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技术 | 4000t/d生产线氮氧化物超低排放改造经验

北极星大气网  来源:水泥  作者:李壮等  2021/1/21 8:53:47  我要投稿  

2.2.2 集成控制单元

我们将可靠性高、精度高的测量仪器和控制阀门都集成为一个整体,便于现场安装和维护。

2.2.3 在线氨气检测分析仪

为实现氨逃逸的控制,需要精确采集预热器一级出口的氨逃逸数据,为此我们还专门配置了精准的氨逃逸监测仪。

2.2.4 智能系统软件

高效智能SNCR系统通过与装配PLC和现有DCS系统建立通讯连接,采用智能软件学习全部数据驱动的方法来分析烧成系统,模拟特定工艺条件对现有SNCR喷枪效率的影响,帮助选择合适的喷嘴和安装位置,使氨水在NOx含量高的区域充分反应,避免不必要的氨逃逸(高效利用氨水)。软件核心技术,模型适应性和优先级选择、氮氧化物排放预测功能、便捷人机操作系统见图5~图7。

氨水在炉内可能产生的反应式如下,这17个反应式会伴随着脱硝的过程同时存在:

4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O(1)

6NO+4NH3→5N2+6H2O(2)

6NO2+8NH3→7N2+12H2O(3)

2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O(4)

4NH3+3O2→2N2+6H2O(5)

4NH3+5O2→4NO+6H2O(6)

4NH3+7O2→4NO2+6H2O(7)

2NH3+2O2→N2O+3H2O(8)

2NH3+8NO→5N2O+3H2O(9)

4NO+4NH3+3O2→4N2O+6H2O(10)

12NO2+16NH3+7O2→14N2O+24H2O(11)

2SO2+O2→2SO3(12)

NH3+SO3+H2O→NH4HSO4(13)

2NH3+SO3+H2O→(NH4)2SO4(14)

2NH4HSO4→(NH4)2SO4+H2SO4(15)

NH4HSO4+NH3→(NH4)2SO4(16)

NH3+HCl→NH4Cl(17)

在追求氨水利用率高的时候,系统会选择反应式(1)~(4)为主要反应的区域进行脱硝反应,此时氨水用量最小。当氨水用量少到极致,氨逃逸仍然无法控制时,系统会智能调整氨水的喷射方案,以增加在氨逃逸少的区域喷射的氨水比例,此时,反应式(5)~(17)所占的比例也会增加,氨水的脱硝利用率不是最高,但氨逃逸极少。与改造前相比虽然氨水用量有所增加,但减少了氨逃逸,对下一步有效控制氨逃逸打下了良好的基础。

3 效果

表2是使用高效智能SNCR脱硝系统后调试期间的运行数据。表3是使用高效智能SNCR脱硝系统后从河北省污染源自动监控平台导出的窑尾排放数据。

从表2、表3可以看出:

(1)采用“稳定煅烧+分级燃烧+SNCR+系统密封治理+智能脱硝”的综合技术路线,完全可以满足目前严格的环保排放要求,对现有新型干法熟料线进行超低排放综合治理实现NOx的超低排放具有示范意义。

(2)项目具有较高的可靠性。

(3)在项目投资费用、运行成本费用方面,对比国内其他的脱硝技术路线,具有较好的经济性。

(4)推广“稳定煅烧+分级燃烧+SNCR+系统密封治理+智能脱硝”的综合技术路线,对促进生态环境好转,推进当地污染物减排,保障职工及周边群众健康具有重要意义。

作者单位:邢台金隅冀东水泥有限公司

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