新型干法水泥脫硝設備的應用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備的應用
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)大氣污染物排放標準》（下稱《排放標準》），水泥企業(yè)氮氧化物排放限值由現(xiàn)行標準的800mg/m3，大幅收嚴至400mg/m3。據(jù)了解，這一標準甚至比歐洲大部分國家的標準限值更為嚴格，接近日本和德國等國的排放標準，被業(yè)內(nèi)稱為水泥行業(yè)“史上最嚴”環(huán)保排放標準。

針對國家質(zhì)檢總局大氣環(huán)境治理的要求，冀東水泥（煙臺）有限責任公司在原來生產(chǎn)線的基礎上安裝了脫硝設備。冀東水泥總部與日本太平洋水泥株式會社合資建立冀東太平洋（北京）環(huán)保工程技術有限公司，目前該公司水泥脫硝主要采用的是日本先進的SNCR技術。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%，氨水泵正常運轉頻率為37Hz，電機電流為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，加快反應速度，提高反應效率。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精確檢測液體流量，并與控制器和其他相關設備聯(lián)接。采用流量計可以隨時監(jiān)控并顯示系統(tǒng)實際噴量，同時如果泵、管道、元件出現(xiàn)意外時，系統(tǒng)會馬上從流量的變化中得到相關的信息給出警報并采取預先設定好的方案。系統(tǒng)使用方便，維護及時。

（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時向噴槍提供低壓吹掃氣體，該部分包括電動閥、壓力表和手動閥等。系統(tǒng)正常運行時氣體壓力控制在0.2～0.4MPa，系統(tǒng)停機24h內(nèi)（不噴霧時）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，當停機時間超過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方向垂直，以達到氨的最大穿透力。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

2.1啟動順序

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

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

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

（3）當壓縮空氣突然停止時，必須立即停止噴氨水設備，防止液體在無霧化情況下順著槍頭直接流下。當某一個壓縮空氣閥門故障時，可以單獨關閉此氨水噴槍。

（4）氨水接收泵不允許空轉，建議現(xiàn)場操作氨水接收泵。氨水接收泵啟動前打開排氣閥，有氨水流出后才可啟動氨水接收泵。當氨水罐車快卸空時，要提前停氨水接收泵，防止泵空轉燒壞。

（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），氨水接收泵自動停止。

（7）氨水噴霧泵中控啟動前通知現(xiàn)場打開排氣閥，有氨水流出后才可啟動氨水噴霧泵（噴霧泵嚴禁空轉），氨水噴霧泵啟動前頻率設定為5Hz，出口閥門關閉，泵啟動后，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（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，噴霧泵自動停止。b噴霧泵出口壓力＞0.8MPa時報警紅閃（出口閥門關閉或管路流通不暢）。c壓縮空氣電動球閥啟動后，方可啟動噴霧泵。

（9）氨水長時間不用時，必須把上升管道內(nèi)的氨水放回氨水罐，并把回流閥門關閉，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)時打開氨水回流到接收罐的管道閥門，關閉去預熱器上的管道閥門，開啟輸送噴霧泵，控制流量循環(huán)。

3　 SNCR系統(tǒng)安全規(guī)程及應急措施

（1）健康危害：吸入后對鼻、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)，可造成嚴重損害，甚至導致失明，皮膚接觸可致灼傷。慢性影響：反復低濃度接觸，可引起支氣管炎。

（2）急救措施：皮膚接觸時立即用水清洗至少15min。若有灼傷，就醫(yī)治療。對少量皮膚接觸，避免將物質(zhì)播散面積擴大。注意患者保暖且保持安靜。眼睛接觸時立即提起眼瞼，用流動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）泄露應急處理：疏散泄露污染區(qū)人員至安全區(qū)，禁止無關人員進入污染區(qū)，應急處理人員必須佩戴自給式呼吸器，穿化學防護服。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、轉移、回收或無害處理后廢棄。

4　 SNCR系統(tǒng)寒冷地區(qū)冬季運行措施

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

（2）冬季長時間停窯時，為防止氨水揮發(fā)濃度變低而造成結冰，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、水封罐等設備內(nèi)的氨水放凈，并用壓縮空氣吹干凈。

5　 SNCR系統(tǒng)應急故障處理方法

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

（4）氨水進口過濾器堵塞，導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，應打開排氣孔，放出空氣，防止氨水泵空轉、跳停。

（2）氨水泵進口過濾器堵塞，氨水泵電機電流偏高，同樣導致氨水泵跳停，防止過濾器堵塞，保證系統(tǒng)正常運行。

（3）壓縮空氣＜0.2MPa，系統(tǒng)連鎖氨水泵自動跳停。

6　結語

此套脫硝設備可使氮氧化物的去除率達到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)線脫硝設備的應用，已經(jīng)在冀東水泥（煙臺）有限責任公司取得了明顯的效果。

TQ172.622.29文獻標識碼：A

1001-6171（2015）05-0091-03

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