新型干法水泥脱硝设备的应用Applica tiono f Den itra tion Equipm ent in New Dry Process Cem ent Produc tion

张中国

新型干法水泥脱硝设备的应用
Applica tiono f Den itra tion Equipm ent in New Dry Process Cem ent Produc tion

张中国

根据环保部会同国家质检总局发布的《水泥工业大气污染物排放标准》（下称《排放标准》），水泥企业氮氧化物排放限值由现行标准的800mg/m3，大幅收严至400mg/m3。据了解，这一标准甚至比欧洲大部分国家的标准限值更为严格，接近日本和德国等国的排放标准，被业内称为水泥行业“史上最严”环保排放标准。

针对国家质检总局大气环境治理的要求，冀东水泥（烟台）有限责任公司在原来生产线的基础上安装了脱硝设备。冀东水泥总部与日本太平洋水泥株式会社合资建立冀东太平洋（北京）环保工程技术有限公司，目前该公司水泥脱硝主要采用的是日本先进的SNCR技术。图1为生产线SNCR系统工艺流程图，图2为中控操作画面。

从图1可以明显看出：氮氧化物含量降低至251.2mg/m3，氧气含量为11.3%，氨水泵正常运转频率为37Hz，电机电流为1.3A，压缩空气阀门开度为40%，氨水泵出口流量为0.6m3/h。

1　脱硝设备的工艺说明

（1）喷氨SNCR系统以氨水为原剂，将烟气中的NOx还原为无危害的N2和H2O。喷氨SNCR系统主要由氨水接收及输送部分、氨水喷雾部分、压缩空气部分、控制部分等组成。

（2）外购氨水的卸载及储存是利用离心泵将氨水槽罐车的氨水直接泵送到氨水接收罐。出氨水接收罐的氨水经氨水输送喷雾泵喷洒到分解炉，以达到脱硝目的。喷雾系统采用空气介质雾化内混式喷枪，将氨水雾化成平均粒径为几十微米的细小液滴，增大烟气NOx与氨水液滴之间的汽液传质面积，加快反应速度，提高反应效率。喷枪围绕分解炉周向均布以保证更高的脱硝效率。

（3）采用高性能的液体电磁流量计精确检测液体流量，并与控制器和其他相关设备联接。采用流量计可以随时监控并显示系统实际喷量，同时如果泵、管道、元件出现意外时，系统会马上从流量的变化中得到相关的信息给出警报并采取预先设定好的方案。系统使用方便，维护及时。

（4）压缩空气部分主要是向喷枪输送用于雾化的高压气体和停机时向喷枪提供低压吹扫气体，该部分包括电动阀、压力表和手动阀等。系统正常运行时气体压力控制在0.2～0.4MPa，系统停机24h内（不喷雾时）压力控制在0.05MPa，用于向喷枪输送低压吹扫气体，冷却喷枪并防止喷枪堵塞，当停机时间超过24h需把喷枪拔出。

（5）喷枪均匀布置于分解炉上，喷雾方向与烟气流动方向垂直，以达到氨的最大穿透力。喷枪总数量8支，采用专门用于脱氮的双流体雾化喷嘴。

2　 SNCR系统操作规程及注意事项

2.1启动顺序

图1　生产线SNCR系统工艺流程图

图2　中控室操作图

（1）氨水罐车通过接收泵把氨水打入接收罐（一般现场操作）。

（2）开启压缩空气系统。

（3）开启输送喷雾泵。

（4）调节输送喷雾泵频率或者流量调节阀，根据NOx值调节氨水喷雾量到合适值。

2.2操作说明及注意事项

（1）压缩空气对氨水起到雾化作用。同时也起到对喷枪枪头的保护作用，窑在正常运行或升温、降温过程中，压缩空气系统要保证正常运行，禁停压缩空气以防喷枪头部结皮堵塞。

（2）在调试时，压缩空气手动阀门应根据喷雾效果调节，禁止随意调节。

（3）当压缩空气突然停止时，必须立即停止喷氨水设备，防止液体在无雾化情况下顺着枪头直接流下。当某一个压缩空气阀门故障时，可以单独关闭此氨水喷枪。

（4）氨水接收泵不允许空转，建议现场操作氨水接收泵。氨水接收泵启动前打开排气阀，有氨水流出后才可启动氨水接收泵。当氨水罐车快卸空时，要提前停氨水接收泵，防止泵空转烧坏。

