水泥窑炉SNCR脱硝工艺技术应用

总结温度分布状况，确定喷射位置（最佳温度区间850℃～1050℃）。

对于喷枪布置，推荐采用两层多点均布的方式，这样的好处：（1）两层喷枪，全部采用伸缩式，正常情况下，烟气中NOx浓度较低时（600～800mg），只需要开启一层喷枪即可，只有在烟气中NOx的浓度超出一定范围之后（800mg以上），再开启第二层喷枪，从而大大减少了还原剂的使用消耗，降低成本。这一切都是采用自动控制实现；（2）当窑炉的烟气温度发生变化时，可以有选择的开启喷枪，这样可以更大范围的适应生产工况的变化。

2.2.2 在最佳温度区域内的停留时间。氨水喷入到炉窑后，为了使氨水与NOx的反应在很短的时间内完成，需要在停留时间内使氨液与烟气进行充分混合。因为随着停留时间的增加，脱硝效率将会提高。在温度偏低的时候，如果要达到同样的脱硝率，需要增加混合物在最佳区域内的停留时间，停留时间设计值可以从0.001s到10s。

2.2.3 喷入的反应剂与炉内烟气混合程度。反应剂与燃烧烟气的混合程度，取决于反应剂的雾化效果。为此，要选择合适的喷嘴，通过调整喷嘴的喷射方向、雾化角、喷射速度等，从而使反应剂得到充分的雾化，以使反应剂与烟气达到最佳雾化效果。取得较高脱硝效率的关键还涉及到于喷射点位置与喷射点数量的正确选择。一旦发现二者混合不充分，可以采取如下解决方案：提高液滴动能；增加喷嘴数量；扩大喷射区；通过优化液滴尺寸、优化喷射速度、改变液滴分布、调整喷雾角以及调整喷射方向等来优化雾化喷嘴。

3 工程实例

3.1 项目规模

浙江某公司对一条2500t/d水泥熟料窑炉安装SNCR脱硝装置，使烟气中NOx含量达到环保排放要求。

3.2 水泥炉窑基础数据

水泥炉窑基础数据如表1所示：

3.3 设备使用条件

（1）设备安装条件：水泥生产线室外安装；（2）主燃料：煤；（3）运行方式：每天24小时连续运行；（4）年累计工作时间：不小于8000小时。

3.4 还原剂

本脱硝工程采用20%浓度的氨水作为还原剂，要求氨水无杂质，氨水浓度达到20%（重量比）。

3.5 压缩空气

本脱硝工程使用压缩空气，满足下列规格：（1）压力：0.7MPa（计量混合柜前保证不低于0.35MPa）；（2）品质：干燥无油无杂质。

3.6 脱硝工艺方案

本工程利用外购20%（wt）的氨水溶液作为还原剂。SNCR系统主要包括氨水储存系统、氨液稀释系统、氨液输送、计量分配系统和喷射系统五部分。外购氨水由卸氨泵输送至溶液储存罐，然后由在线稀释系统根据窑炉运行情况和NOx排放情况稀释成所需的浓度（5%～8%），送入喷射系统。喷射系统实现各喷射层的氨水溶液分配、雾化喷射和计量。还原剂的供应量能满足窑炉不同负荷的要求，调节方便、灵活、可靠；氨水溶液储存区应按消防要求，与周围其他设备或建筑物保持一定的安全防火距离，并按消防要求设置室外防火栓及防雷、防静电接地装置；氨水喷射系统配有良好的控制系统。

3.7 运行结果分析

本工程采用SNCR整体模块化脱硝方案，经过设计施工调试，连续运行三个月的监测结果显示，氨逃逸浓度≤6mg/Nm3，NOx浓度排放≤280mg/Nm3。可见，只要系统设计合理，SNCR脱硝方案可以达到设计要求，并满足国家排放标准，是水泥行业脱硝领域一个很好的选择。

4 结语

（1）SNCR法的效率为60%左右（50%～70%），而选择性催化还原法（SCR）脱硝的效率为（80%～90%），显然SNCR法的脱硝效率偏低，但SNCR法的费用只有SCR法的五分之一左右，故在水泥行业SNCR脱硝技术正在推广应用；（2）SNCR脱硝工艺技术无需设备用房，占地面积小、系统简单易于实施、对窑炉的正常运行影响较小；（3）随着水泥行业的发展和环保标准要求的不断提高，SNCR脱硝将会得到广泛的运用。

参考文献

[1] 陈章水，何宏涛，曹伟，张国宁.氮氧化物限值为《水泥工业大气污染物排放标准》修订的难点[J].中国水泥，2012，（9）.

[2] 周磊，刘召春，张钊锋.水泥厂SNCR脱硝技术简述[J].中国水泥，2012，（6）.

[3] 陈学功，耿桂淦，段学锋.SNCR烟气脱硝技术在水泥行业的应用[J].中国水泥，2012，（3）.

作者简介：李晓燕（1966-），女，河南洛阳人，洛阳矿山机械工程设计研究院有限责任公司工程师，研究方向：工程设计。

（责任编辑：陈 倩）

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