國發【2011】26號文件即《國務院關于印發“十二五”節能減排綜合性工作方案的通知》明確指出:“十二五”期間,全國氮氧化物排放量比“十一五”削減10%。眾所周知,在生產水泥熟料的過程中,氮氧化物的排放量相當巨大,截止到2011年底,我國在役新型干法水泥生產能力為25.94億噸,生產線1513條;2012年全國新增水泥生產線98條,新增新型干法熟料產能1.315億噸,折合水泥產能2.087億噸,占總新型干法熟料產能的8.14%(數據來源于中國水泥協會、中國水泥網),是繼火電、機動車尾氣之后的第三大排放源,嚴重危害生態環境和人體健康。為此,水泥脫硝義不容辭,刻不容緩。
目前,水泥窯爐SNCR技術原理都是一樣的,只是還原劑選用不同,分別為液氨、氨水和尿素。液氨屬于重大危險源,安全方面需要考慮的問題非常多,一般水泥企業不會采用;尿素相對容易儲存,但尿素本身不能參加脫硝反應,只能將尿素熱解或者電解成氨才能起作用,轉化需要消耗大量的能量,初始投資成本相對比較高,運行成本也隨之增加;氨水不屬于重大危險源,采購、運輸和儲存相對比較方便,所以絕大多數企業選擇使用氨水作為還原劑,濃度一般為20%。
1、SNCR技術脫硝原理
在800~1100℃范圍內,采用氨水作為還原劑,在分解爐內或一定位置還原劑與NOx進行反應,將NOx轉化成無污染的N2和H2O,SNCR技術不需要催化劑。
還原NOX的主要反應為:
8NH3+6NO+3O2→7N2↑+12H2O
當溫度高于1100℃時,NH3則會被氧化為NO,即:4NH3+5O2→4NO↑+6 H2O該反應會增加氨水的耗量,提高運行成本,在設計時要充分考慮并于避免。
2、SNCR技術脫硝工藝流程
很多企業都在使用該工藝路線圖,但很少有企業真正清楚該工藝路線!真正了解爐內流場的分布!真正懂得各種物料的配比!而且好多企業為拿到項目不斷的降低配置,致使系統運行不穩定,效率無法保證。