水泥脫硝的個性化設計與工程實踐
“脫硝”是近年來環保領域的熱點議題。在水泥行業，水泥企業聯手環保公司，開始了從源頭控制到尾端治理等各種手段進行NOx污染綜合治理工作。至今，僅我公司就已建成100多條水泥生產線脫硝改造示范線，水泥窯脫硝技術已從理論探討走向實際應用。
國內水泥窯脫硝設計需求
由于國內水泥窯的形式、運行情況、地理環境、環保容量等不同，水泥脫硝相關技術的應用需要根據情況實行個性化設計。如一般的空氣分級技術的適用、SNCR還原劑的選擇、聯合技術的使用等。在實際應用上，各種技術聯合使用，更是受到制約條件限制。如替代燃料技術(固廢處理)+SNCR技術適用于已建立或待建設固廢預處理的地區，以廢氨水為還原劑的SNCR技術應用需考慮廢氨水的品質穩定和供應穩定，并需綜合考慮煤耗成本的增加。
工程應用實踐
根據項目設計實施經驗，水泥窯脫硝應用技術主要可分為低氮燃燒+SNCR聯合技術、替代燃料+SNCR技術、一區兩線SNCR技術、單、雙還原劑SNCR技術等。以下以工程案例說明個性化設計。
1.低氮燃燒+SNCR聯合技術
該聯合技術的使用，首先需要考慮分解爐的適用性和改造的施工難度。云南曲靖一水泥企業4000t/d生產線根據實際情況采用了空氣分級+SNCR聯合技術。該項目前期就實施的可行性進行了專家組專題審議，評選技術路徑方案，為后期項目設計與實施提供關鍵依據。
2.替代燃料+SNCR聯合技術
固廢處理(替代燃料)是水泥工業的發展方向。根據調研的情況看，國內部分水泥生產線已經著手對城市污泥、固體廢棄物等嘗試了環保處理。如北京金隅太行前景水泥進行了固廢燃料棒分解爐燃燒改造，北京立馬水泥對污泥利用進行了分解爐燃燒改造，上海金山水泥廠對高危固廢燃燒進行了改造。固廢處理讓節能、減排相互依存，在處理固廢垃圾，降低氮氧化物的排放基礎上實現經濟價值(政府資金、補助)。北京一水泥企業同步實施了替代燃料和SNCR改造工藝。
3.一區兩線SNCR技術
當并行的兩條生產線同時實施脫硝改造時，兩線共用SNCR工藝是較為合理的選擇。一區兩線工藝可減少改造用占地面積，提高設備利用率，完善系統管理，降低投資成本。
福建一水泥企業2×5000t/d、大連一水泥企業2×4000t/d生產線均采用一區兩線SNCR脫硝工藝。該工藝采用一個存儲、制備區(還原劑為尿素時)，一套輸送模塊，向兩條線供應還原劑，經兩線各自的稀釋計量模塊和分配模塊最終噴射入分解爐，完成脫硝任務。系統采用一套電氣控制系統，實現兩線的協同自動化控制。
4.單/雙還原劑SNCR技術
SNCR常用的還原劑為氨水和尿素溶液。在大部分分解爐上，這兩種還原劑都能滿足脫硝效果要求，當某一種還原劑因供應價格浮動帶來的成本增加時，換用另外一種還原劑是降低運行成本的有效措施。因此，在不同還原劑供應地區，需要靈活選用SNCR還原劑的方案。在化工廠分布多的地方，可直接考慮使用氨水單一還原劑工藝，如主要的煤化工地區;在周邊缺少化工企業且運輸不便的地區，可考慮使用尿素第一還原劑工藝;在一些中間區域，兩種還原劑供應難易相當的地區，盡量考慮氨水-尿素雙還原劑SNCR工藝。根據工程實施情況，采用單一尿素還原劑方案的案例較少，多數以氨水作為單一或是主要還原劑。
福建另一水泥企業5000t/d生產線采用單一氨水方案。工藝布置上采用雙臥式儲罐，系統中關鍵部件均采用一用一備，采用6+4兩層噴槍組合，脫硝效果良好。
貴州一水泥企業2500t/d生產線采用單一氨水方案。工藝布置上采用兩立式儲罐，采用4+2兩層噴槍組合。該項目為EPC總包工程，整個工程周期僅為一個月時間。
結語
水泥窯NOx減排技術選用能滿足現有環保要求，在應用上需要根據情況個性設計，低氮燃燒加SNCR技術的組合在短期內可滿足環保要求。水泥生產企業在NOx減排方案的選擇上，需綜合考慮區域特點、爐型特性和長遠環保要求，采用專業的調研檢測、個性化方案設計和周全的工程實施，以有利企業發展和滿足行業環保要求。但隨著時間的推移，環保要求將愈加嚴格。后期SCR技術、復合脫硝技術必將出現并應用。
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