王路明，華 超，徐連春（南京凱盛國(guó)際工程有限公司，江蘇 南京 210036）

0 前言

隨著環(huán)保限排指標(biāo)的日益嚴(yán)格，水泥行業(yè)窯爐脫硝將成為環(huán)保的重點(diǎn)治理領(lǐng)域之一，要求氮氧化物排放量（標(biāo)況下）將從320 mg/m3降至100 mg/m3以下，因此，應(yīng)用經(jīng)濟(jì)高效的煙氣脫硝技術(shù)已成為水泥行業(yè)的迫切需求。

目前，市場(chǎng)上流行的低氮燃燒和傳統(tǒng)的SNCR脫硝技術(shù)均不能滿足嚴(yán)格的排放要求；而近幾年熱門的SCR脫硝技術(shù)在河南等某些水泥廠雖已付諸工程，但普遍存在催化劑堵塞中毒等問題，且投資高昂，效果均不理想；本文介紹一種新型的小流量、多噴點(diǎn)的SNCR脫硝技術(shù)路線，取代傳統(tǒng)脫硝技術(shù)，并在西南某水泥生產(chǎn)線得到驗(yàn)證，成功將氮氧化物排放量（標(biāo)況下）降到100 mg/m3以下。

1 SNCR脫硝系統(tǒng)

1.1 技術(shù)思路

（1）在窯尾框架附近新建SNCR脫硝廠房。

（2）經(jīng)過理論計(jì)算和實(shí)驗(yàn)?zāi)M，在分解爐鵝頸管和C6預(yù)熱器上多點(diǎn)布置一定數(shù)量的噴槍。

（3）采用可自動(dòng)調(diào)節(jié)深入爐膛長(zhǎng)度的雙流體霧化噴槍。

（4）采用智能化專家系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控氮氧化物排放量并對(duì)噴氨量進(jìn)行及時(shí)快速地調(diào)節(jié)。

1.2 工藝流程

將20%的氨水溶液輸送至溶液儲(chǔ)存罐；儲(chǔ)存罐的氨水溶液通過加壓泵送入窯尾框架預(yù)熱器，噴入的氨水溶液與煙氣中的NOx發(fā)生氧化還原反應(yīng)，將NOx還原成氮?dú)夂退?，可較大幅度地削減NOx的排放；出加壓泵的氨水溶液進(jìn)入流量調(diào)節(jié)閥和流量計(jì)，經(jīng)計(jì)量的氨水溶液進(jìn)入脫硝噴嘴，在噴嘴內(nèi)與壓縮空氣混合，霧化后噴入爐膛進(jìn)行脫硝反應(yīng)。脫硝噴嘴的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)保證使氨水溶液具有良好的霧化效果。工藝流程圖見圖1。

1.3 設(shè)備組成

圖1 脫硝系統(tǒng)工藝流程簡(jiǎn)圖

與傳統(tǒng)的SNCR脫硝系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)不僅包括溶液儲(chǔ)存罐，輸送泵站，加壓泵站，吸氨槽，噴淋系統(tǒng)等設(shè)備，還具有如下獨(dú)有的特點(diǎn)。

（1）安全環(huán)保。系統(tǒng)設(shè)置氨氣濃度報(bào)警儀與自動(dòng)噴淋裝置，當(dāng)車間內(nèi)氨氣濃度達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，氨氣濃度報(bào)警儀會(huì)自動(dòng)報(bào)警，并啟動(dòng)噴淋裝置，能夠迅速、有效降低車間內(nèi)氨氣濃度。

（2）多點(diǎn)布置。將SNCR脫硝的噴射點(diǎn)布置在分解爐鵝頸管、C6出口上升管道、C6進(jìn)口風(fēng)管等多個(gè)噴射點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)脫硝。在C6旋風(fēng)筒處噴射還原劑的圓周直徑大幅減小，使噴射的還原劑氨水和煙氣混合更為均勻，可降低NOx排放量。

（3）采用可調(diào)節(jié)小流量噴槍。為了達(dá)到氮氧化物排放目標(biāo)，本項(xiàng)目采用小流量噴槍，將SNCR脫硝噴槍由大流量更換成小流量噴槍，霧化效果更好，并采用多點(diǎn)布置，增加噴射覆蓋面積，脫硝反應(yīng)更為充分?，F(xiàn)場(chǎng)噴槍安裝調(diào)試狀態(tài)見圖2和圖3。

圖2 噴槍安裝時(shí)狀態(tài)

圖3 噴槍霧化效果

（4）采用專家優(yōu)化系統(tǒng)。采用SNCR脫硝專家智能系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)NOx的實(shí)時(shí)自動(dòng)控制，減少操作員勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)卡邊操作，提升邊際效益，減少企業(yè)氨水消耗，增加企業(yè)效益。

2 運(yùn)行效果

在脫硝系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行前，需完成整個(gè)系統(tǒng)的試車工作，如電氣設(shè)備打點(diǎn)調(diào)試和清水試車等工作；備好20%的氨水溶液，并輸送至儲(chǔ)液罐。

2.1 初期實(shí)驗(yàn)對(duì)比

該生產(chǎn)線分解爐鵝頸管處安裝8只噴槍，C6A、C6B出口管道各安裝12只噴槍，進(jìn)口管道各安裝2只噴槍，共36支噴槍。在調(diào)試過程中，為驗(yàn)證不同噴射點(diǎn)的綜合脫硝效果，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：

（1）實(shí)驗(yàn)1（24支噴槍運(yùn)行）：僅打開C6A、C6B出口管道的各12只噴槍；

（2）實(shí)驗(yàn)2（16支噴槍運(yùn)行）：打開C6A、C6B出口管道的各6只噴槍，進(jìn)口管道的各2只噴槍；

（3）實(shí)驗(yàn)3（36支噴槍運(yùn)行）：打開安裝的所有噴槍；

為了便于對(duì)比，將“28支噴槍運(yùn)行：打開C6A、C6B出口管道的各12只噴槍，進(jìn)口管道的各2只噴槍”定為基準(zhǔn)。以上3種實(shí)驗(yàn)方案分別與基準(zhǔn)對(duì)比，數(shù)據(jù)詳見表1。由表1實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，該生產(chǎn)線在上述3個(gè)方案中，實(shí)驗(yàn)1狀態(tài)時(shí)脫硝效果最好，并且節(jié)約氨水使用量近10%，具有經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。因此，在后續(xù)脫硝系統(tǒng)運(yùn)行過程中將噴射位置定在C6出口管道處。

表1 初期實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

2.2 后續(xù)運(yùn)行優(yōu)化

后續(xù)生產(chǎn)線經(jīng)過一段時(shí)間的摸索和總結(jié)，燒成系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)得以優(yōu)化。再次對(duì)SNCR脫硝系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得到表2數(shù)據(jù)。

表2 后期監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)

3 結(jié)語

通過對(duì)西南某5 000 t/d熟料生產(chǎn)線SNCR脫硝系統(tǒng)進(jìn)行多種實(shí)驗(yàn)方案對(duì)比，得到最佳的氨水噴射點(diǎn)。在后期燒成系統(tǒng)調(diào)試優(yōu)化后，實(shí)際監(jiān)測(cè)得到運(yùn)行數(shù)據(jù)證明，該脫硝方案能夠滿足氮氧化物低于標(biāo)況下100 mg/m3的超低排放要求。