2021.N〇.2C£M£tiT-61 -
SNCR-SCR混合法烟气脱硝技术在水泥行业中的应用 倪旭光，王涛，蒋宝庆
(两安两矿环保科技有限公司，陝两两安710075)
摘要：某水泥厂对5 000 t/d水泥生产线进行脱硝超低排放改造，在原有SNCR脱硝的基絀上，采用混合SNCR-SCR烟 气脱硝技术，在预热器C，出口新建高温电除尘器和SCR脱硝系统，氨逃逸控制在2.28 mg/Nm3以下，实现了 N O、.排放浓度不大于50 nig/Nn?的超低排放要求 关键词：SNCR-SCR;NO、排放；超低排放；氨逃逸；水泥厂
中图分类号：TQ172.9 文献标识码：B文章编号：1002-9877(2021)02-0061-03 D〇l: 10.13739/jki丨丨-1899/tq.2021.02.021
〇引言
近年来，随着国家环保标准对水泥行业污染物排放要求越来越严格，部分省市也配套，十，台 了对氮氧
化物排放新的地方标准，如河北省出台D B丨3/2167—2020《水泥T业大气污染物超低排放 标准》、河南省出台DB4丨/1953—2020《水泥T.业 大气污染物排放标准》及安徽省出台D B34/3 5 76— 2020《水泥工业大气污染物排放标准》.:，标准要求，水泥窑及窑尾余热利用系统颗粒物、氮氧化物的排 放限值分別是10 m g/Nrrr\ 100 m g/N n r'鼓励水泥企 业采用源头控制和SNCR+SCR组合脱硝，要求水泥 窑废气和烘干废气颗粒物、氮氧化物排放浓度分別 小高于 10 rng/N m’，100 m g/Nrrr’
B前生态环境部在《关于加强重污染天气应对夯实应急减排措施的指导意见》（环办大气函[2 019]648号）基础上修订完成《重污染天气重点行业应急减排指南(2020年修订版)》（环办大气函[2019]340号)，扩大绩效分级行业范围，完善相 关指标和减排措施，开展重点行业绩效分级其中A级企业的窑尾烟气粉尘、SO:、NO v排放浓度分別 不高于 10 mg/Nm3、35 mg/Nm3、50 mg/Nrtv'，氨逃逸 彡5 mg/Nrrr\可不受减排措施停产限制
1SNCR-SCR混合法烟气脱硝技术
SNCR-SCR混合烟气脱硝技术，不是简单地将 SNCR与SC R T.艺结合，它充分发挥了SN CR对NOt 浓度较高的脱除优势和投资低的优点，同时利用SCR 脱硝效率高和氨逃逸率小的特点，在大幅提升脱硝 效率的情况下，降低脱硝运行成本并减少氨逃逸 1.1SN CR和S C R烟气脱硝原理
SNCR(选择性非催化还原法)是把含有N H，的还 原剂(如氨水、尿素）喷入炉膛温度在(800〜950丈）这 一温度范围区域，在没有催化剂条件下，还原剂与烟 气中的NOv反应，生成N：和H:0 SCR(选择性催化还原法）是指在催化剂的作用下，利用还原剂(如NH;)有选择性地与烟气中NOA.反应并生成N：和H20，反应丨X：域温度一般为280-350 X：
盲源分离
1.2 S N C R-S C R烟气脱硝原理
SN C R和SCR都是将氨水或尿素溶液等还原剂喷入烟气中，在一定温度的情况下，和烟气中的氮氧 化物发生还原反应，生成氮气和水，其丨X：別在于由于 催化剂的存在.SCR脱硝反应温度窗口下移，脱硝反 应加速。
混合S N C R-S C R丨：艺具有两个反应K，其前端 是SN CR反应区，是利m布置在窑炉墙壁的喷射系统，将还原剂(如NH3)喷入高温烟气(800〜950丈）中，在高温下还原剂与烟气中的NO,.发生非催化还原反 应，脱除一部分NOt，此反应区为第一个反应区；未 反应完的氨及SCR喷氨一起经混合均布进人第二个 反应区——SC R反应器，在催化剂的作用下进行选择性还原反应，进行二次NOA.脱除在SN CR-SCR 联合脱硝1：艺中，烟气依次经过了 SN CR脱硝环节和 SC R脱硝环节3
1-3局温电除尘器
水泥窑烟气S C R脱硝一般布置在预热器C，出口的280〜350 t的中高温烟气区间由于预热器<：，出口粉尘浓度大(一般在80〜100 g/m3)，粉尘属性为高碱高钙性质(其成分为CaO、K20、Na20等，其中
