萍乡水泥窑尾烟气脱硝技术方案2019.02.01(1).docx

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1、中材萍乡水泥有限公司2500t/d及4500t/d窑尾烟气脱硝技术方案北京国能中电节能环保技术股份有限公司CHINAPOWERCONSERVATION&ENVIRONMENTPROTECTIONCO.XTD.2019年2月公司简介北京国能中电节能环保技术股份有限公司（以下简称“国能中电”），原北京国能中电节能环保技术有限责任公司，成立于2011年,完成股份制改制后于2016年5月更名。公司注册资本13782.4万元，现有员工1500余人，公司拥有环境工程（大气污染防治工程）专项设计甲级资质、环境工程（水污染防治工程）专项设计乙级资质、环保工程专业承包壹级资质等完备的行业资质，是国家环保部燃煤大

2、气污染控制工程技术中心副主任单位，工信部机械工业环保标委会固废分标会主任单位。国能中电主要从事电力及非电（钢铁、焦化、建材、化工、供热等）行业的烟气污染物“超低排放”治理、环保装置运营服务、环保核心设备制造、脱硫废水零排放、气膜建筑等业务，提供诊断、设计、建设、培训I、后评估、运维、长期跟踪服务等“一站式”定制服务，商业服务模式有B0T/R0T.EPC/EP、EMC、第三方委托运营管理等。董事长白云峰，浙江大学工程热物理系学博士，盘古智库学术委员会副主任，节能环保行业领军人物，2007年CCTV年度经济人物。国能中电聚集了众多环保行业的专业人员，拥有经验丰富的经营团队和实力雄厚的技术团队，公司

3、还拥有以工程院院士、国内节能环保领域知名专家为主的外部专家团队。国能中电非常注重技术的研发和创新，目前己有数十项专利证书及软件著作。秉承“平台服务型企业”和“创造可持续发展的最大价值”经营理念，与国内外优质技术提供方、设备供应商达成长期互惠合作关系，公司还承担着盘古智库研究基地、博士后科研工作站（全国）、北京市院士专家工作站、华北电力大学研究生工作站、浙江大学研究生教育实践基地职能。国能中电自成立以来，以专业的服务、真诚的态度，公司规模得到快速、持续、健康的发展。截止目前，国能中电拥有21家分子公司，已累计为近百个燃煤电厂提供环保工程建设和环保设施运营服务，装机容量超过1亿千瓦，其中超低排放项

4、目近百台套；第三方运营维护项目容量2016、2017年度均为行业第二位；国能中电与环保保护部环境工程评估中心、中国科学院联合开发的炭基催化剂多污染物协同处理技术也已在多个项目上应用。公司还在浙江海宁、山西介休拥有核心环保设备制造和新材料研发生产基地。公司的气膜建筑也在张家港宏昌钢板有限公司料场上得以应用。国能中电是国家高新技术企业、“NOSA五星管理系统三星企业、AAA信用等级企业，与国内外投资机构及银行建立了良好的合作关系，公司有良好的信誉及充足的保障资金用于投资类业务的拓展。“环保，让快乐无界”是国能中电的核心价值观，国能中电已成长为中国低能耗、超低排放的全方案环保服务与运营管理引领者，是

5、中国最具发展潜力的节能环保公司之一。第一章第二章2. 12.22.3第三章3. 13.2目录项目概况4月兑i不肖品各4脱硝技术路线对比选择4SCR脱硝布置方案对比分析5结论10中温高尘SCR脱硝技术方案12烟气设计参数12方案说明133.3主要设备清单173.4SCR脱硝装置运行成本20第一章项目概况水泥企业在政策推动下推广应用低氮燃烧、分级燃烧、SNCR等技术，基本能够满足当前国家排放限值。然而，近年来随着国家对环保的要求逐步提高，江苏、浙江、河南、河北等纷纷提出执行100mg/n?的超低排放标准。因此，水泥工业亟需探索更为高效的脱硝技术。中材萍乡水泥有限公司位于江西省萍乡市上栗县福田镇，拥

