新型干法水泥脫硝設(shè)備的應(yīng)用Applica tiono f Den itra tion Equipm ent in New Dry Process Cem ent Produc tion

張中國

新型干法水泥脫硝設(shè)備的應(yīng)用
Applica tiono f Den itra tion Equipm ent in New Dry Process Cem ent Produc tion

張中國

根據(jù)環(huán)保部會(huì)同國家質(zhì)檢總局發(fā)布的《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（下稱《排放標(biāo)準(zhǔn)》），水泥企業(yè)氮氧化物排放限值由現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的800mg/m3，大幅收嚴(yán)至400mg/m3。據(jù)了解，這一標(biāo)準(zhǔn)甚至比歐洲大部分國家的標(biāo)準(zhǔn)限值更為嚴(yán)格，接近日本和德國等國的排放標(biāo)準(zhǔn)，被業(yè)內(nèi)稱為水泥行業(yè)“史上最嚴(yán)”環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。

針對(duì)國家質(zhì)檢總局大氣環(huán)境治理的要求，冀東水泥（煙臺(tái)）有限責(zé)任公司在原來生產(chǎn)線的基礎(chǔ)上安裝了脫硝設(shè)備。冀東水泥總部與日本太平洋水泥株式會(huì)社合資建立冀東太平洋（北京）環(huán)保工程技術(shù)有限公司，目前該公司水泥脫硝主要采用的是日本先進(jìn)的SNCR技術(shù)。圖1為生產(chǎn)線SNCR系統(tǒng)工藝流程圖，圖2為中控操作畫面。

從圖1可以明顯看出：氮氧化物含量降低至251.2mg/m3，氧氣含量為11.3%，氨水泵正常運(yùn)轉(zhuǎn)頻率為37Hz，電機(jī)電流為1.3A，壓縮空氣閥門開度為40%，氨水泵出口流量為0.6m3/h。

1　脫硝設(shè)備的工藝說明

（1）噴氨SNCR系統(tǒng)以氨水為原劑，將煙氣中的NOx還原為無危害的N2和H2O。噴氨SNCR系統(tǒng)主要由氨水接收及輸送部分、氨水噴霧部分、壓縮空氣部分、控制部分等組成。

（2）外購氨水的卸載及儲(chǔ)存是利用離心泵將氨水槽罐車的氨水直接泵送到氨水接收罐。出氨水接收罐的氨水經(jīng)氨水輸送噴霧泵噴灑到分解爐，以達(dá)到脫硝目的。噴霧系統(tǒng)采用空氣介質(zhì)霧化內(nèi)混式噴槍，將氨水霧化成平均粒徑為幾十微米的細(xì)小液滴，增大煙氣NOx與氨水液滴之間的汽液傳質(zhì)面積，加快反應(yīng)速度，提高反應(yīng)效率。噴槍圍繞分解爐周向均布以保證更高的脫硝效率。

（3）采用高性能的液體電磁流量計(jì)精確檢測(cè)液體流量，并與控制器和其他相關(guān)設(shè)備聯(lián)接。采用流量計(jì)可以隨時(shí)監(jiān)控并顯示系統(tǒng)實(shí)際噴量，同時(shí)如果泵、管道、元件出現(xiàn)意外時(shí)，系統(tǒng)會(huì)馬上從流量的變化中得到相關(guān)的信息給出警報(bào)并采取預(yù)先設(shè)定好的方案。系統(tǒng)使用方便，維護(hù)及時(shí)。

（4）壓縮空氣部分主要是向噴槍輸送用于霧化的高壓氣體和停機(jī)時(shí)向噴槍提供低壓吹掃氣體，該部分包括電動(dòng)閥、壓力表和手動(dòng)閥等。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)氣體壓力控制在0.2～0.4MPa，系統(tǒng)停機(jī)24h內(nèi)（不噴霧時(shí)）壓力控制在0.05MPa，用于向噴槍輸送低壓吹掃氣體，冷卻噴槍并防止噴槍堵塞，當(dāng)停機(jī)時(shí)間超過24h需把噴槍拔出。

