予以理解，更要從中吸取教訓(xùn)。據(jù)了解，水泥工業(yè)脫硝資金消耗巨大，大部分企業(yè)對此表

20、示割肉之痛，經(jīng)分析水泥行業(yè)對氮氧化合物處理的費用占到了企業(yè)排污費總額八成以上，所以資金在其中自然就成了一個“狠角色”。 目前國內(nèi)每噸水泥的生產(chǎn)成本約180元250元，新的氮氧化物排放標準修訂后，加上水泥脫硝設(shè)備投入，每噸水泥成本將增加5元10元。水泥成本的增加必將帶來對全行業(yè)的一次洗牌，將成為優(yōu)勝劣汰的舉措，并帶來水泥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整高峰期。5. 理想的CDM項目為了應(yīng)對溫室氣體排放對全球氣候變化帶來的嚴重影響，20多年來，人類社會進行了持續(xù)不懈的努力。1997年12月在日本京都通過的京都議定書是這種努力的里程碑式的極其重要的成果。在聯(lián)合國氣候變化框架公約之下，世界各國最終簽署了具有法律約束力的京

21、都議定書，規(guī)定在2008到2012年的第一個承諾期內(nèi)，工業(yè)發(fā)達國家必須將二氧化碳排放總量在1990年排放總量的基礎(chǔ)上減少5.2%；發(fā)展中國家在此期間不承擔(dān)減排義務(wù)，而且可以將本國實現(xiàn)的減排量出售給發(fā)達國家，換取資金與技術(shù)，再用于國內(nèi)的環(huán)境保護事業(yè)，促進發(fā)展中國家的可持續(xù)發(fā)展，這就是京都議定書所涉及的“清潔發(fā)展機制（簡稱CDMClean Development Machanism）”的精髓。CDM是京都議定書第12條所建立的發(fā)達國家與發(fā)展中國家之間的一種國際合作機制。京都議定書所涉及的CDM包含雙重目的：幫助發(fā)展中國家實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展；幫助發(fā)達國家實現(xiàn)其減限排承諾。CDM規(guī)定發(fā)達國家通過提供資金和

22、技術(shù)的方式，與發(fā)展中國家開展項目級的合作，將項目所實現(xiàn)的“核證減排量（CERS）”用于發(fā)達國家締約方完成他們在議定書中的減排承諾 。CDM被普遍認為是一種“雙贏”機制：發(fā)展中國家通過合作可以獲得資金和技術(shù)，有助于實現(xiàn)自己的可持續(xù)發(fā)展；發(fā)達國家可以大幅度降低其在國內(nèi)實現(xiàn)減排所需的高昂費用。CDM為發(fā)達國家實現(xiàn)減排承諾提供了另一種可行的途徑。在全球范圍內(nèi)，無論在哪里進行減排，效果都是一樣的，但在發(fā)展中國家實現(xiàn)減排所需的成本與難度相對更低一些。CDM模式的主要內(nèi)容是，發(fā)達國家可以在發(fā)展中國家的項目中投入資金、技術(shù)，幫助其減少溫室氣體的排放量，然后向發(fā)展中國家購買其減排量，這樣發(fā)達國家就能以比較低的成

23、本完成減排承諾。CDM在發(fā)達國家和發(fā)展中國家之間創(chuàng)造了一種商機，使溫室氣體的減排量可以作為商品在國際市場上進行交易，發(fā)展中國家可以通過CDM項目獲得一定的資金和較先進的技術(shù)。項目建成后，可利用現(xiàn)有的2500t/d新型干法熟料生產(chǎn)線及新線4500t/d新型干法熟料生產(chǎn)線進行脫氮工程技術(shù)改造，大量減少了氮氧化物的排放。提高水泥線的整體清潔生產(chǎn)，為資源的綠色消費貢獻力量。第三章 水泥行業(yè) NOx 的排放標準及現(xiàn)狀1.水泥行業(yè)氮氧化物排放基本原理氮氧化物（NOx）在水泥生產(chǎn)中由煤燃燒過程產(chǎn)生。煤燃燒過程中，依據(jù)氮氧化物形成機理的不同區(qū)分為三種類型：（1）燃燒與空氣中的 N2在高溫條件下氧化形成的熱力

24、NOx；（2）燃料中的有機氮化合物在燃燒過程中被氧化形成的燃料 NOx；（3）在碳氫基團反應(yīng)過程中形成的中間產(chǎn)物和 N2 反應(yīng)形成的快速NOx。水泥生產(chǎn)過程中，回轉(zhuǎn)窯和分解爐是兩個主要的生產(chǎn)設(shè)備，如圖 2-1 所示。分解爐主要完成生料的分解過程，分解后的產(chǎn)物進入回轉(zhuǎn)窯，進行高溫煅燒，形成水泥熟料。在整個水泥生產(chǎn)過程中，大約 60%的煤粉進入分解爐，爐內(nèi)的溫度一般在 8501000范圍內(nèi)，在此溫度下，基本可以不考慮熱力 NOx 的形成，主要是燃料 NOx ，分解爐出口氮氧化物濃度一般在 800-1300 mg NO2/（Nm³ 10%O2）?；剞D(zhuǎn)窯內(nèi)主要是煅燒時物料的熔融和重結(jié)晶過程，

