摘要：近年来，我国的工业化进程有了很大进展，对水泥窑烟气的应用也越来越广泛。通过SCR脱硝性能参数、污染物排放情况、能耗等参数的检测，可以全面了解系统的整体运行状况，从而对脱硝装置整体性能做出客观、准确、全面的评价，为脱硝系统的运行提供有效指导。本文首先分析水泥窑尾烟气特点，其次探讨水泥窑脱硝工艺技术，以供参考。
关键词：水泥窑；烟气；脱硝工艺；SCR
引言
随着我国经济的飞速发展，能源消耗急剧增加，水泥行业是大气污染物的主要排放源之一。在目前环境质量逐步改善的情况下，水泥行业排放标准也愈加严格，多种污染物的排放限值显著提高。近期水泥行业提出了超低排放要求，各地进一步控制排放总量，因此，水泥行业必须要有针对性地进行烟气脱硫治理。
1水泥窑尾烟气特点
水泥窑尾预热器出来的烟气具有以下特点：（1）NOx含量高，为300~1000mg/Nm3。（2）湿度大，水含量8%~16%；水蒸气露点一般为45~55℃。（3）粉尘含量高，烟尘浓度达30~120g/Nm3，并含有碱土金属氧化物等腐蚀性成分。（4）粉尘粒径小（＜10μm的颗粒物约占75%~90%）、比电阻高，除尘难度大。以上可以看出，水泥窑尾预热器出来的烟气成分较为复杂，与传统燃煤电厂烟气治理工艺技术相差较大，需要寻合适的脱硝工艺技术路线。
2水泥窑脱硝工艺技术
2.1催化剂活性与烟气温度的关系
SCR催化剂活性的高低与入口烟气温度的高低有着直接的关系，入口烟气温度低会使催化剂活性与反应速率降低，使脱硝效率下降，导致喷氨量增大，尾部烟道中的氨浓度将升高，氨逃逸增大。随着温度的逐渐升高催化剂活性越高，一旦温度升高到400℃时催化剂活性开始下降，所以脱硝系统在运行期间烟气温度的取值是非常重要的。
浆液起泡属突发现象，由其引起的“虚假液位”现象通常使得脱硫运行人员发现问题时就已出现浆液溢流，此时亟需消除已产生的泡沫。目前最直接的控制手段是在吸收塔地坑内加入适量的脱硫专用消泡剂，后续可随着泡沫层的减少逐渐减小消泡剂的投入剂量。但是该方法仅适用于紧急状况下降低泡沫层，不能从根本上解决浆液起泡问题。
2.3调整水泥窑生产工艺的脱硫
（1）合理搭配资源。尽可能选用低硫的生产原料和辅料，另外由于受地质原因影响，石灰石矿的各开采点及不同深度的矿石中含硫量也可能不同，建议项目方提前做好矿山开采勘探。另外，调整原料中各组分的配比，保证生料的易烧性也是保证窑炉正常生产的一个重要因素，好的工况脱硫效果会更好。（2）精细化操控。充分研究水泥窑SO2的产生机制，并合理控制各生产环节工况，包含烟气各组分及温、湿度等参数，在保证正常生产的情况下，调整各工艺口进风量与进料量等，满足脱硫最佳工况，最大限度地发挥自身脱硫效果。
2.4熔铝炉氧化-吸收脱硝技术
氧化-吸收技术是湿法脱硝技术的一种，是利用氧化剂将NOx首先氧化成易溶于水的NO2，再对NO2进行吸收实现NOx净化的技术。在实际应用中，氧化剂的性能将直接决定NOx的脱硝效率。氧化剂种类有很多，液相氧化剂有HNO3、H2O2隐私保护通话、NaClO、NaClO2等，气相氧化剂有O3地暖集分水器、Cl2、ClO2等。目前O3氧化-吸收是一种常见的氧化-吸收脱硝技术。O3脱硝的原理是先利用O压模3的强氧化性将烟气中的NO氧化成NOx，再利用湿法吸收装置将溶于水的高价态化合物一并脱除。O3氧化联合碱液吸收工艺是目前O3应用于脱硝技术的主要方法，该方法不仅具有脱硫脱硝的效果，而且具有工艺流程简单、脱除效率高等优点，是湿法脱硝领域的研究热点之一。