基金项目：陕西省重点研发if•划“水泥窑烟1中低温SCR催化脱硝技术勺示范"（2019ZDLSF05-05-02)
ceA tetij2021.N0.2
CaO可达40%以上)，粉尘容易发生粘连，在烟气进 人SCR脱硝反应器时，如不对粉尘进行预除尘，粉尘 中的CaS04及CaO(可与烟气中的S03/S02反应生成 CaS04)会堵塞催化剂微孔，影响反应气向活性位点 扩散。催化剂在含高钙飞灰的烟气中长期运行会增 加催化剂的磨损烟气中的水分会对碱(土)金属中毒产生协同作用，导致催化剂活性位快速丧失，将严 重影响脱硝效率W此，水泥窑脱硝需要预先除尘。同时必须选择耐磨、抗堵、抗碱中毒的催化剂进行脱 硝：表1为河南某水泥厂电除尘器下灰管粉尘化学 分析。
表1电除尘器下灰管粉尘化学分析 ％SiO：ai:o3Fe:0,CaO M gO so3LOI I
12.68 3.74 1.6741.41 1.36 2.8631.4094.63
目前成熟的除尘工艺有旋风除尘、布袋除尘、电 除尘，由于预热器C，出口烟气温度过高，普通的布袋 除尘不太适合。而电除尘器具有阻力小、收尘效率 高、运行维护简单等优点，同时当电除尘器停
止工作 时可作为自然沉降室，其自然收尘效率可达到50% 左右，长期以来一直是水泥行业的主要除尘设备之 *〇
所谓高温电除尘器是适用烟气温度在250〜400 T；之间的电除尘器高温电除尘器相对比其他除尘方式，具有低阻高效的特点，可有效地降低 系统能耗，降低脱硝反应器人口粉尘浓度，降低催化 剂堵塞风险，降低冲刷，提高催化剂使用寿命，减少 催化剂选型体积量，降低投资费用，降低运行费用，使整个脱硝系统长期稳定运行。且其体积仅为同等 除尘效率电除尘装置体积的一半，解决了水泥窑尾 空间过于紧凑的问题。
高温电除尘器在高温烟气进人S C R脱硝系统前 对废气进行预除尘，它的运行丁况及效率要求与窑 头窑尾除尘器有很大不同，烟气温度过高、粉尘颗粒 细、比电阻高，还不能増湿调质，故与其他的电除尘 器相比在设计上有着独特的技术要求[1]。
1.4系统工艺特点
SNCR-SCR混合法脱硝T艺可利用水泥窑原有 SN C R系统，大幅度降低了SCR装置人口NO/浓度，从而减少了所需的催化剂数量和SC R反应器容积, 提高了催化剂使用寿命，解决了SN CR氨逃逸的问 题，降低了水泥窑烟气超低排放改造成本。
SNCR-SCR混合烟气脱硝技术与单独的使用SN CR和SC R实现超低排放具有以下优点：（1)工程 造价低；（2)脱硝效率高；（3)催化剂用量少；（4)反应塔体积小，空间适用性强；（5)降低腐蚀危害；（6)有 利于实现达标排放目标等121。
2工程应用
2.1工程概况
某水泥厂5 000 t/d水泥熟料生产线，当地环保政 策要求烟气中氮氧化物排放浓度不大于50 mg/Nm' 本文现以5 000 t/d水泥熟料生产线为例，介绍SNCR- SCR混合法烟气脱硝超低排放改造T程案例：该项目在利用原有SNCR脱硝系统的前提下，新 建钢结构支架及SCR反应器、喷氨系统等配套设施，用于降低窑尾废气氮氧化物排放浓度。按照单窑单 套脱硝系统的布置方式，实现SNCR-SCR烟气联合 脱硝SC R系统主要包括高温电除尘和SCR脱硝塔 及配套设施，烟气由C，出口引出，经高温电除尘后，使烟气含尘浓度由100 g/ni'降低至40 g/m3左右，进 入脱硝反应器，脱除N O t后的烟气进人原工艺系统 中，其催化剂选用TiO：为载体的V:05和WO，由于 SN CR中的未反应的氨无法满足后续SCR所需的还 原剂用量，在高温电除尘器入口处装设氨水喷，喷 人一定量的还原剂，满足出口氮氧化物排放浓度低 于50 mg/Nnv1的要求，SCR烟气脱硝工艺流程见图1:
图1水泥窑炉SCR烟气脱硝工艺流程
2.2设计参数
高温电除尘器设计参数见表2。脱硝塔设计参 数见表3:
表2高温电除尘器设计参数
型号
夏桑菊对新型冠状病毒有效吗处理烟
气f t
/(m3/h)
烟气温度
/X.
