水泥廠氮氧化物的超低排放

目錄水泥廠氮氧化物的產(chǎn)生與超低排放操作TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"一、 妲氧化物從哪里來的？ 2（-）氮氧化物（NOx）主要是來源于回轉(zhuǎn)窯高溫帶。 2（二）分解爐產(chǎn)生的（NOx） 3二、 兩牛H耍的反應(yīng)方程式 3\o"CurrentDocument"氮氧化物與CO的反應(yīng)方程式 3\o"CurrentDocument"NOX和氨水的反應(yīng)方程式 3\o"CurrentDocument"三、 正常操作卜的回轉(zhuǎn)窯操作過程和NOx的生成 4\o"CurrentDocument"四、 我廠的工藝裁程和理論」-反應(yīng)過程節(jié)點(diǎn)（見下圖） 4..瘵敦瀏曙;或理 5\o"CurrentDocument"1、 氨水脫銷 5\o"CurrentDocument"2、 CO還原反應(yīng) 5\o"CurrentDocument"3、 降低氨水用量 64、 實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 75、 針對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果優(yōu)化和調(diào)整 7辿'飆逾&的攝術(shù)管理 7停磨氨逃逸超標(biāo)的原因分析 7再次實(shí)驗(yàn) 8NOx超低排放的反應(yīng)過程重點(diǎn)分析 8七父麻含采 10水泥廠氮氧化物的產(chǎn)生與超低排放操作現(xiàn)階段河北省大部分地區(qū)水泥生產(chǎn)已經(jīng)要求達(dá)到超低排放，即粉塵、二氧化硫、氮氧化物分別控制到不高于10mg/m3、30mg/m3、50mg/m8，估計(jì)不遠(yuǎn)的將來，全國(guó)各地區(qū)的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)降低到這一標(biāo)準(zhǔn)。然而能夠真正達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)的企業(yè)并不多， 有的多加氨水雖然達(dá)到了該標(biāo)準(zhǔn)，但是波動(dòng)較大，不能穩(wěn)定控制在 50mg/m3以下，操作一旦出現(xiàn)波動(dòng)就會(huì)超過該標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)氨逃逸時(shí)有超標(biāo)。還有的企業(yè)為達(dá)到該標(biāo)準(zhǔn)不得不把產(chǎn)量降低， 明明能夠生產(chǎn)6000t/d的窯，產(chǎn)量要降低到5400t/d，造成生產(chǎn)成本的大幅上升。實(shí)事求是的說，現(xiàn)有的超低排放標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)成為企業(yè)的生死符，是決定水泥企業(yè)能否生存的根本性問題。本文將從理論到實(shí)踐全面論述超低排放安全操作的生產(chǎn)過程， 從探討到解決并達(dá)到超低排放標(biāo)準(zhǔn)的生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)思路全過程，為企業(yè)提供達(dá)到超低排放的生產(chǎn)技術(shù)，并以最低的投資，最高的回報(bào)達(dá)到超低排放正常生產(chǎn)要求。氮氧化物從哪里來的？在回轉(zhuǎn)窯排放的廢氣中總中NO2一般僅占N0+N02總量的5%以下，NO則占總量的95%以上。