25、物料溫度必須超過 1400，因此通常水泥窯主燃燒器形成的火焰溫度控制在 18002200之間，這樣在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)熱力 NOx 和燃料 NOx 均有較多的形成比例，其中尤以熱力 NOx 為主，窯尾煙室的氮氧化物濃度可高達 1500-2600 mg NO2/（Nm³ 10%O2）。圖 3-1 水泥生產(chǎn)過程中的氮氧化物產(chǎn)生位置示意圖隨著水泥生產(chǎn)采用的原燃料逐步向替代廢棄物擴展，水泥生產(chǎn)過程也可能引入其他的 NOx 形成。但這部分 NOx 的形成量是有限的，即使大規(guī)模采用替代原燃料，水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的 NOx 也應(yīng)當(dāng)以熱力 NOx 和燃料 NOx 為主，控制NOx 的排放也應(yīng)當(dāng)著眼于窯及分解爐

26、系統(tǒng)的低 NOx 技術(shù)的應(yīng)用。2. 水泥行業(yè)氮氧化物的排放標準很早以來各國政府就已經(jīng)開始制定各種環(huán)境保護法案來限制 NOx 的排放。水泥行業(yè)是國民經(jīng)濟各部門之中 NOx 排放的大戶，因此對于水泥行業(yè)而言，治理 NOx 污染更具有保護環(huán)境的重要意義。環(huán)境保護的力度總是和一個國家的技術(shù)經(jīng)濟水平相適應(yīng)的，而由于水泥生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展，因此不同的水泥廠類型對于 NOx 排放的控制也是不盡相同的。表 2-1 給出了各主要水泥生產(chǎn)國家對 于NOx 排放的法規(guī)政策規(guī)定。表 2-1 水泥行業(yè)氮氧化物允許排放極限規(guī)定值的比較標準類別GB49151996GB49152004HJTxx(清潔生產(chǎn)標準水泥行業(yè)歐 盟2

27、000/76/EC日 本標準mg/Nm³kg/t產(chǎn)品mg/Nm³kg/t產(chǎn)品kg/t產(chǎn)品mg/Nm³cm³/Nm³NOx排 放標準已建8002.40800新、改、擴建8002.40500一級0.8二級8002.402.0三級16004.803.0未確定根據(jù)中華人民共和國環(huán)境保護法 、中華人民共和國大氣污染防治法 、水泥工業(yè)大氣污染物排放標準 等法律法規(guī)的有關(guān)規(guī)定和要求，至 2010 年 1月 1 日起，我國現(xiàn)有水泥廠排氣筒中的氮氧化物排放量不得超過 800 mg NO2/（Nm³ 10%O2）。水泥行業(yè)準入條件（工業(yè)和信息化部公告工原

28、2010第 127號）：新建或改擴建水泥（熟料）生產(chǎn)線項目須配置脫除 NOx 效率不低于 60%的煙氣脫硝裝置。新建水泥項目要安裝在線排放監(jiān)控裝置，并采用高效污染治理設(shè)備。3. 我國水泥行業(yè)氮氧化物排放現(xiàn)狀2008年，我國水泥總產(chǎn)量為13.6 億噸，排放氮氧化物157 萬噸，占全國工業(yè)排放總量的 15%；2010 年我國水泥總產(chǎn)量達超過 18.8億噸（熟料產(chǎn)量約為 12億噸），排放氮氧化物約 220 萬噸。水泥工業(yè)已是居火力發(fā)電、汽車尾氣之后的第三大氮氧化物排放大戶。氮氧化物排放影響大氣質(zhì)量，是水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的制約因素之一。近年來，天津水泥工業(yè)設(shè)計研究院對國內(nèi)不同規(guī)模不同窯型的國內(nèi)多家企業(yè)

