水泥熟料生产线SNCR烟气脱硝技术研究
摘要:近年来,我国水泥行业发展迅速,现已成为居火力发电、汽车尾气之后的第三大氮氧化物排放大户,对水泥生产过程中产生的大气污染物进行控制已成为国内媒燃烧污染控制领域重点要解决的课题,本课题阐述了SNCR技术的原理、特点、工艺等,并针对新型干法水泥生产线特点,结合国内水泥生产线的脱硝现状,将水泥熟料生产线烟气通过SNCR技术进行处理,以确保水泥窑烟气中的NOX排放总量符合节能减排要求;该技术的成功开发将对国内水泥行业的烟气脱硝处理起到一定的指导作用,应用前景十分可观。
关键词:水泥行业;氮氧化物;脱硝;SNCR
0 、引言
目前,我国水泥行业是继火力发电、汽车尾气之后的氮氧化物第三大排放源,NOX的排放量与欧、美等发达国家相比处于较高的水平,现已成为世界NOX排放大国。从2008年《大气污染防治法(修订草案)》将NOX作为重要治理领域后,我国对NOX控制日趋重视。按照国家的“十二五”规划要求,水泥行业的脱硝工作刻不容缓。而SNCR烟气脱硝技术,与其他烟气脱硝技术相比,具有“技术先进、工艺成熟、经济合理”等优点,可达到确保在较低运行成本的状态下,实现水泥熟料生产线NOX减排目标。
- 水泥熟料生产线脱硝现状
回转窑是新型干法水泥物料烧成的关键技术装备,是水泥行业 NOX 的主要来源[1]。燃烧过程产生的NOX中有90%以上是NO,另有还少量的N2O,后者是在低于900℃的低温燃烧时产生,而在一般正常的燃烧温度下,几乎全部生成NO,所以NOX的生成机理主要针对NO[2]。而水泥窑产生的NOX,影响较大。燃烧形成的NOX可分为3种类型,一是热力型NOX,二是燃料型NOX,三是快速型NOX。其中,快速型NOX因为生成量很少,经常可以忽略不计[3]。
(1)热力型NOX,是指煤燃烧时,在高温下,空气中的N2氧化反应生成的NOX,也称为温度型NOX。对热力型NOX的生成起决定性作用的影响因素是燃烧温度。燃烧温度越高,生成的NOX越多,同时排放的NOX也越多。当燃烧温度超过1350℃时,空气中的氮可氧化生成NOX,当燃烧温度继续上升达到一定值时,在生成的NOX中,热力型NOX可占到总量的20-30%。除了燃烧温度,对热力型NOX的生成有较大影响的因素有过量空气系数和烟气停留时间。
(2)燃料型NOX,指煤燃烧时燃科中的含氮物质经反应而生成的NOX。其生成量主要取决于空气燃料的混合比。煤燃烧产生的NOX中,燃料型NOX约占75%~90%。燃料型NOX的生成机理比较复杂,但是几乎所有的试验都表明,过量空气系数是影响燃料型NOX的生成的重要因素,过量空气系教越大,NOX的生成率就越高。
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