（一）氮氧化物（NO*）主要是來源于回轉(zhuǎn)窯高溫帶。其一，回轉(zhuǎn)窯在煅燒時(shí)窯內(nèi)溫度高達(dá)1450度以上，火焰最高溫度可達(dá)1600度甚至更高，這時(shí)空氣中的氮?dú)夂脱鯕鈺?huì)在高溫下產(chǎn)生大量的NOx主要是以NO的形式存在，也叫做熱力型NOx，他是窯內(nèi)NOx的主要來源，溫度越高產(chǎn)生的NOx越多。具體到多少溫度生成多少NO還沒有準(zhǔn)確的試驗(yàn)結(jié)果，但是溫度越高，產(chǎn)生的 NO越多是不爭(zhēng)事實(shí)，同時(shí)還與氮?dú)夂脱鯕獾臐舛燃巴Ａ魰r(shí)間有關(guān)。其二，由燃料中氮元素直接轉(zhuǎn)化的NOx稱為燃料中的NOx,主要為有機(jī)氮，含量一般在0.5%-2.5%之間。其三，在欠氧環(huán)境下，燃料中的碳?xì)浠衔锶紵纸馍蒀HCH2以及C2等基團(tuán)，它們與氮分子以及O、OH等原子基團(tuán)反應(yīng)而在很短的時(shí)間內(nèi)大量產(chǎn)生NOx,稱為快速型NOx,它對(duì)溫度的依賴性很弱，它的生成量一般為總NOx生產(chǎn)量的5%以下。窯內(nèi)產(chǎn)生的NQ在窯尾的檢測(cè)中好一點(diǎn)的回轉(zhuǎn)窯在800mg/Nm3以下，個(gè)別的可達(dá)700mg/Nm3,相反較差的回轉(zhuǎn)窯NOx排放的相對(duì)較高，個(gè)別可達(dá)1600mg/Nm3甚至更高。（二）分解爐產(chǎn)生的（NOx）分解爐產(chǎn)生的NOx主要是因?yàn)樵诓僮髦袦囟雀叨a(chǎn)生的，前邊已經(jīng)說過溫度越高產(chǎn)生的NOx越高，當(dāng)然溫度越低產(chǎn)生的NOx越少，具體到多少的溫度開始大量生成這要看具體的窯型、分解爐形式和操作習(xí)慣、操作溫度而定，在這里不詳細(xì)說明，接下來會(huì)按照我們公司的實(shí)際情況敘述。二、 兩個(gè)主要的反應(yīng)方程式氮氧化物與CO的反應(yīng)方程式氮氧化物（用NOx表示）跟CO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為無毒物質(zhì)的化學(xué)方程式為：2NOx+2xCO=N2+2XCONOX和氨水的反應(yīng)方程式NO+4NHhO一玉10H2O+5N2即：一氧化氮和氨水反應(yīng)生產(chǎn)水和氮?dú)?，生產(chǎn)無毒無害的水和氮?dú)狻Ｕ２僮飨碌幕剞D(zhuǎn)窯操作過程和NOx的生成煤粉在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燃燒產(chǎn)生高溫，使得大量的氮?dú)夂脱鯕庑纬蒒Ox,然后在高溫風(fēng)機(jī)作用下，隨著窯內(nèi)二次風(fēng)進(jìn)入窯尾，這時(shí)窯尾的NOx濃度最高，可高達(dá)1500mg/Nm3,甚至更高，通過窯尾隨后進(jìn)入分解爐。在分解爐內(nèi)由于分解爐燃燒是輝焰燃燒， 即是在低溫缺氧環(huán)境下燃燒，所以形成的NOx不多，同時(shí)由于分解爐是在低溫缺氧的環(huán)境下燃燒容易形成CO,這時(shí)從窯尾出來的NOx和分解爐內(nèi)產(chǎn)生的CO反應(yīng)，生產(chǎn)N和CC2,但是由于CO產(chǎn)生的數(shù)量有限以及分解爐的特殊情況，不能夠使NOx完全反應(yīng)，剩余部分的NOx（大約有600-800mg/Nm3）與分解爐產(chǎn)生的NOx被排除煙囪造成環(huán)境污染。