29、預(yù)分解窯生產(chǎn)線進行測試，平均排放水平870 mg NO2/（Nm³ 10%O2）。4.國際水泥行業(yè)氮氧化物排放現(xiàn)狀綠色工業(yè)是歐洲工業(yè)最為顯著的特點之一，歐盟多年來特別重視循環(huán)經(jīng)濟和可持續(xù)發(fā)展的工業(yè)模式，其節(jié)能環(huán)保技術(shù)一直處于世界前沿。在水泥脫硝方面其不管是技術(shù)，政府政策扶持水泥脫硝方面歐盟更是前驅(qū)者，據(jù)了解，2009年，在歐洲283條水泥生產(chǎn)線，其中西歐大部分水泥廠都配備SNCR的脫硝系統(tǒng)，東歐也有近50家配備了此系統(tǒng)，而SCR脫硝系統(tǒng)僅在德國有一家。據(jù)了解，歐洲水泥企業(yè)在上個世紀90年代，就已經(jīng)開始推廣氮氧化合物減排技術(shù)。2011年1月6日，歐洲規(guī)定協(xié)同處置固廢的水泥氮氧化合物排放

30、標準限值為500mg/Nm³，德國更是在這個標準上給自己提出了更高的標準，為了推動歐洲水泥企業(yè)的技術(shù)進步，歐洲水泥協(xié)會于1999年出版了水泥窯處置固體廢棄物和氮氧化合物減排技術(shù)的指導(dǎo)性文件，其中收錄了水泥企業(yè)可以應(yīng)用的成熟的技術(shù)，并隨著科技發(fā)展每4年更新一次。歐洲的水泥企業(yè)在生產(chǎn)過程中，科學(xué)的生產(chǎn)方式對減少氮氧化合物的排放，做出了很大的貢獻。在燃料方面，大量使用替代燃料，其中大部分水泥廠的燃料替代率能維持在60%以上，甚至可以達到80%左右。在燃燒器方面，多數(shù)企業(yè)都使用底氮燃燒器，僅此這個過程就能減少10%30%的氮氧化合物的排放。在燃燒技術(shù)方面，普遍采用燃料分級燃燒，燃料分級燃燒是

31、脫硝的有效手段，其效率可高達30%50%。在歐洲SNCR系統(tǒng)脫硝技術(shù)能夠很好的做到氮氧化合物的達標排放，深受各水泥企業(yè)的喜愛，其技術(shù)已趨于成熟。歐水水泥工業(yè)的先進生產(chǎn)技術(shù)，政府有效地扶持政策，維穩(wěn)的生產(chǎn)體系都是我國水泥企業(yè)值得學(xué)習(xí)的地方。在學(xué)習(xí)的過程中，中國的企業(yè)應(yīng)當(dāng)不時的加大裝備技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)，提高我國對氮氧化合物排放的技術(shù)管理水平，真正實現(xiàn)綠色水泥的美好前景。第四章 建設(shè)條件1. 廠址本項目是利用水泥現(xiàn)有的2500t/d新型干法生料、熟料生產(chǎn)線及即將投入生產(chǎn)的4500t/d新型干法水泥生產(chǎn)線，在現(xiàn)有生產(chǎn)線上進行技術(shù)改造，無需征地，廠區(qū)場地經(jīng)水泥生產(chǎn)線工程地質(zhì)勘探得知，建設(shè)場地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)不良工

32、程地質(zhì)現(xiàn)象，適宜技術(shù)改造。擬建場地?zé)o活動斷裂通過，未發(fā)現(xiàn)土洞、溶洞及滑坡等不良地質(zhì)作用，場地穩(wěn)定，適宜建筑。本項目站址位于水泥生產(chǎn)線范圍內(nèi)。2. 自然條件2.1.氣象條件年平均溫度： 17.3 最高極限溫度： 40.1 最低極限溫度： -9.3 年平均5的天數(shù)： 20 d年平均濕度： 78.5 %年平均降水量： 1574.2 mm年連續(xù)降雨天數(shù)： 25 d年平均風(fēng)速： 1.6 m/s年最大風(fēng)速： 26 m/s當(dāng)?shù)睾０胃叨龋?115 m年平均大氣壓力： 100 kPa冬季平均大氣壓力： 101 kPa夏季平均大氣壓力： 99 kPa年主導(dǎo)風(fēng)向及頻率： 東北風(fēng) 2.2. 地震烈度按國家建筑抗震設(shè)計

33、規(guī)范（GB50011-2001），根據(jù)中國地震區(qū)劃圖（1992），XX屬于小于度地震區(qū)。3. 水源本工程生產(chǎn)用水（循環(huán)水補水）水源擬采用地表水，現(xiàn)有供水設(shè)施可以滿足項目建成后所有生產(chǎn)用水。4. 供電狀況供電電源引自上栗供電局長坪變電站和彭高變電站。分別以35雙回路引入福田變電所，出線電壓10廠內(nèi)設(shè)備使用。5. 建總投資本工程項目計劃總投資為5130萬元。6. 地質(zhì)災(zāi)害影響分析根據(jù)“中國地震烈度區(qū)劃圖”，該地區(qū)地震基本烈度為VI度。擬建項目場地與水泥生產(chǎn)線相鄰，水泥生產(chǎn)線建設(shè)時經(jīng)人工推填整平，目前地形較平坦、開闊。擬建場地?zé)o活動斷裂通過，未發(fā)現(xiàn)土洞、溶洞及滑坡等不良地質(zhì)作用，場地穩(wěn)定，適宜建筑。

