水泥脱硝系统性能分析及喷射方案优化-第2页-北极星大气网

投稿

我要投稿

3.3喷枪选型的优化设计

针对上述可能存在的安装的问题，还可以改变喷枪选型，一方面，如前所述，若为空心锥喷嘴，可以变更为实心锥喷嘴。另一方面，可以采用偏心喷枪。常用的水泥脱硝双流体喷枪，根据喷枪喷嘴孔设置位置可分为顶部喷嘴孔，即顶部中心为圆心开一圈孔（图2a）；顶部单孔（图2c）；另外还有偏心喷嘴，一般为单个孔，孔与喷枪轴线成一定角度（图2b、2d）。案例工程采用的是图2a所示顶部多孔喷枪，从现在案例工程所体现出来的性能下降现象来看，并非最佳型式。

图3为不同开孔型式喷枪在分解炉截面上所形成的喷射覆盖情况。大圆圈是分解炉截面，小圆圈是截面上喷枪布置点位。目前，案例工程采用的是图3b，可以看到中心部分全部为重复覆盖部分，边缘部分有较多的烟气短流部分，中间区域未经反应的过量氨则易于为粉尘吸附，造成氨水耗量增加。

单纯从理论分析来看，喷射覆盖面越大，覆盖面的重复率越低，越有利于还原剂分散到烟气中发生反应。由图3可以看到：a与b均为顶喷射式喷枪，中心内切圆重复率均较高，周边出现多处覆盖不到的区域（烟气短流）。c与d均为偏心喷射式喷枪，周边喷射覆盖率及重叠率较高，中心出现多处覆盖不到的区域（烟气短流），45°偏心30°喷射角流场分布均匀度劣于30°偏心30°喷射角喷枪所形成的流场分布。综合比较流场分布均匀性，30°偏心30°喷射角喷枪最佳。因此，改用30°偏心30°喷射角喷枪（图d）型式的喷枪进行调整试验。

3.4干湿界面结垢的问题及解决

案例脱硝工程配置的喷枪自带套筒（Φ27.2mm×2.9mm），实物型式见图2a，喷枪的喷射孔中心分布在Φ10mm的圆上（多个喷射孔，环状分布），喷射孔与喷枪自带套筒内壁（Φ21.4mm）距离较近（约为6mm），见图4a，粉尘沉积后易于搭接结垢。

拟优化方案改用喷枪为30°偏心30°喷射角单孔喷枪，外观型式见图2b，喷枪无自带套筒，喷射孔距离塔体套筒内壁（Φ38mm）间距较大，见图4b，孔在轴线上距离最近为15mm，最远为23mm，粉尘适当沉降后也不易因为搭接而形成堵塞。

图4现有喷枪及拟改用喷枪安装套管与喷射口间距示意

若喷射层所在壁面刚好为旋流离心力较大区域，粉尘极易集结在喷射孔和自带套管区域，并且由于高温作用，干湿界面处极易形成坚硬的结垢，导致喷射孔堵塞，氨水不能有效喷射，而回灌至喷枪外管。但是，脱硝系统的计量装置显示的喷射量仍旧较大。建议更换单孔偏心喷枪进行试验以排除故障。

3.5优化整改后实施效果

按照以上系统分析和优化整改的思路实施优化整改后，将优化后的系统投入运行，各项性能指标与优化前进行比较，并结合项目实际运行参数和同规格生产线的主要烟气参数假设了两种工况进行理论计算和经济技术分析，见表3。

