氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)苛，看天山水泥如何應(yīng)對

    根據(jù)環(huán)保部門的相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，水泥企業(yè)是繼火電廠、機動車之后中國第三大氮氧化物排放源，其排放量約占全國總量的10~12%。 

    水泥行業(yè)目前仍在施行GB 4915-2013大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，氮氧化物污染物排放指標(biāo)為400 mg/m3，要點區(qū)域執(zhí)行320mg/m3標(biāo)準(zhǔn)。不過，自2017年以來，多省市連續(xù)出臺水泥工業(yè)大氣污染物特別排放值實施計劃，要求1-2年內(nèi)水泥行業(yè)全部完成超低排放改造，氮氧化物排放濃度不高于100mg/m3。

    溧水天山水泥有限公司切切實實地感受到了來自環(huán)保方面的壓力。根據(jù)江蘇省環(huán)保廳《關(guān)于開展全省非電行業(yè)氮氧化物深度減排的通知》(蘇環(huán)辦【2017】128號）要求：2019年6月1日前，全省水泥行業(yè)實現(xiàn)水泥窯煙氣氮氧化物排放濃度不高于100毫克/立方米。同時，天山水泥所在市區(qū)兩級環(huán)保部門的項目推進(jìn)調(diào)度，也是企業(yè)須完成的任務(wù)。

    溧水天山水泥的氮氧化物排放濃度已經(jīng)可以控制在280毫克/立方米以下，不過氨水消耗量在0.7-1.2噸/每小時之間，總體脫硝成本較高。如要滿足江蘇省關(guān)于氮氧化物排放的新標(biāo)準(zhǔn)，單純提高氨水用量的方案已不可行。

    為此，溧水天山公司組織技術(shù)人員，分多次到山東及河南等地進(jìn)行參觀學(xué)習(xí)。經(jīng)過考察，終形成了無氨蒸汽脫硝窯尾燒成系統(tǒng)技術(shù)改造方案。經(jīng)過對比和洽談，終確定由山東卓昶節(jié)能科技有限公司負(fù)責(zé)實施此次改造項目的設(shè)計與施工。檢索山東卓昶實施蒸汽脫硝改造的成功案例，葉城天山水泥有限公司赫然在列，該公司技改后，在不噴氨水的情況下，氮氧化物的排放濃度可控制到380mg/m3以下。這樣的成績讓溧水天山的技術(shù)人員心中有了底。 

    山東卓昶節(jié)能科技有限公司總經(jīng)理朱乾為我們介紹了此次脫硝改造的技術(shù)原理：通過在窯尾燒成系統(tǒng)采用分解爐高強還原燃燒控制技術(shù)，同時在窯頭窯尾對用煤量進(jìn)行優(yōu)化控制，可使煤粉在分解爐內(nèi)全部分解，形成大量的CO、CHi、H2、HCN和固定碳等還原劑，從而將窯內(nèi)產(chǎn)生的熱力型NOx還原成N2，進(jìn)而大幅度減少窯尾煙氣的NOx含量，從而達(dá)到脫硝的目的。

    山東卓昶的技術(shù)專家和溧水天山的技術(shù)人員經(jīng)過反復(fù)討論，確定了具體的改造方案。其中包括安裝窯尾燃燒器系統(tǒng)、三次風(fēng)管位置改造、C4下料管改造和氨水噴射系統(tǒng)改造等幾個方面。

 1、窯尾系統(tǒng)改造

 （1）窯尾送煤風(fēng)機

    窯尾送煤風(fēng)機不變，加裝變頻器，采用變頻調(diào)節(jié)減少入分解爐冷風(fēng)量。一方面可以節(jié)約熟料煤耗，同時冷風(fēng)量的減少使氧氣的帶入量降低，有利于還原區(qū)的創(chuàng)建。

 （2）窯尾送煤管道

    更換窯尾送煤管道，窯尾送煤主路管道改為外徑ф245（內(nèi)徑ф229），一分二路送煤管道改為ф180（內(nèi)徑ф164）二分四路送煤管道改為ф146（內(nèi)徑ф130）。此項改造針對實際尾煤送煤量，經(jīng)嚴(yán)格計算確定送煤管道的規(guī)格，以期獲得較佳的氣固比，并對送煤管道路徑進(jìn)行優(yōu)化，穩(wěn)定送煤氣流，保證送煤量的均勻穩(wěn)定，有利于分解爐溫度環(huán)境的穩(wěn)定，可獲得均勻穩(wěn) 定的 NOx還原區(qū)。