34、7. 其他不利影響分析本項目的建設(shè)場地位于水泥生產(chǎn)線的廠區(qū)內(nèi)，廠區(qū)內(nèi)無可開采的礦藏，沒有古跡；對防洪和通航等沒有影響。根據(jù)工廠的現(xiàn)有建筑物及場地標高，按照防洪標準“50年一遇的高水（潮）位”，合理擬定工廠各車間的標高，故工廠沒有洪水威脅。第五章 項目內(nèi)容及設(shè)計原則1. 項目內(nèi)容根據(jù)水泥熟料生產(chǎn)線及水泥粉磨系統(tǒng)的特點，本項目的建設(shè)范圍如下：根據(jù)老生產(chǎn)線一座2500t/d新型干法熟料產(chǎn)水泥生產(chǎn)系統(tǒng)，新生產(chǎn)線4500t/d新型干法熟料產(chǎn)水泥生產(chǎn)系統(tǒng)，分別安裝空氣分級燃燒系統(tǒng)、選擇性非催化還原SNCR 技術(shù)系統(tǒng)，主要有氨水儲存系統(tǒng)，氨水溶液傳輸模塊以及氨水溶液噴射系統(tǒng)等；1、配電間（高、低壓）400m

35、2（兩處）2、脫硝車間4000 m2（兩處）3、原材料倉庫600 m25、廢水處理設(shè)施（2處）6、機電維修車間200m27、化驗室360m2配套建設(shè)項目的土建、給排水工程；生產(chǎn)線配電系統(tǒng)；自動控制系統(tǒng)；2. 設(shè)計原則最大限度的利用水泥生產(chǎn)線現(xiàn)有可用設(shè)備；技術(shù)改造的建設(shè)、生產(chǎn)運行減少影響水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運行；保證質(zhì)量為原則，快速安裝、調(diào)試好生產(chǎn)設(shè)備，讓生產(chǎn)設(shè)備迅速投入生產(chǎn)；系統(tǒng)及設(shè)備應(yīng)選擇成熟可靠的節(jié)能技術(shù)及裝備。第六章 技術(shù)方案論述1. 水泥行業(yè)排放現(xiàn)狀和標準的發(fā)展從我國水泥工業(yè)NOx控制技術(shù)的使用情況來看，除一些水泥窯采用了低氮燃燒器設(shè)計，以及部分新型干法窯通過控制分解爐產(chǎn)生還原性氣氛削減

36、NOx排放外，基本未采取任何控制措施。德國近30年的監(jiān)測結(jié)果顯示回轉(zhuǎn)窯廢氣中NOx排放濃度大約在300 2200 mg/Nm³。而國內(nèi)運行的新型干法水泥窯NOx排放濃度尚缺乏系統(tǒng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，根據(jù)一些不完全的監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示，大約在800 1600 mg/Nm³左右, 也有一些數(shù)據(jù)報道水泥爐窯平均排放濃度為500 800 mg/Nm³ 。我國在1985年頒布了第一個水泥行業(yè)環(huán)保標準，即水泥工業(yè)污染物排放標準（GB4915-85)，1996年對該標準進行第一次修訂，并更名為水泥廠大氣污染物排放標準(GB4915-1996)。在GB491585標準中，沒有對水泥爐窯的NOx

37、排放提出限制，而GB4915-1996標準明確規(guī)定了水泥廠允許排放NOx的排放限值。2004年國家頒布了新的水泥工業(yè)大氣污染物排放標準(GB4915-2004)，該標準對已建和新建水泥廠的排放要求沒有區(qū)分，NOx排放限值和GB4915-1996標準規(guī)定的水泥爐窯NOx排放限值一樣，即為800 mg/Nm³。和火電廠大氣污染物排放標準(GB 13223-2011)相比, 該限值遠遠高于火電廠大氣污染物排放限值（100 200 mg/Nm³)。預(yù)計隨著國家對NOx排放控制日益嚴格和脫硝技術(shù)的發(fā)展，水泥行業(yè)的NOx排放標準將趨于更加嚴格。2.水泥行業(yè)NOx控制技術(shù)的比選回轉(zhuǎn)窯是新

