建材有限責任公司2000t/d水泥熟料生產線脫硝改造專案實施方案和施工計劃
一、專案概況
1、專案名稱：2000t/d水泥熟料生產線脫硝改造專案
2、專案改造依據：根據兵團環保局《關於對兵團水泥行業氮氧化物排放企業限期治理的通知》（兵環發[2014]74號）精神，要求公司2000t/d水泥熟料生產線在2014年8月底前完成脫硝改造，氮氧化物排濃度（以NO2計）滿足水泥工業大氣汙染排放新標準（GB4915-2013）。
3專案改造內容：採用選擇性非催化還原（SNCR）技術，對水泥窯煅燒過程中氮氧化物進行還原反應生成氮氣和水，反應溫度在900-1050ºC之間進行，最佳反應溫度950ºC。因此，在水泥窯窯尾系統中只有分解爐出口處是此溫度範圍，所以此專案的所選位置和使用還原劑-氨水的量至關重要。
4、專案改造效果情況：根據相關資料介紹SNCR脫硝技術可以把NOx降低40-60%，這樣我公司的NOx排放濃度可達到400mg/Nm3左右，基本上可滿足國家新標準的要求， NOx排放量的減少，較好地改善空氣質量，對我國“十二五”氮氧化物減排起到積極作用。
另外，該專案不產生企業經濟效益，反而要增加公司的執行成本，噸產品成本要增加4-5元，每年公司新增成本200萬元左右。
5、SNCR脫硝設施請裝置生產專業單位幫助現場設計、指導安裝、除錯和試執行。
二、專案技術方案
1、氮氧化物排放基本原理
氮氧化物在水泥生產中由煤燃燒過程產生。煤燃燒過程中，依據氮氧化物生成機理不同區分為三種類型號：（1）燃燒與空氣中的N2在高溫條件下氧化生成的熱力NOx；（2）燃料中的有機氮化合物在燃燒過程中被氧化形成的燃料NOx；（3）在碳氫集團反應過程中形成的中間產物和N2反應形成的快速NOx。
水泥生產過程中，迴轉窯和分解爐是兩個主要的熱工裝置。分解爐主要完成生料的碳酸鹽分解過程，分解後產物進入迴轉窯，進行高溫煅燒，形成水泥熟料。在整個生產過程中，大約60%的煤粉進入分解爐，爐內的溫度一般在850-1000ºC範圍內， 在此溫度下，基本可以不考慮熱力NOx形成，主要是燃料NOx。迴轉窯內主要是煅燒時物料的熔融和重結晶過程，物料溫度必須超過1400ºC，因此，通常水泥窯主燃燒器的火焰溫度控制在1800-2000 ºC之間，這樣在迴轉窯內熱力NOx和燃料NOx均有較多的形成比例，其中尤以熱力NOx為主。控制NOx的排放應當著眼於水泥迴轉窯及分解爐系統的低NOx的技術的應用。
2、主要方案選擇及SNCR技術說明
採用選擇性非催化還原（SNCR）技術，將氨水在一定條件下與煙氣混合反應，實現降低系統NOx排放50%左右。
SNCR技術屬於燃燒後控制技術，是將氨水或尿素等氨基物質在一定條件下與煙氣混合，在不使用催化劑的情況下將氮氧化物還原為無毒的氮氣和水。
氨水還原氮氧化物總的化學反應為：
4NH3+4NO+O2 4N2+6HO2
4NH3+2NO2+O2 3N2+6HO2
8NH3+6O2 4N2+12HO2
氨水噴射的過程對於噴入點的煙氣溫度水平非常敏感，一般認為合適的溫度為800-1100 ºC，也就是所謂的“溫度視窗”。一般來講影響SNCR反映的關鍵因素有：反應溫度、氨氮（NH3/NO）摩爾比、氮氧化物初始濃度、煙氣中的O2濃度、停留時間等因素。
3、選擇性非催化還原技術方案
SNCR系統主要裝置都進行模組化設計，主要有氨水儲存系統，氨水溶液偉傳輸模組以及氨水溶液噴射系統組成。工藝流程圖、主機裝置表見後。SNCR系統主要裝置佈置在窯尾平臺上即可，氨水罐可以分佈在生料均化庫旁。##
1）氨水儲存系統
作為還原劑的氨水，被溶解制備成特定濃度的氨水溶液，氨水溶液在噴入系統之前，先經過氨水溶液噴射系統的精確計算分配至每個噴槍，然後經噴槍噴入系統，進行脫硝反應。氨水運送到現場後，進入氨水儲存罐儲備。氨水儲罐的容積足夠儲存脫硝系統執行10天以內所需要的氨水量。
2）氨水傳輸模組
氨水溶液輸送泵採用離心泵，輸送泵設有備用泵，對於輸送供給系統，輸送泵應採用2×100%方案考慮。為避免雜物對泵體及噴嘴的損壞，氨水儲罐到輸送泵入口設有濾網。
3）氨水溶液噴射系統
噴射系統要保證氨水溶液和煙氣混合均勻，設定流量調節，能根據煙氣不同的工況調整氨水流量。噴射系統要具有良好的熱膨脹性、抗熱變形性和抗振性。
主要裝置：控制系統、噴槍、儲氣罐。
三、投資執行成本
1）主機裝置：氨水儲罐2臺；氨水輸送泵4臺（一備一開）；控制系統1套；噴槍6支；儲氣罐1個；關聯DCS裝置1套。
2）專案投資：預算總投資約300萬元。資金來源：向上級部門（單位）申請支援和銀行貸款。
3）執行成本：
主要是噴頭更換、氨水用量、壓縮空氣用量、氨水輸送泵用電等費用，根據資料介紹和一部分使用廠家經驗，可使每噸熟料成本上升5元左右。我公司以年產熟料42萬噸計，年執行成本在210萬元左右。
四、專案實施施工計劃
1）專案用時：
招標和施工圖設計：15天；裝置採購：30天；裝置製造安裝：60天：現場工業試驗：10天。
2）施工進度計劃：
（1）方案確定：2014年3月
（2）專案及裝置招標時間：2014年4月；
（3）設計、施工、安裝時間：2014年5-7月；
（4）現場除錯及工業試驗運轉：2014年7-8月。
***建材有限責任公司
2014年3月12日