我要投稿

水泥窑氮氧化物深度治理技术 ——高温电除尘+SCR脱硝技术

   编辑:文武  邮箱:info@mortar.cn
2018-09-30 09:56:47 保护色:默认白 牵牛紫 苹果绿 沙漠黄 玫瑰红 字体:小字 中字 大字 点击数:0

摘要:一、水泥窑氮氧化物治理现状

    
        
            
            时  间
            
            
            内    容
            
        
        
            
            2012年
            
            
      

一、水泥窑氮氧化物治理现状
时  间
内    容
2012年
2012年1月,环保部领导在视察海螺集团时提出水泥脱硝,揭开了水泥行业氮氧化物治理的大幕。
2013年
水泥工业大气污染物排放标准(GB4915-2013)发布,要求了水泥行业NOx排放标准为400mg/Nm3或320mg/Nm3 。
2012-2016年
2012年~2016年,全国大量的水泥厂建设了SNCR和低氮燃烧等脱硝设施。水泥窑的NOx排放浓度在300 ~ 400mg/Nm3。
2017年
2017年,多地开展超低排放改造,要求粉尘、SO2、NOx排放分别不高于:10mg/Nm3、50mg/Nm3、100mg/Nm3。
河南省政府发布了《关于征求河南省2018年大气污染防治攻坚战工作方案(征求意见稿)修改意见的通知》(以下简称“通知”)。
通知要求水泥行业在2018年10月底前,完成全省73家水泥熟料企业超低排放改造。完成超低排放改造后,水泥窑废气在基准氧含量10%的条件下,粉尘、SO2、NOx排放浓度要分别不高于10mg/Nm3、50mg/Nm3、100mg/Nm3。其中,对2018年6月底前稳定达到超低排放限值的水泥、陶瓷企业,豁免其2019年1月1日至3月15日期间,不再实施错峰生产。
河南中材环保有限公司2013年,成立脱硝业务部,申请2项脱硝专利,并承建了的鹿泉鼎鑫水泥SNCR脱销工程。
二、水泥窑氮氧化物深度治理技术路线
1、水泥窑烟气特征
序号
水泥窑烟气特征
1
粉尘浓度高60 ~ 80g/m3,甚至更高。
2
粉尘硬度大,有一定的粘度。
3
很容易堵塞、磨损催化剂。
4
粉尘中含钙、碱金属离子量大,易使催化剂表面封堵及中毒失效,减低寿命。
5
硫含量通常比较低。
2、SCR系统布置方案
项  目
工艺布置方案
高尘高温
中尘中温
低尘低温
常规布置方案
工艺设计位置
水泥窑炉烟气直接引入SCR脱硝反应器。
余热发电之后,末端袋式除尘器之前。
末端袋式除尘器之后。
优  点
最佳反应温度,催化效率高。
相对于“高尘高温”和“低尘低温”的折中方案;脱硝效率高于但催化剂寿命低于“低尘低温”方案;催化剂寿命高于但脱硝效率低于“高尘高温”方案。
烟气粉尘含量低,催化剂寿命长。
缺  点
烟气粉尘含量高,容易造成催化剂磨损、堵塞及中毒失效,降低催化剂寿命。
烟气温度低,不能满足反应温度,需要对烟气进行加热;运行费用高。
中材环保提出了“高温电除尘+SCR脱硝”的低尘高温布置方案!
从预热器出口引烟气至高温电除尘器,除去烟气中的大部分粉尘(保守估计用两电场ESP的话,除尘器出口浓度在3-5g/Nm3,实际应该更低一些。);解决催化剂中毒、磨损、堵塞的问题,大大延长了催化剂使用寿命,比燃煤电厂环境下寿命更长(燃煤电厂粉尘浓度一般在50g/Nm3)。
烟气经过高温除尘后,再进入SCR脱硝反应器进行高温段的催化还原反应;由于烟气温度较高,处于催化还原反应的最佳温度区间,脱硝效率更高,可达80%~95%。
三、高温电除尘+SCR脱硝技术介绍
1、高温电除尘技术
    从水泥窑预热器引出的废气温度在300 ℃ ~450℃左右;直接入高温除尘器除尘,可大幅度降低烟气粉尘浓度的同时,保证烟气热量损失较小,使除尘后的烟气温度处于SCR催化还原反应最佳温度区间。
高温电除尘器的技术特点
2、SCR脱硝技术
   SCR(Selective Catalytic Reduction )即为选择性催化还原技术;脱硝原理为:在催化剂的作用下,向温度约280~420℃的烟气中喷入氨,在催化剂的作用下,选择性的将NOX还原成N2和H2O 。其主要反应如下:
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O
  6NO+4NH3→5N2+6H2O
  6NO2+8NH3→7N2+12H2O
2NO2+4NH3+O2→3N2+6H2O
副反应如下:
2SO2+O2 →2SO3
NH3+SO3+H2O ← →NH4HSO4
SCR反应器组成
系  统
主要设备
反应器/催化剂系统
反应器,催化剂,吹灰器等;
烟气/氨的混合系统
稀释风机,静态混合器,氨喷射格栅(AIG),空气/氨混合器等;
氨的储备与供应系统
卸料压缩机,氨蒸发器(电/蒸汽),氨罐,缓冲罐,稀释槽等;
烟道系统
挡板(有旁路),膨胀节,导流板,烟道等;
SCR的控制系统
DCS,PLC,仪表,盘柜等。
2.1、SCR脱硝反应器
吹灰器(左:声波吹灰器;右:压缩空气吹灰器)
2.2、氨的混合系统
3、SCR脱硝还原剂
    SCR脱硝还原剂主要有:液氨、氨水和尿素:
还原剂
制备方法
液氨
将液氨在蒸发器中加热成氨气,然后与稀释空气混合成氨气体积含量为5%的混合气体送入烟气系统。
氨水
将20-30%的氨水溶液通过加热装置使其蒸发,形成氨气和水蒸汽。
尿素
尿素水解法是先将尿素固体颗粒在容器中溶解,然后通过溶液泵送到水解槽中,再通过热交换器将溶液加热至反应温度后与水反应生成氨气,需要高温、高压容器(转化反应容器)。
    尿素热解法是将一定温度的空气送入热解室,使喷入热解室的尿素转化成氨气,需要高温、大功率、造价昂贵的热解炉
三种还原剂的综合比较
 