 （3）更改脫硝專用新型旋流擴散型分解爐燃燒器，保證煤粉噴射的旋流擴散效果，使煤粉迅速擴散，均勻混合。

 （4）窯尾分解爐燃燒器安裝

    將四個窯尾分解爐燃燒器安裝在分解爐錐體底部天圓地方上部適當(dāng)位置，此位置將依據(jù)分解爐規(guī)格型號、煙室縮口尺寸及煤粉特點經(jīng)計算確定。煤粉經(jīng)分煤器、輸煤管道進(jìn)入改造后的四支燃燒器，噴入分解爐錐部，每支燃燒器輸送管道設(shè)有手動調(diào)節(jié)閥。

 （5）窯尾燃燒器技術(shù)改造

    降低窯尾過?？諝庋鹾?#44;為窯尾還原區(qū)建立提供條件，同時因冷空氣減少入爐，可節(jié)約煤粉（改造后觀測數(shù)據(jù)為62g/m3/min）。同時尾煤輸送管道的每個單管上加裝插板閥或球閥，便于供煤量的調(diào)整。窯尾燃燒器噴入分解爐錐部的煤粉經(jīng)不完全燃燒提供了還原介質(zhì)，由此在煙室與三次風(fēng)管之間建立起還原區(qū)。

2、C4下料管技改造

     將C4下料管下部入口調(diào)整至天圓地方上部，下料管入口設(shè)置撒料箱（含撒料板）。此位置主要依據(jù)公司分解爐規(guī)格型號、煤粉的燃燒特點（起燃時間等）確定，保證在煤粉起燃后與生料混合。下部位置的調(diào)整主要是將相對低溫物料下移，吸收還原區(qū)高溫，凝聚窯氣中析出的堿硫等有害成分，防止結(jié)皮的發(fā)生。 

     C4上部位置的調(diào)整一方面可有效利用三次風(fēng)的帶料能力，另一方面通過C4入口位置的調(diào)整為物料在分解爐中提供穩(wěn) 定的分解反應(yīng)環(huán)境。

3、三次風(fēng)管改造

    將原三次風(fēng)管閘板閥與分解爐之間的管路拆除，將原三次風(fēng)進(jìn)口處封閉，原膨脹節(jié)與原閘板閥備用。在分解爐錐體上方柱體處向上新開挖兩個新三次風(fēng)通道，重新制作三次風(fēng)管，連接分解爐上新開通道和閘板閥上的膨脹節(jié)，形成新的三次風(fēng)通道。相應(yīng)提高新加三次風(fēng)管角度。確保窯氣在還原區(qū)存在0.5s以上。 

   山東卓昶的技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，此項改造因現(xiàn)場施工工作面較小，現(xiàn)場結(jié)構(gòu)衡量妨礙施工，且需優(yōu)化原三次風(fēng)管的進(jìn)風(fēng)方式及尺寸，防止存在急彎而產(chǎn)生積料，因此施工工作量、施工難度大大增加。

    此單項工程是整個項目實際施工中的要點分項工程，目的是為還原區(qū)的創(chuàng)建創(chuàng)造空間，因此容不得半點馬虎，須全力做好。經(jīng)過雙方技術(shù)人員的通力合作，不斷優(yōu)化調(diào)整方案，該單項工程的改造順利完成。

4、氨水噴射系統(tǒng)改造

   根據(jù)現(xiàn)場實際情況，對現(xiàn)有氨水噴射系統(tǒng)進(jìn)行改造，根據(jù)需要布設(shè)氨水管道，重新確定氨水噴設(shè)備安裝位置及角度，確保NOx與NH3的較佳反應(yīng)區(qū)域。此次改造安裝了脫硝專用節(jié)氨噴設(shè)備，確保新安裝的噴設(shè)備噴射的氨水覆蓋整個通風(fēng)截面，大限度的保證NH3與NOx的反應(yīng)效果。 

         整個技改項目于8月1日開始現(xiàn)場改造施工，8月14日完成改造。

   改造后系統(tǒng)運行平穩(wěn)。氮氧化物排放濃度280毫克/立方米時，氨水流量在0.1-0.2噸/每小時之間；氮氧化物排放濃度控制在100毫克/立方米以下，氨水流量在0.7噸/每小時左右。改造后的系統(tǒng)完全滿足江蘇省關(guān)于水泥企業(yè)氮氧化物排放標(biāo)準(zhǔn)的新限定。

改造前操作畫面（280毫克/立方米氨水流量1.1以上）

改造后操作畫面（280毫克/立方米氨水流量0.2以下）

改造后操作畫面（100毫克/立方米氨水流量0.7左右）