防水之家讯：国发【2011】26号文件即《国务院关于印发“十二五”节能减排综合性工作方案的通知》明确指出：“十二五”期间，全国氮氧化物排放量比“十一五”削减10%。众所周知，在生产水泥熟料的过程中，氮氧化物的排放量相当巨大，截止到2011年底，我国在役新型干法水泥生产能力为25.94亿吨，生产线1513条；2012年全国新增水泥生产线98条，新增新型干法熟料产能1.315亿吨，折合水泥产能2.087亿吨，占总新型干法熟料产能的8.14%（数据来源于中国水泥协会、），是继火电、机动车尾气之后的第三大排放源，严重危害生态环境和人体健康。为此，水泥脱硝义不容辞，刻不容缓。
浙江中泰环保装备有限公司与四川铁路集团水泥有限责任公司于2012年11月签订了4000t/d水泥窑烟气脱硝SNCR项目总承包合同，内容包括系统设计、制造、采购、运输及储存、建设、安装、调试等，于2012年12月完成系统调试，投入运行。从DCS反应的数据来看，系统运行正常，性能满足设计要求。
1、系统的设计参数
项 目单 位
数 值
备 注
水泥熟料产量
t/d
4000
实际生产出力5500t/d
出口烟气量
m3/h
950000
C1筒出口烟气温度
℃
345
烟气粉尘浓度
g/Nm3
80
入口NOx浓度
mg/Nm3
800
标态，干基，10%O2
分解炉直径
mm
7500
高温风机功率
kW
3150
实际使用2700kW
高温风机压头
Pa
7500
出口NOx排放浓度
mg/Nm3
400
氨逃逸
ppm
10
2、SNCR技术的原理
本SNCR烟气脱硝系统设计采用20%的氨水作为还原剂，在分解炉内还原剂与NOx进行反应，将NOx转化成无污染的N2和H2O。
在800～1100℃范围内，还原NOx的主要反应为：
4NH3 + 4NO + O2 →4N2 + 6H2O
4NH3 + 2NO2 + O2 →3N2 + 6H2O
当温度高于1100℃时，NH3则会被氧化为NO，即
4NH3+ 5O2 → 4NO + 6H2O
3、SNCR技术的工艺路线
4、项目中设备的配置
氨水储存罐采用304不锈钢材质，氨水输送系统中的泵、阀门、管道全部采用304不锈钢材质，氨区的设备布置如下图：
（氨区总体布置图 ） （氨水泵具体位置图）
根据现场实际以及计算机模拟的结果，在分解炉中上部以及鹅颈的入口分别设置了一层喷枪，每层布置六支喷枪，喷枪各部件均采用不锈钢材料制造，喷嘴头材质为哈氏合金，喷枪其它部分为316L材质，套管采用310材质。整个喷枪选材充分考虑其耐高温、耐腐蚀、耐磨蚀等要求。本项目中选用的喷枪如下图所示：
5、系统调试
参数名称
10:00
11:00
12:00
13:00
14:00
15:00
16:00
NOx原始排放浓度
(mg/Nm3)
720.6
721.5
730.5
764.8
749
708.1
802
NOx控制浓度
(mg/Nm3)
328.3
328.7
332.8
348.4
341
322.6
365.7
温度(℃)
900
893
886
888
899
892
883
生料投入量(t/h)
355
354.8
348.5
342.1
362.3
365.5
342
按照国家环保要求，以上表格中NOx已经折算为NO2浓度。
6、DCS原始数据
获取时间NO
氨水流量
O2
除盐水流量
2013-01-09-15:34
611.7915
0.1036968
7.979417
1.527218
2013-01-09-15:49
596.9963
0.0221507
8.464168
0.3571061
2013-01-09-16:04
539.3843
0.0176264
9.26692
0.03647096
2013-01-09-16:19
461.384
0.0164163
10.14366
0
2013-01-09-16:34
500.9651
0.0169241
10.24369
0
2013-01-09-16:49
516.1008
0
9.849181
0
2013-01-09-17:04
497.4702
0
9.535255
0
2013-01-09-17:19
502.7423
0.697173
9.99238
0
2013-01-09-17:34
489.4686
0.7949408
9.240422
1.334804
2013-01-09-17:49
330.0767
0.8026866
8.329539
2.056525
2013-01-09-18:04
266.1284
1.205454
7.19895
1.404933
2013-01-09-18:19
211.1162
1.413515
7.258606
1.390242
2013-01-09-18:34
236.2649
1.441507
7.226722
1.372042
2013-01-09-18:49
196.3797
1.43277
6.696776
1.395917
2013-01-09-19:04
179.5661
1.419795
7.353089
1.379248
2013-01-10-07:49
136.9814
1.391416
10.60218
1.412838