38、型干法水泥物料燒成的關(guān)鍵技術(shù)裝備，也是NOx的主要來源。煅燒水泥熟料時生成一氧化氮NO的途徑主要有四種，即第一種熱力NOx，它是燃料在水泥窯頭1400以上燃燒時會產(chǎn)生大量NOx；第二種瞬發(fā)NOx，它是有碳氫根存在時，于火焰前端瞬發(fā)形成的NOx，一般這種瞬發(fā)NO生成量的比例很??；第三種燃料NO，它是由燃料中所含的化學(xué)接合氮所產(chǎn)生的。因為燃料中氮原子的接合能較小，所以在水泥窯系統(tǒng)相對較低溫的分解爐內(nèi)產(chǎn)生的燃料NOx較多；第四種生料NOx，它是由窯喂料中含氮的化合物分解后而形成的NOx。在窯廢氣中NO2一般僅占NO+NO2總量的5以下，NO則占總量的95以上。國內(nèi)運行的干法水泥窯NOx排放濃度大約在

39、9001700mg/Nm³ 左右。在我國，新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯上常用的NOx控制技術(shù)主要有以下幾種：一是優(yōu)化窯和分解爐的燃燒制度；二是改變配料方案，摻用礦化劑以求降低熟料燒成溫度和時間，改進熟料易燒性；三是采用低NOx的燃燒器；四是在窯尾分解爐和管道中的階段燃燒技術(shù)。然而，即使把上述四種措施全部采用起來，事實上水泥窯的NOx排放也很難達到400mgNm³以下。采用選擇性非催化還原（SNCR）脫硝法或選擇性催化還原（SCR）脫硝法進一步降低NOx排放的措施是一個非常有效的降低NOx排放的途徑。根據(jù)實際情況本項目主要對SNCR和SCR脫硝技術(shù)在水泥廠的運用進行比選。2.1 選擇性

40、非催化還原（SNCR）脫硝技術(shù)2.1.1技術(shù)介紹選擇性非催化還原（Selective Non-Catalytic Reduction，以下簡寫為 SNCR）技術(shù)是一種商業(yè)性氮氧化物控制處理技術(shù)。SNCR 技術(shù)屬于燃燒后控制技術(shù)，是將氨水或尿素等氨基物質(zhì)在一定的條件下與煙氣混合，在不使用催化劑的情況下將氮氧化物還原成為無毒的氮氣和水，氨水還原氮氧化物總的化學(xué)反應(yīng)為：在分解爐或爐膛的中下部噴入還原劑尿素CO(NH2)2或氨水(NH4OH) ,在有部分氧存在的條件下,發(fā)生以下反應(yīng)過程。4NH3 + 4NO + O2 4N2 + 6H2O (1)溫度進一步升高,則可能發(fā)生以下的反應(yīng):4NH3 + 5O

41、2 4NO + 6H2O (2)氨水噴射的過程對于噴入點的煙氣溫度水平非常敏感，一般認為合適的溫度為 8001100 ，也就是所謂的“溫度窗口”。一般來講影響 SNCR 反應(yīng)的關(guān)鍵因素有：反應(yīng)溫度、氨氮 (NH3/ NO)摩爾比、氮氧化物初始濃度、煙氣中 O2濃度、停留時間等因素。SNCR 在實驗室內(nèi)的試驗中可以達到 90以上的氮氧化物脫除率。應(yīng)用在水泥工業(yè)上，長期現(xiàn)場應(yīng)用一般能達到 2080的 NOx 脫除率。2.1.2關(guān)鍵技術(shù)問題SNCR技術(shù)的關(guān)鍵是：還原劑噴射在合適的溫度窗口，以及噴入的還原劑與煙氣中NOx的充分混合，從而實現(xiàn)較高的脫硝效率，降低還原劑的耗量和尾部氨的逃逸量。1）噴嘴位置

42、的確定確定噴嘴位置主要考慮爐窯內(nèi)部的氣體溫度,尿素還原 NOx 反應(yīng)的適宜溫度為 9501050。噴嘴的位置選擇是否合適，直接決定了SNCR的脫硝效率的高低。噴嘴位置的選擇是整個SNCR系統(tǒng)最關(guān)鍵的地方。選擇合適的噴嘴位置，主要通過兩種途徑來實現(xiàn)：CFD流場模擬，來確定最佳噴射點；通過紅外線現(xiàn)場測試爐窯內(nèi)溫度分布，確定噴射位置。2）尿素溶液的霧化要求尿素溶液噴入到爐窯后，要求尿素與 NOx 必須在很短的時間內(nèi)完成反應(yīng) ,否則尿素就會流動到較低的溫度區(qū)域 ,明顯降低尿素還原 NOx的反應(yīng)程度。為了使尿素與NOx 的反應(yīng)在很短的時間內(nèi)完成 ,必須對尿素溶液進行良好的霧化。對尿素溶液進行良好的霧化

