國(guó)外水泥高效SNCR技術(shù)及其NH3排放案例
國(guó)外水泥行業(yè)最嚴(yán)厲的氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)在2019年就要實(shí)施，其中NOx限制是200mg/Nm3(@10%O2濃度)，NH3排放是30mg/Nm3(@10%O2濃度)。
國(guó)外水泥最嚴(yán)厲的NOx排放限制比我國(guó)很多地區(qū)都還要高，按照我國(guó)很多企業(yè)或技術(shù)公司的經(jīng)驗(yàn)，這個(gè)NOx排放很容易就能實(shí)現(xiàn)，但是為什么國(guó)外NH3排放限制這么寬松呢?為什么還有很多水泥企業(yè)上SCR脫硝呢(據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)目前已經(jīng)有9家企業(yè)使用了SCR，另外有10家企業(yè)正在實(shí)施或者做方案)?原因就是NH3排放。NH3排放，而不是NOx排放，使得國(guó)外很多水泥企業(yè)不得不使用SCR。
今天分享一個(gè)國(guó)外水泥行業(yè)高效SNCR(HE-SNCR)的案例(這個(gè)企業(yè)采用高效SNCR的原因也是為了避免上價(jià)格昂貴的SCR)，主要論述其氨排放問題。
高效SNCR，是通過①優(yōu)化還原劑噴嘴位置及多級(jí)噴射，②在線對(duì)噴射區(qū)域的溫度場(chǎng)和氣流場(chǎng)進(jìn)行CFD模擬(見下圖)，③復(fù)雜的多變量控制系統(tǒng)等舉措，在7d的試驗(yàn)中，每半小時(shí)NOx平均濃度基本可控制在150~250mg/Nm3,每天NOx平均濃度可控制在190mg/Nm3。
圖片來(lái)源于文獻(xiàn)：GoedeckeB，LocherD，MatheisR，etal.HighefficiencySNCRfornon-calcinerkilns-Potentialsandlimits[C]//Proceedings7thinternationalVDZcongressprocesstechnologyofcementmanufacturing，VerlagBau+Technik，Düsseldorf.2013：64-68.
在使用高效SNCR之后，基本可以實(shí)現(xiàn)NOx控制在200mg/Nm3以下的目標(biāo)，NH3排放日平均值基本也能夠控制在30mg/Nm3以下，但是每半小時(shí)的平均值最高可以達(dá)到120mg/Nm3，如下圖所示。
圖片來(lái)源于文獻(xiàn)：GoedeckeB，LocherD，MatheisR，etal.HighefficiencySNCRfornon-calcinerkilns-Potentialsandlimits[C]//Proceedings7thinternationalVDZcongressprocesstechnologyofcementmanufacturing，VerlagBau+Technik，Düsseldorf.2013：64-68.
這個(gè)數(shù)據(jù)還只是針對(duì)該企業(yè)的一條預(yù)熱器窯，對(duì)于另外一條預(yù)分解窯NH3排放的問題顯然更加突出，因?yàn)轭A(yù)熱器窯具有噴氨位置截面積小、混合均勻等好處，使得SNCR效率更高。
另外一條預(yù)分解窯采用高效SNCR后的數(shù)據(jù)如下圖。紅色框的第一行是NOx的控制目標(biāo)，第二行是NH3排放值，第三行是氨氮摩爾比。
圖片來(lái)源于文獻(xiàn)：GoedeckeB，LocherD，MatheisR，etal.HighefficiencySNCRfornon-calcinerkilns-Potentialsandlimits[C]//Proceedings7thinternationalVDZcongressprocesstechnologyofcementmanufacturing，VerlagBau+Technik，Düsseldorf.2013：64-68.
從上面圖片可以看出，一控制350mg/Nm3的NOx排放氨氮摩爾比就需要2.5，說明其高效SNCR并不高效;二氨氮摩爾比為2.5時(shí)，氨排放達(dá)到了73.6mg/Nm3，即使最后一列氨氮摩爾比為1.6時(shí)，其氨排放也有52.6mg/Nm3。
而我國(guó)家水泥行業(yè)氨排放限制是10和8mg/Nm3。
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