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排列5:水泥窯煙氣脫硝技術現狀分析

2020-03-13    來源:水泥窯煙氣脫硝    作者:仁德科技  閱讀:次  

排列5 www.jtwul.com      在水泥窯脫硝還原方式中,具備選擇性特征的催化還原方式也可以稱之為SCR。近些年以來,很多企業正在嘗試運用脫硝法來實現上述的整個脫硝過程,運用SCR方式具備突顯的技術優勢。具體來講,SCR設有如下的反應流程:首先應當將反應器接入預熱器的管道出口位置上,確保能夠控制于300℃以內的煙氣溫度。在這之后,再去將適量的還原劑加入管道與反應器的特定部位。受到催化劑給其帶來的影響,氮氧化物將會迅速實現其自身的還原,從而迅速轉變成純水與氮氣。因此相比而言,SCR方式整體上可達85%或者更高比例的減排效果,針對大型化的水泥窯也同樣能夠進行適用,因此其具備顯著的適用性價值。

    脫硝技術是燃燒煙氣中去除氮氧化物的過程,防止環境污染的重要性,已作為世界范圍的問題而被尖銳地提了出來。世界上比較主流的工藝分為:SCR和SNCR。這兩種工藝除了由于SCR使用催化劑導致反應溫度比SNCR低外,其他并無太大區別,但如果從建設成本和運行成本兩個角度來看,SCR的投入至少是SNCR投入的數倍,甚至10倍不止。

      歐美國家水泥窯爐SCR脫硝的研究工作開展較早。德國Solnhofer水泥廠于2001年建成世界上第一套SCR脫硝裝置并投產。該廠SCR系統布置在預熱器后,反應煙氣溫度為320℃~340℃,氨逃逸量<1mg/m3(標),脫硝效率>80%,穩定運行時間達40 000h,超過預期使用壽命2年。瑞士ELEX公司2004年至2018年間,在歐美地區共建成8套水泥SCR脫硝裝置,其中7套采用高塵布置,SCR系統布置在預熱器C1 出口;1套采用中塵布置,SCR系統布置在電除塵器煙氣出口后。8套SCR脫硝裝置運行情況見表1。

 由表1可明顯看出,高塵布置占有率為87.5%,所有裝置實際運行脫硝效率均>71.4%,其中德國Mergelstetten 水泥廠SCR 裝置初始脫硝效率高達92%,氨逃逸量<5mg/m3(標)。


   目前,國內水泥工業SCR反應器的布置主要有4種方式,分別是高溫高塵布置、高溫中塵布置、中溫中塵布置、低溫低塵布置。四種工藝布置形式如圖3所示。

  水泥窯脫硝


  高溫高塵布置應用最廣,江蘇中建材研究院設計的工藝通常將SCR 反應器布置在預熱器C1 出口,出口煙氣溫度約為300℃~350℃,經過沉降室預除塵后進行脫硝反應,脫硝后凈氣溫度約為250℃,由外引風機引出至SP余熱鍋爐進行余熱發電。這個溫度區段的催化劑研制最為成熟,有利于還原反應的進行,但存在煙氣含塵量大對催化劑造成磨損與阻塞等缺點。


高溫中塵布置是在高溫高塵的基礎上,煙氣經過預除塵再通過電除塵器后進行脫硝反應。此種方式雖可有效改善塵粒對催化劑的磨損,但面臨設計要求高、水泥廠空間受限等問題。

  合肥水泥研究設計院有限公司采用SCR反應器中溫中塵布置,在窯尾余熱發電鍋爐去高溫風機出口處取200℃左右的煙氣,經旋風收塵裝置后進行脫硝反應,收塵裝置如圖3藍色框圖所示。此種方式雖降低了建設成本,但仍無法完全避免煙塵造成催化劑的物理損傷。


水泥工業現有的低溫低塵布置通常將SCR反應器置于袋式除塵裝置后,袋除塵器出口煙氣溫度<150℃,而釩鈦基催化劑適用溫度>150℃,煙氣進入脫硝裝置前需要將煙氣再加熱,增加了能耗與設備投資。

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