四觸我廠的工藝流程和理論上反應(yīng)過程節(jié)點(diǎn)（見下圖）與范還於五、技改實(shí)驗(yàn)過程1、 氨水脫銷眾所周知，在回轉(zhuǎn)窯窯尾預(yù)熱器內(nèi)加入氨水通過讓氨水和 NOx產(chǎn)生反應(yīng)生產(chǎn)水和氨，消除了NOx的存在，確保了廢氣排放達(dá)標(biāo)。試驗(yàn)是在分解爐中部通過噴槍把氨水噴入，這樣氨水使用大約1噸左右，NOx能夠降低到300mg/Nm3，但是隨著環(huán)保要求越來越嚴(yán)，NOx的排放要求從400mg/Nm3，降低到200mg/Nm3、100mg/Nm3以至現(xiàn)在的超低排放50mg/Nm3,經(jīng)過多次嘗試單純的加氨水已經(jīng)達(dá)不到超低排放的要求。所以經(jīng)過分析研究后我們進(jìn)行了CO還原反應(yīng)的改造。2、 CO還原反應(yīng)考慮到窯尾的NOx高，經(jīng)過分解爐后NOx能夠降低，通過搜集相關(guān)資料和相關(guān)的分級(jí)燃燒改造案例得知，分解爐內(nèi)產(chǎn)生的 CO與NOx還原反應(yīng)會(huì)大幅度降低NOx。那么我們就開始考慮如何讓分解爐產(chǎn)生大量的CO,便于與更多的NOx產(chǎn)生反應(yīng)。為此把分解爐的噴煤嘴放在煙室的縮□位置。一是讓煤粉燃燒時(shí)遠(yuǎn)離三次風(fēng)管，讓它在氧含量最低的窯尾上來的廢氣中燃燒避免高溫的產(chǎn)生。二是讓其在高溫缺氧的環(huán)境中燃燒，就會(huì)產(chǎn)生大量的 CO,讓CO和窯內(nèi)形成的NOx產(chǎn)生還原反應(yīng)，生成無毒、無害的N和CC2。通過實(shí)施技改后效果良好，NOx的排放達(dá)到了50mg/Nm3以下，美中不足的是氨水的用量很大。每小時(shí)用量達(dá)到了 1.3噸氨水（含氨量25%），每天的氨水用量是31t。同時(shí)我們?cè)诓僮髦幸渤霈F(xiàn)了不少問題，例如：窯的產(chǎn)量低，5000t/d的生產(chǎn)線產(chǎn)量?jī)H僅達(dá)到5600t/d，兩臺(tái)生料輥壓機(jī)不能停，停任意一臺(tái)氨逃逸就會(huì)迅速超標(biāo)。同時(shí)在操作的過程中稍有不慎NOx也會(huì)出現(xiàn)波動(dòng)，有時(shí)甚至超標(biāo)。、降低氨水用量為了穩(wěn)定達(dá)到超低排放的要求，同時(shí)要確保生產(chǎn)操作正常，必須要降低氨水的用量，我們成立了研究小組，首先針對(duì)氨水用量大和NOx操作不穩(wěn)定進(jìn)行研究。經(jīng)過研究小組的幾天觀察他們發(fā)現(xiàn)，分解爐的溫度波動(dòng)對(duì)NOx的影響很大。經(jīng)過分析后我們認(rèn)為是由以下兩項(xiàng)原因造成：（一） 分解爐溫度高，是分解爐里邊的煤使用量增大后雖然在縮口處并沒產(chǎn)生太高溫度，但是在廢氣氧含量不變的情況下，多余的煤粉和三次風(fēng)混合后會(huì)瞬間燃燒提高了火焰燃燒溫度，也會(huì)造成NOx出現(xiàn)和增高。這時(shí)不得不多加氨水進(jìn)行化合處理。同時(shí)由于氨水多加氨逃逸時(shí)有超標(biāo)現(xiàn)象。（二） 由于分解爐里邊的溫度升高變化，造成氨水噴槍的位置變相轉(zhuǎn)移，即由氨水噴槍處的溫度升高，氨水和NOx的反應(yīng)部分停止，造成NOx的上升。（三） 考慮到以上兩方面的原因，我們思考認(rèn)為很可能氨水和NOx的反應(yīng)有一個(gè)反應(yīng)溫度的區(qū)域，超出該區(qū)域氨水和NOx不反應(yīng)，即氨水不起作用。針對(duì)以上的問題我們展開實(shí)驗(yàn)，通過降低頭煤提高尾煤的方式提高分解爐溫度，觀察是否NOx的增高和分解爐溫度有沒