6、有一条日产2500吨和一条日产4500吨熟料水泥生产线，年产水泥300万吨，是目前萍乡地区最大的水泥、熟料生产企业。两条水泥熟料生产线目前均已配套布袋除尘、SNCR脱硝治理设施，未上脱硫设施。S02、粉尘、NOx排放浓度均已达到GB49152013水泥工业大气污染物排放标准，但NOx排放浓度仍可高达320mg/Nn?（经SNCR脱硝后），公司为了执行更严的超低排放标准排放（NOx排放浓度W100nig/m3）,拟对两条水泥熟料窑窑尾烟气新增脱硝系统，以实现最大的社会、环境和经济效益。本次方案主要针对几种常用脱硝技术路线对比分析，优选出最适用于本项目的脱硝方案。结合项目情况及脱硝技术成熟度，本方

7、案最终选用中温高尘SCR脱硝技术方案，初始NOx设计值为350mg/Nni3（经SNCR脱硝后），目标排放浓度W100mg/Nni3设计，具体方案说明如下文。第二章脱硝技术路线选择2.1脱硝技术路线对比选择当前水泥行业烟气可用脱硝技术主要有以下几种，分析对比如下表所示:项目低氮燃烧SNCRSCR氧化法低氮燃烧+SNCR脱硝效率（）2550-70805075（最大）减排极限能力50030050100(50)150需要温度（）8001100180-40050-2008001100占地面积小中大小投资费用低低高高中运行成本低高中高高施工难度小小中小中适用范围部分广I广广生产影响情况影响产能质量无较小

8、小影响产能质量其他影响煤耗增加氨逃逸大当布置余热锅炉前时，降低烟气温度需匹配吸收系统，废水二次污染。提高效率时，氨逃逸偏大从上表得知：以上五种脱硝技术中，仅SCR及氧化法脱硝可以实现NOx排放浓度低于100mg/Nm3的要求，但氧化法脱硝需配套湿法脱硫吸收系统，本项目无脱硫系统，因此，结合项目实际情况，采用SCR脱硝技术是保证NOx达到100mg/Nm3以下的唯一选择。2.2SCR脱硝布置方案对比分析SCR脱硝反应器根据布置的位置不同，主要有四种工艺路路线，下面将对这四种工艺路线对比分析，选出最佳工艺路线。根据该水泥窑生产线的情况，水泥窑脱硝深度治理技术有中温高尘、中温中尘、中低温中尘、中低温

9、低尘4种工艺路线。表.4种SCR脱硝工艺路线对比分析表项目中温高尘SCR中温中尘SCR中低温中尘SCR回旋式换热器+中低温低尘SCR布置位置C1与余热锅炉之间C1与余热锅炉之间高温风机之后布袋除尘器之后布置形式SCR反应器高温电除尘+SCRSCR反应器GGH换热器+SCR清灰方式耙式吹灰器+声波吹灰器耙式吹灰器+声波吹灰器耙式吹灰器声波吹灰器系统占地适中较大较小较小系统阻力适中较大适中大温度（）300-350280-350180-220200-280（换热升温后）02含量(%),3.5“3.55粉尘浓度（g/Nm3）801000.2520-500.02技术难点催化剂易磨损、寿命较短，存在堵塞风

10、险高温电除尘故障率高，易出现闪络现象，导致收尘效率降低，堵塞催化剂S02对催化剂中毒、堵塞影响，中低温催化剂价格昂贵现场无法提供烟气升温所需的燃气技术成熟度欧洲已建十几套业绩欧洲、美国、中国均已建一套业绩国内已建中试项目欧洲己建一套.业绩，在烧结、焦化已有多套业绩一次性投资适中较高高高(1)中温高尘SCR中高温高尘(Highdust)SCR脱硝指水泥窑尾出口烟气经过预除尘(可选)后，粉尘浓度可达80-120g/Nm3,且存在大量的碱土金属CaO,有堵塞催化剂的风险，易加快催化剂的磨损和中毒。此时不经过除尘器处理，直接进入SCR脱硝反应器进行脱硝处理。考虑到脱硝反应最佳温度在280以上，一般选用