43、,必須選擇噴嘴的結(jié)構(gòu)和噴嘴處的液體、氣體壓力和流量。噴嘴處的液體壓力一般為0.4MPa，噴嘴處的氣體壓力一般為0.3MPa。3）噴嘴的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)噴嘴的質(zhì)量是尿素添加設(shè)備的技術(shù)關(guān)鍵,噴嘴的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)該首先保證使尿素溶液具有良好的霧化效果,其次應(yīng)考慮噴嘴本身處于高溫部位,應(yīng)具有良好的耐熱性能,不易燒損。2.1.3水泥爐窯SNCR脫硝技術(shù)需要注意的幾個問題1）目前國內(nèi)一般沒有現(xiàn)成的50%尿素溶液采購，所以需從化肥廠買來袋裝尿素自行配制成尿素溶液。由于尿素的溶解過程是吸熱反應(yīng)，在尿素溶液配制過程中需配置功率強大的熱源，以防尿素溶解后的再結(jié)晶。在北方寒冷地區(qū)的氣象條件下，該問題將會暴露的更明顯。2）在整

44、個SNCR脫硝工藝中，尿素溶液總是處于被加熱狀態(tài)。若尿素的溶解水和稀釋水（一般為工業(yè)水）的硬度過高，在加熱過程中水中的鈣、鎂離子析出會造成脫硝系統(tǒng)的管路結(jié)垢、堵塞。因此，必須在尿素中添加阻垢劑或采用除鹽水作為脫硝工藝水。3）由于噴嘴噴射器工作在爐窯內(nèi)部高溫區(qū)，為防止噴射器冷卻水管路內(nèi)部結(jié)垢，需采用除鹽水作為多噴嘴噴射器冷卻水。4）在SNCR脫硝工藝中，廠用氣的耗量也是較大的。噴射霧化、設(shè)備冷卻需、管路吹掃都需要廠用氣。2.2 水泥爐窯選擇性催化還原（SCR）脫硝技術(shù)2.2.1 選擇性催化還原SCR 降低NOx原理選擇性催化還原法（SCR）是利用還原劑在催化劑作用下有選擇性地與爐窯中的氮氧化物（

45、主要是一氧化氮和二氧化氮）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氮氣和水，從而減少煙氣中氮氧化物排放的一種脫硝工藝。 運用SNCR脫硝技術(shù)，確保水泥窯NOx的排放穩(wěn)定在800mgNm³，是可以比較可靠的實現(xiàn)。但要達到400 mgNm³以下甚至更低，單獨依靠SNCR已不能穩(wěn)定可靠地實現(xiàn)，必須和SCR脫硝技術(shù)結(jié)合起來。SCR脫硝技術(shù)的原理如下：4NO+4NH3+O24N2+6H2O4NH3+2NO2+O23N2+6H2ONO2+NO+2NH32N2+3H2O2.2.2工藝流程在窯尾預(yù)熱器和增濕塔之間增設(shè)一個SCR反應(yīng)塔，將預(yù)熱器的廢氣由該反應(yīng)塔上部導(dǎo)入，與噴入塔內(nèi)的氨水或尿素等還原劑相混合，借助反

46、應(yīng)塔內(nèi)多層催化劑的催化作用，確保脫氮反應(yīng)更充分地完成，催化劑由V2O5、W2O3等活性組分制成的。水泥行業(yè)SCR脫硝工藝流程圖如圖2所示。1-噴氨格柵 2-整流格柵 3-催化劑 4-SCR反應(yīng)器圖6-1 干法水泥窯脫硝SCR工藝流程圖SCR脫硝工藝裝置的主要組成部分包括一個SCR反應(yīng)器、一個儲罐及一個還原劑注入系統(tǒng)。還原劑即可是帶壓的無水液氨, 也可是常壓下的氨水溶液(通常重量濃度為25%)。當(dāng)采用氨水或尿素溶液時,通常將其通過位于導(dǎo)管或滑流的霧化噴嘴直接注入到煙氣通道中。無水液氨的儲存壓力取決于儲罐的溫度。液氨通過蒸發(fā)器中的蒸汽、熱水或電被蒸發(fā)。然后, 蒸發(fā)的氨氣經(jīng)空氣稀釋, 通過注入系統(tǒng)被

47、注入到煙氣中。注入系統(tǒng)有許多注射噴嘴組成,使氨和煙氣均勻分布。另一方面, 在噴嘴數(shù)量較少的情況下, 可以結(jié)合一個靜態(tài)混合器一起使用。氨氣在煙氣內(nèi)的均勻分布對于實現(xiàn)NOX的有效還原、較低的氨逸出量以及由此達到催化劑的有效利用都十分重要?？紤]到脫硝催化劑的投資成本較高，水泥爐窯很少單獨依靠SCR來實現(xiàn)對氮氧化物的控制。在要求較低的排放濃度的情況下，一般采取把SCR與SNCR結(jié)合起來的聯(lián)合脫硝技術(shù)。2.2.3水泥爐窯SCR脫硝工藝需要注意的問題 1）高粉塵濃度對催化劑的影響大水泥爐窯尾部的粉塵含量可高達80100g/Nm³，易造成催化劑孔隙堵塞，使系統(tǒng)壓降迅速增加，給引風(fēng)機的正常運行造成嚴

