中晶环境水泥行业超低改造整体解决方案.doc
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1、中晶环境水泥行业超低改造整体解决方案一、水泥行业现状与产业政策随着我国经济的快速发展,对能源的消耗日益增大,而在能源的转化和利用方面,由于技术水平发展不平衡、生产效率低下,引起了烟尘、酸雨、温室效应、臭氧层破坏等污染现象的发生,大气污染现象日益严重。水泥行业是煤炭资源消耗大户,NOx产生量占排放总量的5-10%。水泥生产过程中的水泥煅烧系统是最重要的大气污染物排放源,其尾气量占全厂废气量70左右,产生的污染物除有大量粉尘外,还生成氮氧化物(NOx)、二氧化硫(SO2)、氟化物等有害气体和汞及其化合物。水泥行业是继电力、钢铁之后的NOx第三大排放源,年排放量在200万吨左右,约占全国NOx排放总
2、量的10%,是造成环境污染的主要元凶之一。近年来,国家和地方政府颁布了一系列的法律法规,“十四五” 规划中对氮氧化物排放均作了严格要求。部分地区排放要求如下:同时,企业绩效分级指标中对A级企业明确规定:PM10mg/m, SO235mg/m,NOx50 mg/m, 氨逃逸5mg/m,并要求每吨熟料氨水消耗量小于4kg。此要求延续了国家对火电、钢铁等行业越来越严格的趋势,同时增加了对氨逃逸的要求。二、目前水泥生产线常规脱硝技术方案水泥工业二氧化硫排放在全国排放量中占比一直较低,窑尾烟气中二氧化硫的排放浓度一般为10mgNm以内。目前市场上多种脱硫工艺比较成熟,二氧化硫排放很容易达到超净水平。氮氧
3、化物和氨逃逸则成为水泥行业的治理重点与难点。水泥生产过程中产生的NOX主要成分为NO和NO2(NO约占95%),其来源主要有两个:在温度区间为5001500时,分解炉和回转窑中产生燃料型NOX,大约占全部NOX的7595,温度大于1200时在回转窑内生成热力型NOX。水泥行业常规脱硝技术有低氮燃烧器/分级燃烧脱硝技术(源头控制方式)、SNCR脱硝技术(过程控制方式)和SCR脱硝技术(末端治理方式)。其中低氮燃烧器/分级燃烧脱硝技术+SNCR技术是目前普遍应用的技术。SNCR技术是目前水泥行业最成熟、采用最多的末端治理技术,优点是投资少、装置简单、过程中无需使用催化剂,但是也存在自己的不足,其脱
4、除效率较低、对烟气温度的要求高、气凝胶容易造成设备腐蚀、较难实现NOX的超低排放,并且在SNCR系统中,氨的喷入量很大,造成下游氨的浓度非常高,以至于产生氨逃逸的现象,直接导致了二次污染。三、中晶环境公司介绍中晶环境成立于2006年,注册资金11989万元,总部位于北京经济技术开发区,是节能环保领域的国家高新技术企业。公司一直秉持循环经济的理念,以技术创新为公司驱动力,目前在气、水、固废等污染物治理方面累计申请专利500多项。现有26家子公司,涉及钢铁、水泥、焦化、电力等行业环保治理领域的工程和运营服务。2020年,中晶环境被国家工信部认定为“专精特新小巨人企业”,并荣获“中国环境科学学会环境
5、保护科学技术奖一等奖”、“国家工信部知识产权运用试点单位”、“北京市知识产权示范单位”等荣誉。中晶环境拥有脱硫脱硝专利515项,排名中国第一全球第六,同时在非电行业运营规模方面连续两年位居第一。四、中晶环境水泥行业超低改造整体解决方案(一)水泥行业综合治理需求与痛点目前源头控制(低氮燃烧器、分级燃烧改造)+过程控制(SNCR喷氨)等方式不足以同时满足NOx不大于50mg/Nm的超低排放指标,吨熟料氨消耗量超标,氨逃逸超标,也无法满足VOCs、二噁英、汞、氟等多种污染物协同治理。(二)工艺介绍1. 喜多(SIOD)离子发生器1.1 喜多(SIOD)离子发生器脱硝工艺根据现有环保政策逐步加严,氮氧
6、化物排放指标由100mg/m,逐步变成50mg/m。2019年唐山对水泥行业提出超低排放的要求,要求氮氧化物的排放不高于50mg/m,该标准具有风向性意义。2017年钢铁行业提出超低排放的要求,也是从唐山区域逐步向全国推开。现在通过分级燃烧、低氮燃烧等前端改造工艺,一般可实现氮氧化物200mg/m的要求,通过加装SNCR(喷头改造、喷入点选择、热标定校准等)一般可实现NOx(70100)。但如果要求氮氧化物不高于50mg/m,多数企业存在过量喷氨的情况。如果窑线生产能力2500t/d,未来3-5年内存在淘汰风险,过千万的投资和回报比不是太匹配。此种情况下我公司的喜多离子发生器工艺比较合适。喜多
7、(SIOD)是由中晶环境独立开发具有多项自主知识产权的一种离子气态选择性脱硝工艺技术。通常布置在高温风机后端,可在80250烟温下实现高效脱硝、脱硫等多种污染物的协同治理。其技术原理是通过几种简单化学物质发生反应生成一种具有氧化性的气体物质,并在脉冲低电压的作用下产生电离离子。该离子具有强氧化作用,然后用空气稀释至一定比例并通过鼓风机送入烟道与烟气混合。该离子与烟气接触后,将NO氧化为高价位氮氧化物,该离子对于NO和SO2的氧化有选择性,其先氧化NO,过量后才会氧化SO2,所以通过控制摩尔比,可控制该离子只氧化NO而不氧化SO2。被氧化的NO变为高价位氮氧化物后被后面喷入的还原剂还原,因此利用
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