水泥窑炉SNCR脱硝技术-潍坊天洁环保科技有限公司

● 火力发电行业为什么要进行锅炉烟气综合治理

随着经济和社会的发展，环境污染问题日益严重，火力发电行业是环境污染的主要源头。关键在锅炉烟气危害较大,烟气中包括粉尘、二氧化硫及氮氧化合物等，对环境以及对人体健康都会造成危害。
煤炭燃料在锅炉内燃烧过程中除放出大量热量外，还会产生大量烟尘。烟尘由气体和固体两部分组成。气体部分主要有二氧化碳、一氧化碳、水蒸气、氮气、氧气、氧化氮、二氧化硫和硫化氢，固体部分主要是飞灰和炭黑。
炭黑是煤中挥发物质在高温缺氧的条件下热分解的产物。炭黑颗粒粒径细微，能在空气中漂浮很长时间，形成黑烟。由于炭黑是燃烧不的产物，烟气中还混有未燃尽的碳粒，随着烟气排人大气中。由于尘粒粒径不同，在重力作用下其沉降特性也不同。粒径小的尘粒可以长期漂浮在空中，称为飘尘。粒径大的颗粒能较快的沉降，称为降尘。工业锅炉排出的烟尘中的尘粒吸附能力很强，很多有害气体和液体能吸附在这些微粒上而被吸人人体内，粘附于支气管壁和肺泡壁上，危害人们的身体健康。烟尘能够使植物的光合作用减弱，造成植物叶片枯萎，使农作物产量降低。
烟气中的二氧化硫是一种无色有臭味的气体。当大气中的二氧化硫浓度达到3.5mg/m3时，会使人的呼吸系统、心血管系统疾病的发病率和死亡率增加，它还会腐蚀工业设备和构筑物，更严重的会形成酸雨、破坏植被、森林平衡。烟气中的一氧化氮和一氧化碳等有害气体，被吸人人体后，会使人缺氧而麻痹。
总之，燃料在锅炉内燃烧后产生大量的烟尘、硫和氮的氧化物等有害气体，这些有害物质排放到大气中，对人们的生产、生活、健康以及环境都会造成极大危害。对此，要要引起高度重视,加强对电厂锅炉烟气的处理对于改变我国的空气环境具有着重要的意义，天洁公司主要对电厂锅炉烟气净化综合治理技术进行深入的研究和对项目的治理实施。

● 水泥窑炉SNCR脱硝产品简介

  天洁产品：节能省耗绿色环保

天洁产品研发体系，凭借天洁人的设计研发能力、国际标准的制造工艺、ISO的质控管理体系，已经发展到新的高度，可根据每个用户的具体需求或项目的特色，进行个性化研发设计，为其量身定制大气净化产品，节约成本，实现节能省耗，减少污染，绿色环保的可持续发展。