（5）氨水接收泵出口压力控制在0.085MPa左右。

（6）氨水接收泵连锁：a氨水接收泵压力＜0.06MPa，接收泵自动停止（每次开泵接收氨水前必须检查中控程序是否处于连锁状态）。b氨水接收罐液位＞2.4m（我公司氨水罐最高2.5m），氨水接收泵自动停止。

（7）氨水喷雾泵中控启动前通知现场打开排气阀，有氨水流出后才可启动氨水喷雾泵（喷雾泵严禁空转），氨水喷雾泵启动前频率设定为5Hz，出口阀门关闭，泵启动后，调节出口阀门或频率，使泵出口压力和流量在正常范围内波动（频率控制范围5～50Hz）。

（8）氨水喷雾系统连锁：a氨水喷雾泵和接收罐液位连锁，氨水接收罐液位＜0.6m时，喷雾泵自动停止。b喷雾泵出口压力＞0.8MPa时报警红闪（出口阀门关闭或管路流通不畅）。c压缩空气电动球阀启动后，方可启动喷雾泵。

（9）氨水长时间不用时，必须把上升管道内的氨水放回氨水罐，并把回流阀门关闭，每隔15d左右把氨水接收罐内氨水循环一次。具体操作如下：把氨水回流到接收罐的管道阀门打开，管道内氨水回流到接收罐，循环时打开氨水回流到接收罐的管道阀门，关闭去预热器上的管道阀门，开启输送喷雾泵，控制流量循环。

3　 SNCR系统安全规程及应急措施

（1）健康危害：吸入后对鼻、喉和肺有刺激性，引起咳嗽、气短和哮喘等，可因喉头水肿而窒息死亡。可发生肺水肿，引起死亡。氨水溅入眼内，可造成严重损害，甚至导致失明，皮肤接触可致灼伤。慢性影响：反复低浓度接触，可引起支气管炎。

（2）急救措施：皮肤接触时立即用水清洗至少15min。若有灼伤，就医治疗。对少量皮肤接触，避免将物质播散面积扩大。注意患者保暖且保持安静。眼睛接触时立即提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗至少15min，或用3%硼酸溶液冲洗，立即就医。

（3）泄露应急处理：疏散泄露污染区人员至安全区，禁止无关人员进入污染区，应急处理人员必须佩戴自给式呼吸器，穿化学防护服。不要直接接触泄漏物，在确保安全情况下堵漏。用大量的水冲洗，经稀释的洗水放入废水系统。也可以用沙土、蛭石或其他材料吸收，然后以少量加入大量水中，调节至中性，再放入废水系统。如大量泄漏，利用围堤收容，然后收集、转移、回收或无害处理后废弃。

4　 SNCR系统寒冷地区冬季运行措施

（1）氨水使用方面，必须保证实际氨水使用浓度（定期抽检，部分单位氨水厂家报的浓度与实际不符），以防止冬季氨水结冰。

（2）冬季长时间停窑时，为防止氨水挥发浓度变低而造成结冰，必须把氨水罐内的氨水用完，并把氨水管道、氨水泵、氨水罐、水封罐等设备内的氨水放净，并用压缩空气吹干净。

5　 SNCR系统应急故障处理方法

5.1氮氧化物含量偏高的原因

（1）氨水喷量较少，增加氨水泵流量。

（2）压缩空气不足，氨水雾化效果不良，导致烟气中氮氧化物含量偏高，检查压缩空气是否正常。

（3）分解炉喷枪结皮严重，在喷枪的周围与喷枪上长有结皮，结皮严重影响氨水的雾化效果，经常清理喷枪周围的结皮情况。

（4）氨水进口过滤器堵塞，导致氨水泵出口氨水流量偏低，氮氧化物偏高，经常更换与清理过滤器。

5.2氨水泵跳停原因

（1）氨水泵内存有空气，应打开排气孔，放出空气，防止氨水泵空转、跳停。

（2）氨水泵进口过滤器堵塞，氨水泵电机电流偏高，同样导致氨水泵跳停，防止过滤器堵塞，保证系统正常运行。

（3）压缩空气＜0.2MPa，系统连锁氨水泵自动跳停。

6　结语

此套脱硝设备可使氮氧化物的去除率达到65%以上。烟气氮氧化物浓度从未使用前的778mg/m3下降到313mg/m3左右，照此推算，年可减少氮氧化物排放1 800多吨。新型干法水泥生产线脱硝设备的应用，已经在冀东水泥（烟台）有限责任公司取得了明显的效果。

TQ172.622.29文献标识码：A

1001-6171（2015）05-0091-03

通讯地址：冀东水泥（烟台）有限责任公司，山东烟台265500；2015-01-15；编辑：吕光