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水泥行业脱硝技术简介

来源:本站原创     发布时间:2016-10-10

随着工业的发展和社会财富的积累,国家对环保的要求日趋严格。“十二五”期间我国氮氧化物排放总量要达到减排10%的目标。这就需要加大对电力、水泥、冶金等行业产生的氮氧化物进行控制。目前,水泥行业氮氧化物的排放量占全国工业总排放总量的15%左右,已是居火力发电、汽车尾气之后的第三大氮氧化物排放大户。工信部582号文件关于水泥工业节能减排的指导意见,提出了具体的量化目标:到“十二五”末,氮氧化物在2009年的基础上降低25%。同时指出,新建或改扩建水泥(熟料)生产线项目必须配置脱硝装置。且脱硝效率不低于60%。因此,探讨水泥行业最佳可行的脱硝技术显得尤为迫切。

对水泥窑NOX的治理方法,可根据其产生途径和生成的烟气特点来制定。目前可采用的技术主要有分级燃烧技术、选择性催化还原(SNCR)技术和选择性催化还原(SCR)技术。下面本人就这三种技术简单做一介绍:

一、分级燃烧技术

分级燃烧技术是将燃煤的燃烧过程分成两个过程进行。在第一阶段减少煤粉燃烧区域的空气量,使煤粉在缺氧的条件下燃烧形成富燃区。燃烧形成CO、氮化合物(如CH,HCN等)和NO进行还原反应,抑制燃烧型NOX的生成量。同时也中和了部分回转窑生成的热力型NOX。第二阶段煤粉在富氧条件下燃烧,此时燃烧室温度已相对较低,虽然有部分氮化合物会被氧化成NO,但总的NOX生成量相对减少了。分级燃烧技术的脱氮效率在20-30%。氮氧化物的排放可控制在600mg/m3左右。

二、选择性催化还原(SNCR)技术

选择性催化还原(SNCR)技术属于烟气脱硝技术,是将氨水或尿素等氨基物质在一定条件下与烟气混合,在不使用催化剂的情况下将氮氧化物还原成为无毒的氮气和水。

当向燃烧烟气中喷氮而不采用催化剂的条件下,对于喷入点的烟气温度非常敏感,反应只能在859-1100℃进行。该反应的关键因素有:反应温度、氨氮摩尔比、NOX初始浓度、燃气中氧浓度、停滞时间等因素。SNCR的脱硝技术的脱硝效率在40-70%,氮氧化合物的排放可控制在300mg/m3以内。

在脱硝还原剂的选择上,氨水属于危险化学品,受到相关部门的监管,从运输、储存到使用有较多的严格限制,使用中需采用相应的安全防护措施。尿素与氨水相比,占用场地大,投资较高,工艺流程较复杂,反应时会产生N2O,其温室效应是CO2的250倍。因此目前普遍选用氨水作为SNCR还原剂。

三、选择性催化还原(SCR)技术

选择性催化还原(SCR)是指在催化剂的作用下,利用还原剂(如NH3,液氨、尿素)来“有选择性”地与烟气中的NOX反应并生成无毒无污染的N2和H2O,反应在300-400℃进行。可在预热器出口的废气官道上安装SCR反应器。在反应器前加入还原剂进行脱氮。据国外资料报道,该技术脱氮效率可达80-90%,氮氧化合物的排放可控制在200mg/m3以内。

综合以上分析,建议水泥企业的NOX减排工作选用SNCR和分级燃烧相结合的脱氮技术。在燃烧稳定的情况下,充分发挥燃烧脱氮技术,降低生产成本。在工况正常时,提高脱硝效率,保证其效率在60%以上。大气污染治理是一项长期的工作,在减少企业对环境影响的同时,又能降低企业的生产成本,才会实现环境保护和企业发展的双赢。


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责任编辑      李晓霞