2500t/d生產線分級燃燒+SNCR脫硝改造優化

徐基軍（徐州中聯水泥有限公司,江蘇 徐州 221100）

1 改造背景

山東泉興水泥2500t/d生產線由天津樸誠設計院設計，2004年投產，實際產能2800～3000t/d。改造前脫硝采取SNCR脫硝，2008年氨水消耗量平均約0.8m3/h，脫硝效率較低；大量氨逃逸導致后續設備腐蝕嚴重同時帶來能耗和成本的上升。基于以上原因，我公司借鑒同行業改造的技術結合本公司實際情況自行設計分級燃燒改造+SNCR優化并取得良好效果。

2 采取的主要措施

2.1 在分解爐底部建立還原區

在分解爐錐部空間建立還原區（見圖1），將原分解爐用煤均勻分布到該區域內，使其缺氧燃燒以便產生CO、CH4、H2、HCN和固定碳等還原劑。這些還原劑與窯尾煙氣中的NOx發生反應，將NOx還原成N2等無污染的惰性氣體。此外，分解爐中的煤粉在缺氧條件下燃燒，也抑制了自身燃料型NOx產生，從而實現水泥生產過程的NOx減排。

圖1 低氨分級燃燒示意圖

為此，將窯尾噴煤管在原有位置下移4m，同時由以前兩點噴煤改為三點噴煤，煤粉通過分解爐燃燒器切圓方式噴入還原劑產生區；由于此分解爐容較?。s420m3），考慮到不影響系統產能和能耗，將三次風成傾斜角度上抬1m，確保NOx在還原區內大約有0.5s的反應時間。同時將C4下料管引一路進入還原區，抑制煤粉在富氧情況下高溫燃燒而導致結皮。改造后測得噴煤管上部1m處CO濃度約200000～30 000×10-6，分解爐頂部 CO濃度約 2 500～30000×10-6左右，還原區的建立基本符合設計要求。

2.2 優化SNCR脫硝效率

根據氨水和氮氧化物反應的條件結合水泥工藝自身的特點和形成區域濃度的高低精準布槍，減少氨逃逸，提高脫硝效率。

（1）采用高效噴槍，改變噴槍位置。改造前噴槍位置在分解爐中部和上部，此部位溫度窗口基本滿足850～1100℃，但是由于粉塵濃度較大，影響脫硝效率。基于此原因，通過對C5旋風筒進行NOx濃度和反應溫度測量，在C5出口和其它部位精準定位布槍，保證脫硝溫度的同時，延長反應時間和降低粉塵濃度。同時針對C5不同部位風速大小對噴槍射程、霧化效果以及角度進行設計，確保較強的穿透力，覆蓋整個脫硝區域，提高脫硝效率。

（2）對C3撒料板改造，杜絕塌料對脫硝效率影響。改造前現場檢查發現C3撒料板位置有塌料現象；此處塌料會導致物料直接進入C5旋風筒，其C5出口噴槍位置溫度也會下降，嚴重時會遠低于850℃脫硝窗口溫度，塌料的粉塵也會增加氨逃逸影響此處脫硝效率。故此，對撒料箱采用可調式撒料板，在生產運行過程中根據系統工況進行在線調整。

2.3 強化工藝管理提高脫硝效率

（1）杜絕系統漏風，提高脫硝效率。系統漏風嚴重時會導致分解爐底還原區建立失敗，故此，在改造過程中對窯尾密封進行優化，杜絕漏風對還原區的影響；同時對C5翻板閥進行技改，確保鎖風效果，減少系統內漏風對C5脫硝噴槍影響。

（2）強化中控操作，建立合理的控制還原區和燃燒區。在調試過程中根據系統變化合理控制窯、爐用風比例，使得在不影響窯系統煅燒的前提后適當控制窯尾氧含量。同時根據工藝狀況分解爐出口ψ（CO）≤0.1%，為C5出口SNCR脫硝創造條件。

（4）對窯尾煙室進行改造直徑由原來的1.8m縮小到1.7m，提高截面風速，杜絕分解爐塌料。

通過以上改造后在氮氧化物排放濃度不變的前提下，氨水用量由原來的0.8m3/h下降到0.3m3/h左右，氨水節約0.5m3/h，見表1。

3 結論

通過此次在分解爐底部建立還原區改造分解燃燒改造和SNCR系統優化，在熟料產量、質量以及煤耗不影響的前提下脫硝效率達到50%以上，年節約成本約200萬元，基本達到預期設計目標。

表1 改造前后氮氧化物排放濃度