纳米硬盘烟气含尘
浓度
/
(g/m3)
排放浓度
/(g/nr')
压力损失
/Pa
鲁奇
BS2 000
1 000 000
295〜350
(瞬时400)
80〜100
满足脱硝
液压一体升降柱要求且
<40
彡300 2.3投运后设备运行效果
该水泥厂5 000 t/d水泥熟料生产线自SCR
脱硝
2021.N 〇.2倪旭光，等：SNCR -SCR 混合法烟气脱硝技术在水泥行业中的应用
翮型汀散分馉觼筛帽
节能.椹产._齷
调漆设备供应产品：新型打散分级机筛板(实用新型专利：_种细粉筛分板，专利号：ZL 2012 2 0043909.1，仿制必究！ >;
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HI
普留關園
L U O M IB H A IW A N G
图2
S C R 脱硝系统进、出口N O ，浓度与S C R 喷氨量变化
3结束语
水泥生产线应用SNCR -SCR 烟气联合脱硝技术
[1] 陈丨j 莉.“高温电除尘器+SCR 脱硝”一体化技术之除尘器的设
计与安装[J ].新世纪水泥导报，2020, 26(2): 63-65.
[2] 李晓芸，蔡小峰.混合SNCR-SCR 烟气脱硝I .艺及其应用[j ].华 电技术，2008(3): 22-25.[3] 周国民，赵海军，龚家猷，等.SNCR/SCR 联合脱硝技术在410 t/h 锅炉上的应用[J ].热力发电，2011,40(3): 58-61.
(编辑王新频)
表3脱硝塔设计参数
处理风量 /(m 3/h )烟气温度
rc 烟气中 氧含童/%烟气含尘 浓度/(g /Nm 1)人口
NO 、浓度 /(mg /Nm 3)出口 NO /浓度 /(mg /Nm 3)压力损失 /Pa 脱硝效率/%
氨逃逸/(mg /Nm 3)催化剂布置 层数/层催化剂
形式1 000 000
295〜350
(瞬时400)
2〜3
彡30
-
400
<50
彡600
彡90
彡 2.28
4+1
蜂窝式
投运以来，运行期间喂料量基本维持在362 t /h , SCR 入口氮氧化物浓度为368.47 mg /Nm 3，出口 NO ,.为 24.57 mg /Nm 3，脱硝效率为93.33%。SCR 反应器平 均氨水小时耗量为193.47 kg /h ，系统阻力458.19 Pa , 氨逃逸为 2.21 mg /Nm _\ NH ,/NO ，摩尔比为 0.9495。
SNCR -SCR 烟气联合脱硝总氨水小时耗量为 392.32 kg /h , SCR 脱硝系统进、出口NO ，浓度与SCR 喷氨量变化见图2挡板砖
-
S C R U 水托丨il :/(k g /h |
丨 1N O ,im g /N m .i
脱硝效果明显，在入口 NO /浓度28(K 350 mg /Nm 3情 况下及保证氨逃逸浓度小于2.28 mg /Nm 3时，能够实 现NO 、.排放浓度长期稳定小于50 mg /Nm 3，脱硝效率 达到9 0 %以上，该项目自投运以来各设备均运行正 常，设备运行可靠性强，自动化高，完全满足超低排 放要求。
目前我公司采用SNCR -SCR 烟气混合脱硝技 术脱硝+高温预除尘超低排放技术分别在多条水
泥孰料生产线成功应用。目前!^0、.均稳定运行在 50 mg /Nm 3 以下。
上述脱硝超低排放改造丁.程的成功实施，将为 水泥行业脱硝改造T .程提供新改造思路，对水泥行 业环保的可持续发展，有重要的社会意义：参考文献：
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