（1）低氮燃烧技术特点。低氮燃烧技术的主要特点是推力大，煤和空气混合好，燃烧速率快。它与传统的燃烧器相比，过剩空气系数需要量小，火焰温度也较低，因此生成的氮氧化物。采用低氮燃烧器，优点为：①主要构成设备包含低氮喷煤管，设备简单，投资成本低；②运行费用不高，且操作简单。但缺点同样明显：①低氮燃烧器整体脱硝效率低，一般为10%~15%，但在不影响正常生产情况下，脱硝效率一般为5%~10%；②如果片面追
求脱硝效率，会导致火焰温度过低，从而减弱窑热力强度，最终使得水泥窑减产或者熟料中游离的氧化钙含量的增高从而影响熟料的强度和稳定性。（2）分级燃烧特点。主要包括燃料分级燃烧和空气分级燃烧两种，这两种燃烧方式的原理相同：第一步将燃料燃烧处于还原气氛中，形成富燃料区，减少或抑制NOx的生产；第二步是未完成燃烧的燃料与三次风过量空气汇合，在富氧区完全燃烧。燃料分级燃烧脱硝效率正常在10%～25%，空气分级燃烧脱硝率正常在15%~20%。燃料分级燃烧和空气分级燃烧对操作员经验要求都极高，前者要掌握好分煤的比例，否则窑尾及分解炉出现结皮等现象；后者分解炉和分料的比例要掌握好，否则容易出现塌料等现象。
2.6氨逃逸浓度
SCR反应器出口NH3逃逸率是衡量脱硝系统性能的重要指标之一。喷氨量的大小直接影响脱硝效率以及氨逃逸浓度的大小，既要保证有足够的氨气和NOx反应保证排放浓度，又要避免因反应不充分使烟气中氨气过量逃逸。若氨逃逸过量不仅会增加对下游设备的腐蚀，影响催化剂的使用寿命，使其寿命缩短，而且还会污染烟尘，以及增加氨逃逸浓度。
2.7石膏含水率的控制
在水泥窑湿法脱硫技术运行过程中，由于脱硫塔内浆液中CaSO窑链3·1/2H2O不能充分氧化，其颗粒小、粘度大、难以脱水，造成真空脱水机脱水困难，因此充足的氧化风量和有效的氧化过程是保证脱水的关键。采用更加优化的管网式氧化系统，能够使氧化空气均匀的与浆液接触，氧化更彻底。另外，浆液中Cl-和杂质对石膏脱水性能有很大影响。一方面由于Cl-较碳酸根离子强，容易与钙离子相结合，会抑制碳酸钙在浆液中分解为离子，进而减慢SO2的溶解，生成亚硫酸氢根，不利于石膏晶体的形成；另一方面，脱硫剂中的杂质会包裹在石膏晶体之间，使石膏脱水变得困难。实际上，吸收塔内石膏浆液杂质含量的高低，可从脱水机滤布上的石膏滤饼颜间接了解，杂质含量高时，滤饼表面被一层深褐物质覆盖，而且这层物质细腻粘稠，这是因为浆液中杂质质量较轻，当石膏浆液流入脱水机滤布上时，轻的杂质漂浮在滤饼表面，这部分杂质颗粒较石膏颗粒细且粘性强，不易脱水，此时就需要外排部分浆液到生产线设备中消化，以保持浆液中Cl-和杂质的平衡。
结语
综上所述，水泥窑窑尾脱硝系统进行性能验收试验，可以全面了解脱硝装置的运行情况，包括性能参数、污染物排放情况、能耗等，从而对脱硝装置整体性能做出客观、准确、全
面的评价，为脱硝系统的运行提供有效指导。同时，对于没有达到设计指标的参数，可以通过试验出原因，进而提出合理的解决措施。水泥窑脱硝系统与电力行业是有一定的区别的，其少了氨区、稀释风机、热解槽、以及喷氨格栅。所以在开展脱硝性能验收时，可根据技术协议中的考核指标和业主自身需要，自行选择应做项目指标。
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