48、重威脅，從而影響水泥爐窯生產(chǎn)線長期穩(wěn)定運行。水泥爐窯SCR脫硝工藝對催化劑的堵塞和磨損，提出了更高的要求。2）催化劑中毒問題水泥爐窯煙氣中鈉 、鉀等水溶性堿金屬化合物易與催化劑中的V2O5反應(yīng)導(dǎo)致催化劑中毒，從而降低催化劑的活性。同時，水泥爐窯煙氣中的CaO含量較高，易于SO3反應(yīng)生成CaSO4，覆蓋催化劑的表面，降低催化劑的活性。水泥爐窯SCR脫硝系統(tǒng)中，由于煙氣中堿性金屬氧化物含量較高，要特別注意催化劑的中毒問題。2.3 水泥爐窯SNCR+SCR聯(lián)合脫硝技術(shù)2.3.1 SNCR+SCR聯(lián)合脫硝的特點1）催化劑用量小SCR工藝由于催化劑非常昂貴，使得SCR系統(tǒng)的投資很大。并且由于需要定期更換

49、，運行費用也很高。SNCR+SCR聯(lián)合脫硝工藝由于首先采用了SNCR工藝初步脫硝，脫硝效率可以達到40%甚至更高，降低了對催化劑的依賴。與SCR工藝相比，混合工藝的催化劑用量可以大大減少。2）SCR反應(yīng)塔體積小，空間適應(yīng)性強由于聯(lián)合脫硝工藝催化劑用量少，通過對煙道、擴展煙道等進行改造來布置SCR反應(yīng)器，大大縮短了反應(yīng)器上游煙道長度。它與單一的SCR工藝相比，不需要復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)，節(jié)省了投資且不受場地的限制。3）脫硝系統(tǒng)阻力小由于聯(lián)合脫硝工藝的催化劑用量少，SCR反應(yīng)器體積小，其前部煙道較短因此，與傳統(tǒng)SCR工藝相比，系統(tǒng)壓降將大大減小，減少了引風(fēng)機改造的工作量，降低了運行費用。4）減少SO2向S

50、O3的轉(zhuǎn)化，降低腐蝕危害催化劑的使用雖然有助于提高脫硝效率，但也存在增強SO2向SO3轉(zhuǎn)化的副作用，而煙氣中的SO3含量的增加，將生成更多的NH4HSO4。NH4HSO4的黏結(jié)性很強，在煙氣溫度較低時，會堵塞催化劑并對下游設(shè)備造成腐蝕。聯(lián)合脫硝技術(shù)由于減少了催化劑的用量，將使這一問題得到一定程度的遏制。5）簡化還原劑噴射系統(tǒng) 為了為了獲得高效脫硝反應(yīng)，要求噴入的氨與煙氣中的NOx有良好的接觸并要求在催化反應(yīng)器前形成分布均勻的流場、濃度場和溫度場，為此，單一的SCR工藝除必須設(shè)置復(fù)雜的氨噴射格柵（AIG）及其控制系統(tǒng)外，還往往需要在多處安放摻混設(shè)施、加長煙道以保證AIG與催化劑之間有足夠遠的距離

51、等措施，以達到上述要求。而混合工藝的還原劑噴射系統(tǒng)布置在鍋爐爐墻上，與下游的SCR反應(yīng)器距離很遠，因此，無需再加裝混合設(shè)施，也無需加長煙道，就可以在催化劑反應(yīng)器入口獲得良好還原劑與NOx的混合及分布。2.4 比選結(jié)論1）從世界范圍來看，已實施的水泥廠脫硝工程，幾乎全部采用SNCR脫硝技術(shù)。SNCR脫硝是目前水泥行業(yè)脫硝的主流技術(shù)。2）SNCR法的脫硝的效率為50%60% ,低于選擇性催化還原法(SCR)脫硝的效率(80%90%),而SNCR法的費用只有SCR 法的五分之一左右。3）SCR脫硝技術(shù)可以有效地控制氮氧化物的排放，可以保證爐窯煙氣的NOx排放濃度降到100200mg/Nm³