2013-01-10-08:04
121.6895
1.380583
10.56007
1.413905
2013-01-10-08:19
86.95879
1.37865
10.50463
1.411929
2013-01-10-08:34
142.6724
1.378845
10.58964
1.414441
2013-01-10-08:49
123.582
1.395712
10.62913
1.413942
2013-01-10-09:04
98.70177
1.38115
10.63422
1.414045
2013-01-11-03:49
224.0754
0.9355543
10.93348
1.33139
2013-01-11-04:04
215.5313
0.9368023
11.11392
1.332694
2013-01-11-04:19
199.8582
0.9387627
11.22719
1.334009
2013-01-11-04:34
192.8663
0.9387874
10.98203
1.33527
2013-01-11-04:49
193.9612
0.938777
11.14597
1.339459
2013-01-11-05:04
202.5522
0.9399211
10.82914
1.339682
2013-01-11-05:19
198.5739
0.939661
11.17388
1.336181
2013-01-11-05:34
173.4544
0.9402677
10.94357
1.333923
2013-01-11-05:49
177.7036
0.9395944
11.06118
1.336183
2013-01-11-06:04
172.8131
0.9397535
11.10173
1.336024
2013-01-11-06:19
200.0925
0.9395543
10.86249
1.336072
2013-01-11-06:34
183.6007
0.940338
10.88884
1.337265
2013-01-11-06:49
207.5044
0.940168
10.96214
1.336119
2013-01-11-07:04
201.152
0.9406558
11.08437
1.338716
2013-01-11-07:19
200.9776
0.9403509
11.11961
1.371958
2013-01-11-07:34
204.8254
0.9402159
11.11018
1.370136
（说明：实际使用的氨水浓度为17%。）
从DCS原始数据表格中可以看出，氮氧化物的入口浓度变化是比较大的，从2013-01-09-15:34到2013-01-09-16:34短短一个小时内，氮氧化物的浓度就从611mg/Nm3变化为539mg/Nm3、461mg/Nm3等，脱硝系统投入运行后，出口的氮氧化物基本上就稳定在200mg/Nm3以下（2013年01月11日数据），如果加大氨水的喷入量，大约在1.3~1.4吨/小时的情况下，出口氮氧化物可以达到100mg/Nm3左右（2013年01月10日数据），甚至更低！这个效率是非常惊人的，就算按照入口461mg/Nm3来核算，脱硝的效率也达到了78.3%！
7、计算
将950000m3/h烟气量（130℃时）折算到标干、10%含氧量得到，系统实际烟气量为：643548Nm3/h。折算到NO2后，入口氮氧化物浓度平均值为812.43mg/Nm3，出口氮氧化物浓度平均值为301.18mg/Nm3，17%氨水每小时平均耗量为0.9393吨。
也就是说，实际氮氧化物的去除量为：
643548Nm3/h×（812.43mg/Nm3—301.18mg/Nm3）=329.01kg/h
理论需要消耗17%的氨水：715.24kg/h，实际消耗939.3kg/h，氨氮摩尔比为：1.31。
按照业主提供的成本核算资料，熟料每天5500吨，电费按0.65元/度,水费按2.0元/吨，17%氨水900元/吨，平均每小时氨水、除盐水和电量消耗如下表：
序号参数名称
数量
单位
备注
1
氨水（17%）
940
kg/h
846元
2
工艺水
1340
kg/h
2.68元
3
整体耗电量
17.4
kWh
11.31元
4
合计
859.99元
经过核算，实际每吨熟料的成本将提高3.75元。
当然，在正常运行过程中，冷却风机是可以关闭的，每小时将节约5kW的电量消耗，脱硝运行成本还能降低一些，但对整体的运行成本没有实质性的影响，故这里不再多述。
8、结论
结合国内国外的运行经验来说，SNCR在水泥厂脱硝技术中应该是成熟的，排放也是完全能够达到标准要求的。但这里面还得注意几个问题：
SNCR技术是有温度窗口要求的，脱离了这个温度窗口脱硝效率将无法保障，温度窗口是依靠喷枪的布置位置确定的，因此，喷枪位置的选择至关重要。
喷枪的寿命关系到系统能否长期稳定运行，所以，有必要增设辅助系统对喷枪进行保护。
在脱硝系统停运以前，必须对系统管路系统进行全面的清理，避免产生堵管等问题影响下次运行。
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