（5）噴槍均勻布置于分解爐上，噴霧方向與煙氣流動(dòng)方向垂直，以達(dá)到氨的最大穿透力。噴槍總數(shù)量8支，采用專門用于脫氮的雙流體霧化噴嘴。

2　 SNCR系統(tǒng)操作規(guī)程及注意事項(xiàng)

2.1啟動(dòng)順序

圖1　生產(chǎn)線SNCR系統(tǒng)工藝流程圖

圖2　中控室操作圖

（1）氨水罐車通過接收泵把氨水打入接收罐（一般現(xiàn)場(chǎng)操作）。

（2）開啟壓縮空氣系統(tǒng)。

（3）開啟輸送噴霧泵。

（4）調(diào)節(jié)輸送噴霧泵頻率或者流量調(diào)節(jié)閥，根據(jù)NOx值調(diào)節(jié)氨水噴霧量到合適值。

2.2操作說明及注意事項(xiàng)

（1）壓縮空氣對(duì)氨水起到霧化作用。同時(shí)也起到對(duì)噴槍槍頭的保護(hù)作用，窯在正常運(yùn)行或升溫、降溫過程中，壓縮空氣系統(tǒng)要保證正常運(yùn)行，禁停壓縮空氣以防噴槍頭部結(jié)皮堵塞。

（2）在調(diào)試時(shí)，壓縮空氣手動(dòng)閥門應(yīng)根據(jù)噴霧效果調(diào)節(jié)，禁止隨意調(diào)節(jié)。

（3）當(dāng)壓縮空氣突然停止時(shí)，必須立即停止噴氨水設(shè)備，防止液體在無霧化情況下順著槍頭直接流下。當(dāng)某一個(gè)壓縮空氣閥門故障時(shí)，可以單獨(dú)關(guān)閉此氨水噴槍。

（4）氨水接收泵不允許空轉(zhuǎn)，建議現(xiàn)場(chǎng)操作氨水接收泵。氨水接收泵啟動(dòng)前打開排氣閥，有氨水流出后才可啟動(dòng)氨水接收泵。當(dāng)氨水罐車快卸空時(shí)，要提前停氨水接收泵，防止泵空轉(zhuǎn)燒壞。

（5）氨水接收泵出口壓力控制在0.085MPa左右。

（6）氨水接收泵連鎖：a氨水接收泵壓力＜0.06MPa，接收泵自動(dòng)停止（每次開泵接收氨水前必須檢查中控程序是否處于連鎖狀態(tài)）。b氨水接收罐液位＞2.4m（我公司氨水罐最高2.5m），氨水接收泵自動(dòng)停止。

（7）氨水噴霧泵中控啟動(dòng)前通知現(xiàn)場(chǎng)打開排氣閥，有氨水流出后才可啟動(dòng)氨水噴霧泵（噴霧泵嚴(yán)禁空轉(zhuǎn)），氨水噴霧泵啟動(dòng)前頻率設(shè)定為5Hz，出口閥門關(guān)閉，泵啟動(dòng)后，調(diào)節(jié)出口閥門或頻率，使泵出口壓力和流量在正常范圍內(nèi)波動(dòng)（頻率控制范圍5～50Hz）。

（8）氨水噴霧系統(tǒng)連鎖：a氨水噴霧泵和接收罐液位連鎖，氨水接收罐液位＜0.6m時(shí)，噴霧泵自動(dòng)停止。b噴霧泵出口壓力＞0.8MPa時(shí)報(bào)警紅閃（出口閥門關(guān)閉或管路流通不暢）。c壓縮空氣電動(dòng)球閥啟動(dòng)后，方可啟動(dòng)噴霧泵。

（9）氨水長時(shí)間不用時(shí)，必須把上升管道內(nèi)的氨水放回氨水罐，并把回流閥門關(guān)閉，每隔15d左右把氨水接收罐內(nèi)氨水循環(huán)一次。具體操作如下：把氨水回流到接收罐的管道閥門打開，管道內(nèi)氨水回流到接收罐，循環(huán)時(shí)打開氨水回流到接收罐的管道閥門，關(guān)閉去預(yù)熱器上的管道閥門，開啟輸送噴霧泵，控制流量循環(huán)。

