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绿色低碳发展优秀实践案例:水泥窑烟气中低温中尘SCR脱硝技术改造

发布时间:2025-02-19 来源:中国建材机械工业协会

2024年建材机械行业绿色低碳发展优秀实践案例共选出9项,详见《关于公布2024年建材机械行业绿色低碳发展优秀实践案例名单的通知(中建机协[2024]16号)为充分发挥案例示范效应,加快推进建材机械行业绿色低碳转型,本公众号将陆续展示优秀案例内容,欢迎持续关注。本期优秀案例精选水泥窑烟气中低温中尘SCR脱硝技术改造——中材国际智能科技有限公司


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企业概况

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中材国际智能科技有限公司(简称:中材智科),成立于2001年,是中国建材集团的控股子公司。公司提供包括科研开发、工程设计、咨询、总承包、装备成套、智能工厂建设、数字化转型咨询、技术改造和生产运维在内的综合服务。中材智科拥有质量、环境和职业健康安全管理体系认证,是国家高新技术企业。

公司具备日产2500吨至12000吨新型干法水泥生产技术的自主知识产权,以及多项前沿技术。中材智科以创新和先进的工程设计与建设理念,为国内外建材集团如拉法基、海德堡等提供高水平生产线建设服务,项目遍布东南亚、中东、东欧及中国28个省、市、自治区。


主要措施


《水泥工业大气污染物排放标准》规定,自2022年7月1日起,现有企业需执行氮氧化物排放限值100mg/Nm3,2024年1月1日起降至50mg/Nm3,氨逃逸限值8mg/Nm3。目前,多数水泥企业采用SNCR脱硝技术,但效率低,氨水消耗大,无法满足新标准。

中材智科技术团队经过调研某水泥厂,决定采用中低温中尘SCR脱硝技术方案解决该厂氮氧化物超低排放技改问题。中材智科自主研发了SCR技术包括反应器、清灰系统等,核心是反应器。

技术要点:

SCR反应器入口温度190~195℃,烟气成分复杂,SO2含量高,粉尘浓度高。催化剂和吹灰器选型及反应器流场关键。采用“一厂一配方”模式,进行催化剂性能试验,选用高活性催化剂。

脱硝反应器布置在窑尾余热锅炉后,烟气中粉尘减少50%,耙式和声波吹灰器协同工作,保证清灰效果,系统运行压差平稳。

通过DCS自动化控制,实现吹灰器自定义操作,实时监控催化剂层间压差,自动增强吹灰频率,减少中控操作工作量。

SCR脱硝系统运行前,压缩空气加热至催化剂使用温度,保证反应效率,运行中节约能耗。

设置反应器旁路风管,满足在线检修要求,异常工况下,管道增湿喷雾系统确保袋收尘系统正常使用温度。

新建SCR喷氨系统,精准SNCR耦合SCR智能化喷氨专家系统,降低氨水耗量,实时采集烟气成分,参与流程控制。

为应对现场布局紧凑,拆除增湿塔,利用框架新建反应器,节约建设场地。

为应对催化剂进口温度偏低,新接风管至反应器进口,调节阀开度与反应器本体温度联锁,自动控制,确保高效反应温度区间。

为达到超低排放要求,检查窑尾余热锅炉,封堵泄漏点,调整运行参数,提高SCR催化剂温度要求,确保SCR系统高催化效率。

为应对烟气中二氧化硫影响,预热器旋风筒新增喷氨点,减少氨水损耗,节省脱硝氨水用量。

主要创新点:

流场均布技术,通过仿真软件优化反应器内流场,提高脱硝效率,获得实用新型专利。

采用智能化耙式和声波吹灰技术,实现自动控制,提高操作灵活性和吹灰效果,获得实用新型专利。

采用预热器C1高温旁路风管技术方案,提高SCR系统运行可靠性。

采用中低温SCR耦合SNCR脱硝技术,通过专家系统自动调节喷氨量,节省氨水用量,获得实用新型专利。

采用SCR反应器兼顾管道增湿设计,结构紧凑。

技术特点:

反应器截面接近正方形,避免狭长型,解决“中风不足,边风过剩”问题。

采用栅格型导流板,多层交错组合,提高脱硝效率和流场均匀性。

催化剂设计考虑粉尘特性,防堵灰措施,确保不堵灰,催化剂量满足性能要求。

催化剂模块化设计,安装便捷,配有密封组件,防止积灰,密封装置寿命长。

采用高效吹灰系统,解决催化剂堵塞问题。

采用高效换热系统,降低系统能耗。

自动化程度高,通过DCS逻辑控制,实现自定义操作,提高设备运行可靠性。

新技术应用场景:

自主研发的水泥窑烟气中低温中尘SCR脱硝技术,适应性强,适合国内主流水泥生产线,无需另辟场地,适合场地狭窄生产线技术改造。


实施效果

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(一)实际应用效果

低温中尘SCR脱硝技术在江苏省某水泥厂5000t/d熟料生产线成功应用,系统稳定运行,氮氧化物排放≤35mg/Nm3,氨逃逸≤5mg/Nm3,满足环保标准。

项目投运后,水泥厂实现氮氧化物超低排放,具备应对更严格环保要求的能力,提高生产效率,节约脱硝氨水消耗,减少氨逃逸,带来客观的经济和环境效益。

经济效益和环境效益:

改造后氮氧化物浓度稳定在35mg/Nm3以下,氨耗降低51%,某生产线年节约氨水费用361万元,满足环保要求,带来良好环境效益。

社会效益:

某水泥厂窑尾烟气氮氧化物排放低于国家标准,成为市内超低排放企业,获得嘉奖,提升公众环保认知,改善生态环境,为其他企业提供了技术应用参考。

中低温中尘SCR脱硝技术显著降低氮氧化物排放,满足《重污染天气重点行业应急减排措施制定技术指南》要求,推动水泥产业升级,促进可持续发展。

本技术的推广情况:

中材智科专注于烟气脱硝技术及装备研发,拥有9项专利,自2023年起在多个规模熟料水泥生产线应用案例。

中材智科在中低温中尘SCR脱硝技术领域拥有多项自主研发技术,结合数字化、智能化,提高装备性能,节能减排,降低企业成本,获得用户好评。