   1.1 SNCR脱硝原理及组成
  选择性非催化还原法（SNCR）脱硝技术是在没有催化剂的条件下，在850～1050℃的温度范围内，把还原剂（氨气或尿素）喷入水泥炉窑内，还原剂与炉窑中的氮氧化物（主要是一氧化氮和二氧化氮）发生化学反应，生成氮气和水，从而减少烟气中氮氧化物的排放。
  在分解炉的中下部喷入还原剂尿素[CO(NH2)2]或氨水(NH4OH) ,在有部分氧存在的条件下,发生以下反应过程。
  4NH3 + 4NO + O2 →4N2 + 6H2O   (1)
  温度进一步升高,则可能发生以下的反应:
  4NH3 + 5O2 →4NO + 6H2O       (2)
  当温度低于800℃时,NH3与NO的反应速度很慢；当温度高于1100℃时反应式(2)会逐渐起主导作用,当温度高于1300℃时NH3转变为NO的趋势会变得明显。
1) 尿素供应站
  尿素存储系统、尿素溶液配制系统和尿素溶液储存系统集中布置, 共同组成尿素供应站。尿素站主要设备包括:干尿素储仓,计量仓,螺旋输送机,配液池,尿素溶液储罐,尿素溶液输送泵和水加压泵。
2) 加压泵及其控制系统
  来自罐区的尿素溶液和稀释水分别通过加压泵同时输送至混合系统，从而被输送至喷雾系统。尿素溶液加压泵及其控制系统主要由两台螺杆泵（一用一备）、回流控制系统、压力检测系统及相应阀组组成。稀释水加压泵及其控制系统所含设备与尿素溶液相同。
3) 混合系统
  由于配置的尿素溶液浓度相对较高，主要是为了增加溶液的利用效率，需要兑水稀释。尿素溶液和稀释水分别由两个独立管路进入混合系统，且两流体的流量可根据实际所需喷氨量进行任意浓度的调配，被同时输送至静态混合器内，利用静态混合器的强湍流扰动特性，将尿素溶液与稀释水充分混合均匀。整个系统布置在罐区附近，与罐区共用挡棚。
4) 分配和调节系统
  由于在分解炉上布置了两层喷枪，进入两层喷枪的稀溶液需要通过控制分配和调节系统上的电动调节阀来自动控制稀溶液流量分配。出混合系统的稀溶液通过管路输送至分配和调节系统，系统布置在预热器塔架钢平台上，与喷雾系统靠近布置。
5) 喷雾系统
  喷枪是喷雾系统的核心也是整个SNCR（喷氨）系统的关键部件。为提高脱硝反应的效率，喷枪在分解炉上分两层布置，所有喷枪围绕分解炉周向对称均布。整个喷雾系统都有自反馈和自动调节功能，通过在线监测C1级筒出口（或烟囱出口）NOx 排放值，利用反馈系统自动调节和控制尿素喷射量，在保证脱硝效率前提下减少系统运行成本。
6)自动控制系统
  自动控制系统采用独立的可编程序逻辑控制器(PLC), 系统单独设置 1台工程师站 (兼操作员站), 预留OPC 通信接口与电厂分散控制系统 (DCS)通信; 系统设有必要的报表、查询和报警等功能。控制系统根据采集的相关信号, 控制、调节主要设备运行情况和喷枪运行情况, 实现脱硝。
2.1 关键技术问题
  SNCR技术的关键是：还原剂喷射在合适的温度窗口，以及喷入的还原剂与烟气中NOX的充分混合，从而实现较高的脱硝效率，降低还原剂的耗量和尾部氨的逃逸量。
1）喷嘴位置的确定
  确定喷嘴位置主要考虑炉窑内部的气体温度,尿素还原 NOx 反应的适宜温度为 850℃～1050℃。喷嘴的位置选择是否合适，直接决定了SNCR的脱硝效率的高低。喷嘴位置的选择是整个SNCR系统关键的地方。
选择合适的喷嘴位置，主要通过两种途径来实现：
  CFD流场模拟，来确定适宜喷射点；通过红外线现场测试炉窑内温度分布，确定喷射位置。
2）尿素溶液的雾化要求
  为了使尿素与NOx的反应能够在很短的时间内完成 ,要对尿素溶液进行良好的雾化。对尿素溶液进行良好的雾化，要选择喷嘴的结构和喷嘴处的液体、气体压力和流量。喷嘴处的液体压力一般为0.4MPa，喷嘴处的气体压力一般为0.3MPa。
3）喷嘴的结构和材质
  喷嘴的质量是尿素添加设备的技术关键,喷嘴的结构设计应该首先保证使尿素溶液具有良好的雾化效果,其次应考虑喷嘴本身处于高温部位,应具有良好的耐热性能,不易烧损。
3. 小结
3.1. 从世界范围来看，已实施的水泥窑炉脱硝工程，几乎全部采用SNCR脱硝技术。SNCR脱硝是目前我国水泥行业脱硝的主流技术。
3.2. 采用SNCR 选择性非催化还原技术，可以减少氮氧化物排放30%~65%。按不同的脱硝成本可实现氮氧化物排放≤500 mg/Nm3（10%氧含量，NO计）的连续控制，满足不同阶段的环保标准的持久性适应需求。氨逃逸≤5ppm。

过去的20年间天洁服务过的企业已超5000多家，

经典案例仅代表我们曾拥有精彩的过去，我们将与您共创美好的未来…

合作客户	项目合作内容	项目所在地
荷兰帝斯曼公司（DSM）	锅炉烟气净化工程	吉林长春
山东海龙化纤（新疆）有限公司	锅炉烟气净化工程	新疆阿拉尔
东营华懋新材料有限公司	锅炉烟气净化工程	山东东营
山东奥宝化工集团有限公司	锅炉烟气净化工程	山东潍坊
山东柠檬生化有限公司电厂	锅炉烟气净化工程	山东安丘
河南顺达化工科技有限公司	锅炉烟气净化工程	河南驻马店
山东景芝酒业股份有限公司电厂	锅炉烟气净化工程	山东安丘
山东元力化工有限公司	锅炉烟气净化工程	山东昌乐
淄博市临淄热电厂	锅炉烟气净化工程	山东临淄
济宁市东郊热电厂	锅炉烟气净化工程	山东济宁
东营金茂铝业高科技有限公司	锅炉烟气净化工程	山东东营
济阳城建热电有限责任公司	锅炉烟气净化工程	山东济阳
淄博欧木特种纸业有限公司	锅炉烟气净化工程	山东淄博
济南圣泉集团股份有限公司	锅炉烟气净化工程	山东章丘
河南濮阳蔚林化工有限公司	锅炉烟气净化工程	河南濮阳
潍坊春江食品有限公司	锅炉烟气净化工程	山东安丘

