熟料生产线实施超低排放技术改造的体会

摘要：落实国家蓝天保卫战总体部署，水泥行业实施超低排放势在必行，科技创新争先的思路，是选择超低排放改造技术线路的关键。经过选用窑头、窑尾袋收尘器进行升级改造使粉尘超低排放合格；采用脱硫脱硝整体技术改造实现了NOx和SO2的排放达标并大量减少了氨水的消耗用量。窑系统超低排放综合技改投入运行后生产稳定，国家联网在线监控连续3个月没有一个数据超标。

关键词：超低排放；高固气比技术；分解炉低氮燃烧；蒸汽燃烧脱硝；分级燃烧技术；SNCR优化

0 引言

四川宏云建材有限公司现有1条4000t/d熟料新型干法水泥生产线，回转窑为：Φ4.3m×62m，从2012年投产至今，生产运行正常，各项生产指标、能耗指标、环保指标均达到现行国家标准要求。

随着我国进入“十三五”发展计划，对水泥工业的大气污染防治和总量减排提出了更高的要求。目前，重点地区的水泥窑系统NOx排放限值为200mg/Nm3，部分地区达到100mg/Nm3，甚至更低。宏云建材作为省市污染排放重点监控的企业之一，为全面落实国家、省、市蓝天保卫战总体部署，势必在污染控制上先行一步进行相关技术准备，适应国家环保政策的要求。经多次论证并组织赴先行地区考察超低排放改造技术线路，通过学习和借鉴，使四川宏云建材有限公司超低排放得以顺利实施。

1 实施超低排放的依据

随着环境的新变化和业态发展的新变化，为水泥工业新的发展既带来良好机遇，又带来严峻的挑战，水泥行业超低排放改造成为大势所趋。这也是推进水泥行业高质量发展、调整产业结构、淘汰落后产能的重要举措，从而实现了污染物排放总量大幅削减，确保环境空气质量实现根本好转目标。

四川省广安市要求水泥行业超低排放标准为：颗粒物、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别低于10mg/Nm3、50mg/Nm3、100mg/Nm3。宏云建材实施超低排放改造项目是按照环保主管部门的要求，切实落实工信部《关于印发钢铁水泥玻璃行业产能置换实施办法的通知》（工信部原[2017]337号）文件精神，通过引进先进技术进行超低排放改造熟料生产线。

《水泥工业大气污染物排放标准》（GB 4915-2013）重点地区企业大气污染物特别排放限值见表1。先行地区污染物超低排放限值见表2。

2 超低排放技术改造线路

2.1 改造原则

（1）充分利用现有设备，通过多方案优化确定改造方案，做到减少停产损失，降低工程投资，缩短改造周期，提高经济效益。

（2）经济、合理为改造原则，挖掘现有生产设施的生产能力，满足改造后工艺平衡和设备配套的要求。

（3）采用先进、可靠的新技术对关键节点进行技术改造，达到稳定生产、节能环保、超低排放的目的。

2.2改造目标

随着新型干法水泥生产技术的进步，我公司的环保排放指标虽能达标排放，但与同行业先进水泥企业所达到的超低排放指标相比还存在一定差距，因此，必须通过科技创新和技术进步对现有设施进行必要的改造，才能与同行业先进水平看齐，真正实现生产“绿色环保、超低排放、节能降耗”生态跨跃式发展。

公司确定的超低排放的技术改造目标为：

（1）颗粒物：≤10mg/Nm3；

（2）SO2：≤50mg/Nm3；

（3）NOx：≤100mg/Nm3。

2.3 改造实施方案的确定

2018年11月，公司组建了企业发展战略专业团队，成立了烧成系统超低排放技术改造领导小组，先后对南方水泥、华新水泥、峨胜水泥、西南水泥、登封市宏昌水泥、洛阳市新安中联万基水泥和黄河同力水泥等17家企业进行了考察交流，并结合公司现状与国内先进企业进行对标找差距，经过反复考察、交流、论证，最终确定超低排放综合技术改造方案如下：

