西南某5 000 t/d熟料生產線SNCR脫硝系統介紹

王路明，華 超，徐連春（南京凱盛國際工程有限公司，江蘇 南京 210036）

0 前言

隨著環保限排指標的日益嚴格，水泥行業窯爐脫硝將成為環保的重點治理領域之一，要求氮氧化物排放量（標況下）將從320 mg/m3降至100 mg/m3以下，因此，應用經濟高效的煙氣脫硝技術已成為水泥行業的迫切需求。

目前，市場上流行的低氮燃燒和傳統的SNCR脫硝技術均不能滿足嚴格的排放要求；而近幾年熱門的SCR脫硝技術在河南等某些水泥廠雖已付諸工程，但普遍存在催化劑堵塞中毒等問題，且投資高昂，效果均不理想；本文介紹一種新型的小流量、多噴點的SNCR脫硝技術路線，取代傳統脫硝技術，并在西南某水泥生產線得到驗證，成功將氮氧化物排放量（標況下）降到100 mg/m3以下。

1 SNCR脫硝系統

1.1 技術思路

（1）在窯尾框架附近新建SNCR脫硝廠房。

（2）經過理論計算和實驗模擬，在分解爐鵝頸管和C6預熱器上多點布置一定數量的噴槍。

（3）采用可自動調節深入爐膛長度的雙流體霧化噴槍。

（4）采用智能化專家系統實時監控氮氧化物排放量并對噴氨量進行及時快速地調節。

1.2 工藝流程

將20%的氨水溶液輸送至溶液儲存罐；儲存罐的氨水溶液通過加壓泵送入窯尾框架預熱器，噴入的氨水溶液與煙氣中的NOx發生氧化還原反應，將NOx還原成氮氣和水，可較大幅度地削減NOx的排放；出加壓泵的氨水溶液進入流量調節閥和流量計，經計量的氨水溶液進入脫硝噴嘴，在噴嘴內與壓縮空氣混合，霧化后噴入爐膛進行脫硝反應。脫硝噴嘴的結構設計保證使氨水溶液具有良好的霧化效果。工藝流程圖見圖1。

1.3 設備組成

圖1 脫硝系統工藝流程簡圖

與傳統的SNCR脫硝系統相比，該系統不僅包括溶液儲存罐，輸送泵站，加壓泵站，吸氨槽，噴淋系統等設備，還具有如下獨有的特點。

（1）安全環保。系統設置氨氣濃度報警儀與自動噴淋裝置，當車間內氨氣濃度達到一定數值時，氨氣濃度報警儀會自動報警，并啟動噴淋裝置，能夠迅速、有效降低車間內氨氣濃度。

（2）多點布置。將SNCR脫硝的噴射點布置在分解爐鵝頸管、C6出口上升管道、C6進口風管等多個噴射點，實現精準脫硝。在C6旋風筒處噴射還原劑的圓周直徑大幅減小，使噴射的還原劑氨水和煙氣混合更為均勻，可降低NOx排放量。

（3）采用可調節小流量噴槍。為了達到氮氧化物排放目標，本項目采用小流量噴槍，將SNCR脫硝噴槍由大流量更換成小流量噴槍，霧化效果更好，并采用多點布置，增加噴射覆蓋面積，脫硝反應更為充分。現場噴槍安裝調試狀態見圖2和圖3。

圖2 噴槍安裝時狀態

圖3 噴槍霧化效果

（4）采用專家優化系統。采用SNCR脫硝專家智能系統進行參數優化，實現NOx的實時自動控制，減少操作員勞動強度，實現卡邊操作，提升邊際效益，減少企業氨水消耗，增加企業效益。

2 運行效果

在脫硝系統實際運行前，需完成整個系統的試車工作，如電氣設備打點調試和清水試車等工作；備好20%的氨水溶液，并輸送至儲液罐。

2.1 初期實驗對比

該生產線分解爐鵝頸管處安裝8只噴槍，C6A、C6B出口管道各安裝12只噴槍，進口管道各安裝2只噴槍，共36支噴槍。在調試過程中，為驗證不同噴射點的綜合脫硝效果，進行了如下實驗：

（1）實驗1（24支噴槍運行）：僅打開C6A、C6B出口管道的各12只噴槍；

（2）實驗2（16支噴槍運行）：打開C6A、C6B出口管道的各6只噴槍，進口管道的各2只噴槍；

（3）實驗3（36支噴槍運行）：打開安裝的所有噴槍；

為了便于對比，將“28支噴槍運行：打開C6A、C6B出口管道的各12只噴槍，進口管道的各2只噴槍”定為基準。以上3種實驗方案分別與基準對比，數據詳見表1。由表1實驗結果可知，該生產線在上述3個方案中，實驗1狀態時脫硝效果最好，并且節約氨水使用量近10%，具有經濟效益和環境效益。因此，在后續脫硝系統運行過程中將噴射位置定在C6出口管道處。

表1 初期實驗數據

2.2 后續運行優化

后續生產線經過一段時間的摸索和總結，燒成系統的各項運行參數得以優化。再次對SNCR脫硝系統進行監測，得到表2數據。

表2 后期監測數據

3 結語

通過對西南某5 000 t/d熟料生產線SNCR脫硝系統進行多種實驗方案對比，得到最佳的氨水噴射點。在后期燒成系統調試優化后，實際監測得到運行數據證明，該脫硝方案能夠滿足氮氧化物低于標況下100 mg/m3的超低排放要求。