3　 SNCR系統(tǒng)安全規(guī)程及應(yīng)急措施

（1）健康危害：吸入后對(duì)鼻、喉和肺有刺激性，引起咳嗽、氣短和哮喘等，可因喉頭水腫而窒息死亡。可發(fā)生肺水腫，引起死亡。氨水濺入眼內(nèi)，可造成嚴(yán)重?fù)p害，甚至導(dǎo)致失明，皮膚接觸可致灼傷。慢性影響：反復(fù)低濃度接觸，可引起支氣管炎。

（2）急救措施：皮膚接觸時(shí)立即用水清洗至少15min。若有灼傷，就醫(yī)治療。對(duì)少量皮膚接觸，避免將物質(zhì)播散面積擴(kuò)大。注意患者保暖且保持安靜。眼睛接觸時(shí)立即提起眼瞼，用流動(dòng)清水或生理鹽水沖洗至少15min，或用3%硼酸溶液沖洗，立即就醫(yī)。

（3）泄露應(yīng)急處理：疏散泄露污染區(qū)人員至安全區(qū)，禁止無關(guān)人員進(jìn)入污染區(qū)，應(yīng)急處理人員必須佩戴自給式呼吸器，穿化學(xué)防護(hù)服。不要直接接觸泄漏物，在確保安全情況下堵漏。用大量的水沖洗，經(jīng)稀釋的洗水放入廢水系統(tǒng)。也可以用沙土、蛭石或其他材料吸收，然后以少量加入大量水中，調(diào)節(jié)至中性，再放入廢水系統(tǒng)。如大量泄漏，利用圍堤收容，然后收集、轉(zhuǎn)移、回收或無害處理后廢棄。

4　 SNCR系統(tǒng)寒冷地區(qū)冬季運(yùn)行措施

（1）氨水使用方面，必須保證實(shí)際氨水使用濃度（定期抽檢，部分單位氨水廠家報(bào)的濃度與實(shí)際不符），以防止冬季氨水結(jié)冰。

（2）冬季長時(shí)間停窯時(shí)，為防止氨水揮發(fā)濃度變低而造成結(jié)冰，必須把氨水罐內(nèi)的氨水用完，并把氨水管道、氨水泵、氨水罐、水封罐等設(shè)備內(nèi)的氨水放凈，并用壓縮空氣吹干凈。

5　 SNCR系統(tǒng)應(yīng)急故障處理方法

5.1氮氧化物含量偏高的原因

（1）氨水噴量較少，增加氨水泵流量。

（2）壓縮空氣不足，氨水霧化效果不良，導(dǎo)致煙氣中氮氧化物含量偏高，檢查壓縮空氣是否正常。

（3）分解爐噴槍結(jié)皮嚴(yán)重，在噴槍的周圍與噴槍上長有結(jié)皮，結(jié)皮嚴(yán)重影響氨水的霧化效果，經(jīng)常清理噴槍周圍的結(jié)皮情況。

（4）氨水進(jìn)口過濾器堵塞，導(dǎo)致氨水泵出口氨水流量偏低，氮氧化物偏高，經(jīng)常更換與清理過濾器。

5.2氨水泵跳停原因

（1）氨水泵內(nèi)存有空氣，應(yīng)打開排氣孔，放出空氣，防止氨水泵空轉(zhuǎn)、跳停。

（2）氨水泵進(jìn)口過濾器堵塞，氨水泵電機(jī)電流偏高，同樣導(dǎo)致氨水泵跳停，防止過濾器堵塞，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

（3）壓縮空氣＜0.2MPa，系統(tǒng)連鎖氨水泵自動(dòng)跳停。

6　結(jié)語

此套脫硝設(shè)備可使氮氧化物的去除率達(dá)到65%以上。煙氣氮氧化物濃度從未使用前的778mg/m3下降到313mg/m3左右，照此推算，年可減少氮氧化物排放1 800多噸。新型干法水泥生產(chǎn)線脫硝設(shè)備的應(yīng)用，已經(jīng)在冀東水泥（煙臺(tái)）有限責(zé)任公司取得了明顯的效果。

TQ172.622.29文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1001-6171（2015）05-0091-03

通訊地址：冀東水泥（煙臺(tái)）有限責(zé)任公司，山東煙臺(tái)265500；2015-01-15；編輯：呂光