52、。但SCR需要使用和消耗價格昂貴的貴金屬催化劑,且由于水泥企業(yè)廢氣的粉塵濃度很高,堿金屬含量較高，易使催化劑中毒和堵塞。SCR脫硝技術(shù)在水泥工業(yè)上的實踐才剛剛開始，還有諸多改進的空間。4）隨著水泥行業(yè)的發(fā)展和環(huán)保標準要求的不斷提高, SNCR和SCR脫硝將會得到廣泛的運用。5）根據(jù)比選SNCR和SCR脫硝技術(shù)，SNCR技術(shù)為是目前水泥行業(yè)脫硝的主流技術(shù)。應(yīng)用較為成熟，并投入相對更經(jīng)濟，安全系數(shù)更高是較為可靠的脫硝技術(shù)。3、技術(shù)方案SNCR 系統(tǒng)主要設(shè)備都需進行模塊化設(shè)計，主要有氨水儲存系統(tǒng)，氨水溶液傳輸模塊以及氨水溶液噴射系統(tǒng)組成。工藝流程圖、主機設(shè)備表見后。SNCR 系統(tǒng)主要設(shè)備布置在窯尾平

53、臺上即可，氨水罐可以布置在生料均化庫旁或其他適當(dāng)?shù)攸c。選擇性非催化還原法（SNCR）脫硝技術(shù)是在沒有催化劑的條件下，在9501050的溫度范圍內(nèi)，把還原劑（氨氣或尿素）噴入水泥爐窯內(nèi)，還原劑與爐窯中的氮氧化物（主要是一氧化氮和二氧化氮）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成氮氣和水，從而減少煙氣中氮氧化物的排放。當(dāng)溫度低于800時,NH3與NO的反應(yīng)速度很慢；當(dāng)溫度高于1100時反應(yīng)式(2)會逐漸起主導(dǎo)作用,當(dāng)溫度高于1300時NH3轉(zhuǎn)變?yōu)镹O的趨勢會變得明顯。3.1 空氣分級燃燒3.1.1空氣分級燃燒介紹助燃空氣分級燃燒是目前使用最為普遍的低氮氧化物燃燒技術(shù)之一。助燃空氣分級燃燒技術(shù)的基本原理為：將燃燒所需的空

54、氣量分成兩級送入，使第一級燃燒區(qū)內(nèi)過量空氣系數(shù)在 80%左右，燃料先在缺氧的富燃料條件下燃燒，使得燃燒速度和溫度降低，因而抑制了熱力氮氧化物的生成。同時，燃燒生成的一氧化碳與氮氧化物進行還原反應(yīng)，以及燃料氮分解成中間產(chǎn)物 (如 NH、CN、HCN 和NHx 等)相互作用或與氮氧化物還原分解，抑制燃料氮氧化物的生成：2CO+ 2NO 2CO + N2NH+ NH N2+ H2NH+ NO N +OH在二級燃燒區(qū)（燃盡區(qū)）內(nèi)，將燃燒用空氣的剩余部分以二次空氣的形式輸入，成為富氧燃燒區(qū)。此時空氣量多，一些中間產(chǎn)物被氧化生成氮氧化物：CN+ O CO+ NO但因溫度相對常規(guī)燃燒較低，氮氧化物生成量不大

55、，因而總的氮氧化物生成量是降低的。水泥窯進行空氣分級燃燒技術(shù)的示意圖見圖 3-2。圖 6-2 空氣分級燃燒示意圖3.1.2 空氣分級燃燒技術(shù)方案本方案主要是通過助燃空氣分級燃燒技術(shù)實現(xiàn)氮氧化物的減排。在分級燃燒過程中，以保證水泥廠正常生產(chǎn)和控制氮氧化物排放為目標，在實現(xiàn)氮氧化物減排的過程中配備較為完善的控制檢測設(shè)備，以確定合理的分解爐燃燒制度。1） 中材XX水泥有限公司原燃料概況表 6-1 生料化學(xué)成分平均LossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO36.6412.132.792.0544.031.3999.03表 6-2 煤灰成分SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgO59.7723.4

56、97.491.391.3693.50表6-3 入窯煤粉StMar(%)Mad(%)Vad(%)Aad(%)Qned.ad(kj/kg)Qnet.ad(kcal/kg)固定碳1.275.91.863.3434.3720548491660.432）技術(shù)方案在現(xiàn)有 TTF 分解爐添加三次風(fēng)上行管道，使分解爐的主燃燒區(qū)空氣過剩系數(shù)<1，主燃燒區(qū)處于“富燃料燃燒”狀態(tài)；分解爐燃盡區(qū)空氣過剩系數(shù)>1。助燃空氣分級燃燒過程通過有效的組織，把對生產(chǎn)系統(tǒng)的影響降低到最小。助燃空氣分級燃燒改造示意圖見圖 6-2.圖 6-2 空氣分級燃燒改造示意圖3.1.3 空氣分級燃燒設(shè)備空氣分級燃燒技術(shù)改造的主機設(shè)備表如下表所示：表 6-4 （4500t/d水泥生產(chǎn)線）空氣分級燃燒主機設(shè)備表編號設(shè)備名稱規(guī)格數(shù)量1原有三次風(fēng)閘板閥改造1800*1800mm22上行三次風(fēng)分風(fēng)管道1500mm13上行三次風(fēng)分風(fēng)管道