表3优化前后的主要性能指标和经济性指标

从表3可以看到：①优化后，初始NOx浓度上升，其他参数基本一致的条件下，同等氨水耗量下NOx可以控制在320mg/m3以下；②水泥企业通常计算运行成本是以单位熟料产品的耗量进行计算，本项目脱硝运行成本高达4.78元/t熟料，高于行业平均水平（2.5~3.5元/t熟料），这种考核办法适用于水泥成本的核算，但是并不适用于环保成本核算，从表3可以看到本项目初始NOx浓度高达900mg/m3，亦是超出了行业平均生产水平，从单位NOx的减排成本来看，经优化后同样减少1吨NOx，平均成本要少1821.2元，单位NOx减排成本下降明显。③为了进行合理的成本分析，表3假设了2种工况，通过理论计算氨水耗量和运行成本，通过假设工况一可以看到，初始NOx浓度对于运行成本的控制至关重要，假设工况二是用同规格熟料生产线烟气参数平均值作为设计参数，烟气量42.7万m3/h和初始NOx浓度650mg/m3，优化后的性能作为输入条件，脱硝率53.1%时，NSR取1.2，经理论计算，各项指标优于行业平均运行水平。

另外，该项目也实施了低氮改造，但性能下降后NOx排放浓度高达900mg/m3，效果低于行业平均水平，从节省运行成本的角度考虑，建议水泥企业进一步核实低氮燃烧的脱硝效果，生产工艺调整和低氮改造优化后，降低初始NOx浓度，节省运行成本。

4结论

影响水泥脱硝性能的因素很多，若通过数据表征认为脱硝性能下降，应优先排除CEMS系统、烟气分析仪、流量计等核心仪表可能存在的故障。

此外，喷射方案作为SNCR脱硝技术的核心之一，对于性能的影响较大，主要包括喷枪的选型、喷枪的安装方案。根据分析，现在常用的喷枪型式中，30°偏心30°喷射角喷枪具有较高的覆盖率和较低的覆盖重复率，是比较适宜的喷枪型式，单孔喷枪比多孔喷枪与外部保护套管间有更大的间隙，可以避免干湿界面结垢；喷枪的伸入长度不够会导致喷射液滴沿壁面流动，减少炉内还原剂喷入量，分解炉内部烟气离心力作用下可能会导致分解炉内壁积灰，致使喷枪的深入长度不够，也会形成相似的效果，实心锥喷嘴可以减少这种影响，可以适当将喷枪伸入炉内，再想办法调整炉内流场，避免喷枪安装点位处的积灰。在放置喷枪与套管可能存在的结垢方面，尽量加大套管尺寸，若套管已经制作完成，单孔喷枪比多孔喷枪更能避免干湿界面结垢。

通过优化后，解决了氨水喷射量增加，NOx排放浓度还居高不下的问题。并且与优化前进行经济技术对比分析，吨NOx的减排平均成本可减少1821.2元，吨熟料脱硝运行成本4.78元，高于平均水平。进一步分析，是由于初始NOx浓度远高于平均水平所致，建议业主优化生产工艺和低氮燃烧工艺，若将初始NOx浓度控制在平均初始浓度650mg/m3，吨熟料脱硝运行成本可降低至2.17元，优于行业平均水平。

延伸阅读：

氨水应用于水泥脱硝的安全性研究与实践

原标题：水泥脱硝系统性能分析及喷射方案优化

投稿与新闻线索：电话：0335-3030550，邮箱：huanbaowang#bjxmail.com（请将#改成@）

订阅北极星周刊，精彩内容不再错过！

特别声明：北极星转载其他网站内容，出于传递更多信息而非盈利之目的，同时并不代表赞成其观点或证实其描述，内容仅供参考。版权归原作者所有，若有侵权，请联系我们删除。

凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创，转载需获授权。

阅读下一篇

脉冲布袋除尘器结露现象原因分析及解决办法

SNCR脱硝查看更多>烟气脱硝查看更多>脱硝系统查看更多>

姓名：
性别：
出生日期：
邮箱：
所在地区：
行业类别：
工作经验：
学历：
公司名称：
任职岗位：

水泥脱硝系统性能分析及喷射方案优化

脉冲布袋除尘器结露现象原因分析及解决办法

登录注册

绑定账号

想要获取更精准资讯推荐？建议您完善以下信息~

订阅成功

想要获取更精准资讯推荐？建议您
完善以下信息~