● 锅炉烟气除尘

锅炉在使用的过程中不可避免地产生粉尘和烟气，锅炉烟气除尘就是把锅炉中的粉尘从烟气中分离出来，从而减少粉尘污染并且有利于进一步对烟气进行脱硫、脱硝等处理。随着社会的发展，环保越来越受到人们的重视，锅炉除尘也已经应用到火力发电等各个领域。锅炉除尘采用的除尘设备包括机械除尘器、袋式除尘器、电除尘器和湿除尘器等。但每种除尘净化系统总有其技术上的优点和缺点，应根据实际情况选择合适的除尘设施与工艺。

● 锅炉烟气脱硫

锅炉烟气脱硫,是指将煤中的硫元素用钙基等方法固定成为固体防止燃烧时生成SO2。通过对国内外脱硫技术以及国内电力行业引进脱硫工艺试点厂情况的分析研究，目前脱硫方法一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫等3类。其中燃烧后脱硫，又称烟气脱硫（简称FGD），在FGD技术中，按脱硫剂的种类划分，可分为以下五种方法：以CaCO3（石灰石）为基础的钙法，以MgO为基础的镁法，以Na2SO3为基础的钠法，以NH3为基础的氨法，以有机碱为基础的有机碱法。世界上普遍使用的商业化技术是钙法，所占比例在90%以上。

● 锅炉烟气脱硝

锅炉烟气脱硝是燃烧烟气中去除氮氧化物的过程，防止环境污染的重要性，已作为世界范围的问题而被尖锐地提了出来。为防止锅炉内煤燃烧后产生过多的NOx污染环境，应对煤进行脱硝处理。分为燃烧前脱硝、燃烧过程脱硝、燃烧后脱硝。世界上比较主流的工艺分为：SCR和SNCR。这两种工艺除了由于SCR使用催化剂导致反应温度比SNCR低外，其他并无太大区别，但如果从建设成本和运行成本两个角度来看，SCR的投入至少是SNCR投入的数倍，甚至10倍不止。

● 锅炉烟气超低排放

2014年9月，国家、环保部、国家联合印发《煤电节能减排升级与改造行动计划》，要求新建机组应同步建设脱硫、脱硝和除尘设施，东部地区新建机组基本达到燃机排放限值，中部地区原则上接近或达到燃机排放限值，鼓励西部地区接近或达到燃机排放限值。同时，稳步推进东部地区现役燃煤发电机组实施大气污染物排放浓度基本达到燃机排放限值的环保改造。
锅炉烟气超低排放，是指火电厂燃煤锅炉在发电运行、末端治理等过程中，采用多种污染物协同脱除集成系统技术，使其大气污染物排放浓度基本符合燃气机组排放限值，即烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不超过10 mg/m³、35 mg/m³、50 mg/m³，比《火电厂大气污染物排放标准》中规定的燃煤锅炉地区特别排放限值分别下降50%、30%和50%，是燃煤发电机组清洁生产水平的新。要研发“多污染物协同控制技术”，对燃煤电厂原有的脱硝设备、脱硫设备和除尘设备进行提效改造，并引入新的环保技术对汞和三氧化硫进行进一步脱除，使电厂排放的烟尘、二氧化硫、氮氧化物、汞和三氧化硫达到超低排放的要求。

始终为改善人类生存环境和生活品质而不断努力

致力人文科技 ● 共创水碧天洁 TIANJIE ENVIRO

: 天洁，大气污染治理专家

天洁始终致力于技术的开发和设计制造工作，
20年来矢志不渝地从事环保技术与装备的研发和生产，
树立起大气治理行业的。

● 天洁与山东大学联合成立山大天洁环保技术研究所；
● 与公司和科学家交流合作，技术水平与国际同步，
● 2名国内环境学科带头人，19名高级工程师提供技术保障。