水泥行業(yè)NOx污染防治及減排措施研究

王路寧

摘要：環(huán)境污染問(wèn)題是現(xiàn)代社會(huì)面臨的一項(xiàng)重要問(wèn)題。NOx作為大氣污染物的重要組成部分之一，我國(guó)現(xiàn)行規(guī)定水泥行業(yè)的NOx排放限值為400mg/Nm3，這與國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)之間尚存在較大的差距。近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對(duì)環(huán)保的要求也越來(lái)越高，因此水泥行業(yè)必須要更加開(kāi)展好NOx污染防治及減排工作。本文主要針對(duì)水泥行業(yè)NOx污染防治及減排措施進(jìn)行了研究，希望有助于提升相關(guān)工作質(zhì)量，促進(jìn)環(huán)境保護(hù)。

關(guān)鍵詞：水泥行業(yè);NOx污染;污染防治;減排措施

中圖分類號(hào)：X5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2020）04-00-02

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2020.04.052

Absrtact：Environmental Pollution is an important problem in modern society.As one of the important components of air pollutants，NOx emission limit of cement industry in China is 400mg / Nm3，which is far from the international standard. In recent years， with the rapid development of social economy， people have higher and higher requirements for environmental protection，so the cement industry must do a better job of NOx pollution control and emission reduction.In this paper，the measures of NOx pollution control and emission reduction in cement industry are studied in order to improve the quality of related work and promote environmental protection.

Key Words：Cement industry;Nox pollution;Pollution control;Emission reduction measures

1 水泥行業(yè)NOx污染防治的現(xiàn)行措施及其局限性

1.1 降低煅燒溫度

一般情況下，水泥窯燃燒器在工作時(shí)的溫度可以達(dá)到1 700～1 900℃左右，而部分較大型的水泥窯在工作時(shí)的溫度甚至可以達(dá)到2 000℃以上，而由于氣流在1 200℃的溫度以上停留的時(shí)間很短，只有3s左右，所以這種情況是十分不利于降低熱NO的。針對(duì)這項(xiàng)問(wèn)題，業(yè)內(nèi)通常都是通過(guò)一定的措施來(lái)降低燃燒溫度，以達(dá)到減少熱NO形成的目的，常見(jiàn)的如增加礦化劑、調(diào)整配料等，均可降低燃燒溫度。不過(guò)，由于水泥與熟料性能等因素的影響，決定了這種措施不適合廣泛使用。

1.2 降低過(guò)剩空氣系數(shù)

在水泥窯煅燒過(guò)程中，如果過(guò)剩空氣系數(shù)較低，則其NO生成量也會(huì)隨之減少，所以業(yè)內(nèi)有時(shí)會(huì)通過(guò)降低過(guò)剩空氣系數(shù)的措施來(lái)減少NO的生成量。不過(guò)，一般情況下，只有當(dāng)過(guò)剩空氣系數(shù)降低至1.1以下時(shí)才會(huì)出現(xiàn)明顯的NO生成量減少現(xiàn)象，但是如果過(guò)剩空氣系數(shù)過(guò)低的話又會(huì)導(dǎo)致還原性煅燒現(xiàn)象的發(fā)生，從而大大影響到熟料質(zhì)量，因此這種措施并不十分常用。

1.3 增加火焰長(zhǎng)度

站在理論角度上而言，通過(guò)增加火焰長(zhǎng)度，可以降低高溫點(diǎn)溫度，從而實(shí)現(xiàn)NO生成量的降低。然而在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，往往即使短火焰的溫度很高，NO的生成量依然要比最長(zhǎng)的火焰少，這主要是由于短火焰中心位置氧氣不足，導(dǎo)致煙氣在高溫區(qū)停留時(shí)間較短所引起的。

2 水泥行業(yè)NOx減排的整體解決方案

2.1 基本原理及工藝

某水泥窯的NOx排放濃度在600～1 000mg/Nm3左右，主要來(lái)自于燃燒器的高溫NOx，次要來(lái)自于燃燒型NOx及分解爐燃燒中的NOx，另外還有少部分來(lái)自于生料型和瞬時(shí)型NOx。所采用的基本NOx減排方案的原理是：利用可還原NOx的產(chǎn)物或通過(guò)向煙道中噴氨氣的方式，在合適的條件下還原NOx。在該方案的基礎(chǔ)上，又衍生出了LNB過(guò)程控制技術(shù)、分解爐分級(jí)燃燒過(guò)程控制技術(shù)、SNCR煙氣脫硝技術(shù)、SCR煙氣脫硝技術(shù)，另外還有一種SNCR+SCR復(fù)合脫硝技術(shù)。利用這些先進(jìn)技術(shù)，并通過(guò)不斷改進(jìn)SNCR的反應(yīng)特性、進(jìn)一步開(kāi)發(fā)SCR脫硝及SNCR+SCR復(fù)合脫硝裝置、優(yōu)化控制模式等相關(guān)措施，可以有效解決不同窯型、燃料、原料等情況下的NOx減排個(gè)性化需求，以及適應(yīng)不同區(qū)域和時(shí)段的NOx排放標(biāo)準(zhǔn)要求。以下重點(diǎn)介紹SNCR技術(shù)、SCR技術(shù)及SNCR+SCR復(fù)合脫硝技術(shù)。

2.1.1 SNCR技術(shù)

SNCR技術(shù)的主要原理是：將含有氨基的還原劑噴入分解爐中的850-1 050℃溫度區(qū)，無(wú)須使用無(wú)催化劑，還原劑可迅速熱分解成NH3并與NOx反應(yīng)生成N2和H2O，以降低煙氣中的NOx濃度。SNCR技術(shù)的反應(yīng)器是分解爐，其利用了還原劑供應(yīng)模塊，在分解爐的噴槍與自動(dòng)化控制中進(jìn)行設(shè)置。涉及的工藝設(shè)備主要包括：溶解罐、儲(chǔ)罐、循環(huán)、計(jì)量及分配模塊、噴射組件、控制系統(tǒng)。

2.1.2 SCR技術(shù)

SCR技術(shù)的主要原理是：把氨基還原劑氣噴入旋風(fēng)預(yù)熱器出口溫度約在300-400℃左右的煙道中，利用催化劑的催化作用，選擇性的將NOx還原成N2、H2O等無(wú)害氣體。涉及的工藝設(shè)備主要包括：反應(yīng)器及相應(yīng)的催化劑、清灰裝置、煙道閥門、輸灰裝置、均流混合器、噴射計(jì)量裝置、還原劑存儲(chǔ)系統(tǒng)、儀器控制儀表、控制系統(tǒng)等。