项目
液氨
氨水
尿素
 
反应剂费用
便宜(100%)
贵(约150%)
最贵(约180%)
 
运输费用
便宜
便宜
 
安全性
有毒
有害
无害
 
储存条件
高压
常规大气压
常规大气,干燥空气
 
储存方式
液态(箱罐)
液态(箱罐)
微颗粒(料仓)
 
初始投资费用
便宜
贵(水解炉制备)
 
运行费用
便宜,需要热量蒸发液氨
贵,需要高热量蒸发/蒸馏水和氨。
贵,需要高热量和蒸发氨
 
设备安全
有法律规定
需要
基本不需要
 
四、SCR脱硝催化剂的选择
催化剂作为SCR脱硝反应的核心,其质量和性能直接关系到脱硝效率 。SCR催化剂一般为使用TiO2载体的V2O5/WO3及MoO3等金属氧化物。
不同催化剂性能比较
性能参数
蜂窝式
板式
波纹式
加工工艺
陶制挤压成型,整体内外材料均匀,均有活性
网状金属做载体,表面涂活性成份
纤维做载体,表面涂活性成份
表面积比
体积(同等烟气条件下)
氧化率
压力损失
一般
抗腐蚀性
一般
一般
抗堵塞性
一般
高灰烟气适应性
一般
模块重量
操作性
不能叠放
可以叠放
可以叠放
烟温的适应性
290-420℃
290-420℃
290-420℃
催化剂的选择要素:
1、烟气中飞灰的含量;
2、烟气中飞灰颗粒尺寸;
3、反应器布置空间SCR烟气阻力要求。
蜂窝式催华剂节距与对应的适用环境
常用催化剂规格(孔)
适用条件
水泥窑炉
燃煤机组-高含尘烟气
燃煤机组-中低含尘烟气
燃油、燃气机组小型工业窑炉
10×10
       
12×12
       
15×15
       
16×16
       
18×18
       
19×19
       
20×20
       
21×21
       
22×22
       
25×25
       
30×30
       
40×40
       
45×45
       
50×50
       
五、河南中材环保有限公司工程业绩
设计、制造国内第一台水泥窑SCR脱硝反应器
脱硝项目业绩
序号
使用地/签约公司
产品
应用场合
年份
1
金隅水泥琉璃河
水泥中低温脱硝
2500t/d
2015
2
芜湖信义玻璃
高温除尘+脱硝
2*500t/d
2015
3
芜湖信义玻璃
高温除尘+脱硝
700t/d
2015
4
芜湖信义玻璃
高温除尘+脱硝
900t/d
2015
5
滕州宏泰化工
玻璃窑脱硫+脱硝
2*160t/d
2018
高温电除尘业绩
6
巴西玻璃窑炉
高温电除尘
 
2012
7
赞比亚铜冶炼
高温电除尘
 
2012
8
海德堡印尼水泥项目
高温电除尘
10000t/d
2013
9
缅甸5000tpd水泥项目
高温电除尘
 
2014
10
澳大利亚高温电除尘
高温电除尘
 
2015
11
海德堡刚果金项目
高温电除尘
 
2015
12
美国德威项目
高温电除尘
 
2016
13
卢森堡杜德朗项目
高温电除尘
 
2016
14
德国沃尔芬
高温电除尘
 
2017
15
美国日内瓦项目
高温电除尘
 
2017

 

  • 上一条:
  • 下一条:
来源: 水泥技术
中国散装水泥网版权与免责声明:

①欢迎转载,但必须保留本网注明的稿件来源,禁止擅自篡改稿件来源。

②本网转载并注明其他来源的稿件,是本着为读者传递更多信息之目的,并不意味赞同其观点或证实其内容的真实性。

③ 如本网转载稿涉及版权等问题,请作者一周内来电或来函联系。

相关新闻
内容:
验证码:
 
【已有0位网友发表了看法】 【查看所有评论】
全国统一客服热线:4008-838-178 道豪科技 E_mail: ceo@cbc.net.cn
Copyright © 2002-2010 dowell Corporation, All Rights Reserved 京ICP备05051871号