西南某5 000 t/d熟料生产线SNCR脱硝系统介绍

王路明，华 超，徐连春（南京凯盛国际工程有限公司，江苏 南京 210036）

0 前言

随着环保限排指标的日益严格，水泥行业窑炉脱硝将成为环保的重点治理领域之一，要求氮氧化物排放量（标况下）将从320 mg/m3降至100 mg/m3以下，因此，应用经济高效的烟气脱硝技术已成为水泥行业的迫切需求。

目前，市场上流行的低氮燃烧和传统的SNCR脱硝技术均不能满足严格的排放要求；而近几年热门的SCR脱硝技术在河南等某些水泥厂虽已付诸工程，但普遍存在催化剂堵塞中毒等问题，且投资高昂，效果均不理想；本文介绍一种新型的小流量、多喷点的SNCR脱硝技术路线，取代传统脱硝技术，并在西南某水泥生产线得到验证，成功将氮氧化物排放量（标况下）降到100 mg/m3以下。

1 SNCR脱硝系统

1.1 技术思路

（1）在窑尾框架附近新建SNCR脱硝厂房。

（2）经过理论计算和实验模拟，在分解炉鹅颈管和C6预热器上多点布置一定数量的喷枪。

（3）采用可自动调节深入炉膛长度的双流体雾化喷枪。

（4）采用智能化专家系统实时监控氮氧化物排放量并对喷氨量进行及时快速地调节。

1.2 工艺流程

将20%的氨水溶液输送至溶液储存罐；储存罐的氨水溶液通过加压泵送入窑尾框架预热器，喷入的氨水溶液与烟气中的NOx发生氧化还原反应，将NOx还原成氮气和水，可较大幅度地削减NOx的排放；出加压泵的氨水溶液进入流量调节阀和流量计，经计量的氨水溶液进入脱硝喷嘴，在喷嘴内与压缩空气混合，雾化后喷入炉膛进行脱硝反应。脱硝喷嘴的结构设计保证使氨水溶液具有良好的雾化效果。工艺流程图见图1。

1.3 设备组成

图1 脱硝系统工艺流程简图

与传统的SNCR脱硝系统相比，该系统不仅包括溶液储存罐，输送泵站，加压泵站，吸氨槽，喷淋系统等设备，还具有如下独有的特点。

（1）安全环保。系统设置氨气浓度报警仪与自动喷淋装置，当车间内氨气浓度达到一定数值时，氨气浓度报警仪会自动报警，并启动喷淋装置，能够迅速、有效降低车间内氨气浓度。

（2）多点布置。将SNCR脱硝的喷射点布置在分解炉鹅颈管、C6出口上升管道、C6进口风管等多个喷射点，实现精准脱硝。在C6旋风筒处喷射还原剂的圆周直径大幅减小，使喷射的还原剂氨水和烟气混合更为均匀，可降低NOx排放量。

（3）采用可调节小流量喷枪。为了达到氮氧化物排放目标，本项目采用小流量喷枪，将SNCR脱硝喷枪由大流量更换成小流量喷枪，雾化效果更好，并采用多点布置，增加喷射覆盖面积，脱硝反应更为充分。现场喷枪安装调试状态见图2和图3。

图2 喷枪安装时状态

图3 喷枪雾化效果

（4）采用专家优化系统。采用SNCR脱硝专家智能系统进行参数优化，实现NOx的实时自动控制，减少操作员劳动强度，实现卡边操作，提升边际效益，减少企业氨水消耗，增加企业效益。

2 运行效果

在脱硝系统实际运行前，需完成整个系统的试车工作，如电气设备打点调试和清水试车等工作；备好20%的氨水溶液，并输送至储液罐。

2.1 初期实验对比

该生产线分解炉鹅颈管处安装8只喷枪，C6A、C6B出口管道各安装12只喷枪，进口管道各安装2只喷枪，共36支喷枪。在调试过程中，为验证不同喷射点的综合脱硝效果，进行了如下实验：

（1）实验1（24支喷枪运行）：仅打开C6A、C6B出口管道的各12只喷枪；

（2）实验2（16支喷枪运行）：打开C6A、C6B出口管道的各6只喷枪，进口管道的各2只喷枪；

（3）实验3（36支喷枪运行）：打开安装的所有喷枪；

为了便于对比，将“28支喷枪运行：打开C6A、C6B出口管道的各12只喷枪，进口管道的各2只喷枪”定为基准。以上3种实验方案分别与基准对比，数据详见表1。由表1实验结果可知，该生产线在上述3个方案中，实验1状态时脱硝效果最好，并且节约氨水使用量近10%，具有经济效益和环境效益。因此，在后续脱硝系统运行过程中将喷射位置定在C6出口管道处。

表1 初期实验数据

2.2 后续运行优化

后续生产线经过一段时间的摸索和总结，烧成系统的各项运行参数得以优化。再次对SNCR脱硝系统进行监测，得到表2数据。

表2 后期监测数据

3 结语

通过对西南某5 000 t/d熟料生产线SNCR脱硝系统进行多种实验方案对比，得到最佳的氨水喷射点。在后期烧成系统调试优化后，实际监测得到运行数据证明，该脱硝方案能够满足氮氧化物低于标况下100 mg/m3的超低排放要求。