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海螺集团具有新型干法窑工艺技术不断提高和创新的能力,集团领导在水泥生产、工艺控制、精细化管理等方面给予了大力支持和推动,将污染物减排技术有机融入生产工艺全过程,因此海螺综合脱硝技术路线具有以下主要特点:
1.严格实施精细化操作
窑尾烟室的氧含量越低,分级燃烧的脱氮效果越好。海螺集团研究发现,当窑尾氧含量高于3.5%时,脱硝效率明显下降。因此,必须以全面提高生产管理水平和精细化操作水平为保证,这对于很多水泥厂来说是挑战。
海螺集团通过优化回转窑系统的煅烧制度,控制利于降低NOx的火焰形状和适当的煅烧温度;在不影响熟料质量的前提下,降低窑尾主排风机转速、减少系统用风、增加三次风量、尽量降低过剩空气系数;适当降低窑内喂煤量、增加分解炉喂煤量,从而使NOx排放浓度控制在800mg/Nm3以下,同时系统阻力有所降低。在保证脱硝效率的同时可降低熟料烧成能耗,从而达到了节能减排效果。
2.对窑尾烟室和分解炉成功实施改造
低氮燃烧脱硝技术在国外水泥行业应用普遍,国内虽已引进该技术,但由于技术消化没有到位、操作控制管理不当,导致脱硝效率较低。
海螺集团对窑尾烟室入炉烟气进行整流,改造上升烟道,使窑内烟气入炉流场稳定,降低入炉风速。脱氮区空间能够满足煤粉及还原性物质还原NOx所需的停留时间。在熟料生产线烟室和分解炉之间建立还原燃烧区,将分解炉煤粉分4点、上下2层喂入,增加了燃烧空间。在保证煤粉充分燃烧的同时,适当增加分解炉锥部的煤粉喂入比例,保证无焰燃烧产生CO、CH4、H2、HCN和固定碳等还原剂。这些还原剂与窑尾烟气中的NOx发生反应,将NOx还原成N2等无污染的惰性气体。此外,煤粉在缺氧条件下燃烧也抑制了自身燃料型NOx产生,从而实现水泥生产过程中的 NOx 减排,确保使改造后的NOx排放浓度控制在550mg/Nm3左右。
3.成功实施配套改造
根据原系统三次风入炉速度和流场分布的需要,调整三次风入口面积大小和入炉风速;根据原系统的运行状况,调整下料点位置,使生料沿分解炉锥部内部下滑,避免了分解炉锥部高温结皮现象;在上升烟道与分解炉锥部连接处设计弧面扬料台,防止塌料现象发生。
4.优化操作SNCR烟气脱硝系统
为保证满足脱硝要求,海螺集团在认真总结增湿塔处理窑废气操作经验的基础上,在SNCR烟气脱硝设施的炉前喷射系统布置8-16支(根据窑型确定数量)雾化效果好、具有防堵功能的喷枪,每支枪流量调节范围20~200L/h,针对熟料生产线的特点设定科学合理的NH3/NOx摩尔比,选用脱硝效率高、运行成本低、运输保管安全性能好、货源充足的20%氨水作为还原剂。通过PLC控制系统将SNCR运行参数在中控操作室电脑屏幕上显示,实现实时监控的目的,并按照在线监控数据自动控制氨水喷入量,确保NOx排放浓度和氨逃逸量受控。
三、海螺水泥脱硝技术路线的实施效果
具有海螺特色的新型干法水泥窑脱硝技术已达到国家环保部对海螺集团在脱硝技术创新应用的要求,系统总结了国内水泥行业将精细化操作、低氮燃烧及烟气脱硝技术有机结合的操作路线图,解决了单独使用SNCR烟气脱硝技术产生的还原剂使用量大、氨逃逸浓度高、下游设备的腐蚀严重及运行成本高等难题,是当今水泥企业最可靠的脱硝模式,得到了地方环保行政主管部门、水泥协会和同行的高度称赞和推广。
海螺集团在投资推广该项技术的同时,还要求根据区域特性加快研究还原剂、燃料品种和煅烧工艺方式的开发,进行技术创新。截止2015年5月底,海螺集团全部水泥熟料生产线都采用了“精细化操作+低氮燃烧+SNCR”海螺脱硝技术路线、且与窑同步运行,经地方环保行政主管部门验收, NOx排放浓度均优于《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2013)排放限值,确保满足各区域不同脱硝减排要求,并已获得脱硝专项补助资金1亿余元。
来源:海螺集团
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