11、的高尘脱硝位置在C1旋风预热器的出口，此处温度在290-350o水泥窑尾废气从预热器Cl引出进入中高温高尘SCR脱硝工艺，烟气中NOx和经喷氨格栅喷入的氨气进行混合，经过催化剂后发生脱硝反应，完成预定的脱硝过程，脱硝后的烟气再引风机抽吸下进入后续生产工艺。催化剂采用4用1备的布置方式。该工艺已经成功应用于欧洲多个水泥窑窑尾烟气SCR脱硝，建设于2006年的意大利Monselice水泥窑SCR。由于这种布置方案的烟气温度在290-350的范围内，适合于多数催化剂的反应温度，因而它被广泛采用。但是由于催化剂是在“不干净”的烟气中工作，因此催化剂的寿命会受下列因素的影响：飞灰对催化剂反应器的磨损；飞

12、灰将催化剂反应器蜂窝状通道堵塞；烟气所携带的飞灰中含有Ca,Si等成分时，会使催化剂“中毒”或受污染，从而降低催化剂的效能；如烟气温度升高，会将催化剂烧结，或使之再结晶而失效，如烟气温度降低，NH3会和SO：,反应生成酸性硫酸镂，从而会堵塞催化剂反应器通道和粘结在余热锅炉的换热元件上；优点：对SO?浓度要求不大、占地面积小。缺点：因C1位置比较高，标高在60-70m之间，SCR反应器需要架高，施工难度比较大，该段粉尘浓度比较高，容易堵塞催化剂，催化剂的寿命较短。Cl出口氯水暗射FI1Q生料均化库图1：高温高尘SCR脱硝工艺流程(2)中温中尘除了中高温高尘脱硝技术外，国外在水泥窑上应用的还有一种

13、中高温半高尘(Semidust)脱硝技术。是指窑尾烟气经过预除尘(可选)后，先通过高温电除尘器对粉尘进行预处理，使粉尘浓度降到100-250mg/Nni3以下，然后再进入SCR脱硝反应器进行脱硝处理。该工艺已经于2013年成功应用于拉法基(Lafarge)旗下的Joppa水泥厂脱硝，为美国第一条水泥窑窑尾烟气SCR脱硝。工艺流程如图2所示。优点：粉尘浓度低，对S02浓度要求不大。缺点：占地面积大，系统阻力大，电除尘器故障率高，施工难度大，投资成本高。电除尘器氨水喷射氨水喷射二局温风机.布袋除尘SCR反应器图2：中高温半尘SCR脱硝工艺流程示意图(3)中尘中低温该技术脱硝设备布置在高温风机之后，

14、温度在180-220,粉尘20-50g/Nm3o此温度区间，S03(来源：1.烟气中残存S03；2.SCR催化剂将烟气中S02氧化为S03)与烟气中的NH3反应形成硫酸氢镂，得不到分解，会与烟气中的飞灰粒子相结合，附着在催化剂表面，造成催化剂微孔堵塞，中毒失活，其反应式如下：NIL+SO3+ILO-NIIJISO.因此，SO2浓度需控制在50mg/Nm，以下，避免生成过多硫酸氢镂。并且需做在线升温(升温至350)装置，定期对反应器内生成的硫酸氢镂进行在线热解析。优点：投资适中、施工难度小。缺点：预热器出口SO,浓度需控制在50mg/Nnf以下，中低温催化剂费用高，运行费用较高；做在线升温装置，需稳定的热源。SCR反应器图3：中低温低尘SCR脱硝工艺流程(4)回旋式换热器+中低温低尘反应器布置