水泥窑SCR脱硝技术的应用与调试

随着GB4915—2013《水泥工业大气污染物排放标准》的实施，要求现有和新建水泥企业的NOx排放限值由原来的800mg/Nm3（NO2@10%O2，以下同）降到400mg/Nm3（重点地区NOx排放限值为320mg/Nm3），因此需要对现有和新建水泥熟料生产线项目配置烟气脱硝装置。

就目前来看，绝大多数水泥企业采用的是选择性非催化还原法（SNCR脱硝技术），SNCR的脱硝效率能达到60%，NOx排放可以满足现行的排放标准，然而随着国内环保形势的日益严峻，对污染物排放的要求越来越严格，有必要采用脱硝效率更高的选择性催化还原法（SCR脱硝技术）。下面就SNCR与SCR脱硝技术作简单比较，并对SCR脱硝技术在富阳南方水泥有限公司5000t/d水泥生产线中的应用和调试进行介绍，以供参考。

1SNCR与SCR脱硝技术比较

1）工艺原理

SNCR：采用氨水或尿素作为脱硝还原剂，将稀释好的氨水（一般质量浓度20%）或利用尿素经溶解稀释后配成尿素溶液（一般质量浓度5%~10%），通过雾化喷射系统直接喷入分解炉合适温度区域（850~1050℃），还原剂雾化后，其中的氨基成分与烟气中NOx进行选择性非催化还原反应，将NOx转化成无污染的N2和H2O，从而达到降低NOx排放的目的。

SCR：SCR脱硝技术是采用氨（NH3）作为还原剂，将原系统烟道合适区域的烟气引出至新建反应器，在反应器中设置催化剂，在远离反应器的上游烟道中设置还原剂喷射系统（喷枪），使氨与烟气充分均匀混合后进入反应器，氨在反应器中催化剂的作用下，在有氧气的条件下选择性地与烟气中NOx发生化学反应，生成N2和H2O。

2）脱硝效率

SNCR：由于SNCR脱硝需要满足反应温度的要求，温度太高或太低都会影响氨和NOx的反应，对喷氨控制的要求很高，脱硝效率一般为30%~60%。

SCR：脱硝效率一般可达到90%以上。

3）投资与运行成本

因为SNCR脱硝技术是利用原有设备（如分解炉）作为反应器，而SCR脱硝技术需要新建反应器，将原烟气引入反应器，脱硝后再送回原烟道，同时在烟道中新增反应器会导致系统压力损失增大，这就需要对原有风机系统等进行改造。此外，SCR脱硝技术需要用催化剂，系统较SNCR复杂，检修和维护也比较麻烦。因此在投资和运行成本方面SCR都比SNCR要高很多。

4）二次污染

SNCR与SCR脱硝的最终产物为氮气和水，然而由于工况、操作等原因会导致在脱硝后的烟气中含有一部分NH3，会对大气造成二次污染。实践证明SCR较SNCR对环境造成的二次污染要小。

2工艺方案

该工程SCR工艺方案采用的是中温中尘脱硝布置方案。方案流程图见图1。

该方案选用的是蜂窝式中温催化剂，在窑尾余热发电锅炉出口至窑尾高温风机入口前的烟道上取温度在220℃左右的烟气，烟气量约28715Nm3/h，在取风管道上设置高温电动通风蝶阀（4a-1）控制风量，在SCR反应器后设置高温风机（4i）取风，在SCR反应器前加旋风除尘器（4b），去除烟气中的大颗粒粉尘，经过处理后的烟气回余热发电锅炉出口至窑尾高温风机之间的烟道上。

在旋风除尘器前和C1~C2筒之间下料管道上分别设置还原剂喷射系统（喷枪），还原剂采用20%~25%氨水溶液（质量分数），在SCR反应器前设置CEMS监测仪表，通过检测得到进入SCR反应器前的NOx浓度、含氧量以及相应的烟气流量。在SCR反应器出口也设置CEMS监测仪表，通过检测得到出SCR反应器后的NOx浓度、含氧量以及氨的逃逸量。同时在SCR反应器进出口以及每层催化剂都设置压力和温度监测仪表。

同时，由于水泥窑的粉尘与电厂的酸性粉尘不同，其性质为碱性，黏性较大，使用传统的声波吹气器很难将灰吹扫干净，因此配备了压缩空气吹灰器进行吹灰。利用空压机和储气罐提供压缩空气，同时利用管道加热器将压缩空气加热至150℃左右，减少其对烟气温度的影响。

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