2.3.1 窑头、窑尾袋收尘器改造

对生产线粉尘和废气排放最大的窑头、窑尾袋收尘器进行升级改造，窑尾收尘滤袋由6m加长到8m，以此增加过滤面积，过滤风速由1.05m/min降低到0.75m/min以下，窑头更换新型材质滤袋，实现颗粒物排放≤10mg/Nm³，达到颗粒物超低排放的要求。

2.3.2脱硫脱硝整体技术改造

一是采用低NOx燃烧控制技术作为前置脱硝技术手段，对分解炉煤粉燃烧系统进行改造，通过改变分解炉的喷煤方式及位置将原来的两支煤管改为4台分解炉专用燃烧器，改变燃烧区环境气氛，实现前置脱硝，即：在分解炉锥部建立还原区，在中部建立再燃区，通过控制窑尾煤粉的燃烧及三次风的流向，还原来自窑头及主燃区内产生的氮氧化物，在保证分解炉正常燃烧速度及燃尽率的同时，进一步提高脱硝效率。降低SNCR脱硝系统的处理量，降低氨水消耗量。据测算，采用低氮燃烧的脱硝效率在35%以上。

二是采用分阶段脱硝的工艺方案，同时应用蒸汽低氮燃烧技术，在分解炉下位两台燃烧器上加入蒸汽脱硝，并且在氨水喷枪喷入位置也进行了3处优化技改，实现SNCR脱硝效率最大化，减少氨逃逸量，降低氨水用量。

三是采用高效脱硫工艺方案，采用徐德龙院士高固气比原创性技术理论，优化改进了原有的水泥预热预分解技术及装备，利用热生料中包含大量的活性 CaO，在钙硫比为 5～6 的情况下，脱硫效率可以达到 25%～30%。对石灰石原料中硫铁矿含量高的水泥厂而言，大约用5% ～10%分解炉废气即可满足要求，从而实现了SO2的排放减少76.67%，NOx的排放减少19.5%。

2.4 超低排放技术改造工作计划

（1）2018年12月底～2019年3月前完成向市级行政主管部门的超低排放申报工作。

（2）2019年1月～3月完成设备采购、现场制作等工作。

（3）2019年4月15日～5月20日进行停窑改造。

2.5 超低排放技术改造资金投入

该生产线分解炉分级燃烧升级改造、脱硫脱硝系统改造、窑头窑尾收尘系统升级改造等环保综合治理技术改造项目的资金投入约1868.09万元。

3实施超低排放改造的效果

宏云建材落实了超低排放技改工作，于2019年5月20日正式投入运行，经过一周的调试运行，粉尘浓度、二氧化硫、氮氧化物均达到了技改超低排放的标准要求，并于2019年6月28日通过环境评估专家评审。本次超低排放技改已经连续三个月实现了稳定达标运行，水泥熟料生产线执行超低排放标准后：脱硫氨水耗用量为1.45kg/t，比窑技改前（原排放标准SO2：≤200mg/Nm3）的4月4.75kg/t降低了3.3kg/t；脱硝氨水耗用量6.21kg/t比窑技改前（原排放标准NOx：≤400mg/Nm3）的4月2.3kg/t仅增加3.91kg/t。实测数据见表3。

4 结束语

（1）当前国家和地方政府正在根据水泥行业的特点逐步制定严格的污染物排放标准。从水泥行业自身实际来看，水泥企业在氮氧化物、二氧化硫、粉尘排放等方面还有进步空间，超低排放目标并非遥不可及，这预示着水泥行业推行超低排放将是大势所趋。

（2）新型干法水泥企业为了今后的生存，也必须进行超低排放改造，否则将会被淘汰出局。

（3）超低排放有利于水泥行业健康发展。水泥企业在推进超低排放的改革中，污染物排放减少，环保税等经营成本将随之下降，而且在这个过程中，企业对国家、社会的环保事业做出了突出贡献，也体现出企业的社会责任。